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Nokia Pureview: So funktioniert die Kamera-Technik im neuen Lumia 920

Das neue Nokia Lumia 920 setzt auf Pureview-Technik für die Kamera, dabei verfügt es aber nicht wie das erste Pureview-Smartphone über fast 42 Megapixel, sondern nur über 8,7 - wie geht das denn? Um einen Marketing-Gag handelt es sich keinesfalls, wie der Hersteller standhaft beteuert, stattdessen hat man andere Stellschrauben angezogen. Wir erklären, wo die Unterschiede zwischen der neuen Pureview-Kamera und dem ersten Modell im Nokia 808 Pureview liegen.

PureView ist nicht gleich PureView

Nokia 808 Pure View: Handy mit 41-Megapixel-Kamera | (c) Hersteller

Nokia 808 PureView mit 41-Megapixel-Kamera | (c) Hersteller

Das erste Smartphone mit Pureview-Technik war das gleichnamige Nokia 808 Pureview. Es darf bis jetzt getrost als bestes Kamerahandy bezeichnet werden und setzt mit minimalem Bildrauschen, verlustfreiem Digitalzoom (auch in Videos) und grandioser Audioaufnahmequalität Maßstäbe. Möglich macht das die Kombination aus neuer Linseneinheit, riesigem Sensor und Oversampling-Technik, bei der aus bis zu 41,9 echten Megapixel die besten Informationen für Fotos mit 2-, 5- oder 8 Megapixel genutzt werden. Aufnahmen in Auflösungen von 34 oder 38 Megapixel (je nach Seitenverhältnis) sind zwar auch möglich, allerdings betont Nokia immer wieder, dass das eigentlich gar nicht im Vordergrund steht. Denn es kommt nicht auf die bloße Anzahl der Pixel an, sondern darauf, was damit gemacht wird, so Nokias Kameraexperte Damian Dinning im Gespräch mit Areamobile. Eine genaue Erklärung zur Kameratechnik des Nokia 808 PureView findet man hier.

Nokia Lumia 920 | (c) Hersteller

Das Nokia Lumia 920 ist viel dünner als das Nokia 808 | (c) Hersteller

Dieser von Dinning genannte Grundsatz gilt nach wie vor - dieses Mal aber im umgekehrten Sinn. Denn während unwissende Kritiker die fast 42 Megapixel des Nokia 808 oft belächelten, wurden sie nach den ersten Oversampling-Bildern schnell eines Besseren belehrt. Doch Oversampling ist nur ein Teil der PureView-Technik und wer jetzt umgekehrt schließt, dass aus nur 8,7 Megapixel ohne Oversampling keine messerscharfen Aufnahmen resultieren können, der irrt erneut. Dieses Mal geht Nokia für dieses Ziel einen anderen Weg. Genau genommen gibt es beim Lumia 920 auch ein anderes Ziel. Denn im Zentrum der Entwicklungsarbeit stand beim zweiten Pureview-Handy die deutliche Verbesserung der Bildqualität bei schlechtem Licht. Um das zu erreichen, widmete sich Nokia nach eigener Aussage vier Faktoren: Blende, Bildsensor, Bildstabilisator und Blitz.

Die vier Stellschrauben für bessere Qualität

Vereinfacht gesagt sorgt eine große Blende für viel Lichtdurchsatz. Während die meisten Smartphones eine Blende von f/2.4 bis f/2.8 haben (je größer die Zahl, desto kleiner die Linsenöffnung), verfügt das Lumia 920 über eine Öffnungsgröße von f/2.0. Das sorgt dafür, dass die Belichtungszeit kürzer sein kann als bei Linsen mit kleinerer Öffnung, und das wiederum sorgt bei schlechtem Licht für Bilder ohne Schlieren und Unschärfe - zumindest in der Theorie.

Beim Bildsensor setzt Nokia im neuen Gerät auf einen modernen rückseitig belichteten Sensor der neuesten Generation (BSI - Back Side Illuminated). BSI-Sensoren werden entgegen ihrem Namen zwar auch von vorn belichtet, durch ihre umgedrehte Bauform wird das Licht aber nicht zusätzlich durch eine Verdrahtungsschicht gestört, sondern gelangt nach Linse und Farbfilter direkt auf die lichtempfindliche Siliziumschicht. Die Verdrahtung folgt dahinter. Als Resultat ist die Lichtempfindlichkeit von BSI-Sensoren im Vergleich zu herkömmlichen CMOS-Sensoren spürbar höher. Außerdem punktet das Lumia 920 mit einem 10 Prozent größeren Sensor als bei der Konkurrenz, der Pixel mit einer Größe von 1,4 Micron erlaubt. Das trägt ebenfalls zur besseren Bildqualität bei.

