무중력 상태에서 스마트폰 화면회전은 작동할까?


 스마트폰에는 화면회전 기능이 있습니다. 해당 기능을 켠 상태에서 스마트폰을 회전시키면 회전한 방향에 따라 스마트폰 화면이 자동으로 회전하는 기능입니다. 근데 스마트폰은 사용자가 화면을 회전한 것을 어떻게 알고, 화면을 적절히 회전할 수 있는 걸까요?



 겉으로 보는 스마트폰은 특별한 것이 없어보여도 내부에는 매우 다양한 센서가 설치되어 있습니다. 스마트폰에 설치된 센서들을 나열해보면 가속도 센서, 자이로 센서, 근접 센서, 지자기 센서, 기압 센서 등 매우 다양합니다.



 이중 화면회전과 관련한 센서는 가속도 센서입니다. 가속도 센서는 x축과 y, z축의 각 방향으로 정보를 처리해서 화면의 회전 여부를 판단합니다. 판단은 안드로이드 운영 체제를 기준으로 화면 회전의 변화량이 50도 이상 충분히 반응이 있었을 때입니다. (*판단 기준은 스마트폰 또는 앱마다 상이할 수 있습니다.)



 그렇다면 각 축의 정보를 어떻게 처리하고 있을까요? 이해를 돕기 위해 실제 스마트폰 가속도 센서의 값을 스마트폰의 움직임 상태에 따라서 실시간 그래프로 변환해주는 앱을 활용해서 설명해보겠습니다.



 스마트폰을 평평한 바닥에 놓았을 때 중력 가속도는 -z축의 방향으로 9.8m/s^2이 작용하므로 센서 값은 위와 같이 측정됩니다. 그리고 스마트폰을 똑바로 세우면 중력 가속도는 -y축의 방향으로 9.8m/s^2이 작용하므로 센서 값은 위와 같이 측정됩니다.



 만약 스마트폰을 위와 같이 기울이게 되면 각 축에 걸리는 중력 가속도는 위와 같이 측정되는데, 이러한 정보를 바탕으로 삼각함수 공식을 이용하면 기울어진 각도를 구할 수 있습니다.



 단순한 상황에서 예를 들어봤는데, 입체적으로 변화가 있는 상황에서도 가속도 센서는 실시간으로 값을 구해 기울어진 각도를 파악할 수 있습니다. 여기까지 가속도 센서의 작동 원리를 아주 간략히 알아봤는데, 주제의 의문인 중력이 없는 상태에서 스마트폰 화면회전은 과연 작동할까요?



 삼성전자와 LG전자에 문의해봤으나 실험한 자료가 없으므로 정확한 답변은 어렵다고 합니다. 다만, 센서의 작동 원리로 봤을 때 화면회전 기능이 정상적으로 작동하지 않을 것이라는 의견을 주었습니다.


 당연히 중력이 없으면 중력 가속도도 없을 것이고, 가속도 센서는 반응하지 않을 겁니다. 아니면 센서의 오차 범위에서 중력이 마구 움직이는 것처럼 인지해서 스마트폰이 오류로 멈추는 상황도 생각해볼 수 있을 겁니다.



 이와 관련해 실제 무중력 상태에서 아이패드를 이용해 화면회전을 실험하는 영상이 있습니다. 영상을 보면 옆에 있는 사람이 아이패드를 들고 있는 무중력 상태의 사람을 인위적으로 회전시키는데, 정상적으로 발생하지는 않았으나 일단 인위적으로 움직임을 만들어 내면서 힘이 작용하고, 센서가 이를 중력으로 감지했으리라고 판단할 수 있습니다. 궁금증이 해결되셨나요?