제15장: 초점

노출이 밝기를 조절한다면, 초점은 선명함을 조절합니다. 노출은 완벽하지만 초점이 흐릿한 사진은 실패한 사진입니다. 이 장에서는 스마트폰 초점 시스템의 작동 원리, Camera2를 통한 신뢰할 수 있는 자동 초점(AF) 구동 방법, 그리고 LENS_FOCUS_DISTANCE를 사용하여 매끄러운 수동 초점 슬라이더를 구현하는 방법을 배웁니다.

Android Camera Parameters 앱의 Focus 패널에서 이 모든 것을 직접 확인할 수 있습니다. AF 상태 머신의 변화를 실시간으로 관찰하고 수동 초점 슬라이더를 드래그하여 렌즈가 무한대에서 최소 초점 거리까지 움직이는 모습을 볼 수 있습니다.

현대 스마트폰의 자동 초점 (AF)

API 세부 사항으로 들어가기 전에, 스마트폰이 사용하는 세 가지 물리적 초점 메커니즘을 이해해 봅시다.

1. 대비 검출 AF (CDAF) — 패시브 스캔

소프트웨어 기법입니다. 이미지 프레임을 분석하여 최대 엣지 대비(선명한 엣지 = 가장 높은 공간 주파수)를 찾고, 피크 대비가 발견될 때까지 렌즈를 움직입니다.

장점: 어떤 카메라 하드웨어에서도 작동합니다(특수 픽셀 불필요).
단점: 느립니다. 렌즈가 초점 범위를 앞뒤로 왔다 갔다(hunt) 해야 합니다. Camera2 상태 맵의 "AF SCANNING" 같은 레이블이 여기에 해당합니다.

2. 위상차 검출 AF (PDAF) — 액티브 스캔

센서의 특수 포토다이오드가 두 개로 나뉘어 있습니다. 왼쪽/오른쪽 절반 사이의 위상차를 통해 렌즈를 얼마나 멀리, 어느 방향으로 움직여야 하는지 직접 측정하므로 왔다 갔다 할 필요가 없습니다. 최신 플래그십 폰은 모든 픽셀이 위상차 검출을 수행하는 듀얼 픽셀 PDAF를 사용합니다.

장점: 매우 빠릅니다(좋은 조명에서 100ms 미만). 비디오에서 안정적으로 작동합니다.
단점: 저조도(위상 계산을 위한 광자 부족)에서 어려움을 겪으며, 최소 초점 거리 제한이 있습니다.

3. 레이저 AF / ToF AF (액티브) — 거리 측정기

전용 하드웨어 모듈이 적외선 레이저 펄스를 쏘고 반사되는 시간을 측정하여 ISP에 피사체 거리를 직접 보고합니다. 중급기에서 프리미엄 폰에 매우 흔하게 탑재됩니다.

장점: 어떤 대상이든, 심지어 완전한 어둠 속에서도(대상에 적외선이 반사된다면) 번개처럼 빠른 잠금이 가능합니다.
단점: 유효 거리가 제한적이며(~50cm–5m 최대), 유리나 적외선을 투과시키는 물체에서는 실패합니다.

실제 폰은 이 세 가지를 모두 결합합니다: 빠른 대략적인 잠금을 위한 PDAF, 미세 조정을 위한 CDAF, 그리고 저조도나 근접 장면을 위한 레이저 AF를 사용합니다. Camera2는 이 통합된 파이프라인을 단일 추상 상태 머신으로 노출합니다.

AF 모드: CONTROL_AF_MODE

Camera2는 CameraMetadata에 다음과 같은 AF 모드를 정의합니다.

