손떨림 보정
1. 개요
손 떨림 같은 느린 진동 & 차의 떨림 같은 빠른 진동으로 인해 작업 결과물(이미지, 영상)이 번져 질이 낮아지거나 쓸 수 없게 되는 것을 억제하는 기능이다. 주로 사진이나 그림 작업에서 요구된다.
흔히 캐논 카메라의 Image Stabilization, 스마트폰의 OIS(Optical(광학식) Image Stabilization)라는 용어로 일상에서 접한다. '손떨림 방지' 소위 '손떨방'이라는 축약어로도 익숙하다. 다만 짚고 넘어가자면 흔들림'''방지'''가 아니고 흔들림'''보정'''이다. 방지(prevent)는 그 어떠한 경우에도 이미지 상에 떨림이 없어야 하며, 보정은 말 그대로 이미지 상에 나타나는 흔들림을 최소화하는 것이다.
2. 카메라의 주요 촬영 기능
소니 α7Ⅱ의 렌즈 2축/바디 5축 스테디샷 홍보 영상. 5개 축의 보정에 의한 효과를 각각 볼 수 있다.
카메라를 손으로 잡고 촬영할 때 생기는 흔들림을 보정하여 조금 더 나쁜 상황에서도 흔들림 없는 사진을 얻어내도록 하는 보조 기능이다. 기본적으로 흔들림의 반대 방향으로 센서나 렌즈의 상을 이동시켜 움직임을 상쇄시킨다. 따라서 안정된 이미지를 얻을 수 있으나, 피사체가 움직이고 있는 경우 피사체를 안정적으로 찍을 수는 없다. 따라서 노출을 조절하여 셔터 속도를 더 짧은 값으로 잡아야 한다.
2.1. 흔들림 보정의 방식들
광학식 흔들림 보정은 필름 시대부터 있어 왔다. 렌즈를 설계하면서 특정 광학군이 보정 광학군의 역할을 하도록 설계하여, 그 광학군을 이동시켜 흔들림을 보정하는 렌즈 구동식(Optical Image Stabilization)이 당시의 주류를 차지했다. 촬영에 사용되는 렌즈의 상을 직접 뷰파인더로 보는 SLR카메라의 특성상 렌즈 구동식 흔들림보정은 뷰파인더에서 흔들림 보정의 효과를 확인할 수 있어 특히 망원에서 구도를 안정적으로 잡을 수 있었고, VDSLR 초기 DSLR/미러리스의 동영상 촬영에서도 바디에 별다른 부담을 주지 않고 안정적인 영상을 얻을 수 있는 장점까지 있었다. 또한 렌즈마다 각 렌즈에 잘 맞는 흔들림 보정 기구를 넣을 수 있으므로 특히 망원 영역에서 바디의 센서시프트보다 더 높은 성능을 얻을 수 있다. 그러나 렌즈가 이 기능을 내장해야 하므로 크기나 설계의 자유도 면에서 손해를 보며, 렌즈 구동식 흔들림보정이 주력인 업체의 카메라에서 흔들림 보정이 없는 렌즈는 효과를 받지 못하게 된다. 2010년경까지는 빠른 조리개의 광각~준망원 단렌즈, 광각 줌렌즈 등에 흔들림 보정이 들어가지 않아서 기술적으로 한계가 있는 것이 아닌가 하는 추측이 있었으나, 그 이후로 여러 광각 줌렌즈와 단렌즈들에 흔들림 보정이 탑재되면서 이런 해석은 사라졌다.
