Sensorfläche und Auflösung
Im scheidenden Jahrzehnt war das 1/3-Zoll-Format lange Zeit der Standard bei Smartphone-Kameras. Gegen Ende der Dekade wurden die Chips dann auf einmal größer – bis Samsung endlich mit dem Isocell Bright HMX in die Größenordnung des legendären Nokia 808 Pureview vorgestoßen ist.
Warum ist die Größe so wichtig?
Stellt Euch den Bildsensor wie einen Eimer vor, mit dem Ihr die Niederschlagsmenge messen wollt. Je größer der Eimer, desto mehr Wasser sammelt er. Natürlich könnten wir den Niederschlag auch mit einem Schnapsglas erfassen und dann auf einen Liter-Wert pro Quadratmeter hochrechnen. Doch je größer das Gefäß, desto genauer das Ergebnis.
Der Samsung Isocell Bright HMX bietet mit seinen 1/1,33 Zoll nun etwa drei- bis viermal so viel Fläche wie der Sony IMX363 im Google Pixel 4 XL. Allerdings ist die Auflösung mit 108 Megapixeln beinahe zehnmal so hoch – die einzelnen Pixel auf dem Sensor sind also deutlich kleiner.
Nicht nur Samsung, sondern etwa auch Sonys setzt bei seinen hochauflösenden Sensoren jenseits der 30 Megapixel auf eine um den Faktor vier niedriger auflösende Bayer-Maske namens Tetracell (Samsung) beziehungsweise Quad-Bayer (Sony). Die Farbauflösung des 108-Megapixel-Sensors etwa beträgt also 27 Megapixel – bei dieser Auflösung ist die Pixelgröße rechnerisch größer als bei den gemeinen 12-Megapixel-Sensoren.
Viel Auflösung, viel Flexibilität
Warum jetzt dieser Kunstgriff? Diese Unterteilung der Farbpixel erhöht die Flexibilität. Bei idealen Lichtverhältnissen erlaubt es die volle Auflösung, extrem feine Details abzubilden. Die niedrigere Farbauflösung fällt deutlich weniger ins Gewicht als die sehr hohe Helligkeitsauflösung, siehe hierzu auch das im Videobereich übliche Chroma-Subsampling.
Die wirklichen Vorteile fahren die Sensoren dann schließlich bei schwierigen Lichtverhältnissen aus. Bei kontrastreichen Motiven wie Gegenlicht ist es sowohl bei Sonys als auch bei Samsungs Sensoren möglich, die einzelnen Pixel unter einem einzelnen Farbfilter unterschiedlich zu belichten. Damit sind HDR-Fotos aus einem einzigen Bild möglich – oder etwa HDR-Videos.
In der Dunkelheit schließlich spielen die großen Sensoren ihre Flächenvorteile aus, da her einfach unter jedem Farbfilter durch die Kombination der Informationen von jeweils vier Subpixeln mehr Licht eingesammelt werden kann.
Übrigens: JPEG-Fotos oder MPEG-Videos sehen im Standard eine Farbunterabtastung von 4:2:0 vor. Das bedeutet vereinfacht gesagt, dass hier auf vier Helligkeitsinformationen ohnehin nur eine Farbinformation gespeichert wird – so wie in obigem Beispielbild.
2020 werden wir viele Smartphones mit extrem hochauflösenden Sensoren sehen. Nicht umsonst unterstützt Qualcomms frisch vorgestellter Snapdragon 865 Kameras mit bis zu 200 Megapixeln. Und wenn wir den Amerikanern glauben dürfen, dann werden wir im kommenden Jahr bereits eine derartige Auflösung in Smartphones sehen.
Noch mehr als über die von Qualcomm versprochene 8K-Auflösung freue ich mich übrigens über die Verbesserungen beim Zeitlupenmodus. Der Snapdragon 865 erlaubt die Aufnahme von 960 fps ohne lästige Zeitbeschränkung auf einen winzigen Sekundenbruchteil.
Kameramodule: Viel hilft viel!
Neben den größeren Hauptsensoren mit immer mehr Megapixeln fanden sich in den jüngsten Smartphones immer mehr Kamera-Module. Eine Penta-Kamera wie beim kürzlich getesteten Xiaomi Mi Note 10 wird 2020 eher die Regel denn die Ausnahme sein.
Ich hoffe allerdings, dass Kamera-Module im kommenden Jahr nicht einfach ohne Sinn und Verstand in die Telefone reingeballert werden, nur um einfach mehr Linsen als die Konkurrenz zu haben. Makro-Kameras oder Tiefensensoren mit 2 Megapixeln bei gleichzeitig vorhandenen hochauflösenden Hauptsensoren und zusätzlichen Ultra-Weitwinkel-Kameras und sind meines Erachtens überflüssig.
