ISO-Empfindlichkeit und Dual-ISO in Smartphones: Sind sie wichtig?


Wie wir bereits in unserem ultimativen Leitfaden zum Kauf des besten Kamera-Smartphones empfohlen haben: Vergessen Sie die ISO-Empfindlichkeit Ihres Smartphones. Der Wert ist nicht so wichtig, abgesehen von Brustklopfen in Marketingmaterialien.

Inhalt:

  1. Was ist ISO-Empfindlichkeit überhaupt?
  2. Und was ist die ISO-Empfindlichkeit für Smartphones?
    1. Was bedeutet ISO 409.600?
    2. ISO-Werte und Computerfotografie
  3. Was ist doppelte ISO-Empfindlichkeit?

Da der Wert jedoch immer wieder angezeigt wird, sei es im Pro-Modus oder in verschiedenen technischen Datenblättern, möchten wir eine Beschreibung der ISO-Empfindlichkeit bereitstellen, damit diese Angelegenheit ein für alle Mal zur Ruhe kommt: aus der Sicht eines Smartphones.

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Das Huawei P40 Pro bietet extrem hohe ISO-Empfindlichkeitsstufen / © NextPit

Zunächst eine kleine Hintergrundgeschichte. Die ISO-Empfindlichkeit reicht bis in die Zeit der analogen Fotografie zurück. Eine Schicht aus Silberhalogenidkristallen wurde auf das Filmbasismaterial aufgebracht. Licht wandelt dann die empfindlichen Silberverbindungen in elementares Silber um und beeindruckt so die entsprechenden Bildbereiche auf dem Film.

Je größer diese Kristalle auf dem Film sind, desto lichtempfindlicher waren sie – und daher besser für schlechte Lichtverhältnisse geeignet. Größere Kristalle bedeuteten jedoch auch eine geringere Auflösung. Die Bilder sehen grob und körnig aus. Sie haben dies sicherlich schon einmal mit alten analogen Fotos gesehen.

Bevor die internationale Standardisierung der Fotografie eingeführt wurde, gab es alle Arten von Namen und Einheiten für die Empfindlichkeit eines Films, zum Beispiel ASA, DIN oder GOST.

Bevor wir zur ISO-Empfindlichkeit eines Smartphones kommen, hier noch ein Hinweis: Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht, Ihnen alle Details Ihrer Smartphone-Kamera zu erklären:

Das Zeitalter der Digitalkameras hat das analoge Filmkorn gegen Siliziumpixel ausgetauscht. Das lichtempfindliche Material wandelt einfallende Lichtteilchen in Spannung um. Je mehr Licht, desto höher die Spannung. Bei CMOS-Sensoren läuft dieses analoge Signal zunächst durch einen analogen Verstärker.

Die ISO-Empfindlichkeit des Sensors hängt nun von den Pixeln selbst sowie der Verstärkung dieses analogen Hardwareverstärkers ab. Und genau wie beim analogen Filmkorn auf dem Trägermaterial gibt es in der aktuellen digitalen Fotografie keine Möglichkeit, das “digitale Filmkorn” auszutauschen und die ISO-Empfindlichkeit des Sensors zu ändern. Wir werden später zeigen, dass es eine Ausnahme von dieser Regel gibt.

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Während Filme mit unterschiedlichen Empfindlichkeiten noch mit analogen Kameras verwendet werden könnten, ist es heutzutage nicht mehr möglich, den Sensor zu wechseln. Obwohl Ricoh hier einmal große Träume mit dem GXR hatte. / © NextPit

Nach dem ersten Analogverstärker geht unser Bildsignal nun in einen Analog-Digital-Wandler über, der – wie der Name schon sagt – das Signal digitalisiert. Von hier an wirkt die Magie der Computerfotografie und kombiniert die Bildinformationen mit denen anderer Fotos, reduziert das Rauschen, arbeitet mit dem Weißabgleich, hellt dunkle Bereiche auf und verdunkelt hell beleuchtete Bereiche usw. Das Ergebnis wird dann als JPEG-Datei im Speicher Ihres Smartphones gespeichert.

