Der Smartphone-Kamerawettbewerb war schon immer ein Spiel mit Zahlen. Welches Unternehmen kann mit den meisten Megapixeln, Kameras oder (zunehmend) Zoom aufwarten? Wenn es um die Gesetze der Physik geht, gehen optischer Zoom und dünne Telefone einfach nicht Hand in Hand.
Im Juli 2020 ist es wurde gemunkelt dass Apple einem zukünftigen iPhone möglicherweise ein Periskop-Teleobjektiv hinzufügt. Periskop-Objektive gibt es schon seit einiger Zeit und sie umgehen die Größenprobleme, die herkömmliche Teleobjektive haben.
Hier erfahren Sie, wie sie funktionieren und was dies für die Zukunft der Smartphone-Branche bedeutet.
In der Fotografie ist Größe wichtig
Die größten Grenzen bei der Fotografie waren immer eher physische als technologische. Es gibt einige Gesetze der Optik, durch die Sie sich einfach nicht durchsetzen können. Deshalb sind DSLR- und spiegellose Kameraobjektive so groß und schwer. Lange zur Verfügung stellen Brennweiten und breit Öffnungen , Linsen selbst müssen eine bestimmte Größe haben .
Beispielsweise muss ein Objektiv mit einer Brennweite von 200 mm und einer maximalen Blende von 1: 2,8 ein Frontlinsenelement haben, das mehr als 70 mm (oder 3 Zoll) breit ist. Und das beinhaltet keine Überlegungen zur Herstellung.
Smartphone-Kameras haben die gleichen Einschränkungen, jedoch in viel kleinerem Maßstab. Weil sie kleinere Sensoren haben, bekommen sie mehr Vergrößerung durch kürzere Brennweiten . Jedoch, viele Kompromisse kommen mit dieser Anordnung.
Das iPhone 11 Pro verfügt beispielsweise über ein 52-mm-Teleobjektiv, das dem Vollbild entspricht und eigentlich nur 6 mm groß ist. Das heisst Wenn Sie dasselbe Foto mit einer professionellen DSLR aufnehmen möchten, benötigen Sie ein 52-mm-Objektiv . Da der iPhone-Tele-Kamerasensor 1 / 3,6 Zoll groß ist (ca. 5 mm diagonal), erhalten Sie eine gleichwertige Vergrößerung.
Die Hersteller stoßen jedoch allmählich auf Probleme. Sie können Kamerasensoren nicht viel kleiner verkleinern, ohne dass die Kompromisse nicht mehr zu bewältigen sind. Kleine Sensoren arbeiten bei schlechten Lichtverhältnissen viel schlechter und haben es bei höheren Auflösungen schwerer.
Wenn Apple mehr Zoom für das iPhone haben möchte, könnte dies (theoretisch) die Größe des Sensors halbieren. Es wäre jedoch wahrscheinlich teuer in der Herstellung und schrecklich in der Verwendung.
Die bessere Option ist die Vergrößerung des Objektivs.
Das Problem umgehen
Das Vergrößern eines Objektivs ist ebenfalls mit Problemen verbunden. Das iPhone 11 Pro ist nur 8,1 mm dick. Auch wenn ein Objektiv mit einer Brennweite von 6 mm nicht genau 6 mm lang sein muss, muss es nah sein. Es wird also immer noch einen erheblichen Teil des verfügbaren Speicherplatzes auf einem Smartphone beanspruchen. Es ist einfach nicht genug Platz, um einem nur 8 mm dicken Telefon ein 12-mm-Objektiv hinzuzufügen.
Es sei denn, Sie tun es seitwärts.
Eine Periskoplinse funktioniert ähnlich wie ein Periskop auf einem U-Boot. Licht tritt in das vordere Element ein und wird dann von einem abgewinkelten Spiegel um 90 Grad reflektiert. Es passiert alle anderen Linsenelemente, bevor es auf den Kamerasensor trifft, und wird dann als Foto aufgezeichnet. Durch Ändern der Richtung, in die sich das Licht bewegt, müssen längere Linsen nicht so tief sein, da sie breit sein können.
Für Telefonhersteller ist dies ein schwerwiegender Vorteil. Es ist viel praktischer, den erforderlichen Platz für ein längeres Teleobjektiv horizontal zu finden, als den Sensor zu verkleinern oder ein dickeres Telefon herzustellen.
Auf diese Weise sind die Hersteller nicht auf 50-mm-Objektive mit 2-fachem optischen Zoom (oder auf Knopfdruck und mit etwas zweifelhaftem Marketing auf 3-fach) beschränkt. Es ermöglicht Objektive mit 100 mm (ca. 5-facher Zoom) oder sogar 200 mm (ca. 10-facher Zoom).
Sicher, es gibt immer noch Kompromisse und die Technologie ist neu, aber sie überspringt die größte Einschränkung beim Hinzufügen eines optischen Zooms zu einem Smartphone.
Digitaler versus optischer Zoom
Wenn Sie jetzt glauben, dass Ihr iPhone bereits einen 10-fachen Zoom hat, haben Sie Recht, aber auch sehr Unrecht. Es gibt einen Grund, warum wir uns hauptsächlich auf die Brennweite und nicht auf Zoom-Multiplikatoren beziehen.
Dies liegt daran, dass ein wichtiger Unterschied zwischen optischem und digitalem (oder verbessertem, hochauflösendem, raum- oder AI-unterstütztem) Zoom besteht. Beim optischen Zoom ergibt sich die Vergrößerung aus den optischen Eigenschaften eines Objektivs mit längerer Brennweite. Entfernte Objekte erscheinen wirklich näher, als würden sie durch ein Teleskop gesehen, ohne dass die Bildqualität beeinträchtigt wird.
Der Digitalzoom ist in seinen vielen Erscheinungsformen nur eine ausgefallene Art zu sagen, dass ein Foto so beschnitten ist, dass es wie ein gezoomtes Bild aussieht. Zugegeben, der Digitalzoom hat einen langen Weg zurückgelegt. Mit Sensoren mit hohen Megapixeln, „Binning“ (mehrere Pixel werden als ein einziges großes Pixel behandelt) und besseren Upscaling-Algorithmen erzielen Hersteller bessere Ergebnisse.
Trotzdem ist es wirklich dasselbe, als würde man nur ein Foto aufnehmen und es später zuschneiden. Sie erhalten keine echte Vergrößerung und es kommt immer zu einem Verlust der Bildqualität, wenn Sie weiter zoomen.
Natürlich können Sie keine Marketingkampagne um diese Wahrheit herum erstellen.
Periskoplinsen sind erhältlich
Apple wird nicht der erste sein, der sich der Periskopparty anschließt. Chinesische Hersteller (insbesondere Oppo und Huawei) spielen seit mehreren Jahren mit ihnen herum. Das Huawei P40 Pro + mit fünf Kameras verfügt über ein 10-fach Periskop-Teleobjektiv, das einem 240-mm-Objektiv einer Vollbildkamera entspricht.
Das weiter verbreitete Samsung Galaxy S20 Ultra verfügt über ein 5-fach Tele-Periskop-Objektiv, das in etwa einem 100-mm-Objektiv entspricht. Das überzogene Marketing von Samsung bemüht sich jedoch, diese Informationen bei einigen zu verschleiern wirklich lächerliche Multiplikatoren .
Wie so viele andere Telefonfunktionen wird auch Apple, selbst wenn es nicht das erste Mal war, beim Markteintritt für Furore sorgen. Ich denke, wir können davon ausgehen, dass dies bis zum Start des iPhone mit Periskop-Objektiv eine viel gefragtere Funktion sein wird.