모드 (CONTROL_AF_MODE_*)	동작	유스케이스
`OFF`	AF를 완전히 끕니다. `LENS_FOCUS_DISTANCE`를 수동으로 설정합니다.	수동 초점, 초점 스태킹, 천체 사진 (무한대 고정)
`AUTO`	단발성(One-shot) AF. `CONTROL_AF_TRIGGER = START`를 보낼 때까지 아무것도 안 하다가, 한 번 스캔하고 잠급니다.	전형적인 포인트 앤 슛 스틸 사진
`MACRO`	AUTO와 같지만 근접 피사체 검출에 최적화되어 있습니다.	접사, 문서 스캔, "음식 모드"
`CONTINUOUS_PICTURE`	지속적으로 초점을 맞추지만, 스틸 캡처를 트리거하면 초점 이동을 방지하기 위해 일시 정지합니다.	스틸 사진 기본값
`CONTINUOUS_VIDEO`	지속적으로 초점을 맞추며 절대 멈추지 않습니다. 눈에 띄게 왔다 갔다 할 수 있지만 비디오 초점을 유지합니다.	비디오 녹화, 화상 채팅
`EDOF`	확장된 피사계 심도: 소프트웨어/펌웨어로 시뮬레이션된 깊은 초점. 물리적 렌즈 이동이 없습니다.	렌즈 액추에이터가 없는 저가형 기기

두 가지 중요한 참고 사항:

EDOF 기기(저가형 폰, 셀카 카메라)는 초점 평면이 고정되어 있습니다. 이들로부터는 절대 FOCUSED_LOCKED를 받을 수 없습니다. 얻을 수 있는 최선은 PASSIVE_SCAN → PASSIVE_FOCUSED → INACTIVE입니다. Android Camera Parameters 앱은 이러한 카메라에 대해 "Fixed Focus"라고 명시적으로 표시합니다.
CONTINUOUS_* 모드는 잠금 상태를 유지하는 대신 유휴 상태 후에 INACTIVE로 돌아갑니다. 연속 모드에서 FOCUSED_LOCKED를 기대하지 마세요. 그것은 오직 AUTO/MACRO + 명시적 트리거에서만 나타납니다.

AF 상태 머신 (The AF State Machine)

Camera2는 CaptureResult.CONTROL_AF_STATE를 통해 AF 상태를 보고합니다. 이 상태들을 이해하는 것은 신뢰할 수 있는 스틸 캡처 시퀀스를 위해 매우 중요합니다.

상태 참조표:

CONTROL_AF_STATE	의미	다음 행동
`INACTIVE` (0)	AF 꺼짐, 유휴, 또는 연속 모드가 현재 스캔 중이 아님	AUTO 모드라면: TRIGGER_START 전송
`PASSIVE_SCAN` (1)	연속 모드가 수동적으로 스캔 중임	대기. 아직 스틸 캡처를 트리거하지 마세요.
`PASSIVE_FOCUSED` (2)	연속 모드가 초점을 찾았으나 잠기지는 않음 (이동 가능)	CONTINUOUS_PICTURE에서는 안전하게 트리거 가능 (잠길 것임)
`ACTIVE_SCAN` (3)	명시적 트리거로 스캔 시작됨	그냥 기다리세요...
`NOT_FOCUSED_LOCKED` (4)	초점 찾기 실패했으나 렌즈 잠김	사용자에게 경고. 다시 시도하거나 그냥 촬영.
`FOCUSED_LOCKED` (5)	성공. 초점을 찾았고 하드웨어적으로 잠김.	즉시 AE 프리캡처 트리거로 진행
`PASSIVE_UNFOCUSED` (6)	연속 모드가 잠금 실패, 여전히 스캔 중	조명 개선 또는 다른 타겟 조준

스틸 사진 촬영의 불문율: FOCUSED_LOCKED를 확인하기 전에는 절대 스틸 캡처(특히 플래시와 함께!)를 제출하지 마세요. 이 단계를 건너뛰면 간헐적으로 초점이 나간 사진을 찍는 앱을 출시하게 됩니다.

초점 거리: 미터가 아닌 디옵터

Camera2 개발자들이 (나노초 단위 셔터 이후로) 두 번째로 당황하는 부분입니다.