Durchbruch für ToF
Es gibt noch eine neue Gattung von Sensoren, die im kommenden Jahr weiter in den Fokus rücken werden. Time-of-Flight-Kameras nehmen zwar nur ein vergleichsweise niedrig auflösendes Bild auf, liefern dafür zu jedem Pixel eine Tiefeninformation und generieren somit ein echtes 3D-Bild.
Mit diesen Tiefen-Details ist es nun beispielsweise möglich, präzisere Bokeh-Effekte zu generieren, Objekte freizustellen oder beliebige virtuelle Dinge in Fotos einzubinden. jüngsten Gerichten zufolge soll die nächste iPhone-Generation mit genau solchen Modulen die Hauptkamera für AR-Anwendungen unterstützen.
Goodbye, Notch
Einem Auswuchs der vergangenen Jahre dürfen wir wohl ab 2020 leise „Servus“ sagen: der Notch. Bereits Anfang 2019 hat Oppo eine Kamera vorgestellt, die durch das Display durch fotografieren kann. Anfang Dezember zeigte der chinesische Hersteller auf einem Event in Shenzhen einen funktionierenden Prototypen. 2020 oder spätestens 2021 dürfen wir wohl auf die ersten Smartphones mit entsprechender Kamera hoffen.
Computational Photography
Wir hatten das Thema schon mehrfach in diesem Artikel gestreift, doch die Computational Photography hat sich für 2020 definitiv einen eigenen Abschnitt verdient. Ist die computergestützte Fotografie in den vergangenen Jahren in erster Linie durch HDR, Multishot-Nachtmodi und jüngst beim Pixel 4 durch Astrofotografie in Erscheinung getreten, wird das Spektrum nächstes Jahr breiter.
Die Beta von Adobes Kamera-App namens Photoshop Camera gibt einen interessanten Ausblick: Neben den üblichen Farbfiltern gibt es hier auch Filter, die das Wetter verändern oder den Tag zur Nacht machen. Und auch fortgeschrittenere Effekte, die die Augen strahlender, die Haut schöner oder à la FaceApp gar Menschen jünger machen, werden wir im kommenden Jahr immer mehr sehen.
Und Ihr so?
Auf welche Verbesserungen freut Ihr Euch am meisten, und wovor graut es Euch womöglich? Und welches für Euch persönlich wichtige Thema wurde total vernachlässigt? Ich freue mich auf Eure Meinung in den Kommentaren!
Echte 3D Bilder und ein ordentlicher Autofokus sowie Bildstabilisator bei Videos
"200 MP, 3D & Mega-Sensoren: Das können Smartphone-Kameras 2020"
Zumindest in der Theorie und auf der Verpackung können die Smartphone-Kameras richtig schön übertreiben. Eine ganze Linsensuppe muss nicht unbedingt bessere Fotos machen gegenüber einer Linse. Die Photoapp muss auch stimmen und da sparen die Hersteller gerne. Ich habe eine RD-175 von Minolta
mit wechselbaren Objektiven aus dem Jahr 1997 ,welche eigentlich heutzutage schon ins Museum gehört ?. Da kommt kein Smartphone ran. Hab zu meiner Kamera verschiedene Objektive ,was auch schon damals Tiefenschärfe mit einbringen konnte. Mit der richtigen Blende zum passenden Moment bekommt man immer das richtige Bild und die hat man beim Smartphone leider nicht dabei.
Für mich sind Megapixel nixht wichtig es gibt kameras die nur 12megap. Haben und die schon recht sdhr gute bilder machen. In der DSLR fotogeafie gibt es auch unterschiede Vollformat oder APS-C und hier sind auch keine Gigantischen unterschiede an Mehapixel oder der Sensor ist entscheidend. Ich denke das die Smarthphone Kameras nicht so besondere Sprung nach oben machen werden Marketing technisch ja aber wie gesagt auch dad iPhone die letzten 5 Generationen immer 12 Megap. Eigesetzt und macht sehr gute Bilder. Größere megapixel kommen nur auch dann wenn man Architektur fotografie macht hier macht es aucj ein sinn.
Meiner Ansicht nach ist mega meist mega schlecht.
Höhere Auflösung führt entweder zu größeren Sensoren bei gleicher Pixelgröße also längerer und größerer Optik (= dickeren Smartphones) oder kleineren Pixeln die eine geringere Lichtempfindlichkeit und größeres Rauschen. Das kann man zwar bedingt durch Kombination von mehreren Pixeln reduziehren, entspricht dann aber immer noch nicht zu gleichen Ergebnis als mit großen Sensoren, solange zwischen den pixeln ein steg ist. Insbesondere das Rauschen läßt sich schlecht wegfiltern.
