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Nokia Lumia 1020: So funktioniert die neue Super-Kamera

Inhaltsverzeichnis

Schon vor der Vorstellung des Nokia Lumia 1020 waren die wichtigsten technischen Features des Gerätes bekannt: Die Kamera mit 41 Megapixel und ein optischer Bildstabilisator. Das klingt nicht nur wie eine Kombination der Kamera-Techniken von Nokia 808 Pureview und Lumia 920/925, letztendlich ist es das auch. Und dennoch ist da noch viel mehr – was genau, erläutert dieser Artikel anhand des Whitepapers, das Nokia zur Kameratechnik des Lumia 1020 veröffentlicht hat.

Geschichtsstunde: Das waren die Vorfahren des Lumia 1020

Das Symbian-Handy Nokia 808 Pureview war wohl das innovativste Kamera-Phone der letzten Jahre. Ziel war es, möglichst viele Details in einem Foto, aber auch in Videos darstellen zu können und die Bildqualität dabei auf einen zuvor nicht gesehenen Level zu hieven. Dank Oversampling, bei dem aus möglichst vielen Bildpunkten der theoretisch sogar bis zu 41,9 Megapixel die so genannten Superpixel gemacht, also die besten Informationen zur Vermeidung von Bildfehlern aus mehreren Pixeln zusammengenommen, werden, erreichten Bilder in 5 oder 8 Megapixel einen herausragenden Detailgrad, also eine ausgezeichnete Klarheit - daher der Name Pureview.

Nokia 808 Pure View | (c) Hersteller

Der Urahn: Nokia 808 PureView mit 41 Megapixel

Nokia Lumia 920 | (c) Hersteller

Erstmals OIS: Nokia Lumia 920

Nokia Lumia 925 | (c) Hersteller

Fast gleich: Nokia Lumia 925 | (c) Hersteller

 

Das erste Windows Phone mit dem Pureview-Schriftzug war das Nokia Lumia 920. Hier lag die Zielsetzung etwas anders. Statt zu versuchen, mit einer Handykamera an die Bildqualität einer Spiegelreflex- oder zumindest einer guten Kompaktkamera heran zu kommen, stand hier verbesserte Qualität bei Aufnahmen bei schlechten Lichtverhältnissen und entsprechend höherer Alltagsnutzen im Vordergrund. Zu diesem Zweck integrierte Nokia erneut in Zusammenarbeit mit Optik-Spezialist Carl Zeiss erstmals einen optischen Bildstabilisator (OIS) in ein Smartphone. Damit kann die Linse ohne Verwackler länger geöffnet bleiben, um möglichst viel Licht zu sammeln. Auch hier waren die Vorteile zu Systemen ohne OIS deutlich zu sehen, dafür kam das Gerät nicht an den Detailreichtum des Nokia 808 Pureview heran.

In aller Kürze: Das Lumia 1020

Nokia Lumia 1020 Special | (c) Nokia

Darstellung eines BSI | (c) Nokia

Mit dem Nokia Lumia 1020 will man nun keine Kompromisse mehr eingehen und kombiniert den riesigen Sensor des 808 Pureview mit dem optischen Bildstabilisator des Lumia 920/925. Zumindest scheint das auf den ersten Blick alles zu sein, tatsächlich hat sich aber noch mehr getan. So wurde etwa die Linseneinheit komplett neu entworfen, um im Vergleich zum älteren 808 trotz einer sechsten Linse wie beim Lumia 925 Bautiefe zu sparen. Mit Erfolg, das neue Gerät misst nur noch 10,4 Millimeter im Schnitt, das 808 lag noch bei fetten 17,9 Millimetern - auch wenn die nur geringfügig geschrumpfte Kameraeinheit nur einen kleinen Teil an den normaleren Maßen ausmachen dürfte.

Nokia verwendet im Lumia 1020 einen 41-Megapixel-Sensor der zweiten Generation, der eine Gesamtgröße von 1/1,5 Zoll bietet und so eine Pixel-Größe von 1,1 Micron erlaubt. Für bessere Lichtausbeute wird er außerdem rückseitig belichtet (BSI, Back Side Illuminiated). Dabei wird - vereinfacht gesagt - der Sensor umgedreht, wodurch sich das Licht nicht erst noch seinen Weg durch die Verkabelung des Sensors suchen muss, wenn es durch die Linse fällt. Ein weiterer Ansatzpunkt für bessere Fotoqualität auch unter schlechten Lichtverhältnissen ist außerdem die Linse selbst mit einer Blende von f/2.2. Zum Vergleich: Das Nokia 808 Pureview bot mit 1/1,2 Zoll noch einen etwas größeren Sensor, hatte allerdings keinen BSI-Sensor und nur eine Blende von f/2.4. Das Lumia 920 kommt auf eine Sensor-Größe von gerade einmal 1/3 Zoll, bietet dafür aber eine größere Blende von f/2.0. War der Sensor beim 808 Pureview etwa vier mal größer als bei typischen Wettbewerbern, spricht Nokia beim Lumia 1020 sogar von fünffach größerem Sensor.

