Handykamera & Kamerahandy

Wie bei Fotokameras auch, ist die Blende entscheidend für Handykameras. Sie sorgt für den Lichteinfall auf der Linse. Bei der Angabe zur Blende handelt sich um ein kompliziert berechenbares Verhältnis der fotografischen Lichtstärke. Dabei wird die maximale Öffnung des Objektivs mit der Brennweite der Optik in ein Verhältnis gesetzt. Dieses wird mit dem Buchstaben „f“ bezeichnet.

Je kleiner f ist, desto besser. Denn desto größer ist die Öffnung der Blende und mehr Licht kann aufgenommen werden. Gerade bei schlechten Lichtverhältnissen ist dies sehr wichtig für die Bildqualität. Je höher der f-Wert, desto höher ist der Detailverlust, die Farbechtheit nimmt ab und das Bildrauschen zu. Idealerweise sollte die Blendenzahl bei der Smartphone Kamera daher f/1.8 oder weniger ausmachen.

Megapixel geben die Auflösung von Fotoapparaten, Smartphone- und Videokameras an. Diese stehen für eine Million Bildpunkte (Pixel) was einem quadratischen Bild mit einer Höhe und Breite von jeweils 1024 Pixel entspricht. Sie werden mit MP oder MPx abgekürzt, seltener auch mit MPix oder MPixel.

Oft wird angenommen, dass eine Kamera mit 24 Megapixel eine doppelt so hohe Auflösung hat oder doppelt so große Bilder machen kann, wie eine mit 12 Megapixel. Das ist leider falsch. Megapixel werden berechnet, indem man die Gesamtzahl der horizontalen Pixel mit den vertikalen multipliziert, ähnlich wie bei der Berechnung eines Rechtecks. Um eine doppelte Auflösung zu erreichen, muss man um den Faktor 4 erhöhen.

Zum Beispiel: Eine Kamera mit 12 Megapixel liefert Bilder in der Größe von rund 4.000 x 3.000 Pixel, eine Kamera mit 24 Megapixel Bilder mit etwa 6.000 x 4.000 Pixel. Der Unterschied zwischen einer 12 und einer 24 Megapixel-Kamera ist daher deutlich kleiner als meist erwartet. Um die doppelte Auflösung einer 12 Megapixel-Kamera zu erhalten, benötigt man eine Kamera mit 48 Megapixel.

Die meisten Kameras haben mittlerweile viele Objektive, die nach vorne und hinten sehen. Dabei gibt es verschiedenste, je nachdem, was aufgenommen werden soll: Telefoto-, Weitwinkel- und viele andere Linsen.

Telefotolinsen bieten eine zweite, feste Brennweite. Dadurch geht durch einen Zoom weniger Bildqualität verloren. Hier sind besonders Prisma Linsen gefragt, denn sie ermöglichen einen bis zu sechsfachen optischen Zoom ohne Qualitätsverlust.

ToF: Mit Hilfe eines Time-of-Flight-Sensor (ToF-Sensor) misst das Smartphone den Unterschied zwischen Vordergrund und Hintergrund. Somit werden realistischere Portrait-Effekte auf Bildern oder gar in Videos möglich. Weniger gute Ergebnisse liefert eine Bokeh-Linse, die Dinge im Vordergrund schärfer darstellt und im Hintergrund verschwimmen lässt.

Weitwinkel: Mit einer Weitwinkelkamera kann man Fotos in einem wesentlich weiteren Winkel aufnehmen. Mittlerweile gibt es Kamera-Blickfelder von über 110 Grad. Nicht immer ist diese nötig, denn mit dem Kameramodus „Panorama“ lässt sich ein größerer Blickwinkel simulieren. Außerdem haben Weitwinkelobjektive immer das Problem des „Fish Eye“-Effekts, der Bilder unschön verzieht.

Makrokamera: Hier sind Detailaufnahmen aus nächster Nähe möglich.

Wichtigster Bestandteil ist die Kamerasoftware, denn nur mit einer perfekten Verarbeitung können die kleinen Linsen wirklich gute Bilder machen. Je intelligenter die Software, desto bessere Fotos können der Handykamera entlockt werden. Außerdem sind damit auch Verfremdungs- und Bearbeitungseffekte möglich.

HDR: Der High-Dynamic-Range-Modus macht mehrere Bilder gleichzeitig mit unterschiedlichen Belichtungen und legt sie danach übereinander. So kommen Details besonders gut zur Geltung.

Nachtmodus: Im Dunkeln können Linsen kaum Licht einfangen. Hier wird eine lange Belichtungszeit verwendet und mit künstlicher Intelligenz kombiniert, damit die Bilder möglichst nicht verwackelt aussehen.

AE/AF: Die AE/AF-Funktion (AutoFokus, AutoExposure/Belichtungsmessung) stellt einen Bereich automatisch scharf. Bei Androidhandys lässt sich diese Funktion auch sperren, wodurch man den Fokus selbst festlegen kann.

