Was ist Computerfotografie?

Die Computerfotografie ist für die meisten unglaublichen Fortschritte verantwortlich, die unsere Smartphone-Kameras im letzten Jahrzehnt gemacht haben. Hier erfahren Sie, wie es funktioniert und wie es unsere Fotos so viel besser macht.

Die Magie der Computerfotografie

Bei der digitalen Fotografie wird digitale Software verwendet, um mit einer Kamera aufgenommene Fotos zu verbessern. Es wird am häufigsten in Smartphones verwendet. Tatsächlich übernimmt die Computerfotografie die schwere Arbeit, um die atemberaubenden Bilder zu erstellen, die Sie in Ihrer Smartphone-Fotogalerie sehen.

Die rasante Verbesserung der Smartphone-Kameras in den letzten Jahren ist größtenteils auf verbesserte Software und nicht auf Änderungen am physischen Kamerasensor zurückzuführen. Einige Smartphone-Hersteller wie Apple und Google verbessern Jahr für Jahr kontinuierlich die Fotoaufnahmefähigkeiten ihrer Geräte, ohne jemals die physischen Sensoren in der Kamera drastisch zu verändern.

Warum ist digitale Fotografie wichtig?

Die Art und Weise, wie eine Kamera ein Foto digital aufnimmt, lässt sich grob in zwei Teile unterteilen: die physische Komponente und die Bildverarbeitung. Die physikalische Komponente ist der eigentliche Vorgang der Aufnahme durch das Objektiv. Hier kommen Dinge wie Sensorgröße, Objektivgeschwindigkeit und Brennweite ins Spiel. In diesem Prozess glänzt eine herkömmliche Kamera (wie eine DSLR) wirklich.

Der zweite Teil ist die Bildverarbeitung. Dabei nutzt die Software Rechentechniken, um ein Foto zu verbessern. Diese Techniken variieren von Telefon zu Telefon und von Hersteller zu Hersteller. Im Allgemeinen wirken diese Prozesse jedoch zusammen, um ein beeindruckendes Foto zu schaffen.

Selbst die hochwertigsten Telefone verfügen aufgrund ihrer Größe tendenziell über winzige Sensoren und ein langsames Objektiv. Deshalb sind sie auf Bildverarbeitungsmethoden angewiesen, um beeindruckende Fotos zu erstellen. Computerfotografie ist nicht unbedingt weniger oder wichtiger als physikalische Optik; es ist einfach anders.

Allerdings kann eine herkömmliche Kamera einige Dinge, die eine Smartphone-Kamera nicht kann. Das liegt vor allem daran, dass sie viel größer als Smartphones sind und über riesige Sensoren und Wechselobjektive verfügen.

Aber es gibt auch einige Dinge, die eine digitale Smartphone-Kamera kann, die eine herkömmliche Kamera nicht kann, und das alles dank der Computerfotografie.

Techniken der Computerfotografie

Es gibt einige digitale Fototechniken, mit denen Smartphones fantastische Bilder erstellen. Das Wichtigste davon ist das Stapeln. Dabei handelt es sich um einen Vorgang, bei dem mehrere Fotos zu unterschiedlichen Zeiten und mit unterschiedlichen Belichtungen oder Brennweiten von einer Kamera aufgenommen werden. Anschließend werden sie per Software kombiniert, um die besten Details jedes Bildes zu bewahren.

Stacking ist für die meisten großen Fortschritte in der Software für mobile Fotografie in den letzten Jahren verantwortlich und wird in den meisten modernen Smartphones verwendet. Es ist auch die Technologie hinter der HDR-Fotografie (High Dynamic Range).

Da der Dynamikbereich eines Fotos durch die Belichtung des jeweiligen Fotos begrenzt ist, nimmt HDR ein Bild mit unterschiedlichen Belichtungsstufen auf. Anschließend werden die schwärzesten Schatten und die hellsten Lichter kombiniert, um ein Foto mit einer größeren Farbpalette zu erstellen.

