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Rätsel gelöst: So funktioniert die Kamera des HTC One M8

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Das neue HTC One (M8) hat eine ungewöhnliche Kamera-Technologie. Neben der bereits vom Vorgänger bekannten 4-Ultrapixel-Hauptkamera kommt ein zweiter Sensor zum Einsatz, der laut HTC Tiefeninformationen erfasst. Das ermöglicht einen flotten Autofokus und attraktive Bildeffekte wie das nachträgliche Fokussieren des Fotos. Doch wie funktioniert das überhaupt?

In der Vergangenheit sind wir davon ausgegangen, dass ein Time-of-Flight-Sensor zum Einsatz kommt, der die Zeit misst, die das Licht braucht, um vom Motiv reflektiert zu werden. Eine intensive Analyse, die Entwickler Alexander Jost in unserem Auftrag durchgeführt hat, bringt nun die Wahrheit zutage: Wir lagen falsch. Bei der zweiten Kamera handelt es sich nicht um irgendeine Voodoo-Technik, sondern um eine ganz normale Zwei-Megapixel-Digicam – und zwar sogar um eine, die wir schon kennen.

Während die Konkurrenten unverändert ihr Megapixel-Rennen fahren, setzen die Taiwaner seit dem ersten One auf eine geringe Pixelzahl – aber dafür auf verhältnismäßig große Bildpunkte. Das ermöglicht zum einen spannende und spaßige Effekte und führt zum anderen in der Praxis zu ordentlichen Fotos auch bei schwierigeren Lichtverhältnissen. Mangels hoher Auflösung hört der Spaß beim Zoomen ins Bild und bei der Nachbearbeitung im Photoshop aber schneller auf als bei der Konkurrenz.

Das kann man so machen – und das ist auch durchaus konkurrenzfähig. Wer Bildeffekte, wenn überhaupt, direkt auf dem Handy anwendet und die Fotos dann gleich zu Facebook oder Twitter hochlädt, wird damit glücklich. Noch dazu sorgt die Duo-Kamera auf der Rückseite dafür, dass sich mit dem One Bildeffekte durchführen lassen, an denen Photohop und dessen Nutzer schon langsam verzweifelt. Wer sich eher als "echter" Fotograf denn als Schnappschussjäger bezeichnet, wird aber wohl mit einer der hochauflösenderen Konkurrenten glücklicher.

Doch wie funktioniert diese Duo-Kamera? HTC hüllt sich in Schweigen. Im Datenblatt wird die untere Hauptkamera als Ultrapixel-Kamera bezeichnet, zur zweiten heißt es: "Sekundäre Kamera: Tiefeninformationen erfassen". Unsere Rückfragen zur eingesetzten Technologie und zum Sensor wurden fast ausschließlich mit "Confidential" beantwortet: vertraulich. Also ab ins Labor – und selbst untersuchen.

Eine von Alexander Jost geschriebene App hat zunächst Informationen über das Kamera-Modul ausgelesen. Zum Einsatz kommt im One neben der Hauptkamera ein Modul mit der Bezeichnung ov2722 2.1M - subcam des Herstellers Omnivision. Bereits der Blick ins Datenblatt des Bildsensors lässt vermuten, dass es sich dabei wirklich um eine ganz normale Digicam handelt. Und die kennen wir sogar schon: DeviceSpecifications zufolge kam genau dieses Modul auch beim ersten One zum Einsatz – als Frontkamera.

Im nächsten Schritt haben wir versucht, die zweite Kamera auf der Rückseite mit unserer App anzusprechen. Tatsächlich ist es unserem Entwickler gelungen, Fotos in voller Auflösung von beiden Digicams auszulesen. Das Ergebnis ist – erwartungsgemäß – ein ganz normales Foto mit 4 Megapixeln sowie, überraschenderweise, ein weiteres Foto in Full-HD-Auflösung.

Einmal auslösen, zwei Fotos: Das HTC One errechnet die Tiefeninformationen im Bild aus dem Versatz zwischen den Objekten der beiden Aufnahmen.

Das Geheimnis ist gelüftet. Und eigentlich gar kein Hexenwerk. Anstelle hipper Raketentechnik setzt HTC beim One zwei normale Digicams ein. Durch den Abstand zwischen den beiden Linsen gibt es einen stereoskopischen Effekt, fast wie bei der 3D-Kamera des HTC Evo 3D, das die Taiwaner vor knapp drei Jahren auf den Markt gebracht haben.

Im Unterschied zu einer "echten" 3D-Kamera ist es beim One nicht nötig, dass der typische Abstand der menschlichen Augen (6 bis 7 Zentimeter) eingehalten wird. Denn das Ziel ist kein dreidimensionales Foto. Der Versatz von 2 Zentimetern zwischen den beiden Linsen des One reicht aus, um die Entfernung zu Objekten im Bild berechnen zu können – beziehungsweise Vorder- und Hintergrund voneinander zu unterscheiden (siehe Grafik).

Bei unserer App handelt es sich um eine einfache Demo-Anwendung, die Fotos von beiden Kameras auf der Rückseite des One speichert. Sie läuft auf allen HTC One (M8) mit Root-Rechten und steht hier wahlweise als APK oder als Source-Code zum Download bereit.

Die Nutzung erfolgt auf eigene Gefahr.

Alternativ dazu gibt es mehrere Methoden, mit denen sich Tiefeninformationen beim Aufnehmen eines Fotos erfassen lassen.

Eine sehr aufwändige Variante ist die Lichtfeldkamera, die beim einfallenden Licht nicht nur die Intensität misst, sondern auch die Richtung, aus der die einzelnen Bildstrahlen auf den Sensor treffen. Bislang gibt es mit Lytro erst einen Hersteller, der sich im Endkundenmarkt mit dieser Technik befasst – und die erste Kamera erinnert mehr an einen Klebestift als an einen Fotoapparat.

Alternativ gibt es die Time-of-Flight-Technik, über die wir schon mehrfach geschrieben haben. Eine extrem schnelle Kamera misst die Zeit, die das Licht braucht, um vom Motiv reflektiert zu werden. Aus dieser Information lässt sich wiederum die Entfernung berechnen. Da uns auf der CES ein führender Hersteller von TOF-Kamera-Modulen die Information gegeben hat, noch in diesem Jahr würde ein großer Smartphone-Hersteller ein Gerät mit dieser Technik auf den Markt bringen, sind wir beim HTC One zunächst von Time of Flight ausgegangen.

Zwei große Fragezeichen: Welche Technik versteckt sich hinter der Duo-Kamera?

"Nur" eine ganz normale Kamera im HTC One – ist das eine Enttäuschung? Nein, finden wir nicht. Die Technik funktioniert ja problemlos und sorgt für interessante und sehenswerte Effekte. Wir sind aber froh, dass wir das "vertrauliche Geheimnis" hinter der Kamera-Technik aufdecken konnten und nicht mehr im Nebel stochern müssen.

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