TechStage
Logo Qwant

Ein Angebot von

Smartphone-Kameras: Warum 4,3 und 41 MP besser sind als 13

Bild: Collage: TechStage; Sensor: Canon

von  //  Facebook Twitter Google+

Erst 5, dann 8, inzwischen 13: Nach dem Motto "viel hilft viel" stopfen die Hersteller immer mehr Megapixel in ihre Smartphone-Kameras. Gerade durch die zwei auffälligen Ausreißer – das Nokia PureView 808 mit 41 und das gerade vorgestellte HTC One mit nur 4,3 Megapixel – stellt sich die Frage: Wie viele Megapixel braucht man?

Die kurze Antwort lautet: 4,3 Megapixel sind gut, und 41 Megapixel sind gut, 13 Megapixel sind schlecht. Die ausführliche Antwort gibt es in diesem Artikel.

Die wichtigste Zutat bei der Smartphone-Kamera ist der Bildsensor. Er ist quasi der "digitale Film", der hinter der Linse steckt. Er fängt das eintreffende Licht ein und wandelt es in Bits und Bytes um, die die Elektronik des Handys schließlich als Foto abspeichert.

Auf dem Bildsensor sitzen ganz viele kleine Lichtfänger: die Pixel. Je mehr es davon gibt, desto mehr Details fängt der Sensor ein, und desto besser ist die Bildqualität – soweit jedenfalls die Theorie. In der Praxis kommt aber noch ein weiterer Faktor hinzu.

Bei jedem Foto fängt die Kamera einen Sekundenbruchteil ein. So lange haben die Pixel auf dem Bildsensor Zeit, die eintreffenden Lichtteilchen zu zählen – und anhand dessen einen Helligkeitswert sowie schließlich einen Farbwert zu liefern. Je mehr Lichtteilchen ein Pixel zählen kann, desto genauer wird das Ergebnis. Und das ist der ganz entscheidende Punkt: Je größer der Pixel, desto mehr Licht fängt er ein.

Das ist auch der ganz entscheidende Grund, warum eine Spiegelreflexkamera mit 8 Megapixeln ungleich bessere Fotos liefert als ein Handy mit 8 Megapixeln: Der Bildsensor ist hier ungefähr 20 bis 30 Mal größer, und entsprechend mehr Licht fängt die Spiegelreflex ein. Die Zahl der Bildpunkte ist, zumindest ab einem gewissen Grundniveau, irrelevant – auf die Größe kommt es an!

Aber was ist jetzt ein großer Pixel? Die Bildsensoren in praktisch allen Smartphones sind ähnlich groß – nämlich so etwa sechs Millimeter in der Diagonale, also kleiner als der kleine Fingernagel. Auf dieser Fläche müssen also Millionen von Pixeln unterkommen. Das ergibt bei 8 Megapixeln eine Pixelgröße von etwa 1,5 × 1,5 Mikrometern, also Millionstel Metern. Bei 13 Megapixeln bleibt dann nur noch etwa eine Kantenlänge von gut einem Mikrometer übrig. Die folgende Tabelle zeigt die Auflösungen, Sensorgrößen und Pixelgrößen von ein paar verschiedenen Kameras und Smartphones im Vergleich.

Gerät Gerätetyp Sensorgröße Auflösung Kantenlänge Pixel
Sony Xperia Z Smartphone 1/3,2 Zoll 13 Megapixel 1,1 µm
Nokia PureView 808 Smartphone 1/1,2 Zoll 41 Megapixel 1,4 µm
Apple iPhone 5 Smartphone 1/3,2 Zoll 8 Megapixel 1,5 µm
HTC One Smartphone 1/3 Zoll 4,3 Megapixel
2,0 µm
Sony Cyber-shot DSC-HX20V
Kompaktkamera
1/2,3 Zoll 18,2 Megapixel 1,2 µm
Panasonic Lumix DMC-FZ200 Superzoom-Kamera 1/2,3 Zoll 12 Megapixel 1,5 µm
Panasonic Lumix DMC-LX7 Kompaktkamera 1/1,63 Zoll 10,1 Megapixel 2,0 µm
Olympus PEN E-P3 Systemkamera

4/3 Zoll
12,3 Megapixel 4,3 µm
Canon EOS 1100D Einsteiger-DSLR APS-C 12,2 Megapixel 5,3 µm
Canon EOS 1D X
Profi-DSLR Vollformat 18,1 Megapixel 6,9 µm

Jetzt wird auch ganz schnell deutlich, wieso 4,3 und 41 Megapixel besser sind als 13 und 8 Megapixel – jedenfalls in diesen Konstellationen. Der Sensor im HTC One ist zwar nicht größer als der in anderen Smartphones, doch dafür teilen sich viel weniger Pixel die gleiche Fläche. Damit ist jeder einzelne Bildpunkt viel größer und hat eine deutlich bessere Qualität. Und, ganz entscheidend: Kein Schwein braucht 13 Megapixel für ein auf Facebook geteiltes Foto. Selbst ein Full-HD-Monitor stellt nur 2 Megapixel dar.

Das Nokia 808 PureView dagegen hat zwar gewaltige 41 Megapixel, doch dafür ist der Sensor auch entsprechend groß. Unterm Strich sind die Pixel damit immer noch deutlich größer als die der aktuellen 13-Megapixel-Handys – und etwa auf dem Niveau des iPhone 5 und aktueller Einsteiger-Kompaktkameras. Außerdem rechnet das 808 PureView die 41 Megapixel im Normalbetrieb auf 5 Megapixel herunter und reduziert dabei gleichzeitig das Bildrauschen per Software. Die Pixel werden sozusagen im Nachhinein durch eine Reduzierung der Auflösung vergrößert. Dieser als Pixel-Binning bekannte Vorgang ist zwar nicht so effektiv wie ein von Anfang an größerer Pixel, die signifikante Reduktion von 41 auf 5 Megapixel ermöglicht aber dennoch meilenweit bessere Ergebnisse als alle anderen aktuellen Smartphones.

Das HTC One ordnet sich mit seinen 4,3 Megapixeln in puncto Pixelgröße bei anspruchsvollen Kompaktkameras wie der Canon PowerShot G12 ein, während sich das Nokia 808 PureView mit seinen 41 Megapixeln auf dem Niveau gewöhnlicher Kompaktkameras bewegt – mit 5 Megapixeln stünde das Nokia sogar auf einer Stufe mit aktuellen Spiegelreflexkameras. Aber wie gesagt, Pixel-Binning ist nicht ganz so effektiv wie von Anfang an größere Bildpunkte auf dem Sensor.

Das zentrale Element für schöne Fotos ist der Bildsensor. Wir hatten leider noch nicht die Gelegenheit, die Bildqualität des HTC One ausführlich unter die Lupe zu nehmen. Aber eines steht fest: 4,3 Megapixel in einem Smartphone gehen viel eher in die richtige Richtung als 13 – insbesondere, wenn der Sensor nicht mitwächst.

Hier hat Nokia zwar theoretisch gezeigt, wie's mit extrem hoher Auflösung und einem riesigen Sensor geht. Allerdings ist ein großer Bildsensor nun einfach mal groß. Entsprechend lässt sich das nicht mit einem superschlanken Smartphone vereinen – das PureView 808 ist jedenfalls ein ganz schöner Klumpen.

Einloggen, um Kommentare zu schreiben

Anzeige