“Aber ich kann die ISO-Empfindlichkeit im Pro-Modus einstellen”, höre ich Sie sagen. Stimmt, aber das Einstellen des ISO-Werts, wie Sie ihn aus dem manuellen Modus Ihres Smartphones oder sogar Ihrer Spiegelreflexkamera kennen, ändert nichts an der Empfindlichkeit des Sensors. Diese ISO-Empfindlichkeit ändert – einfach gesagt – nur die Verstärkung, d. H. Die Helligkeitseinstellung in der Bildverarbeitung hinter dem Analog-Digital-Wandler Ihres Bildsensors. Dies geschieht also erst, nachdem das Foto tatsächlich aufgenommen wurde.

Was bedeutet ISO 409.600?

Eine wahnsinnig hohe Empfindlichkeit wie ISO 409.600 bedeutet nur eines: Der Hersteller hat ein hohes Maß an Helligkeitsverstärkung durch die Software zugelassen, was in dieser Größenordnung bereits bei der Implementierung in Vollformatkameras zweifelhaft ist. Eine halbe Million ISO für Smartphones? Überhaupt nicht sehr nützlich.

Und genau das ist die Antwort darauf, warum die Canon EOS 5D Mark IV “nur” ISO 102.400 erreichen kann, während das Huawei P40 Pro satte ISO 409.600 erreicht. Erstens ist die Marketingabteilung von Canon weniger dreist und zweitens richtet sie sich an eine Zielgruppe, die mehr mit der Kamera vertraut ist und sich, verzeihen Sie mein Französisch, nicht in dumme Behauptungen täuschen lässt.

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Die Pro-Modelle von Huawei aus der P-Serie haben großartige Kameras, keine Frage. Aber der Hersteller sollte in der Werbung besser abschneiden als wahnsinnig hohe Empfindlichkeitsstufen herumwerfen / © NextPit

ISO-Werte und Computerfotografie

Mit dem Huawei P40 Pro kann ISO 409.600 im Pro-Modus tatsächlich manuell ausgewählt werden. RAW-Bilder sind jedoch nur bis zu ISO 6400 verfügbar, was auf einige Software-Tricks hinweist (was übrigens im Grunde genommen ein völlig legitimes Manöver ist), die möglicherweise ein ISO 409.600-Äquivalent liefern. Aber ist es immer noch möglich, diese “ISO” zu nennen und als solche zu bewerben?

Moderne Smartphones machen normalerweise nicht nur ein Bild, wenn Sie den Auslöser drücken. Besonders wenn es um kontrastreiche Motive oder schlechte Lichtverhältnisse geht, bei denen manchmal mehr als ein Dutzend Fotos tatsächlich eine einzige Aufnahme ergeben. Am Ende spielt es für den Benutzer keine Rolle, welche Verstärkung irgendwo zwischen dem Analog-Digital-Wandler und dem JPEG-Kompressor eingestellt wird. Die Hauptsache, die der Benutzer möchte, ist ein schönes Foto, das rauschfrei ist, und ISO spielt keine Rolle. Mit anderen Worten, die Ziele rechtfertigen die Mittel.

Und vor allem: Die ISO-Empfindlichkeit ist ein Maß für eine bestimmte “Lichtleistung”. Es sagt nichts über die Bildqualität aus, aber bestenfalls etwas über das Vertrauen des Herstellers, dass die Ergebnisse bei dem maximalen ISO-Äquivalentwert für den Kunden irgendwie immer noch gut genug sind. Tatsächlich ist die Korrelation zwischen dem höchsten ISO-Wert im Datenblatt und der Bildqualität bei schlechten Lichtverhältnissen genau diese: Null.

Wie gesagt: Ob es sich um analoge oder digitale Filme handelt, es gibt immer eine “feste” Empfindlichkeit. Mit einer Ausnahme: Einige sogenannte Dual-ISO-Sensoren weisen tatsächlich zwei unterschiedliche Hardwareempfindlichkeiten auf. Die Hersteller erreichen dies, indem sie vor dem Analog-Digital-Wandler eine zusätzliche Analogverstärkungsschleife in den Sensor einbauen.

