Wie funktionieren Smartphonekameras? Die Geheimnisse der Smartphone-Fotografie
Mit nur einer Fingerbewegung verwandelt dein Pixel für die Smartphone-Fotografie alltägliche Momente in unheimlich tolle Fotos – dank des winzigen Kraftpakets aus Hardware und Algorithmen.
Dank Verbesserungen an der Hardware haben Smartphonekameras seit ihrer Entwicklung große Fortschritte gemacht. Die Hauptkomponenten sind Objektiv, Bildsensor und Bildverarbeitungssoftware. Wir analysieren, was im Inneren vor sich geht, damit du verstehst, wie solche Kameras überhaupt funktionieren.
Das Objektiv fokussiert Licht auf den Bildsensor, der es in ein elektrisches Signal umwandelt. Manche Smartphones nutzen ein Objektiv für die gesamte Bildaufnahme, andere haben mehrere Objektive für unterschiedliche Zwecke:
Weitwinkelobjekte helfen dabei, mehr von einer Szene auf dem Foto festzuhalten
Teleobjektive helfen dabei, einen Bereich zu vergrößern
Mehrere Objektive können zusammenarbeiten, um bessere und schärfere Fotos zu kreieren
Die Brennweite ist der Abstand zwischen Objektiv und Bildsensor in Millimetern. Sie definiert das Sichtfeld der Kamera, also den Abschnitt einer Szene, den die Kamera erfassen kann.
Eine kürzere Brennweite erzeugt ein breiteres Sichtfeld, damit mehr auf dem Foto zu sehen ist
Eine längere Brennweite führt zu einem engeren Sichtfeld, damit ein kleinerer Bereich fokussiert dargestellt wird
Smartphonekameras können verschiedene Objekte mit unterschiedlichen Brennweiten haben: das Hauptobjektiv, ein Teleobjektiv und ein Ultraweitwinkelobjektiv
Das Dreifach-Kamerasystem auf der Rückseite des
Der Bildsensor besteht aus Millionen von Pixeln, die Licht in digitale Daten umwandeln und so ein Foto kreieren. Ein größerer Sensor kann mehr Licht einfangen und so eine bessere Bildqualität erzielen, besonders bei schlechten Lichtverhältnissen.
Größere Pixel auf dem Sensor können die Leistung bei schlechten Lichtverhältnissen verbessern, indem sie schärfere Fotos kreieren
Smartphonekameras haben oft kleinere Sensoren als professionelle Digitalkameras. Das führt zu kürzeren Brennweiten, wodurch ein größerer Teil des Motivs scharf bleibt
Manche Smartphones nutzen Software, um Hintergründe unscharf zu machen und so den Effekt einer geringeren Schärfentiefe zu erzeugen.
Die Blende ist die Öffnung im Objektiv, durch die Licht auf den Bildsensor gelangt. Sie beeinflusst die Lichtempfindlichkeit. Die Hardware der Smartphonekamera steuert auch, wie scharf der Hintergrund deines Fotos ist und wo diese Schärfe beginnt, also die sogenannte Schärfentiefe.
Die Blende wird in Blendenstufen gemessen, einem f gefolgt von einer Zahl. Je größer die Zahl, desto kleiner ist die Blende
Eine kleine Blende, z. B. f/8, erzeugt eine große Schärfentiefe, wodurch ein größerer Teil der Szene scharf ist
Eine große Blende, z. B. f/1.8, erzeugt eine geringe Schärfentiefe, wodurch der Hintergrund unscharf wirk
Anstatt die Blendenöffnung des Objektivs zu verändern, nutzen die meisten Smartphonekameras Technologie, um professionell wirkende Fotos mit unscharfem Hintergrund und geringer Schärfentiefe zu erzeugen.
Der Porträtmodus auf den Google Pixel Smartphones nutzt maschinelles Lernen, um die Tiefe zu schätzen und den Hintergrund unscharf zu machen, sodass der Fokus auf dem Motiv liegt.
Der Blitz sorgt für zusätzliches Licht bei Aufnahmen in der Dunkelheit. Es gibt verschiedene Arten von LED-Blitzen:
Einzel-LED-Blitz: eine LED-Leuchte
Dual-LED-Blitz: zwei LED-Leuchten, eventuell mit unterschiedlichen Farben, sorgen für präzisere Farben
Variabler LED-Blitz: ein variabler Blitz kann seine Leistung an die aktuellen Lichtverhältnisse anpassen und so ein natürlicheres Ergebnis erzielen
Um zu verstehen, wie Smartphonekameras funktionieren, ist es hilfreich zu wissen, was beim Fotografieren im Hintergrund passiert. Wir erklären die technischen Daten der Kamera und die Bildverarbeitungsfunktionen, die mit dem Smartphone gemachte Fotos perfekt aussehen lassen.
Der Bildprozessor ist ein dedizierter Chip, der Signale vom Bildsensor empfängt und in das endgültige Bild umwandelt. Die Software des Prozessors nutzt einige der folgenden Funktionen und Verbesserungen:
RAW-Bilder enthalten unbearbeitete Daten direkt vom Bildsensor und bieten so mehr Flexibilität bei der Bearbeitung. JPEG-Bilder hingegen werden komprimiert und verarbeitet, was zu kleineren Dateien, aber weniger Flexibilität beim Bearbeiten führt. Die Google Pixel Smartphones können sowohl im RAW- als auch im JPEG-Format aufnehmen (oder beides gleichzeitig, mit der Option RAW+JPG), was dir mehr Freiheit bei der
Von langsamerer softwarebasierter Kontrasterkennung bis hin zum schnelleren Phasendetektions-Autofokus (PDAF) fokussieren Smartphonekameras automatisch und erzeugen so schärfere Bilder. PDAF-Systeme vergleichen die Lichtintensität verschiedener Sensorbereiche, um den Fokus schnell anzupassen.
Rauschunterdrückungssoftware entfernt die unerwünschte Körnigkeit von Fotos, insbesondere bei schlechten Lichtverhältnissen. Smartphonekameras verbessern außerdem die Kanten und Details eines Bildes, um es klarer erscheinen zu lassen.
Die Google Pixel Smartphones bieten dank
OIS stabilisiert das Objektiv oder den Bildsensor physisch, um Wackelbewegungen auszugleichen. Das Ergebnis sind schärfere Bilder und flüssigere Videos. EIS reduziert Kameraverwacklungen elektronisch und schneidet das Foto oft leicht zu.
Computergestützte Fotografie nutzt Software, um Fotos auf eine Weise zu verbessern, die mit der herkömmlichen Fotografie nicht möglich wäre. Die Google Pixel Smartphones nutzen
Das ist also die Magie hinter der Smartphonekamera – leistungsstarke Hardware, intelligente Software und eine ganze Menge Verarbeitungsoptionen im Hintergrund, die bei jeder Aufnahme zusammenarbeiten.
Nicht für alle Kameras, Apps oder Modi verfügbar.