Das 100-fache Zoom-Märchen: Smartphone-Brennweiten und optischer Zoom erklärt


Inhalt:

Hinweis: Da dieser Artikel sehr technisch ist, finden Sie am Ende jedes Abschnitts eine kurze TL; DR (Too Long; Didn’t Read) mit den wichtigsten Punkten.

Basis: Blickwinkel, Brennweite und äquivalente Brennweite

Um zu verstehen, welchen Grad an optischem Zoom ein Smartphone tatsächlich bietet, müssen wir uns zunächst die Brennweiten ansehen. Die Brennweite eines Objektivs gibt den Abstand zwischen dem Objektiv und seinem Brennpunkt an. Ein optisches System mit einer sehr langen Brennweite fokussiert das Licht daher so, dass es sich sehr weit hinter die Linse bewegt. Eine lange Brennweite führt daher zu einem kleinen Blickwinkel – oder umgangssprachlich als “starker Zoom” bezeichnet.

Leider hängt die Brennweite nicht nur vom Blickwinkel allein ab. Die Größe des Bildsensors, der sich hinter dem Objektiv befindet, spielt ebenfalls eine sehr wichtige Rolle. Ein kleinerer Bildsensor mit dem gleichen Objektiv würde einen entsprechend kleineren Bildabschnitt benötigen – und somit “mehr Zoom” erzielen.

Unterschiedliche Sensorgrößen für Smartphones

Um den Bildsensor in der Gleichung zu berechnen und verschiedene Kameras miteinander zu vergleichen, gibt es den sogenannten Format- oder Zuschneidefaktor. Der Formatfaktor ist für einen Vollbild- und / oder 35-mm-Sensor als “Eins” definiert. Der Zuschneidefaktor beschreibt einfach das Verhältnis der Diagonalmessung des Vollformats zur Diagonalmessung des jeweiligen Bildsensors.

Wenn Sie die tatsächliche Brennweite eines optischen Systems mit dem Zuschneidefaktor des Bildsensors multiplizieren, erhalten Sie die Brennweite des optischen Systems in einem Äquivalent von 35 mm. Dies ist auch die am häufigsten vorkommende Spezifikation auf den Hardwareblättern der Smartphone-Hersteller. Dies ist sinnvoll, da die äquivalente Brennweite direkt proportional zum Blickwinkel ist und somit für alle Smartphones und Kameras einen vergleichbaren Wert liefert.

Brennweiten und ihre Blickwinkel

35mm Brennweite äquivalent Blickwinkel bei diagonaler Messung
12 Millimeter 122,0 Grad
24 Millimeter 84,1 Grad
50 Millimeter 46,8 Grad
85 Millimeter 28,6 Grad
105 Millimeter 23,3 Grad

Pro-Tipp:

Fast jede Kamera speichert alle Arten von Informationen zu den Einstellungen, die in den EXIF-Daten von Fotos im JPEG-Format verwendet werden. Hier finden Sie immer die tatsächliche Brennweite und niemals die Brennweite in ihrem 35-mm-Äquivalent. Dies ist aufregend für diejenigen, die alle komplizierten Details der Hardwarespezifikationen lieben: Wenn Sie die äquivalente Brennweite kennen, können Sie anhand des Verhältnisses zur tatsächlichen Brennweite eine einigermaßen genaue Schlussfolgerung über die Sensorgröße ziehen. Während dies in den Hardwarespezifikationen oft nicht offenbart wird, enthüllen die Hersteller jetzt die lächerlich kleinen Sensoren, die ihre Smartphone-Kameras unter der Haube tragen.

TL; DR: Um die “Zoom” -Fähigkeit verschiedener Kameras zu vergleichen, wird die Brennweite im 35-mm-Filmäquivalent angegeben – da sie direkt mit dem Blickwinkel korreliert. 24 mm in seinem 35 mm-Äquivalent sind für jede Kamera gleich.

Was bedeutet optischer Zoom für Smartphones?

Ein Brennweitenäquivalent von 35 mm definiert heute genau, wie groß ein bestimmtes Objekt in einem bestimmten Abstand von der Kamera auf dem Sensor abgebildet wird. Ein optischer Zoom bedeutet, dass die Kamera durch Variieren der Brennweite unterschiedliche Bildwinkel oder Bildgrößen realisieren kann.

AndroidPIT Realme X3 Superzoom Bildqualität Tele Kamera zoomt

Der Digitalzoom hingegen ist nichts anderes als das Zuschneiden des Fotos mithilfe einer Software, die den Blickwinkel verringert oder die Brennweite vergrößert. Im Vergleich zum nicht zugeschnittenen Foto bedeutet dies natürlich einen Auflösungsverlust. Es spielt keine Rolle, ob Sie mit Photoshop (Mitte) oder mit “Hybridzoom” (rechts) zuschneiden. / © NextPit

Um den Brennweitenbereich oder die Flexibilität eines Objektivs zu veranschaulichen, ist das Verhältnis der kleinsten zur größten Brennweite in der Fotografie üblich geworden. Ein optisches System mit 25 bis 100 Millimetern hat einen vierfachen optischen Zoom – oder hatte dies in der heutigen Zeit.