Anmerkung: Ein geschultes Auge wird immer den unterschied zwischen einer DSLR oder gar Mittelformat erkennen. Ob das stört hängt von motiv und Vergrößerung/Verwendung ab. Auch kann man die Einschränkungen immer auch gestalterisch einsetzen, erfordert aber sehr tiefes Fotographisches und Physlkalisch/Optisches Verständnis.
Allerdings, Megapixel ist nicht alles. Aber 12 MPx ist nicht gleich 12MPx: der Sprung zwischen IPhone 7 und 11 Pro ist mMn deutlich sichtbar ist
Mich nervt eigentlich nicht der Technikwahn der Hersteller, sondern vielmehr der, der Nutzer. Da wird endlos verglichen über die Anzahl der Megapixel, wie cool Lichtstarke (Wechsel-)Objektive sind, ob Canon oder Nikon, ob Samsung oder Apple, Sensorgröße, Kerne, Megahertz, Gigabyte, Randlos, blablabla. Ich meine, ich schaue mir Bilder an und nicht die Specs der Kamera
Wer sich für Technik interessiert, der möchte auch wissen was sich dahinter verbirgt. Ist genauso bei einem Automobil Treffen, wo auch alle ihre Daten wie PS Hubraum, Beschleunig usw. akribisch miteinander vergleichen. Dem der sich nicht dafür interessiert würde auch sagen Hauptsache die Kiste fährt. Wahrscheinlich bist du im falschen Forum.
Auf den neuen Samsung HMX freue ich mich tatsächlich – immerhin kommt er dem Sensor des Nokia 808 flächenmäßig nahe und scheint auch sonst gut durchdacht. Auf immer mehr Linsen und Zusatzsensoren freue ich mich jedoch keinesfalls!
Ich würde mir am liebsten ein Smartphone mit nur EINEM, guten Sensor und lichtstarker Optik wünschen! Denkbar wäre für mich noch ein im Gehäuse versenktes (und damit wohl leider proprietäres) Wechselobjektiv-Bajonett, um die vorhandene Kamera bei Bedarf auf gleichwohl einfache, wie professionelle Art und Weise um "Aufsatzobjektive" ergänzen zu können. Zum Beispiel für Portraitfotos ohne Fake-Bokeh oder für tauglichen, optischen Zoom.
Aber bitte, liebe Hersteller, lässt diesen Dual, Triple… Penta Lens Quatsch (der ja schließlich auch Volumen im Gehäuse beansprucht!) in Zukunft einfach sein! Bereits beim Xiaomi Mi Note 10 ist laut diversen Tests die Bildqualität des eigentlichen (winzigen) Zoomsensors, der hinter einer optischen größeren, aber lichtschwachen Brennweite liegt, bei gleichen Lichtverhältnissen schlechter als das Ergebnis des Samsung HMX Hauptsensors bei Nutzung eines Crop-Bereiches des Sensors (digitaler Zoom).
Was auch nicht sonderlich verwundert, bei gut viermal größerer Sensorfläche und gleichzeitig lichtstärkerer Optik. Der "Nokia PureView"-Ansatz ist bei Smartphones einfach der Überlegene. Und dabei spreche ich natürlich nicht von neueren Nokia/HMD Global Verschnitten, die die Marken Nokia und PureView ausschließlich im Namen tragen 😉
Größere Sensoren bleiben aber auch bei Smartphones DER Weg, den die Hersteller gehen sollten. Der neue Samsung HMX ist ein Schritt in die richtige Richtung! Und ganz ehrlich: wer will denn bitte noch dünnere Smartphones? Nach Bendgate und immer unzureichenderen Akkulaufzeiten? 😉 Macht die Smartphones lieber wieder etwas kleiner und dafür ein bisschen dicker – oder eben gleich falt-/klappbar 😉
Gerade bei den iPhones ist die Bildqualität bei näherer Betrachtung doch recht durchwachsen, computional photography hin oder her. Was sicherlich daran liegt, dass Apple trotz Irrsinnspreisen noch immer auf die schrottigsten Sensoren setzt und glaubt, das mittels Software alleine wieder wett machen zu können. Habe erst kürzlich zwei Testberichte gesehen, die das neue iPhone 11 Pro mit dem 8 Jahre alten Kamerasmartphone-"Urgestein" Nokia 808 verglichen haben: beim Bildrauschen und bei den (echten, nicht wie gezeichnet wirkenden Fake-)Details bei gleicher ISO-Einstellung war dann meistens immer noch das Nokia vorne, wenngleich zumindest in der kleinen Gesamtansicht das iPhone 11 Pro-Ergebnis i.d.R. besser wirkte.