Selbst für professionelle Kamerafans gibt es daher keine sehr intuitiven Entwicklungen hinsichtlich der Bildqualität bei unterschiedlichen ISO-Werten. Bei Smartphones besteht jedoch ein großes Potenzial, dem Benutzer das Denken zu nehmen und die Änderungen im Dynamikbereich von Lichtern und Schatten geschickt für einen höheren Dynamikbereich auszunutzen.

BlackMagic Dual-Iso-Dynamikbereichseigenschaften

Im BlackMagic Pocket Cinema 4K ist ein doppelter ISO-Sensor verfügbar. Oberhalb von ISO 1000 wechselt die Kamera auf den höheren Hardware-ISO-Wert / © NextPit

Blackmagic ist mit dem Dynamikbereich ihres Pocket Cinema 4K sehr transparent. Ab ISO 1000 wechselt die Kamera von niedriger zu hoher Empfindlichkeit. Das vom Hersteller bereitgestellte Diagramm zeigt, dass durch Einstellen der ISO-Werte innerhalb der niedrigen oder hohen Einstellung nicht der Dynamikbereich, sondern nur der Graupunkt verschoben wird (im Diagramm wird er als Übergang zwischen Hell- und Dunkelgelb dargestellt). Dies bedeutet letztendlich nur eine Umverteilung der Bildinformationen, während der Dynamikbereich selbst konstant bleibt.

Diese Dual-ISO-Option wird jetzt als aufregend und nicht intuitiv zugleich angesehen. ISO 1000 eignet sich besser für das Blackmagic Pocket Cinema 4K, um Motive mit vielen hellen Details aufzunehmen. Sie sehen dies daran, dass das hellere Spektrum über dem neutralen Graupunkt von 18 Prozent einfach weitaus mehr Informationen enthält. Infolgedessen ist eine detaillierte Wiedergabe heller Bildteile bei ISO 1000 mit 6,8 gegenüber 3,5 Lichtstopps bei ISO 100 viel besser.

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Der Oppo Find X2 Pro verfügt über einen doppelten ISO-Sensor! Leider konnten wir im Test nicht feststellen, ob der IMX689 wirklich einen Wettbewerbsvorteil hat. / © NextPit

Gleichzeitig können wir dem Diagramm entnehmen, dass ISO 100 für Nachtszenen oder für zurückhaltende Aufnahmen, bei denen die Szene überwiegend aus dunklen Bereichen besteht, viel besser ist. Da ISO 100 (Filmfilme ausgeschlossen) für zurückhaltende Aufnahmen normalerweise unpraktisch ist, ist die höhere Empfindlichkeit eines dualen ISO-Sensors eine aufregende Option – der Graupunkt im Dynamikbereich springt plötzlich wieder in den Helligkeitsbereich.

Was wir allgemein als ISO-Empfindlichkeit verstehen, ergibt sich aus einem sehr schlaffen Vergleich mit der analogen Fotografie, die jedoch immer mehr an Substanz verliert. Im Zeitalter der Computerfotografie hat die ISO-Empfindlichkeit eine ähnliche Relevanz wie eine Drossel in einem Tesla Model 3.

Fazit

Um es kurz zu machen: Während dies für die Kameraqualität immer von geringer Bedeutung war, können Sie jetzt die ISO-Empfindlichkeit von Smartphones in diesen Tagen, in denen die Computerfotografie an oberster Stelle steht, tatsächlich vergessen. Es sagt wirklich nichts darüber aus, wie gut eine bestimmte Kamera bei schlechten Lichtverhältnissen funktioniert.

Bei zwei ISO-Sensoren, die zu Recht in einigen professionellen High-End-Kameras verwendet werden, könnte die Situation anders sein. Der Oppo Find X2 Pro verwendet den IMX689, den ersten Sensor, den ich mit dieser Funktion kenne. Im Test gelingt es mir jedoch, das oben beschriebene charakteristische Verhalten von zwei ISO-Sensoren auf dem Find X2 Pro zu provozieren.

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