Dies liegt daran, dass die Marketingabteilungen der Smartphone-Hersteller alle früheren heiligen Konventionen der traditionellen Fotografie aus dem Fenster geworfen haben. Stattdessen zeichnen sie etwas Unsinn auf das Datenblatt. Die Hauptsache ist, dass es eine höhere Zahl als die Konkurrenz zeigt, und der unscheinbare Kunde fällt darauf herein und kauft es. Recht?

Was bedeutet 30-facher optischer Zoom?

Die ersten Smartphones mit zwei Kameras hatten normalerweise einen doppelten optischen Zoom – die Brennweiten der beiden Objektive betrugen etwa 25 und 50 Millimeter. Von dort kamen Fortschritte in Form von immer leistungsstärkeren Tele-Sensoren, und der Doppelzoom wurde schließlich zu einem “5-fachen” in der Kamera-App. Als das Ultraweitwinkelobjektiv seinen Weg von LG-Smartphones in Ihre alltägliche Fülle von Smartphones fand, wurde der gigantische Blickwinkel von praktisch jedem als “0,5x” oder “0,6x” beschrieben. Mit anderen Worten, es funktioniert im Vergleich zur Hauptkamera als Quasi-0,5-fach-Zoom-Shooter.

Das Samsung Galaxy S20 Ultra ist ein gutes Beispiel dafür, dass es die äquivalenten Brennweiten von 13 bis 103 Millimetern optisch wiedergibt – und somit einen ungefähr achtfachen optischen Zoom hat. Interessanterweise ist diese Zahl nirgends zu finden, und je nach Ihrem guten Willen kann sie als Schlamperei seitens der Marketingabteilung angesehen werden – oder als absichtliche, systematische Verdummung der Fakten, um potenzielle Käufer zum Kauf von Funktionen zu verleiten das kann einfach nicht liefern, was auf dem Papier versprochen wurde. Lesen Sie unseren Testbericht zur Galaxy S20 Ultra-Kamera, um mehr zu erfahren.

AndroidPIT Samsung Galaxy S20 Ultra Bewertung 24

Sorry, aber das ist einfach nur albern. / © NextPit

TL; DR: Ein dreifacher optischer Zoom bedeutet, dass die längste Brennweite des Kamerasystems geteilt durch die kleinste Brennweite genau drei ergibt. Das Samsung Galaxy S20 Ultra verfügt über einen nativen 4-fach optischen Zoom.

100x Hybrid Zoom und andere Fantasy-Ansprüche

Woher kommt also die Behauptung “100x”? Das Samsung Galaxy S20 Ultra zum Beispiel trägt diese Aussage so stolz auf seinen Marketingmaterialien? Um einen 100-fachen optischen Zoom zu erzielen, müsste ein Smartphone jetzt einen Brennweitenbereich von 13 bis 103 Millimetern in seinem 35-mm-Äquivalent abdecken – und wenn dies tatsächlich passieren würde, wäre es wahrscheinlich extrem groß und teuer.

Die Antwort auf die Frage, woher der 100x kommt, ist einfach: aus der Fantasie der Produktmanager von Samsung. Im Gegensatz zu den optischen Zooms von “echten” Kameras hat diese “100x” absolut keinen Bezug zu den optischen Fähigkeiten des Kamerasystems. Samsung entschied sich vielmehr für einen Fantasy-Wert als Obergrenze für seine Kamera.

Nach Jahren der Aufklärungsarbeit von Technologiejournalisten, die tatsächlich den Begriff “Digitalzoom”, “Hybridzoom” oder “Raumzoom” in unser kollektives Bewusstsein eingebrannt haben, wäre das nächste Schlagwort, das heute herumgeworfen wird, “optischer Zoom”. Unabhängig vom Namen bedeutet dies nichts anderes als den einfachen alten Digitalzoom, der seine maximale optische Brennweite erreicht hat.

Zoomies

Die Bildqualität bei 100x ist genug, um Sie zusammenzucken zu lassen? Egal, solange Sie es auf dem Smartphone-Gehäuse gravieren können. Das 100x-Bild sieht hier in der Collage bereits in einem stempelgroßen Format äußerst unklar aus. Glauben Sie mir, Sie wollen das Gesamtbild nicht sehen. / © NextPit

Ob es einen 60-fachen, einen 100-fachen oder einen baldigen 200-fachen Hybrid-Zoom im Datenblatt gibt, es sagt nichts über die Bildqualität aus. Bestenfalls unterstreicht es den Ernst der verschiedenen Smartphone-Hersteller. Wenn Sie wirklich wissen möchten, wie nah ein Smartphone bei angemessener Bildqualität zoomen kann, sind die folgenden drei Werte wichtig:

  1. Die Brennweite des Teleobjektivs entspricht 35 mm.
  2. Der für dasselbe Teleobjektiv verwendete Bildsensor.
  3. Die Geschwindigkeit des Teleobjektivs.

