Zoomen mit der Handy-Kamera: Von digital bis Periskop
Heutige Smartphone-Kameras verfügen über verschiedene Methoden, um Motive in weiterer Distanz abzulichten (Zoom). Dieses Heranholen erfolgt physisch mit einem Telefoto-Objektiv und einem Periskop-Telefoto-Objektiv, berechnet mittels einer digitalen Ausschnittvergrößerung oder in Kombination beider Verfahren durch einen hybriden Zooms.
Nicht alle Ansätze haben eine zufriedenstellende Qualität, was sowohl an dem Kameramodul an sich als auch an der Software liegen kann. Wir wollen Ihnen die unterschiedlichen Zoom-Lösungen im Detail schildern und die jeweiligen Techniken erörtern, Beispielaufnahmen inklusive.
Historie des Handy-Kamera-Zooms: Die Anfänge
Was leisten die verschiedenen Smartphone-Kamera-Zooms? (Im Bild: Quadkamera Galaxy S21 Ultra)
Bild: Samsung
Bereits 1999 kam mit dem Kyocera VP-200 das erste Handy mit Kamera heraus. Da diese vorne angebracht war und vornehmlich der Videotelefonie diente, gab es noch keine Verwendung für einen Zoom. Doch nur ein Jahr später erschien das Samsung SCH-V200, das eben jenes Feature an Bord hatte. Aufgrund der mageren CIF-Auflösung von 0,1 Megapixel (352 mal 288 Bildpunkte) machte die digitale Funktion jedoch wenig Freude.
Die nächste Zoom-Evolution stammt aus dem Hause Sharp. Das 2004 herausgebrachte V602SH hatte als erstes Mobiltelefon eine zweifache optische Vergrößerung. Mit 2 Megapixel gab es zudem eine Rekord-Auflösung.
Samsung SCH-V200
Bild: Samsung
Bis zur nächsten Weiterentwicklung des Handy-Kamera-Zooms sollte es bis 2012 dauern. Waren zu diesem Zeitpunkt Modelle mit maximal 16 Megapixel in Umlauf, erhöhte das Nokia 808 PureView auf 41 Megapixel.
Allerdings hatte die hohe Auflösung einen besonderen Hintergrund, es wurde ein verlustfreier Zoom versprochen. Der 1/2-Zoll-Sensor sammelte Informationen von 3, 5 oder 8 Millionen Bildpunkten für eine Ausschnittvergrößerung um den Faktor zwei, drei oder vier.
Historie des Handy-Kamera-Zooms: Tele-Zoom und Periskop
Sharp V602SH
Bild: Sharp
Samsung zeigte sich 2013 nicht minder innovativ und brachte mit dem Galaxy S4 Zoom einen Hybriden aus Smartphone und Kamera heraus. Das ausfahrbare Telezoom-Objektiv ähnelt Modulen klassischer Kompaktkameras. Der Hersteller gewährte einen Brennweitenbereich zwischen 24 mm und 240 mm (auf Kleinbild umgerechnet). Insofern gab es erstmals in einem Mobilgerät einen zehnfachen optischen Zoom, der zudem verlustfreie Zwischenschritte bot. Etablierten konnte sich diese physische Lösung allerdings nicht.
Galaxy S4 Zoom
Bild: Samsung
Erst ab 2018 setzten sich dank des Huawei P20 Pro sowohl der optische Zoom als auch höhere Auflösungen im Smartphone-Sektor allmählich durch. Mit dem Huawei P30 Pro folgte ein Jahr später das erste Handy, das über ein Periskop-Telefoto-Objektiv verfügte. Mit diesem konnte eine größere Brennweite realisiert werden, was in einem fünffachen Heranholen des Motivs resultierte.
Technik erklärt: Digital-Zoom
Huawei P30 Pro
Bild: Huawei
Dieses Verfahren wird – größtenteils zu Recht – wenig wertgeschätzt. Beim Digital-Zoom kommt ein Software-Algorithmus zum Einsatz, dessen Berechnungen in manchen Smartphones eine NPU (Neural Processing Unit, KI-Chip) übernimmt. Die grundsätzliche Vorgehensweise ist das Zuschneiden eines Sensor-Bildausschnittes (Crop) und das anschließende Hochskalieren auf die native Auflösung. Es wird also ein kleinerer Bereich des Sensors mit weniger Megapixeln genutzt und künstlich gestreckt. Je größer die Zoom-Stufe, desto mehr gehen Schärfe und Details verloren.
Zehnfacher Digitalzoom
Bild: Andre Reinhardt
Auf der nächsten Seite beschäftigen wir uns mit Telefoto-Zoom und Periskop-Zoom.