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Warum haben Smartphones so viele Kameras und was machen sie?

Jan 21, 2023

Smartphones bieten mehrere Kameras, um Ihre kreative Auswahl 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, sodass Sie mehrere kreative Möglichkeiten haben, 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 “Haupt” Kamera.

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.

Inhaltsverzeichnis< p>

Warum haben Smartphones mehrere Kameras?
Weitwinkel- oder “Haupt”-Kameras: Aufnahmen für allgemeine Zwecke
Tele-Kameras: Hochwertiger Zoom
Ultra-Wide-Kameras: Erfassen Sie mehr von einer Szene
Andere Kameras: Makro und Monochrom
Flugzeitsensoren (ToF): Verbessertes Tiefengefühl

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 Macken wie das Sichtfeld oder die Brennweite – wir vereinfachen die Dinge hier zu sehr, aber das ist das Wesentliche. (Und ja, wir erklären gleich, was diese Begriffe bedeuten.)

Professionelle 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 bringen Sie es an der Kamera an!

Smartphones sind zu klein und zerbrechlich, um Wechselobjektive zu verwenden. Um also die Flexibilität eines “echten” Kamera 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.

Wide oder “Main” Kameras: Aufnahmen für allgemeine Zwecke

Eine Weitwinkelkamera hat eine relativ kurze Brennweite, normalerweise zwischen 24 mm und 35 mm (wir sprechen übrigens von äquivalenter Brennweite). 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 Vorder- und Hintergrund bleiben scharf.

Smartphone-Kamera-Apps verwenden standardmäßig immer das Weitwinkelobjektiv. Daher wird dies normalerweise als “Haupt” Objektiv in einem Smartphone, und wie zu erwarten, ist es die ideale Option für die meisten Fotos.

Vollbildansicht umschalten1 von 5Vorherige Folie
Aufgenommen mit dem iPhone 14 Pro. Josh Hendrickson/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
Aufgenommen mit Google Pixel 7. Andrew Heinzman/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
Aufgenommen mit Google Pixel 7. Andrew Heinzman/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
Aufgenommen mit dem iPhone 12 Mini. Cameron Summerson/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
Aufgenommen auf OnePlus 9. Cameron Summerson/Review GeekNächste Folie

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

Der Porträtmodus des iPhones ist ein großartiges Beispiel für „Computerfotografie“. Wie bereits erwähnt, halten Weitwinkelobjektive das Motiv und den Hintergrund im Fokus. Aber der Porträtmodus nutzt Daten von der Telekamera eines Telefons (die eine geringe Schärfentiefe hat), um den Hintergrund hinter einem Motiv unscharf zu machen.

Das ist auch erwähnenswert, weil Aufgrund technologischer Einschränkungen verwendet die überwiegende Mehrheit der Smartphone-Kameras ein Objektiv mit festem Fokus. Diese Art von Objektiv kann nicht angepasst werden, um ein Bild zu vergrößern. Der optische Zoom ist also vom Tisch und der digitale Zoom (der die Fotoqualität merklich verringert) nimmt normalerweise seinen Platz ein.

Einige Smartphones bieten jedoch einen optischen Zoom mit einem raffinierten 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.

Telefotokameras: 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 “gezoomt” standardmäßig und erfassen Sie einen relativ schmalen Bereich einer Szene.

Wie der Name schon sagt, dient ein Teleobjektiv 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 heranzoomen, und wird normalerweise durch ein kleines Symbol auf dem Bildschirm angezeigt, das ein Zoomverhältnis von “2x” oder “3x.”

Vollbildansicht umschalten1 von 10Vorherige Folie
0,6-facher Zoom auf dem Samsung Galaxy S22. Justin Duino/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
1x zoom Justin Duino/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
3x Zoom Justin Duino/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
0.6x Justin Duino/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie < img src="http://www.reviewgeek.com/pagespeed_static/1.JiBnMqyl6S.gif" />
1x Justin Duino/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
2x Justin Duino/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
4x — Smartphone-Telefotokameras schalten in dieser Phase normalerweise auf Digitalzoom um. Justin Duino/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
10x Justin Duino/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
20x Justin Duino/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
30x Justin Duino/Review GeekNext Slide

Teleobjektive haben eine geringe Schärfentiefe. Während Ihr Motiv fokussiert bleibt, können Objekte im Hintergrund (oder Objekte, die sich sehr nahe an der Kamera befinden) eine schöne natürliche Unschärfe aufweisen. Überraschenderweise macht dies das Teleobjektiv zu einer großartigen Wahl für Porträtaufnahmen— Das schmale FOV hilft Ihnen, das Motiv einzurahmen, während die geringe Schärfentiefe Ihnen eine leichte (oder extreme) Hintergrundunschärfe verleiht.