LENS_FOCUS_DISTANCE는 미터(m)가 아닌 디옵터(D)를 사용합니다. 디옵터는 초점 거리의 수학적 역수입니다.

초점 거리 (미터) = 1.0 / 디옵터
디옵터 = 1.0 / 초점 거리 (미터)

디옵터 (LENS_FOCUS_DISTANCE)	물리적 초점 거리
0.0	무한대 (∞) — 별, 먼 산
0.1	10 미터
0.25	4 미터
0.5	2 미터
1.0	1 미터
2.0	0.5 미터 (50 cm)
5.0	0.2 미터 (20 cm)
10.0	0.1 미터 (10 cm)
20.0	0.05 미터 (5 cm)

왜 디옵터일까요? 렌즈 액추에이터가 물리적 거리가 아닌 *광학적 힘(optical power)*에 따라 선형적으로 움직이기 때문입니다. 0.0D → 20.0D의 초점 스윕은 균일한 렌즈 움직임에 대응하지만, 10m → 5cm의 "미터" 스윕은 매우 비선형적이게 됩니다.

최소 초점 거리 확인하기

모든 렌즈에는 가장 가까운 초점 거리가 있습니다(유리에 바짝 붙은 물체에는 물리적으로 초점을 맞출 수 없습니다). 이를 쿼리해 봅시다.

// 이 렌즈의 최대 유효 디옵터 값
val maxDiopters = characteristics.get(
    CameraCharacteristics.LENS_INFO_MINIMUM_FOCUS_DISTANCE
) ?: 0.0f // 0.0f = 고정 초점 EDOF 렌즈 (초점 제어 불가!)

if (maxDiopters == 0.0f) {
    Log.w("Focus", "이 카메라는 고정 초점 렌즈입니다. 수동 AF가 비활성화됩니다.")
} else {
    // 유효한 디옵터 범위는 [0.0f .. maxDiopters]입니다.
    Log.d("Focus", "초점 범위: 0.0D (무한대) → $maxDiopters D (${1/maxDiopters}m 근접)")
}

일반적인 값들:

보급형 폰 후면 카메라: ~10D (10 cm 최소 초점)
플래그십 광각 카메라: ~15–25D (4–7 cm 최소)
매크로 카메라: ~30–50D (2–3 cm 최소)
전면 셀카 카메라: 종종 0.0D (고정 초점, EDOF)

과초점 거리 (개념)

풍경 사진작가들이 좋아하는 개념입니다. 초점을 **과초점 거리(hyperfocal distance)**로 설정하면, 그 거리의 절반부터 무한대까지 모든 것이 "수용 가능한 정도로 선명하게" 보입니다. f/1.8 조리개와 표준 광각 렌즈를 가진 폰에서 과초점 거리는 대략 0.5–1.0 미터입니다.

스마트폰을 위한 경험 법칙: LENS_FOCUS_DISTANCE = 2.0D (50 cm 초점 거리)로 설정하면 대부분의 광각 폰 렌즈에서 과초점 거리와 비슷해집니다. 풍경이나 스트리트 사진 촬영 시 AF를 기다리고 싶지 않을 때 좋습니다.

// "모든 것이 선명한" 과초점 거리 근사치 프리셋
const val HYPERFOCAL_DIOPTERS_APPROX = 2.0f

fun setHyperfocal(builder: CaptureRequest.Builder, characteristics: CameraCharacteristics) {
    val maxD = characteristics.get(
        CameraCharacteristics.LENS_INFO_MINIMUM_FOCUS_DISTANCE
    ) ?: 0.0f
    val diopters = min(HYPERFOCAL_DIOPTERS_APPROX, maxD.takeIf { it > 0 } ?: 0.0f)
    builder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE, CameraMetadata.CONTROL_AF_MODE_OFF)
    builder.set(CaptureRequest.LENS_FOCUS_DISTANCE, diopters)
}

본인 렌즈의 정확한 과초점 거리를 계산하고 싶으신가요? LENS_INFO_AVAILABLE_FOCAL_LENGTHS(mm 단위 초점 거리)와 센서의 물리적 픽셀 피치가 추가로 필요합니다. 하지만 95%의 스마트폰 사용 사례에서는 2.0D면 충분히 가깝습니다.