렌즈뿐만 아니라 촬상면을 움직이는 방식으로 흔들림 보정을 구현할 수도 있다. 이 방식은 디지털 카메라가 출현하여 필름 대신 촬상소자를 이용하게 된 이후 생겨났기 때문에, 센서 시프트(Sensor Shift) 방식이라 불린다. 촬상면도 광학계의 일부분이므로, 이 방식도 광학식 흔들림 보정이다. 과거 필름 시절에 공돌이 집단 미놀타는 필름실 자체를 흔들어 보정하는 방식을 개발하려 했다는 카더라[1]가 있으며, 디지털 카메라는 센서 유닛의 크기가 필름실 전체보다 작으므로 촬상면을 움직이는 것이 보다 수월해졌다. 센서 시프트 방식은 해당 마운트의 모든 렌즈[2]에 흔들림보정 기능을 부여할 수 있으며, 센서를 움직여 다른 기능[3]을 구현할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 2축(일부 기종 4축) 보정이 한계[4]인 렌즈 구동식과는 달리 센서 시프트 방식은 roll 축까지 보정하여 5축을 보정할 수 있다. 그러나 DSLR의 광학구조에서는 센서 시프트의 효과를 미리 확인할 수 없고, 미러리스나 렌즈 일체형 카메라에서도 3축, 5축 센서 시프트 기구가 출현하기 전까지는 그 효과를 LCD/EVF상에서 미리 확인할 수 없었으며, 초점거리에 따라 흔들림 보정의 효과가 다르게[5] 나타나고, 일부 기종에서는 센서시프트 기구에서 발열이 있거나[6], 센서의 방열이 어려워지는 문제가 있다.
이전에는 센서 시프트 방식을 사용하는 카메라에 렌즈 구동식 흔들림보정을 가진 렌즈를 사용하면 둘이 충돌하므로 둘 중 하나를 꺼야 했다. 최근에는 렌즈와 바디의 흔들림 보정을 함께 사용할 수 있는 방식이 대두되고 있다. 렌즈 2축+바디 4~5축의 조합에서 렌즈의 yaw와 pitch 보정을 바디의 그것과 보강간섭시켜 보정 능력을 향상시키거나[7], yaw와 pitch는 렌즈에서 담당하고 나머지 3축을 바디에서 담당[8]하는 방식을 사용하며, 렌즈 구동식과 센서 시프트 방식의 장점을 모두 가져갈 수 있다.
위의 두 방법 이외에, 주로 저가형 디지털 카메라와 스마트폰 카메라 등에서 이용되는 디지털 방식이 있다. 이는 감도를 끌어올리고 셔터속도를 빠르게 하여 흔들림을 예방하는 것 또는, 화각 일부를 크롭해 센서의 외곽 부분을 마치 센서 쉬프트 보정 방식에서 센서가 움직이는 범위처럼 활용하는 꼼수가 존재하나, 두 방식 모두 광학식에 비하면 결과물이 영 좋지 않다.[9]
그렇다고 전자식 흔들림 보정기능이 나쁘다고 볼 수 없는데 대표적으로 고프로의 액션카메라들이 뛰어난 전자식 보정기능을 가지고 있다. 전자식이면서 크롭되지만 흔들림보정 기능이 굉장히 뛰어난데 아무리 미친 액션을 선보여도 짐벌이나 광학방식의 흔들림보다 훨씬 뛰어난 보정기능을 자랑한다. 아예 DJI Osmo Action은 고프로를 훨씬 더 능가하는 보정기능을 보여준다. 이 정도라면 굉장히 비싼장비를 써야 가능할정도의 보정기능이며 광학식 흔들림 보정기능가지곤 어림도 없는 부분이다.
2.2. 스마트폰 카메라에서의 OIS
2010년대 초중반부터 플래그쉽 스마트폰에 광학식 흔들림 보정 기능이 탑재되기 시작하였고 2017년 이후 대부분 OIS를 장착하고 있다. 일반적으로 손 떨림 같은 느린 진동 정도는 커버가 된다.
2020년, 애플의 보급형 기종인 iPhone SE(2세대)의 카메라에 OIS가 탑재되어 타사의 차기 중저가 라인업 에서도 일반적으로 탑재되는 계기가 될 것인지 기대가 높아지고 있으나 LG 매스프리미엄폰 이른바 '벨벳'의 경우 OIS를 제외하여 상당한 비판이 있었다. 삼성 갤럭시 A 시리즈는 2017년부터(A7/A5 2017) OIS를 탑재하지 않아 비판이 있었지만 2020년 현재 도입을 검토중이라고 한다. 그러나 2020년 출시한 A 시리즈에는 OIS가 탑재되지 않았다
비보 'X50 프로'는 ±3도의 전면 손 떨림을 방지할 수 있다. 전통적인 OIS가 약 ±0.7도의 보정만 한다. #
OIS가 탑재되지 않는 스마트폰에서 사진을 찍는다면 사진이 매우 잘 흔들린다. 그러나 사람마다 손떨림 정도의 차이가 있으므로 손떨림이 적은 사람은 촬영 결과물이 그럭저럭 볼만한 수준으로 나온다.