Die PureView-Technik des neuen Lumia 920 | (c) Hersteller

Größere Linsenöffnung und OIS sorgen für bessere Bildqualität bei schlechtem Licht | (c) Hersteller

Der vielleicht wichtigste Punkt ist der neue Bildstabilisator. Wegen der Größe von optischen Bildstabilisatoren (OIS, Optical Image Stabilizer) werden sie für gewöhnlich nur in Kompakt- oder noch größeren Kameras eingebaut. Nokia ist es in Zusammenarbeit mit Optikspezialist Carl Zeiss erstmals gelungen, einen optischen Bildstabilisator so zu verkleinern, dass er in ein Smartphone passt. Dabei handelt es sich um eine Neuentwicklung. Denn während herkömmliche OIS sensorgestützt nur eine einzige Linse bewegen und dadurch versuchen, die ungewollten Bewegungen des Nutzers auszugleichen, bewegt sich bei der Floating Lens genannten Technik von Nokia und Carl Zeiss die ganze Linseneinheit mit. Die neue Technik ist nicht nur kleiner, sondern nach Aussagen von Nokia sogar noch leistungsfähiger als herkömmliche OIS - fortschrittlicher als die bislang in Smartphones verwendeten digitalen Bildstabilisatoren ist sie ohnehin. Floating Lens soll - zumindest unter Laborbedingungen - 50 Prozent mehr Bewegungen ausgleichen können als herkömmliche optische Bildstabilisatoren. Bis zu 500 Bewegungen pro Sekunde werden so in Echtzeit berechnet und vermieden - das ist fünf Mal mehr als bei anderen OIS. Noch anschaulicher ist der Vergleich mit einem Menschen: Die Reaktion der Kamera ist nach Angaben von Nokia 300 Mal schneller als die Reaktion eines Menschen auf ein vorhersehbares Ereignis. Dadurch werden längere Öffnungszeiten der Linse möglich, ohne dass typische Unschärfe und Schlierenbildung durch ungewollte Bewegungen auftreten. Wo bei herkömmlichen Systemen bei Linsenöffnungen unter 1/30 Sekunde die Bildqualität rapide sinkt, erlaubt die Pureview-Einheit Öffnungszeiten bis zu ¼ Sekunde - das ist eine acht Mal längere Belichtung und eine demensprechend wesentlich bessere Lichtausbeute.

Die PureView-Technik des neuen Lumia 920 | (c) Hersteller

Die PureView-Technik des neuen Lumia 920 erlaubt echtes 16:9 und 4:3 | (c) Hersteller

Der vom Nokia 808 bekannte 26-Millimeter-Weitwinkel kommt auch im neuen Windows Phone zum Einsatz, außerdem erlaubt das Gerät im Gegensatz zur Konkurrenz wegen des großen Sensors echtes 16:9- und echtes 4:3-Format. Dadurch sieht man mehr als bei der Konkurrenz - dort werden lediglich Bildbereiche so abgeschnitten, dass am Ende das gewünschte Format herauskommt. Bei Videos kann das Floating-Lens-System darüber hinaus sogar wohl zwischen ungewollten Bewegungen und absichtlichen Schwenks unterscheiden - das wird das Lumia 920 aber erst noch unter Beweis stellen müssen. Der vierte wesentliche Punkt, den Nokia bei der Kamera des Lumia 920 zur Verbesserung der Low-Light-Bildqualität verbessert hat, ist der Blitz. Da das neue Pureview-Phone deutlich dünner sein sollte als das Nokia 808, schied ein Xenon-Blitz aus. Der hat nämlich im Vergleich zu LED mehrere große Nachteile: Höheren Stromverbrauch, mehr Einbautiefe und außerdem kann ein Xenon-Blitz nicht als Dauerlicht - etwa für Video - genutzt werden. LED kann das besser, galt hingegen bislang als zu dunkel, um einen Xenon-Blitz ersetzen zu können. Allerdings haben sich LEDs in den letzten Jahren viel schneller weiterentwickelt als Xenon. Mit der neuartigen Pulse-LED des Lumia 920 ist die schlechte Lichtausbeute nach Aussagen von Nokia vorbei. Die neue Technik soll in kürzerer Zeit mehr Licht liefern und damit fast auf einem Niveau mit Xenon liegen.