전체 예제 1: 원샷 AF 트리거 후 캡처

이것이 AUTO / MACRO 모드에서 스틸 사진을 찍는 가장 기본적인 흐름입니다. 17장의 3A 오케스트레이션에서 재사용할 시퀀스이기도 합니다.

목표: 사용자가 "촬영"을 누름 → AF를 구동하여 초점 잠금 → 잠긴 후 스틸 캡처 제출.

class AutoFocusCaptureHelper(
    private val characteristics: CameraCharacteristics,
    private val captureSession: CameraCaptureSession,
    private val previewSurface: Surface,
    private val jpegReaderSurface: Surface
) {
    private var afTriggered = false
    private var capturePlanned = false

    fun triggerAutoFocusAndCapture(onCaptureComplete: () -> Unit) {
        // ---- 1단계: 명시적 AF 트리거를 포함한 반복 요청 빌드 ----
        val triggerRequest = captureSession.device.createCaptureRequest(
            CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW
        ).apply {
            addTarget(previewSurface)

            // 마지막에 LOCKED 상태를 보장하기 위해 AUTO 모드 사용
            set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE,
                CameraMetadata.CONTROL_AF_MODE_AUTO)

            // 지금 원샷 AF 트리거 발사
            set(CaptureRequest.CONTROL_AF_TRIGGER,
                CameraMetadata.CONTROL_AF_TRIGGER_START)
        }

        afTriggered = true
        capturePlanned = true

        // ---- 2단계: 상태 추적 콜백 구독 ----
        captureSession.setRepeatingRequest(
            triggerRequest.build(),
            object : CameraCaptureSession.CaptureCallback() {
                override fun onCaptureCompleted(
                    session: CameraCaptureSession,
                    request: CaptureRequest,
                    result: TotalCaptureResult
                ) {
                    val afState = result.get(CaptureResult.CONTROL_AF_STATE)
                        ?: return
                    Log.d("AF", "AF 상태: $afState")

                    when (afState) {
                        // --- 성공 경로 ---
                        CaptureResult.CONTROL_AF_STATE_FOCUSED_LOCKED -> {
                            if (capturePlanned) {
                                capturePlanned = false
                                submitStillCapture()
                                onCaptureComplete()
                            }
                        }
                        // --- 실패 경로: 잠금 실패했으나 어쨌든 시도 ---
                        CaptureResult.CONTROL_AF_STATE_NOT_FOCUSED_LOCKED -> {
                            Log.w("AF", "AF 잠금 실패 — 그래도 촬영 (흐릿할 수 있음)")
                            if (capturePlanned) {
                                capturePlanned = false
                                submitStillCapture()
                                onCaptureComplete()
                            }
                        }
                        // --- 스캔 중: 무시 ---
                        CaptureResult.CONTROL_AF_STATE_ACTIVE_SCAN,
                        CaptureResult.CONTROL_AF_STATE_PASSIVE_SCAN -> {
                            // 아직 진행 중, 아무것도 하지 않음
                        }
                    }
                }
            },
            null // 현재 스레드의 핸들러
        )
    }

    private fun submitStillCapture() {
        val stillRequest = captureSession.device.createCaptureRequest(
            CameraDevice.TEMPLATE_STILL_CAPTURE
        ).apply {
            addTarget(previewSurface)
            addTarget(jpegReaderSurface)