Ich sehe zuerst auf die Specs, dann auf Testseiten und dann entscheide ich, ob es sich lohnt, die Bilder anzusehen.
Hannes – das würde ich so direkt unterschreiben. Ich würde mich auch wieder über eine Stabiele Öse zum befestigen einer Schlaufe am Smartphone freuen (und meine Frau erst). Dann kann man nämlich das Smartphone gut aus der Tasche "Fischen" 😉
Und auf der Baustelle (auf dem Dach) manchmal die Rettung wenn man sich doch mal geschwind festhalten muss – obwohl man grad nen Bild von seiner Installation gemacht hat.
Ich habe um die Installation von Photovoltaikanlagen zu dokumentieren auch meist das Nokia 808 dabei. Dank dem hellen Xenon Blitz gelingen auch bei hellem Tageslicht Detailaufnahmen, die eigentlich im Schatten liegen.
Der 31. Dezember ist der letzte Tag der 2010er Jahre. Ein Zeitraum, an den man sich später wahrscheinlich als Dekade der Digitalisierung erinnern wird. Allen voran Steve Jobs, Apple und das iPhone.
Aha ;-D
Xenon Blitz ist für mich das Zauberwort für wirklich gute Bilder. Hauptsächlich natürlich bei Gegenlicht. Das Samsung K zoom war lange mein Begleiter und macht selbst jetzt noch besser Gegenlicht Bilder bei Portrait als mein P30 pro.
Selbst als Zubehör wäre ein Xenon Blitz schon sehr hilfreich. Bei der heutigen Technik und den großen Akkus sollte er kein Problem mehr sein.
Ich habe vor einigen Jahren mit einem Produktverantwortlichen über Xenon-Blitze und deren Fehlen in Smartphones gesprochen. Damals zumindest war die Einbautiefe das große Problem – die Blitze ließen sich einfach nicht mehr mit der ultraflachen Bauform vereinbaren.
Wäre aber mal interessant zu wissen, ob sich da bei der Baugröße etwas getan hat. Wenn der Entwicklungsdruck allerdings nicht besonders groß ist, wird da vermutlich wenig passieren. VCSELs für ToF-Kameras beispielsweise haben sich da schon stärker entwickelt.
Schade, denn mit einem (idealerweise manuell anpassbaren) internen Xenon-Blitz ließen sich ja auch externe Slave-Blitze triggern. Und apropos: Externe Blitze, die sich mit der Kamera-App synchronisieren lassen, gibt’s ja z. B. von Godox. Wäre ein Test von so etwas denn interessant?
Es gibt leider bisher nur externe Xenon Blitze für iPhone. Wie auch den Realflash.
Zu dem negativen Punkten eines Xenon Blitzes zählten, dass er viel Strom verbraucht und seine Leistung auf Dauer nachlässt. Beides wäre kein Problem wegen der großen Akkus auf der einen Seite und heute halten Xenon Blitze länger als manches Handy alt wird.
Zum Platz in Handy wird auch genug vorhanden sein. Wenn ich in mein P30 pro schaue ist dort genug Platz wenn dies und jenes verschoben würde. Nun ist das P30 aber auch dicker als eines von Samsung, aber damit könnte ich sehr gut leben.
Für Lene welche unbedingt eine LED Leuchte benötigen wäre eine Kombination bestimmt auch kein Problem. Dies gab es bei Ericsson schon mal.
Alleine so ein Zubehör wie der Realflash für Android wäre schon gut…besser wäre der Blitz natürlich integriert.
Ach ja…im Samsung K zoom konnte man den Blitz zb. ganz einfach wechseln, was aber nie nötig war, selbst nach 5 Jahren nicht.
Ein weiterer Nachteil des Xenon Blitzes ist, das man es nicht als Dauerlicht verwenden kann. Heutige LEDs in der Größe wie sie in Smartphones verbaut sind stehen einem Xenon Blitz wenig bis nichts nach. Mit zwei verschiedenen Farbtönen erreicht man noch dazu meist bessere Ergebnisse.
Das stimmt wohl. Jedoch wie schon erwähnt wäre eine Kombination mit LED Leuchte möglich. Und den Xenon Blitz sehe ich im Schwerpunkt bei Gegenlichtaufnahmen. Dort können LED Leuchten nicht mit halten.
Dies ist zb. bei Objekten welche vor einem hellen Hintergrund stehen so. Zumindest wenn der Hintergrund nicht überbelichtet sein sollte.
Typisches Beispiel, Portraits bei Sonneauf oder untergang.
Schade das man hier keine Bilder als Beispiel einstellen kann.