VERWANDTES Was ist ein Teleobjektiv?

Dieser Effekt ist jedoch bei der Telekamera eines Smartphones weniger bemerkbar, wo Einschränkungen in Bezug auf Sensorgröße, Blende und Brennweite „aufgehoben“ werden können. eine geringe Schärfentiefe. Wenn Ihr Hintergrund nicht sehr weit entfernt ist, benötigen Sie normalerweise Computerfotografie, um einen unscharfen Hintergrund zu erzielen, wenn Sie eine Smartphone-Telefotokamera verwenden.

Wir sollten auch beachten, dass Teleobjektive das Bild “komprimieren” ein Bild. Dies ist ein Nebeneffekt der geringen Schärfentiefe – der Hintergrund scheint „näher“ zu sein; zu deinem Thema. Es kann eine gute oder eine schlechte Sache sein, abhängig von Ihrem Sinn für Stil.

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

Wie Sie wahrscheinlich erraten können, erfassen Ultra-Wide-Kameras einen extrem großen Bereich jeder Szene. Sie können sich sogar „herausgezoomt“ fühlen. im Vergleich zu Ihrer typischen Weitwinkelkamera, 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.

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Ein Foto, das mit der Ultra-Wide-Kamera von Pixel 7 aufgenommen wurde. Andrew Heinzman/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
Dasselbe Foto wurde mit der Hauptkamera des Pixel 7 aufgenommen. Sieh den Unterschied? Andrew Heinzman/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
Ein Indoor-Foto, das mit der Ultra-Wide-Kamera des iPhone 12 Pro aufgenommen wurde. Justin Duino/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
Dasselbe Foto, dieses Mal auf dem iPhone 12 Pro aufgenommen Kamera. Justin Duino/Review GeekNächste Folie Vorherige Folie
Die durch eine Ultra-Wide-Kamera eingeführte „Tonnenverzerrung“ macht sich bei Aufnahmen aus nächster Nähe bemerkbar. Andrew Heinzman/Review GeekNächste Folie

Dank ihrer kurzen Brennweite und großen Schärfentiefe ist die Ultra-Wide-Kamera eine großartige Option für Aufnahmen in nahezu jeder Umgebung. Das Ultraweitwinkelobjektiv 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.

Das heißt, ultra Weitwinkelobjektive führen bei Aufnahmen aus nächster Nähe zu tonnenförmigen Verzerrungen. Es ist wie eine leichte Version des “Fisheye” Effekt—die Mitte Ihres Bildes wird nach vorne gezogen, während die Kanten in einem gekrümmten Winkel zur linken und rechten Ecke geschoben werden.

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Sie werden feststellen, dass diese Verzerrung in manchen Situationen wünschenswert 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.

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Andere Kameras: Makro und Monochrom

Hersteller neigen dazu, mit den Kameras in Mittelklasse-Telefonen ein wenig verrückt zu werden. Sie werfen alles an die Wand, normalerweise in dem Versuch, ihren preiswerten Geräten das Gefühl zu geben, ein bisschen mehr „Premium“ zu sein. Aus diesem Grund verfügt Ihr Telefon möglicherweise über eine Makrokamera oder einen Schwarzweißsensor.

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. Aus diesem Grund verwendet das neueste iPhone ein Teleobjektiv für seinen „Makroaufnahmemodus“. Die Ergebnisse sind ziemlich beeindruckend, und wir gehen davon aus, dass andere Smartphones dem Beispiel von Apple in diesem Bereich folgen werden.

Was Monochrom-Sensoren angeht, 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.

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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. Daher gibt es nicht allzu viele Telefone mit hochwertigen Makrokameras oder monochromen Sensoren.

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

Einige Geräte, einschließlich moderner iPhones, verwenden einen Flugzeitsensor (ToF), um die Tiefe zu messen. Es schießt einen IR-Lichtstoß aus, misst die Zeit, die es dauert, bis das Licht zurückkehrt, und gibt eine 3D-Tiefenkarte aus, die von Computerfotografie-Software oder “Room Mapping” Apps.

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

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Trotzdem kann ein Smartphone auch ohne ToF-Sensor großartige 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). Aus diesem Grund ist die Gesichtserkennung auf dem iPhone sicherer als auf Android-Geräten wie dem Pixel 7, das 2D-Fotos für Face Unlock scannt, aber das iPhone verarbeitet 3D-Tiefenkarten.

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