Zoom ist, wie viele Kameraspezifikationen, etwas komplizierter, als Werbekampagnen vermuten lassen. Smartphone-Hersteller wie Samsung rühmen sich jetzt mit 10x, 50x oder sogar 100x Zoomen. Aber ist das überhaupt möglich? Schauen wir uns die Unterschiede zwischen optischem und digitalem Zoom an.
Inhaltsverzeichnis
Was bedeutet Zoom eigentlich?
Was ist Zoom und was bedeutet 5x oder 10x? In Bezug auf die optische Physik nicht viel, da es so etwas wie Zoom nicht gibt.
Die Linsenvergrößerung (wie stark eine Linse entfernte Objekte vergrößert) ist eine Funktion ihrer Brennweite und des resultierenden Sichtfelds. Ein Objektiv mit längerer Brennweite (im Verhältnis zur Größe des Bildsensors) hat ein kleineres Sichtfeld. Dadurch erscheinen entfernte Objekte näher als durch ein Objektiv mit kürzerer Brennweite.
Es spielen genügend Faktoren eine Rolle, dass Objektive nicht danach verkauft werden, wie stark sie Objekte vergrößern; vielmehr werden sie basierend auf ihrer Brennweite verkauft.
Das Marketing für das Weitwinkelobjektiv des Huawei P40 Pro behauptet, dass es über einen 0,6-fachen optischen Zoom verfügt.
Zoom, wie wir es heute verwenden, ist im Grunde ein Marketingkonzept, das von Kompaktkameras populär gemacht wurde. Ursprünglich war es das Verhältnis zwischen der kürzesten und längsten Brennweite eines Objektivs. Ein 10-mm-100-mm-Objektiv hatte also einen 10-fachen Zoom, während ein 25-mm-100-mm-Objektiv einen 4-fachen Zoom hatte. Dies bedeutete, dass ein Objektiv mit 10-fachem Zoom die Dinge nicht unbedingt 10-mal größer aussehen ließ.
Smartphone-Hersteller verwenden Zoom jedoch etwas anders. Als Sichtfeld der Hauptkamera wird allgemein ein 1-fach-Zoom akzeptiert. Smartphones wie das iPhone 11 Pro fügen ein noch breiteres Objektiv hinzu und nennen es einen 0,5-fachen Zoom, anstatt 1x auf den neuen Weitwinkel zurückzusetzen.
Anders als bei Kompaktkameras kann man also bei verschiedenen Smartphones mit 10-fach-Zoom meist mit der gleichen groben Vergrößerung rechnen.
Das Huawei P40 Pro verfügt zudem über ein Periskop-Objektiv mit 5-fach optischem Zoom.
Wenn Sie mehr wissen möchten, können Sie sich diesen Artikel zur Berechnung der Zoom-Spezifikationen ansehen. Alles, was Sie jedoch wirklich wissen müssen, ist, dass der Zoom von der zugrunde liegenden Brennweite eines Objektivs und der Größe des Sensors abhängt – und dass er ein wenig von der Realität entfernt ist.
Aber was ist der Unterschied zwischen optischem und echtem Zoom (ich werde dieses Wort der Einfachheit halber weiterhin verwenden, aber was ich wirklich meine, ist „scheinbare Vergrößerung“ oder „ein schmaleres relatives Sichtfeld“)?
So funktioniert der optische Zoom
Optischer Zoom ist, wenn die physikalischen Eigenschaften eines Objektivs entfernte Objekte wirklich vergrößern. Zum Beispiel ist ein Teleskop nur optischer Zoom. Wenn Sie den Mond durch einen betrachten, sieht er größer aus. Es gibt keinen Qualitätsverlust – Objekte erscheinen einfach näher.
Der optische Zoom kommt von Objektiven mit langen Brennweiten, die zumindest im Verhältnis zur Sensorgröße der Kamera stehen. Ein langes Teleobjektiv für eine DSLR, wie man es von Sportfotografen bei Spielen sieht, hat eine Brennweite zwischen 500 und 1.000 mm. Deshalb sind sie so kräftig.
Bei kleineren Kameras kann die Brennweite kürzer sein. Kompaktkameras können mit 100-mm-Objektiven einen großartigen optischen Zoom erzielen. Sie sind immer noch ziemlich groß, aber viel kleiner als die Teleskoptypen, die bei Fußballspielen verwendet werden.
Bei Smartphones haben Hersteller damit begonnen, Periskoplinsen für einen besseren optischen Zoom zu verwenden. Sie konnten 5-fach-Zoomobjektive (ungefähr der Vergrößerung eines 100-mm-Objektivs bei einer DSLR, also ziemlich gut) in ihre Flaggschiff-Handys einbauen, ohne sie dicker zu machen. Das ist eine wirklich spannende Entwicklung.