            // 이 촬영을 위해 AF 잠금 유지 — 아직 트리거를 해제하지 마세요.
            set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE,
                CameraMetadata.CONTROL_AF_MODE_AUTO)
            // AF_TRIGGER는 그대로 둡니다 (명시적으로 CANCEL할 때까지 START 상태 유지)

            set(CaptureRequest.JPEG_QUALITY, 95)
        }

        captureSession.capture(
            stillRequest.build(),
            object : CameraCaptureSession.CaptureCallback() {
                override fun onCaptureCompleted(
                    session: CameraCaptureSession,
                    request: CaptureRequest,
                    result: TotalCaptureResult
                ) {
                    // 사진 캡처됨 — 이제 AF 잠금 해제, 연속 모드로 복귀
                    resetFocusToContinuous()
                }
            },
            null
        )
    }

    private fun resetFocusToContinuous() {
        val resumePreview = captureSession.device.createCaptureRequest(
            CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW
        ).apply {
            addTarget(previewSurface)
            set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE,
                CameraMetadata.CONTROL_AF_MODE_CONTINUOUS_PICTURE)
            set(CaptureRequest.CONTROL_AF_TRIGGER,
                CameraMetadata.CONTROL_AF_TRIGGER_CANCEL)
        }
        afTriggered = false
        captureSession.setRepeatingRequest(resumePreview.build(), null, null)
    }
}

중요한 디테일: 스틸 캡처가 완료된 후에 트리거를 취소합니다. 너무 일찍 취소하면 촬영 중에 렌즈 잠금이 풀려 흐릿한 사진이 찍힐 수 있습니다.

타임아웃 보호 (표시되지 않음): 실제 앱에서는 AF 스캔에 2~3초의 타임아웃을 추가합니다. 만약 ACTIVE_SCAN이 3초 동안 지속되고 FOCUSED_LOCKED에 도달하지 못하면, 취소하고 사용자에게 "대비가 높은 영역을 탭하여 초점을 맞추세요"라는 힌트를 띄웁니다.

전체 예제 2: 수동 초점 SeekBar 슬라이더

Pro 카메라 앱에서 볼 수 있는 사용자용 수동 초점 기능입니다. SeekBar가 물리적 0.0D → maxD 초점 범위를 매끄럽게 매핑합니다.

레이아웃 (res/layout/fragment_manual_focus.xml)

<LinearLayout
    xmlns:android="http://schemas.android.com/apk/res/android"
    android:layout_width="match_parent"
    android:layout_height="wrap_content"
    android:orientation="vertical"
    android:padding="16dp">

    <TextView
        android:id="@+id/tvFocusLabel"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:text="초점: ∞ (무한대)"
        android:textSize="14sp"/>

    <SeekBar
        android:id="@+id/seekFocus"
        android:layout_width="match_parent"
        android:layout_height="wrap_content"
        android:max="1000"/>
</LinearLayout>

Kotlin: Fragment / Activity 연동

class ManualFocusController(
    private val seekBar: SeekBar,
    private val labelView: TextView,
    private val characteristics: CameraCharacteristics,
    private val captureSessionProvider: () -> CameraCaptureSession?,
    private val previewSurface: Surface
) {
    // 슬라이더는 소수점 디옵터 정밀도를 위해 1000개의 정수 단계를 사용합니다.
    private val sliderSteps = 1000
    private val maxDiopters = characteristics.get(
        CameraCharacteristics.LENS_INFO_MINIMUM_FOCUS_DISTANCE
    ) ?: 0.0f

    private var currentDiopters = 0.0f

    init {
        if (maxDiopters == 0.0f) {
            seekBar.isEnabled = false
            labelView.text = "고정 초점 (수동 AF 불가)"
        } else {
            bindSeekBar()
            applyFocus(0.0f) // 무한대에서 시작
        }
    }

    private fun bindSeekBar() {
        // 슬라이더 정수 [0..1000] ↔ 디옵터 [0.0 .. maxDiopters] 변환
        seekBar.setOnSeekBarChangeListener(object : SeekBar.OnSeekBarChangeListener {
            private var lastUpdate = 0L

            override fun onProgressChanged(seekBar: SeekBar, progress: Int, fromUser: Boolean) {
                if (!fromUser) return