Zu diesen vier Hauptpunkten kommen noch weitere Kriterien. So erlaubt ein neues Kamera-Framework bei Windows Phone 8 eine wesentlich bessere Integration von erweiterten Funktionen wie Nokias Verarbeitungsalgorithmen. Ein neues Verfahren zum Herausrechnen von Störpixel soll so etwa Bildrauschen stark minimieren.

Fazit: Pureview steht für Qualität, nicht für eine bestimmte Technik

Pureview hat nichts mit der Anzahl der Megapixel oder einer bestimmten Technik zu tun - soviel wird klar, wenn man die Kamera des neuen Lumia 920 mit dem ersten Pureview-Modell Nokia 808 vergleicht. Pureview bezeichnet vielmehr die Kameraserie von Nokia, die mit besonders guter Bildqualität punkten soll. Um das zu erreichen, setzt Nokia an verschiedenen Punkten an - beim neuen Windows Phone steht die Bildqualität unter schlechten Lichtbedingungen im Vordergrund, dafür hat der Hersteller Hand an Blende, Bildsensor, Bildstabilisator und Blitz gelegt. Oversampling und verlustfreien Zoom wie beim ersten Pureview-Gerät gibt es im Gegenzug nicht. Letztendlich ist es dem normalen Nutzer aber ohnehin egal, wie eine Technik funktioniert oder heißt. Wichtig ist das Ergebnis. Und das werden wir uns nach dem Marketing-Desaster der letzten Tage ganz genau anschauen.

Quelle: Whitepaper, Areamobile
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Kommentare
  1. 14.09.12 15:11 Laborant (Expert Handy Profi)

    Hobbymässiger Fotograf - hätte ich mehr Zeit würd ich mehr Fotos machen *hust*, und Eidg. Dipl. Techniker Maschinenbau. (Sobald ich mein Diplom bekomme - bin noch im letzten Semester - Abendstudium.)
    Vielleicht häng ich den Techniker Informatik noch ran - würd mich schon reizen, eigene Apps tippseln zu können '^^

    Also nix Bachelor oder so - nur im Englischen ist eben schon ab Techniker "Engineering" ;)

  2. 14.09.12 14:41 ThreeD (Advanced Handy Profi)

    laborant. das sind sehr nützliche und ausführliche ausführungen. danke dafür!

    bist du fotograf, oder "nur" ingenieur?

  3. 14.09.12 13:48 Voody (Youngster)

    @Laborant

    Danke für die Infos. Jetzt kann ich mir grob vorstellen was eine Pulse-LED sein soll. Bin soooo gespannt den ausfürhlichen Test des 920 zu lesen.

  4. 11.09.12 14:27 Laborant (Expert Handy Profi)

    LEDs haben in den letzten Jahren enorm in der Leistung zugelegt. Wenn die Nokia richtig ansteuert, dann kommts schon knapp an nen Xenon ran. Die Frage ist einfach die Ansteuerung, den Peak, die länge des Peaks, vorspannung usw.

    Besser als die Konkurrenz sind die NokiaLEDs wohl nicht - aber Nokia kann ein paar Spezielle Kniffe in der Ansteuerung machen.

  5. 11.09.12 14:24 Voody (Youngster)

    Danke an Stefan Schomberg für das ausführliche Special!!!

    Was mich zu dem Thema noch interessiert ist die Pulse-LED des 920. Was und warum ist diese besser als die herkömmlichen?

    Gruß

    Voody

  6. 11.09.12 04:58 Surab (Expert Handy Profi)

    @ Laborant:
    Das mag ja sein, aber wenn es um das Ergebnis geht, erreicht man mit dem 808 in sehr vielen Situationen die besseren Bilder. Mir ging es um diesen Schritt, nämlich den, den die Bildqualität getan hat.
    Das L920 hat dagegen bei Videos und bei Lowlight gewisse Vorteile.

    Wie gesagt: Phase 3 wird erst so richtig awesome! :D

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