HDR ist eine Grundfunktion jeder High-End-Smartphone-Kamera.

Pixel-Binning ist ein weiterer Prozess, der von Smartphone-Kameras mit Hoch-Megapixel-Sensoren verwendet wird. Anstatt verschiedene Fotos übereinander zu stapeln, werden benachbarte Pixel zu einem Bild mit extrem hoher Auflösung kombiniert. Die endgültige Ausgabe wird auf ein detaillierteres, aber weniger verrauschtes Bild mit niedriger Auflösung reduziert.

Die besten Smartphone-Kameras von heute werden oft auf einem neuronalen Netzwerk trainiert, Dabei handelt es sich um eine Reihe von Algorithmen, die Daten verarbeiten. Ziel ist es, zu simulieren, was das menschliche Gehirn leisten kann. Diese neuronalen Netze können erkennen, was ein gutes Foto ausmacht, sodass die Software dann ein für das menschliche Auge ansprechendes Bild erstellen kann.

Computerfotografie in Aktion

Nahezu alle Fotos, die wir mit unserem Smartphone aufnehmen, nutzen Computerfotografie, um das Bild zu verbessern. Allerdings haben die Telefone in den letzten Jahren die folgenden bemerkenswerten Funktionen erhalten, die die Software-Rechenleistung ihrer Kameras hervorheben:

• Nachtmodus (oder Nachtsicht): Bei diesem Verfahren werden HDR-Verarbeitungstechniken verwendet, um Fotos zu kombinieren, die über verschiedene Belichtungsdauern hinweg aufgenommen wurden, um den Dynamikbereich eines bei schlechten Lichtverhältnissen aufgenommenen Bildes zu erweitern. Das endgültige Foto enthält mehr Details und erscheint besser beleuchtet als ein Foto, das mit einer Einzelbelichtung aufgenommen wurde.
• Astrofotografie: Diese Funktion ist eine Variante des Nachtmodus und auf Google Pixel-Telefonen verfügbar. Damit kann die Kamera detaillierte Bilder des Nachthimmels inklusive Sternen und Himmelskörpern aufnehmen.
• Portraitmodus: Der Name dieses Modus variiert. Im Allgemeinen entsteht dadurch jedoch ein Tiefenschärfeeffekt, der den Hintergrund hinter dem Motiv (normalerweise einer Person) verwischt. Mithilfe von Software wird die Tiefe eines Objekts im Verhältnis zu anderen Objekten im Bild analysiert und dann diejenigen verwischt, die weiter entfernt erscheinen.
• Panorama: Ein Aufnahmemodus, der auf den meisten modernen Smartphones verfügbar ist. Damit können Sie Bilder nebeneinander zusammensetzen und sie dann zu einem großen, hochauflösenden Bild kombinieren.
• Tiefe Fusion: Dieser Prozess wurde letztes Jahr beim iPhone 11 eingeführt und nutzt neuronale Netzwerktechnologie, um das Rauschen drastisch zu reduzieren und die Detailgenauigkeit der Aufnahmen zu verbessern. Es ist besonders nützlich für die Aufnahme von Bildern bei mittleren bis schlechten Lichtverhältnissen in Innenräumen.
• Farbton: Die Verarbeitungssoftware des Telefons optimiert automatisch den Ton jedes von Ihnen aufgenommenen Fotos. Dies geschieht, bevor Sie es selbst mit Filtern oder in einer Bearbeitungs-App bearbeiten.

Die Qualität der oben genannten Funktionen variiert je nach Hersteller. Vor allem der Farbton weicht tendenziell deutlich ab. Google-Geräte verfolgen einen natürlicheren Ansatz, während Samsung-Telefone im Allgemeinen kontrastreiche und stark gesättigte Bilder aufnehmen.

Wenn Sie sich ein neues Smartphone kaufen möchten und Ihnen das Fotografieren wichtig ist, schauen Sie sich unbedingt einige Beispielfotos online an. Dies wird Ihnen bei der Auswahl des richtigen Telefons helfen.