                // 약 30fps(33ms)로 조절(throttle) — HAL에 요청이 몰리는 것을 방지
                val now = SystemClock.elapsedRealtime()
                if (now - lastUpdate < 33L) return
                lastUpdate = now

                val diopters = progress.toFloat() / sliderSteps.toFloat() * maxDiopters
                applyFocus(diopters)
            }
            override fun onStartTrackingTouch(seekBar: SeekBar) {
                // 사용자가 드래그를 시작하면 즉시 완전 수동 AF 모드로 전환
                switchToManualMode()
            }
            override fun onStopTrackingTouch(seekBar: SeekBar) {
                // 조절 오차를 제거하기 위해 최종 정확한 값을 적용
                val diopters = seekBar.progress.toFloat() / sliderSteps.toFloat() * maxDiopters
                applyFocus(diopters, force = true)
            }
        })
    }

    private fun switchToManualMode() {
        // CONTROL_AF_MODE_OFF는 AF 모터 자동 구동을 비활성화합니다.
        val session = captureSessionProvider() ?: return
        val request = session.device.createCaptureRequest(
            CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW
        ).apply {
            addTarget(previewSurface)
            set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE, CameraMetadata.CONTROL_AF_MODE_OFF)
            set(CaptureRequest.CONTROL_MODE, CameraMetadata.CONTROL_MODE_USE_SCENE_MODE)
        }
        session.setRepeatingRequest(request.build(), null, null)
    }

    fun applyFocus(diopters: Float, force: Boolean = false) {
        currentDiopters = diopters.coerceIn(0.0f, maxDiopters)

        // 레이블 업데이트: < 0.1D는 "∞", 그 외에는 "X.Y m" 표시
        labelView.text = when {
            currentDiopters < 0.1f -> "초점: ∞ (무한대)"
            else -> {
                val meters = 1.0f / currentDiopters
                String.format("초점: %.1f D  (%.2f m)", currentDiopters, meters)
            }
        }

        // 새로운 초점 거리로 반복 요청 빌드 및 제출
        val session = captureSessionProvider() ?: return
        val request = session.device.createCaptureRequest(
            CameraDevice.TEMPLATE_PREVIEW
        ).apply {
            addTarget(previewSurface)
            set(CaptureRequest.CONTROL_AF_MODE, CameraMetadata.CONTROL_AF_MODE_OFF)
            set(CaptureRequest.LENS_FOCUS_DISTANCE, currentDiopters)
        }

        // 모든 미리보기 프레임이 새로운 초점을 따르도록 setRepeatingRequest 사용
        session.setRepeatingRequest(request.build(), null, null)
    }

    // --- 프리셋 헬퍼 ---
    fun setInfinity() { seekBar.progress = 0; applyFocus(0.0f, true) }
    fun setHyperfocalApprox() {
        val d = min(2.0f, maxDiopters)
        seekBar.progress = (d / maxDiopters * sliderSteps).toInt()
        switchToManualMode()
        applyFocus(d, true)
    }
    fun setNearest() { seekBar.progress = sliderSteps; applyFocus(maxDiopters, true) }
}

핵심 구현 디테일:

