Warum haben Smartphones so viele Kameras und was machen sie? – Überprüfen Sie Geek


Person, die das iPhone 14 neben dem iPhone 14 Pro hält
Justin Duino / Rezension Aussenseiter

Smartphones bieten mehrere Kameras, um Ihre kreativen Möglichkeiten zu erweitern und die allgemeine Bildqualität durch Software zu verbessern. Sie verwenden wahrscheinlich alle Kameras Ihres Telefons, auch wenn Sie es nicht bemerken.

Moderne Smartphones enthalten mehrere Kameras, die Ihnen mehrere kreative Möglichkeiten bieten, wenn Sie Familienmitglieder, Autofahrten, Fußballspiele und mehr fotografieren. Aber die Chancen stehen gut, dass Sie nicht wirklich verstehen, wie diese Kameras funktionieren, und Sie haben vielleicht das Gefühl, dass Sie immer nur die „Hauptkamera“ verwenden.

Hier ist die gute Nachricht; Sie verwenden bereits alle Kameras Ihres Smartphones, auch wenn Sie es nicht wissen. Und mit nur ein bisschen Wissen verbessern Sie Ihre fotografischen Fähigkeiten und ziehen noch mehr Nutzen aus dem riesigen Kamera-Array Ihres Telefons.

Warum haben Smartphones mehrere Kameras?

Digitalkameras enthalten eine Menge Kleinteile. Aber die wichtigsten Komponenten einer Digitalkamera sind der Bildsensor und das Objektiv. Während der Bildsensor die Auflösung und die allgemeine Fotoqualität diktiert, steuert das Objektiv stilistische Besonderheiten wie das Sichtfeld oder die Brennweite – wir vereinfachen die Dinge hier zu stark, aber das ist das Wesentliche. (Und ja, wir werden gleich erklären, was diese Begriffe bedeuten.)

Fachmann DSLR und Spiegellose Kameras haben einen eingebauten Bildsensor, der nicht entfernt werden kann. Um dem Fotografen also mehr stilistische Freiheit zu bieten, bieten DSLR- und spiegellose Kameras ein Wechselobjektivsystem. Wenn Sie ein detailliertes Foto eines weit entfernten Motivs benötigen, ziehen Sie einfach Ihr Teleobjektiv heraus und befestigen Sie es an der Kamera!

Das Pixel 6 und das Samsung Galaxy S22 nebeneinander.
Justin Duino / Rezension Aussenseiter

Smartphones sind zu klein und zerbrechlich, um Wechselobjektive zu verwenden. Um also die Flexibilität einer „echten“ Kamera nachzuahmen, bieten Telefone mehrere Bildsensoren, jeder mit seinem eigenen einzigartigen Objektiv.

Telefone wechseln automatisch zwischen diesen Kameras, während Sie Fotos aufnehmen, wodurch die Lernkurve entfällt, die mit DSLR- oder spiegellosen Kameras verbunden ist (die automatische Kameraumschaltung erfolgt normalerweise beim Vergrößern oder Verkleinern). Allerdings können Sie ein Objektiv manuell aus der Kamera-App Ihres Telefons auswählen, ähnlich wie ein professioneller Fotograf ein Objektiv aus seiner Tasche zieht.

Weitwinkel- oder „Haupt“-Kameras: Aufnahmen für allgemeine Zwecke

EIN Weitwinkelkamera hat eine relativ kurze Brennweite, normalerweise zwischen 24 mm und 35 mm (wir reden hier äquivalente Brennweite, übrigens). Dies bietet ein weites Sichtfeld, mit dem Sie größere Szenen aufnehmen können, als Sie es mit einem Teleobjektiv könnten. Darüber hinaus bietet Ihnen die kurze Brennweite eine große Schärfentiefe – Objekte im Vordergrund und Hintergrund bleiben im Fokus.

Smartphone-Kamera-Apps verwenden standardmäßig immer das Weitwinkelobjektiv. Daher wird dies normalerweise als „Hauptobjektiv“ in einem Smartphone bezeichnet, und wie Sie vielleicht erwarten, ist es die ideale Option für die meisten Fotos.

Allerdings neigen Weitwinkelkameras dazu, einige sehr „einfache“ Fotos zu produzieren. Um dieses Problem zu umgehen, können Hersteller „Computerfotografie“ verwenden, um die Bildqualität oder den Stil zu verbessern. Grundsätzlich lässt das Telefon Ihre Bilder durch eine Software laufen, um die Bilder schöner zu machen.

Die des iPhones Portraitmodus ist ein großartiges Beispiel für „Computerfotografie“. Wie bereits erwähnt, halten Weitwinkelobjektive das Motiv und den Hintergrund im Fokus. Der Porträtmodus verwendet jedoch Daten von der Telekamera eines Telefons (mit geringer Schärfentiefe), um den Hintergrund hinter einem Motiv zu verwischen.