Allerdings ist 5x von 100x noch weit entfernt, also wie kommen die Hersteller mit ihren Behauptungen dorthin?
So funktioniert der digitale Zoom
Wie bereits erwähnt, ist Zoom ein verschwommenes Konzept. Der digitale Zoom nutzt diese Unbestimmtheit voll aus. Im Wesentlichen beschneidet der Digitalzoom nur ein Foto, sodass die Objekte darin größer erscheinen – es werden keine zusätzlichen Bildinformationen erfasst.
Nehmen Sie zum Beispiel die Aufnahme unten von einem iPhone Xs. Dieses Telefon verfügt über einen 2x optischen Zoom, aber einen 10x digitalen Zoom. Die gezoomte Aufnahme hat eine deutlich geringere Auflösung.
Das ist das Problem beim Digitalzoom. Während der optische Zoom ohne Verlust der Bildqualität vergrößert, wird dies beim Digitalzoom reduziert. Und je weiter Sie heranzoomen, desto schlechter wird die Bildqualität.
Erweitern!
Der digitale Zoom hat jedoch einen kleinen Moment. Der optische Zoom ist teuer, sowohl in Bezug auf die Produktionskosten als auch auf die Kompromisse, die erforderlich sind, um ihn einem Smartphone hinzuzufügen. Periskop-Objektive sind eine relativ neue Entwicklung (zumindest bei Smartphones), daher gibt es noch einiges herauszufinden.
Daher verwenden Smartphone-Hersteller die folgenden Tricks, um den digitalen Zoom zu verbessern und den Qualitätsverlust zu minimieren:
Mit unglaublich hochauflösenden Sensoren: Samsungs Galaxy S20 verfügt über eine 64-MP-Tele-Kamera. Ein so hochauflösender Sensor bedeutet, dass mehr Bild zuschneiden und daher mehr digitaler Zoom verfügbar ist.
Pixel-Binning: Die Kombination mehrerer Pixel zu einem einzigen Superpixel bietet eine bessere Qualität bei digital vergrößerten Bildern, anstatt sie nur nachträglich zuzuschneiden.
KI und maschinelles Lernen: Diese sind im Bereich Fotografie vielversprechend. Kamerahersteller konnten damit die Qualität digital gezoomter Bilder automatisch steigern.
Hohe digitale Zoomstufen sind jedoch ohne optischen Zoom nicht möglich. Diese verrückten 50- und 100-fachen Zooms sind nur möglich, weil sie eine Mischung aus optischem und digitalem Zoom sind. Ein echtes optisches Objektiv erledigt einen Teil der Schwerarbeit, während die digitalen Techniken einen sichtbareren Zoom bieten.
Samsung könnte sein seine Zoomzahlen aufpumpen, aber es gibt echte Verbesserungen in der Objektivtechnologie, die einem Teil des Hypes zugrunde liegen.
Zoom optimal nutzen
Interessant ist der aktuelle Fokus auf den Kamerazoom bei Smartphones. Ab einem gewissen Punkt wird es aber einfach albern.
Ein 5x oder sogar ein 10x optisches Zoomobjektiv eröffnet viele interessante Aufnahmemöglichkeiten für Menschen. Es auch macht dedizierte Kameras noch mehr zu einem Nischengenuss. Mit dieser Art von Zoom können Sie Ihre Kinder beim Sport, Wildtiere in Ihrem Garten und alles andere fotografieren, an das Sie physisch nicht herankommen können.
Während der Digitalzoom nicht automatisch eine schlechte Sache ist (vor allem, wenn er nicht überbeansprucht wird), gibt es einige Nachteile, wenn man zu stark hineinzoomt. Es gibt natürlich den Verlust an Bildqualität, aber auch Fotos werden einfach schwieriger zu machen.
Bei 20- oder 30-fachem Zoom (was ungefähr 1.000 mm bei einer DSLR entspricht) müssen Sie Ihr Telefon unglaublich ruhig halten, um eine gute Aufnahme zu erzielen. Das kleinste Zucken führt zu einem verschwommenen Foto und alles, was Sie fotografieren möchten, bewegt sich außerhalb des Bildrahmens.
Das setzt auch voraus, dass Sie bei guter Beleuchtung fotografieren. Bei schwachem Licht benötigen Sie für Ihr Smartphone ein Stativ, um ein scharfes Foto zu erhalten.
Es sieht so aus, als ob die Smartphone-Hersteller weiterhin mit den ständig steigenden Zoomzahlen konkurrieren werden. Stellen Sie nur sicher, dass Sie immer überprüfen, was der zugrunde liegende optische Zoom ist – das ist das Wichtigste.