스로틀링(Throttle). SeekBar는 onProgressChanged를 최대 200Hz로 발생시킵니다. 매 이벤트마다 setRepeatingRequest를 제출하면 HAL에 부하가 걸려 지연이 발생합니다. 33ms 스로틀링은 업데이트를 약 30fps로 제한하며, 이는 렌즈 모터의 물리적 속도에 비해 충분히 부드럽습니다.
일찍 CONTROL_AF_MODE_OFF로 전환. 만약 CONTINUOUS_PICTURE 상태에서 AF를 끄지 않고 LENS_FOCUS_DISTANCE를 설정하면, AF 알고리즘이 여러분과 싸우게 됩니다. 한 프레임 뒤에 다시 초점을 원래대로 돌려버릴 것입니다. 전환은 onStartTrackingTouch에서 가장 먼저 일어나야 합니다.
setRepeatingRequest를 통한 업데이트, 일회성 capture()가 아닙니다. 수동 초점은 사용자가 슬라이더를 다시 움직일 때까지 모든 미리보기 프레임에서 유지되어야 합니다.
손을 뗄 때 강제 적용. 스로틀링은 중간 위치를 건너뛸 수 있습니다. 사용자가 손가락을 뗄 때 정확한 최종 슬라이더 값을 적용하세요.

초점 영역 (터치하여 초점 맞추기)

최신 카메라 앱은 뷰파인더를 탭하여 초점 대상을 선택할 수 있게 합니다. Camera2는 이를 위해 가중치가 있는 사각형 목록(활성 어레이 좌표계 기준)인 CONTROL_AF_REGIONS를 사용합니다.

// 뷰파인더 (x,y) 탭을 CameraCharacteristics 센서 좌표 영역으로 변환
fun createTapFocusRegion(viewfinderWidth: Int, viewfinderHeight: Int,
                         tapX: Float, tapY: Float,
                         characteristics: CameraCharacteristics): MeteringRectangle {
    val activeArray = characteristics.get(
        CameraCharacteristics.SENSOR_INFO_ACTIVE_ARRAY_SIZE
    )!!
    // 각 축에서 탭 [0..1] 정규화
    val nx = tapX / viewfinderWidth.toFloat()
    val ny = tapY / viewfinderHeight.toFloat()
    // 센서 활성 어레이에 매핑, 탭 중심으로 200×200 영역 생성
    val cx = (nx * activeArray.width()).toInt()
    val cy = (ny * activeArray.height()).toInt()
    val rSize = 200
    return MeteringRectangle(
        max(0, cx - rSize/2), max(0, cy - rSize/2),
        rSize, rSize,
        MeteringRectangle.METERING_WEIGHT_MAX
    )
}

// 요청 빌더에 영역 부착
fun applyTapFocus(builder: CaptureRequest.Builder, region: MeteringRectangle) {
    builder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_REGIONS, arrayOf(region))
    builder.set(CaptureRequest.CONTROL_AE_REGIONS, arrayOf(region)) // AE 스팟도 함께 연결!
    builder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_TRIGGER,
        CameraMetadata.CONTROL_AF_TRIGGER_CANCEL) // 이전 잠금 취소
    builder.set(CaptureRequest.CONTROL_AF_TRIGGER,
        CameraMetadata.CONTROL_AF_TRIGGER_START)  // 새 영역에서 스캔 트리거
}

전문가 팁: 항상 CONTROL_AE_REGIONS를 CONTROL_AF_REGIONS와 쌍으로 구성하세요. 사용자가 얼굴을 탭했다면 그 얼굴에 초점이 맞으면서 동시에 노출도 정확하기를 원할 것입니다. 얼굴에 초점은 맞았는데 뒤에 있는 밝은 하늘에 맞춰 노출이 측정되는 것은 원치 않을 것입니다.

초점 문제 해결 (Troubleshooting)

증상	근본 원인	해결 방법
AF 상태가 ACTIVE_SCAN에서 더 이상 변하지 않음	저대비 장면(하얀 벽, 순수 파란 하늘) 또는 하드웨어 오류	약 3초 후 타임아웃 처리. 사용자에게 알림. 과초점 프리셋으로 폴백.
수동 초점 슬라이더가 아무 반응 없음	`CONTROL_AF_MODE = OFF` 설정을 잊음 → AF가 방해 중	onStartTrackingTouch에서 `switchToManualMode()` 호출
FOCUSED_LOCKED인데도 스틸 캡처가 흐릿함	스틸 캡처가 완료되기 전에 AF 트리거를 취소함	스틸 요청의 `onCaptureCompleted`에서만 취소 처리
전면 카메라가 초점 명령을 무시함	고정 초점 EDOF 렌즈 (`MINIMUM_FOCUS_DISTANCE == 0`)	단계적 기능 저하: 해당 카메라의 초점 UI 비활성화
비디오 AF가 너무 많이 "왔다 갔다" 함	비디오 녹화에 `CONTINUOUS_PICTURE` 대신 `CONTINUOUS_VIDEO`를 사용 중인지 확인	MediaRecorder 시작 시 모드를 CONTINUOUS_VIDEO로 전환