Es ist auch erwähnenswert, dass die überwiegende Mehrheit der Smartphone-Kameras aufgrund technologischer Einschränkungen ein Objektiv mit festem Fokus verwendet. Diese Art von Objektiv kann nicht angepasst werden, um ein Bild zu vergrößern. So, optischer Zoom ist vom Tisch, und der Digitalzoom (der die Fotoqualität merklich verringert) nimmt normalerweise seinen Platz ein.

Einige Smartphones bieten jedoch einen optischen Zoom mit einem ausgefallenen Trick – sie wechseln zu einer anderen Kamera, normalerweise einer mit einem 3-fach-Teleobjektiv. Dies ist einer der größten Motivatoren hinter einem Design mit mehreren Linsen. Selbst wenn ein Benutzer die Kameras seines Telefons nicht versteht, wird er feststellen, dass die Zoomfunktion auf einem neuen Telefon besser aussieht.

Telekameras: Hochwertiger Zoom

Teleobjektive sind im Grunde das Gegenteil von Weitwinkelobjektiven. Sie haben eine lange Brennweite zwischen 50 mm und 80 mm, was bedeutet, dass sie standardmäßig „gezoomt“ sind und einen relativ engen Bereich einer Szene erfassen.

Wie der Name schon sagt, a Teleobjektiv dient dazu, weit entfernte Motive einzufangen. Wenn Sie ein Foto von einem Vogel auf einem Baum oder einem Kind auf einem Softballfeld machen müssen, wechseln Sie zum Teleobjektiv. Dies geschieht automatisch, wenn Sie eine Kamera mit einer Telekamera vergrößern, und wird normalerweise durch ein kleines Symbol auf dem Bildschirm angezeigt, das ein Zoomverhältnis von „2x“ oder „3x“ anzeigt.

Teleobjektive haben eine geringe Schärfentiefe. Während also Ihr Motiv im Fokus bleibt, können Objekte im Hintergrund (oder Objekte, die es sind sehr in der Nähe der Kamera) kann eine schöne natürliche Unschärfe aufweisen. Überraschenderweise macht dies das Teleobjektiv zu einer großartigen Wahl für Porträts – das schmale Sichtfeld hilft Ihnen, das Motiv einzurahmen, während die geringe Schärfentiefe Ihnen eine leichte (oder extreme) Hintergrundunschärfe verleiht.

Dieser Effekt ist jedoch bei der Telekamera eines Smartphones weniger bemerkbar, wo Einschränkungen in Bezug auf Sensorgröße, Blende und Brennweite eine geringe Schärfentiefe „aufheben“ können. Es sei denn, Ihr Hintergrund ist sehr weit wegbenötigen Sie normalerweise Computerfotografie, um Hintergrundunschärfe zu erzielen, wenn Sie eine Smartphone-Telefotokamera verwenden.

Wir sollten auch beachten, dass Teleobjektive ein Bild „komprimieren“ können. Dies ist ein Nebeneffekt der geringen Schärfentiefe – der Hintergrund scheint „näher“ an Ihrem Motiv zu sein. Das kann gut oder schlecht sein, je nach Stilgefühl.

Ultra-Wide-Kameras: Erfassen Sie mehr von einer Szene

Wie Sie wahrscheinlich erraten können, Ultra-Wide-Kameras Erfassen Sie einen extrem großen Bereich einer beliebigen Szene. Sie können sich im Vergleich zu Ihrer typischen Weitwinkelkamera sogar „herausgezoomt“ anfühlen, weshalb Smartphones das Ultraweitwinkelobjektiv normalerweise als „0,5-facher Zoom“ bezeichnen.

Ultraweitwinkelkameras haben eine Brennweite zwischen 16 mm und 24 mm. Dies bietet eine extrem große Schärfentiefe. Im Wesentlichen bleibt alles in Ihrem Bild scharf.

Dank ihrer kurzen Brennweite und großen Schärfentiefe ist die Ultra-Wide-Kamera eine großartige Option für Aufnahmen in nahezu jeder Umgebung. Das Ultra-Weitwinkelobjektiv Ihres Telefons eignet sich hervorragend für Landschaftsfotos, kann aber auch in engen Räumen wie Fluren, Straßen in der Stadt oder im Autoinneren eine Menge Details einfangen.

Allerdings führen Ultraweitwinkelobjektive ein tonnenförmige Verzerrung beim Schießen aus nächster Nähe. Es ist wie eine leichtgewichtige Version des „Fischaugen“-Effekts – die Bildmitte zieht sich nach vorne, während die Kanten in einem gekrümmten Winkel zur linken und rechten Ecke drücken.

Sie werden feststellen, dass diese Verzerrung in manchen Situationen erwünscht ist. Es kann Bilder surreal erscheinen lassen, und wenn Sie Ihrem Haustier eine Ultra-Wide-Kamera ins Gesicht halten, sind die Ergebnisse sehr lustig. Aber im Allgemeinen hält diese Verzerrung Menschen davon ab, ihre Ultra-Wide-Kamera zu verwenden, wenn sie Motive aus kurzer Entfernung fotografieren.