광학식 흔들림 보정을 탑재하지 않는 스마트폰 등에서는 소프트웨어 보정이 유용하게 쓰였고 기술적으로도 많이 개선되었다. EIS(Electronic Image Stabilization)라고 부른다. 그러나 2018년 이전의 삼성 A, J 시리즈에서는 EIS마저도 탑재되지 않았고 2018년 이후로 탑재되었으나 '''동영상에서만 사용 가능'''하다.
오히려, OIS만 탑재되어 있으면 차 또는 자전거의 흔들림 같은 빠른 진동에서 동영상 촬영하면, 도저히 볼 수 없는 수준으로 품질이 떨어진다.
그리고 스마트폰용 짐벌을 사용하는 경우 스마트폰의 OIS와 지속적으로 충돌이 발생하기도 한다.[10] 스마트폰자체에서 OIS기능을 끌수있다면 충돌을 방지할 수 있겠지만 OIS기능을 제어할 수 있는 기종은 거의 없다.
2.3. 흔들림 보정은 왜 5축까지인가?
[image]
3차원 공간에서 물체의 자유도는 총 6개 축으로, 회전 운동인 pitch, yaw, roll과 상하/좌우/전후 방향으로의 직선 운동인 x, y, z-shift가 그것이다. 흔들림 보정은 이들 가운데 총 5개 축을 보정할 수 있다. 렌즈 구동식 및 초기의 센서 시프트 기구들은 pitch와 yaw를 보정했다. 광축에 대한 회전 운동이 불가능한 렌즈 구동식과는 달리 센서 시프트 방식은 센서를 광축에 대해 회전시킬 수 있으므로, 이를 구현하여 pitch, yaw와 roll을 보정할 수 있는 3축 흔들림 보정 기구[11]가 등장하였다. 이에 x-shift와 y-shift에 대응하는 능력을 더하여 센서 시프트 방식의 5축 흔들림 보정 기구[12]가 출연하였다. 렌즈 구동식 중에서도 일부 렌즈는 pitch, yaw에 더해 x-shift, y-shift까지 총 4축을 보정[13]할 수 있다. z-shift는 광학계와 피사체와의 거리에 흔들림이 개입하는 것인데, 이는 실질적으로 흔들림보정이 아니라 자동초점으로 해결할 영역이 된다.
2.4. 흔들림 보정이 필요없는 경우
시네마 카메라 등 전문적인 영상 기기의 경우 오히려 흔들림 보정 기능이 없는 경우가 있다. 비싼 영상 악세사리들[14]을 이용하여 촬영하기 때문에 흔들림 보정기능이 필요가 없고, 또한 짐벌 등에 올려놓고 사용할 때에는 이상 현상을 일으키는 등 방해가 되기도 한다. 또 사용자가 원하는 흔들림을 구현할 필요도 있기 때문이다.
센서시프트 보정 기구들은 센서를 공중에 띄워 제어하는데, 강한 흔들림이 생길 때는 센서를 제 위치에 고정시킬 수 없어 문제가 된다. 설사 기능을 꺼도 여전히 영향을 준다. 따라서 흔들림 보정 기술을 사용하는 대신 전용 삼각대나 고가의 짐벌 등의 보조장비들로 카메라의 움직임을 제어한다.
간단한 테스트를 통해 알 수 있듯이 흔들림 보정기구가 꺼져있더라도 영향을 준다는 결과가 나온다. 오히려 손떨방이 있으니 영상이 더 튀어버리는 악영향을 불러오기도 한다.
2.5. 흔들림 보정 기술의 이름
렌즈교환식 제품군 기준으로 현존하는 흔들림 보정 기능의 명칭은 다음과 같다.