Das Brennweite des Teleobjektivs in seinem Äquivalent von 35 mm Hier erfahren Sie, wie gut das Smartphone entfernte Objekte durch optische Vergrößerung vergrößern kann. Wenn das Verhältnis zwischen Fantasievergrößerung und optischer Vergrößerung zu weit auseinander liegt, muss das Telefon seinen Zoom digital ausführen – und die Bildqualität wird definitiv darunter leiden.

Hier ist die Bildsensor im Teleobjektiv kommt herein: Je größer der Bildsensor ist, desto mehr Licht kann er aufnehmen – was zu einer besseren Bildqualität führt. Ein sehr großer Bildsensor liefert nicht nur bessere Fotos, wenn er durch das Objektiv optisch vergrößert wird, sondern bietet auch mehr Platz für den Digitalzoom.

Zu guter Letzt die Lichtintensität oder Blende des Teleobjektivs spielt eine Rolle. Die Blende beschreibt, wie viel Licht der Sensor für das Foto einlassen kann. Im Allgemeinen gilt: Je mehr Licht, desto weniger Rauschen und desto geringer ist das Risiko von Verwacklungen. Dies gilt insbesondere für Teleobjektive auf Smartphones, die unter notorisch schwachen Objektiven leiden.

AndroidPIT Honor 30 Plus Kamera

Periskopobjektive sind relativ neu: Das Honor 30 Pro + verfügt auch über ein Objektiv mit sehr langer Brennweite. Der “50-fache Zoom” des Gehäuses rechtfertigt eine solche Behauptung jedoch nicht. / © NextPit

Diese drei Aspekte sind im Datenblatt zu sehen. Zusammen mit der notorisch schwer zu quantifizierenden Qualität der Kameraalgorithmen sind sie maßgeblich für die Bildqualität verantwortlich.

Weiterlesen: Anleitung zur Blendenöffnung der Smartphone-Kamera: Was macht F1.7 eigentlich?

Digitaler oder optischer Zoom: besser als der Ruf vermuten lässt

Von den drei oben genannten Punkten gibt es jedoch auch Fälle, in denen ein digitaler Zoom seinem optischen Gegenstück überlegen sein kann. Beim Samsung Galaxy S20 zum Beispiel gab es im technischen Bereich viel Aufschrei, als die Kamera auf Herz und Nieren geprüft wurde. Samsung bewarb das Smartphone mit einem “3x Hybrid Optical Zoom”. Das 64-Megapixel- “Teleobjektiv” hat im Vergleich zur Hauptkamera nur einen 1,06-fachen optischen Zoom, während das verbleibende 2,94-fache ein Hybridzoom ist, der auf digitaler Vergrößerung beruht. Dies kann zwar als mutiger Marketing-Schritt angesehen werden, ist aber auch ziemlich naiv – und hat zu Recht nach hinten losgegangen.

Während der potenzielle Aufruhr vorhersehbar war, ist der Digitalzoom im Samsung Galaxy S20 wahrscheinlich besser als viele andere optische Zoomoptionen. Das liegt daran, dass der 64-Megapixel-Sensor mit 1 / 1,72 Zoll sehr groß ist und eine Oberfläche von etwa 40 mm2 bietet. Wenn wir den Sensor in neun gleich große Rechtecke unterteilen und den mittleren Bereich als unabhängigen Sensor betrachten, erhalten wir den 1 / 4,4-Zoll-Sensor, auf den sich Huawei jetzt verlässt P20 Pro in Bezug auf die Sensorgröße. Es lohnt sich also, genauer hinzuschauen.

AndroidPIT Samsung S20 Kamera zurück

Es ist wie mit Gourmet-Katzenfutter: Nur zwei Prozent des dreifachen “Hybrid Optical Zoom” im S20 + sind optisch, der Rest ist digital. / © NextPit

TL; DR: Ein sehr großer Sensor mit Digitalzoom kann bessere Ergebnisse liefern als ein kleiner Sensor mit optischem Zoom. Der Sensor ist der entscheidende Faktor. In den meisten Fällen hat der optische Zoom jedoch einen Vorteil.

Weiterlesen: Exmor, Isocell & Co.: Warum Smartphone-Bildsensoren so wichtig sind!

Kauftipp: Das beste Smartphone mit optischem Zoom

Welches Smartphone hat den besten optischen Zoom? Unsere vorherigen Tests deuten tatsächlich auf das Samsung Galaxy S20 Ultra hin, das oben geschwenkt wurde.

Allerdings: Dies hat nichts mit dem 100-fachen Zoom-Anspruch im Datenblatt zu tun. Tatsächlich verfügt Samsung über einen eingebauten Bildsensor, der groß genug ist, um trotz der engen Blende genügend Licht einzufangen. Übrigens müssen Sie keine brauchbaren Fotos mit 100-facher Vergrößerung erwarten – ab etwa dem 10-fachen ist der Spaß vorbei, der Rest ist bestenfalls eine lächerliche Anstrengung.

Wenn Sie wirklich nach einem Allrounder suchen, wenn es um Smartphone-Fotografie geht, lesen Sie besser den folgenden Artikel.

Weiterlesen: Die besten Kamera-Smartphones, die Sie 2020 kaufen können

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