Andere Kameras: Makro und Monochrom

Das Kamera-Array des OnePlus Nord N10 5G.
Andrew Heinzman / Rezension Aussenseiter

Hersteller neigen dazu Gehen Sie mit den Kameras in Mittelklasse-Telefonen ein wenig verrückt. Sie werfen alles an die Wand, normalerweise in dem Versuch, ihre preiswerten Geräte etwas „Premium“ erscheinen zu lassen. Aus diesem Grund verfügt Ihr Telefon möglicherweise über eine Makrokamera oder einen monochromen Sensor.

Eine Makrokamera wurde speziell entwickelt, um auf kleine Motive zu fokussieren, normalerweise in extrem kurzer Entfernung. Sie können beispielsweise eine Makrokamera verwenden, um detaillierte Bilder von LEGOs aufzunehmen, obwohl sie normalerweise für Blumen, Insekten, Augäpfel und andere Dinge verwendet werden, die dramatisch aussehen, wenn sie im Detail betrachtet werden.

Aber wenn Sie kein Fan der Makrofotografie sind, ist ein Makroobjektiv in einem Smartphone nicht sehr nützlich. Deshalb das neuste iPhone verwendet ein Teleobjektiv für seinen „Makroaufnahmemodus“. Die Ergebnisse sind ziemlich beeindruckend, und wir gehen davon aus, dass andere Smartphones Apples Führung in diesem Bereich folgen werden.

Was Monochromsensoren angeht – nun, lassen Sie uns zuerst einen typischen Kamerasensor erklären. Bei der Aufnahme von Vollfarbbildern muss ein Digitalkamerasensor rote, blaue und grüne Wellenlängen einzeln erfassen, die von einem Bildsensorprozessor (ISP) kombiniert werden. Monochrome Kameras erfassen all dieses Licht auf einmal, sorgen für eine dramatische Kontraststeigerung und machen einen ISP überflüssig.

Monochrome Sensoren nehmen natürlich nur Bilder in Schwarzweiß auf. Sie können einen monochromen Sensor als einfache Schwarzweißkamera verwenden, aber im Allgemeinen enthalten Smartphones diesen Sensor, um den Kontrast von Vollfarbbildern zu erhöhen. Fotos werden gleichzeitig von der Hauptkamera und dem Monochromsensor aufgenommen, und Kontrastinformationen werden aus dem Schwarzweißbild gezogen, um Ihr Vollfarbfoto zu verbessern.

Auch diese Kameras sind normalerweise in Mittelklasse-Telefonen enthalten. Infolgedessen gibt es nicht allzu viele Telefone mit hochwertigen Makrokameras oder monochromen Sensoren.

Time-of-Flight (ToF)-Sensoren: Verbessertes Tiefengefühl

Das OnePlus 8T und das iPhone 12 Pro verfügen beide über einen prominenten ToF-Sensor. Peter Cao / Rezension Aussenseiter

Einige Geräte, einschließlich moderner iPhones, verwenden a Time-of-Flight (ToF)-Sensor Tiefe zu messen. Es schießt einen IR-Lichtstoß aus, misst die Zeit, die es dauert, bis das Licht zurückkehrt, und spuckt eine 3D-Tiefenkarte aus, die von Computerfotografie-Software oder „Room Mapping“-Apps verwendet werden kann.

Der ToF-Sensor des iPhones wird von einem LiDAR-Sensor begleitet. Beide Technologien erfüllen die gleiche grundlegende Aufgabe, obwohl LiDAR-Sensoren etwas genauer sind, da sie senden mehrere Ausbrüche von nicht sichtbarem Licht. Wie Sie sich vorstellen können, benötigt der ToF-Sensor viel weniger Rechenleistung und ist daher die ideale Option für die Fotografie.

Allerdings kann ein Smartphone auch ohne ToF-Sensor tolle Fotos machen. Das iPhone verwendet seinen ToF-Sensor hauptsächlich, um den Fokus bei schlechten Lichtverhältnissen zu verbessern und im Porträtmodus eine höhere Genauigkeit zu erzielen. Konkurrierende Smartphone-Marken haben diese Technologie größtenteils vermieden, und Samsung hat ToF-Sensoren nach dem Galaxy S9 aufgegeben.

Wir sollten auch beachten, dass das iPhone ToF und LiDAR für die Gesichtserkennung verwendet (und Samsung diese Technologie früher für seine Iris-Scan-Funktion verwendet hat). Deshalb ist die Gesichtserkennung sicherer auf dem iPhone als auf Android – Geräte wie das Pixel 7 scannen 2D-Fotos für Face Unlock, aber das iPhone befasst sich mit 3D-Tiefenkarten.



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