- 렌즈 구동식
캐논: Image Stabilizer (IS)
니콘: Vibration Reduction (VR)[15]
탐론: Vibration Compensation (VC)
시그마: Optical Stabilizer (OS)
삼성전자, 후지필름: Optical Image Stabilization (OIS)
소니: Optical SteadyShot (OSS)[16]
파나소닉: Mega/Power Optical Image Stabilization (Mega/Power O.I.S)
니콘: Vibration Reduction (VR)[15]
탐론: Vibration Compensation (VC)
시그마: Optical Stabilizer (OS)
삼성전자, 후지필름: Optical Image Stabilization (OIS)
소니: Optical SteadyShot (OSS)[16]
파나소닉: Mega/Power Optical Image Stabilization (Mega/Power O.I.S)
- 센서 쉬프트 방식
미놀타: Anti Shake (AS)[17][18]
소니: SuperSteadyShot (SSS)
올림푸스: Image Stabilization (IS)
펜탁스: Shake Reduction (SR)
파나소닉: Dual IS[19]
소니: SuperSteadyShot (SSS)
올림푸스: Image Stabilization (IS)
펜탁스: Shake Reduction (SR)
파나소닉: Dual IS[19]
3. 드로잉시 그래픽 소프트웨어의 기능
SAI, 망가 스튜디오를 비롯한 몇몇 드로잉 소프트웨어에 있는 기능으로, 타블렛을 이용한 드로잉 시 손의 흔들림으로 인해 삐뚤빼뚤해진 선을 보정하여 매끄럽게 해 주는 기능이다. 다만 이 보정을 너무 심하게 설정할 경우 반응속도가 느려지는데다 컴퓨터로 보정된 획일화된 선만 나오기 때문에 소위 손맛(…)이 느껴지는 선의 느낌을 낼 수 없어 일부 작가들은 사용하지 않기도 한다.
[1] 이게 헛말은 아니었는지 디지털 시대로 넘어와서는 '''CCD와 렌즈군을 포함한 광학계 전체'''를 흔들어서 보정하는 방식을 개발했다. [2] 센서 시프트를 지원하는 대부분의 렌즈교환식 카메라는 수동렌즈에 대해서도 초점거리 수동입력에 의한 보정기능의 최적화를 지원한다.[3] 센서를 진동시켜 먼지를 제거하는 제진기능, 수직수평 조절 등이 기본 기능이며, 펜탁스의 천체사진용 추적 기능, 픽셀 크기 단위로 센서를 이동시키며 여러 장을 찍고 합성하는 고화소 모드 기능 등이 구현 가능하다.[4] yaw, pitch, 그리고 일부 렌즈에서 x-shift, y-shift까지[5] 망원으로 갈수록 효과가 덜해지는 편이다.[6] 과거 소니 SLT의 바디 SSS의 발열 문제가 유명했다.[7] 올림푸스, 파나소닉[8] 소니[9] 주로 자이로센서를 사용해 셔터개방시간동안 센서위치가 어느정도 변했는지를 계산, 이동거리에 따라 blur 현상이 발생한 이미지의 픽셀들을 쉬프트!!!! 해서 보정한다.[10] DJI Osmo Mobile은 아이폰에 장착되었을 때 OIS가 작동하면 오히려 더 어색한 흔들림을 보여준다. 이건 DJI 측에서도 해결을 못한다는 것이 공식 입장.[11] 펜탁스 K-5 등[12] 올림푸스 E-M5 등[13] 캐논 EF 100mm F2.8L IS Macro 등[14] 삼각대, 짐벌, 기타등등[15] 디씨 등에서는 다른 별명으로 자주 부른다.[16] E마운트 제품군은 바디의 SSS를 포기한 대신 렌즈에 탑재한다.[17] 최초로 개발된 센서 쉬프트 방식 흔들림 보정기구이며 DSLR이 아닌 하이엔드 카메라 디미지 A1에 가장 먼저 적용되었다. 여담으로 미놀타가 센서 쉬프트 방식을 개발하게 된 이유는 디미지 7 시리즈에 탑재된 GT렌즈의 화질을 떨어뜨리지 않는 흔들림 보정기구를 만들고 싶었기 때문이라고 한다. 렌즈 내 흔들림 보정일 경우 크든 작든 화질의 저하는 피할 수 없기 때문이다.[18] 그러나 그 시초는 필름 카메라 시절부터 이어져오는데, 미놀타가 필름 카메라 시절 필름이 움직이는 필름 쉬프트를 개발하다가 필름이 원체 커서 포기했던 것을 디지털 쪽에서 다시 만든 것이다. 그래서 미놀타의 알파렌즈에는 흔들림 보정기능이 없다.[19] 렌즈에 들어가는 Mega/Power O.I.S의 2축 광학식 보정기술과 센서 쉬프트의 5축을 결합해서 동시에 쓰고 있다.