Der ISO-Wert wird auch Lichtempfindlichkeit genannt. Er ist ein Begriff auf der Fotografie. Was die Filmempfindlichkeit für die analoge Fotografie ist, entspricht bei der Digitalfotografie der Lichtempfindlichkeit des Bildsensors.

Je kleiner die ISO-Zahl, desto weniger lichtempfindlich ist die Einstellung. Man verwendet niedrige ISO-Einstellungen, wenn es hell ist. Je größer die ISO-Zahl, desto lichtempfindlicher wird der Bildsensor. Hohe ISO-Einstellungen werden im Dunklen verwendet. Die ISO steht in Zusammenhang zu Belichtungszeit und Blende. Je geringer die Belichtungszeit und Blende, desto höher muss ISO sein. Die ISO wird immer ohne Blitzbeleuchtung angegeben.

In einem Studio kann man die Lichtverhältnisse wählen, in der Natur sind sie meist einfach gegeben. Hier spielt die ISO eine wichtige Rolle. Denn fängt man zu wenig Licht ein, reagiert der Sensor nicht und das Bild „säuft ab“. Das heißt das Foto ist schwarz oder sehr dunkel. Ist die Belichtung zu hoch, fängst Du zu viel Licht ein, der Bildsensor kann die Information nicht verarbeiten. Ein solches Bild ist „ausgebrannt“, das Foto erscheint weiß. Hat man zwei Extremsituationen, die man nebeneinander abbilden will, muss man sich daher entscheiden, in welchem Bereich man mehr Details sehen will. Alles kann man leider nicht einfangen.

Autofokus ist ein Feature, das es ermöglicht die Scharfstellung von der Kamera selbst vornehmen zu lassen. So wie die Belichtung ist auch die Schärfe für das Gelingen eines Fotos ganz entscheidend. In der handwerklichen Fotografie ist der Fokus alles andere als einfach einzustellen. Dieser hängt von vielen Faktoren der Messung ab.

Handykameras und Digitalkameras haben dafür die Funktion Autofokus. Dabei kann die Kamera sich selbst einstellen.Das Problem ist allerdings, dass die Kamera nicht immer weiß, was du gerade fotografieren möchtest und daher mitunter den Fokus falsch wählt.

Es gibt verschiedene Techniken: Kontrast-Autofokus, Phasen-Autofokus und Hybrid-Autofokus.

Die meisten Kompaktkameras verwenden den Kontrast-Autofokus. Bei diesem findet die Schärfemessung mittels Bildsensor statt, der Helligkeits- und Farbunterschiede analysiert. Dabei bewegt er das Objektiv bis die optimale Schärfe gefunden ist.

Die Richtung ist zunächst zufällig, daher kann es vorkommen, dass erst in die eine Richtung, dann in die andere gesteuert wird. Wird das Bild schärfer, wird das Objektiv weiter in die richtige Richtung bewegt. Das geht so lange, bis das Bild wieder unschärfer wird, weswegen der Kontrast-Autofokus immer etwas übersteuert und dann zurückdreht.

Bei großen Kameras war der Kontrast-Autofokus früher deutlich langsamer als der Phasen-Autofokus. Bei den heutigen Kameras und Smartphones ist die Berechnung aber mittlerweile so flott, dass dies kein Problem mehr darstellt.

Bei der Genauigkeit ist er gegenüber dem Phasenfokus im Vorteil, weil er die volle Auflösung des Bildsensors auslesen kann. Auch funktioniert eine Bilderkennung mit dem Kontrastfokus besser.

Der Phasen-Autofokus wird vor allem bei digitalen Spiegelreflexkameras, aber auch in der analogen Fotografie verwendet. Dabei erfolgt die Schärfemessung über einen eigenen Sensor, den AF-Sensor. Dann erfolgt eine hochkomplizierte Berechnung mittels Sensor anhand von Linien- und Kreuzsensoren. Mittels Winkel und Abständen wird berechnet, in welche Richtung und wie weit das Objektiv zu verstellen ist. Der Phasenfokus muss also nicht wie der Kontrastfokus „hin- und herfahren“. Er ist meist bei bewegten Bildern angenehmer, da er hier hilft die Schärfe nachzuführen.

Sony hat bei den SLT-Kameras erstmals 2010 den Phasen- und Kontrast-Autofokus zu einem Hybrid-Autofokus kombiniert. Dabei wird das Licht über einen halb durchlässigen Spiegel zu einem Autofokus-Modul anstatt zum Sucher reflektiert. Der Sucher hingegen arbeitet, wie bei spiegellosen Kameras, elektronisch. Der Bildsensor unterstützt dabei den Autofokus wie beim Kontrast-Autofokus. 2020 liefen die Modelle jedoch aus und wurden durch komplett spiegellose ersetzt.

Mittlerweile gibt es aber auch Hersteller, die Phasen-Autofokussensoren direkt in den Bildsensor und damit in den Kontrast-Autofokus integrieren. So werden die Vorteile beider Autofokus-Varianten kombiniert.