요약

Camera2의 초점은 단순히 값을 설정하고 잊는 것이 아니라 명시적으로 구동해야 하는 상태 머신입니다.

AF 하드웨어: 스마트폰은 빠르고 신뢰할 수 있는 잠금을 위해 대비 검출 AF, 위상차 검출 AF(듀얼 픽셀), 레이저 AF를 결합합니다.
모드: AUTO(원샷, 잠김), CONTINUOUS_PICTURE(리포커싱, 스틸 시 정지), CONTINUOUS_VIDEO(항상 리포커싱), MACRO, OFF(수동). EDOF 렌즈는 초점 이동이 없습니다.
상태: 가치 있는 스틸 캡처 전에는 (단순히 PASSIVE_FOCUSED가 아닌) FOCUSED_LOCKED를 기다리세요.
디옵터: LENS_FOCUS_DISTANCE는 역수 거리를 사용합니다 (0.0D = ∞, 10D = 10 cm). 범위는 [0.0 .. LENS_INFO_MINIMUM_FOCUS_DISTANCE]입니다.
원샷 AF 캡처: TRIGGER = START → FOCUSED_LOCKED 대기 → 스틸 제출 → 그 후 CANCEL.
수동 초점 슬라이더: 1000단계 SeekBar, 30fps로 조절(throttle). 자동 알고리즘과 충돌하지 않도록 먼저 AF_MODE_OFF로 전환하세요.
**터치 초점은 CONTROL_AF_REGIONS**를 센서 활성 어레이 좌표로 사용합니다. 프로다운 결과를 위해 AE_REGIONS와 결합하세요.

다음 단계

밝기 ✓ 선명도 ✓. 이제 색상을 고쳐봅시다. 제16장: 화이트 밸런스 및 색상에서는 다음 내용을 다룹니다.

자동 화이트 밸런스(AWB)와 7가지 프리셋 (백열등 → 그늘)
COLOR_CORRECTION_GAINS(4채널 R/G/B/G) 및 COLOR_CORRECTION_TRANSFORM(3×3 RGB 행렬)을 이용한 수동 색상 보정
색온도 개념(2000K 촛불 → 10000K 그늘)과 화이트 밸런스 매핑 방법
따뜻한 톤의 "일몰 느낌" 프리셋 및 전체 수동 AWB off-모드를 위한 작동 코드

색상은 수동 제어 3부작의 마지막 단계입니다.

현대 스마트폰의 자동 초점 (AF)​

1. 대비 검출 AF (CDAF) — 패시브 스캔​

2. 위상차 검출 AF (PDAF) — 액티브 스캔​

3. 레이저 AF / ToF AF (액티브) — 거리 측정기​

AF 모드: CONTROL_AF_MODE​

AF 상태 머신 (The AF State Machine)​

초점 거리: 미터가 아닌 디옵터​

최소 초점 거리 확인하기​

과초점 거리 (개념)​

전체 예제 1: 원샷 AF 트리거 후 캡처​

전체 예제 2: 수동 초점 SeekBar 슬라이더​

레이아웃 (res/layout/fragment_manual_focus.xml)​

Kotlin: Fragment / Activity 연동​

초점 영역 (터치하여 초점 맞추기)​

초점 문제 해결 (Troubleshooting)​

요약​

다음 단계​