Nokia Lumia 1020 Special | (c) Nokia

Darstellung der Linseneinheit | (c) Nokia

Insgesamt hat Nokia jede der einzelnen Techniken des 808 Pureview und von Lumia 920/925 noch einmal weiter entwickelt. So bietet das Lumia 1020 einen nochmals verbesserten Bildstabilisator, eine sechste Linse für schärfere Bilder und den nach Angaben von Nokia höchstentwickelten Xenon-Blitz, um eine optimale Balance zwischen Bildschärfe und Bildrauschen zu gewährleisten. Mit dem neuen Gerät will Nokia die Grenzen der Fotografie weiter verschieben, wie auch der Titel des Whitepapers aussagt. Trotzdem kommen viele technische Daten bekannt vor: Der Sensor des Lumia 1020 erlaubt je nach Seitenverhältnis der Fotos Aufnahmen in vollen 34 oder 38 Megapixel, Oversampling-Aufnahmen sind allerdings nur noch mit 5 Megapixel möglich. Im Gegensatz zum 808 Pureview, bei dem man immer vor der Entscheidung stand, volle Auflösung oder Oversampling zu nutzen, werden diese kleineren Bilder nun aber zusätzlich zu den großen Aufnahmen gespeichert (Dual-Capture).

Nokia Lumia 1020 Special | (c) Nokia

Der Bildausschnitt lässt sich auch später...

Nokia Lumia 1020 Special | (c) Nokia

...immer wieder neue bestimmen | (c) Nokia

 

Der Vorteil: Die 5-Megapixel-Bilder bieten dank Oversampling eine herausragende Bildqualität und lassen sich wesentlich besser online verschicken. Außerdem reichen Fotos mit 5 Megapixel auch zum Ausdrucken für Größen bis zu A3 aus. Zudem lassen sich vergrößerte Bildausschnitte aus den großen Bildern abspeichern, so dass sie später in der Galerie immer wieder gezoomt angezeigt werden. Sollte man nach ein paar Wochen einen anderen Bildausschnitt wählen wollen, ist immer noch das volle Bild mit Maximalauflösung da, um einen neuen oder einen weiteren Ausschnitt wählen zu können. Das bietet dem Fotografen eine bislang ungeahnte Flexibilität. Die Oversampling-Technik des Nokia 808 Pureview haben wir hier ausführlich erklärt.

Echte 5 Millionen Pixel statt Bildpunkt-Bingo

Während normale 5-Megapixel-Kameras gar nicht eigenständige Informationen für alle Pixel beziehen, sondern häufig deren Beschaffenheit nur aufgrund der Ähnlichkeit zu angrenzenden Pixel berechnen, kann man dabei - zumindest was den wahren Informationsgehalt dieser Fotos angeht - gar nicht von 5 Megapixel sprechen. Zudem arbeiten diese Kameras nicht mit einer gleichmäßigen Verteilung von roten, grünen und blauen Pixel (RGB), sondern mit einem Verhältnis von (bei 5 Megapixel) 1,25 Mio. zu 2,5 Mio. zu 1,25 Mio, also 1 zu 2 zu 1. Diese Vorgehensweise wird von den meisten Digitalkameras verwendet, da der Grünanteil in Grautönen für das menschliche Auge für Helligkeitswahrnehmung und damit auch zur Kontrast- und Schärfe-Wahrnehmung am wichtigsten ist. Das Endergebnis wird dann mittels eines so genannten Bayer-Filters bestimmt.

Nokia Lumia 1020 Special | (c) Nokia

Digitalfotos sind ohne Fehler-Pixel technisch unmöglich - außer mit Oversampling | (c) Nokia

Durch Linsenbeschaffenheit und optische Effekte (zB Aliasing-Effekt) sind Digitalaufnahmen mit 5 Megapixel weit davon entfernt, wirklich realistische und fehlerfreie Abbilder der Wirklichkeit dar zu stellen. Die Oversampling-Technologie von Nokia sorgt auch bei diesen Problemen für ein wesentlich besseres Ergebnis. Da hier Informationen aus bis zu 7 Pixel zu Superpixel zusammengefügt werden, von denen dann später 5 Millionen Stück ein Foto ergeben, können fehlerhafte Informationen herausgefiltert werden.

Themen: Smartphones
Quelle: AM
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Kommentare
  1. 18.07.13 07:24 sabu (Advanced Handy Profi)

    Nope vollformat hat keinen spiegel

  2. 17.07.13 21:41 pixelflicker (GURU)

    Naja, wenn man seine Smartphonekamera als Alternative zur SLR positioniert, dann muss man sich auch einen Vergleich damit gefallen lassen. Daher dürfte man die Pureview durchaus mit einer SLR vergleichen, oder?


    @Sabu:
    > Was wollt ihr mit dslr als Referenz? Wenn dann bitte gleich vollformatkamera....
    Eine Vollformatkamera ist keine SLR?


    @Laborant:
    > Dass sich AM eine Hasselblad leistet, glaube ich nicht :D
    Das würde auch kaum etwas bringen, denke ich.
    Ich wär ja schon froh, wenn sie endlich mal ein einheitliches Testverfahren zwischen den Geräten einführen würden.

  3. 17.07.13 20:12 M.a.K (Handy Master)

    @ king1491,

    lol

  4. 17.07.13 17:18 king1491 (Newcomer)

    Hubble als Referenz für schlechte Lichtverhältnisse und verlustfreien Zoom nicht vergessen :D

  5. 17.07.13 17:11 M.a.K (Handy Master)

    Sony F35 als Referenz für Videoaufnahmen bitte nicht vergessen...

  6. 17.07.13 16:36 Laborant (Expert Handy Profi)

    sabu: öh... ich schrieb doch "Vollformat DSLR". Was auf (z.B.) eine Canon EOS 5D mk3 oder eine Nikon D800 zutrifft... (und natürlich andere Marken).

    Dass sich AM eine Hasselblad leistet, glaube ich nicht :D

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