Das HUAWEI P40 Pro+ ist ab sofort im Handel erhältlich. Das neue Flaggschiff ist das erste Smartphone überhaupt mit zwei Tele-Kameras, die im Zusammenspiel mit der SuperZoom-Technologie die physikalischen Gesetze durch den Einsatz Künstlicher Intelligenz und vielfältiger Aufnahmemodule sprengt.
So, wie die erste Leica vor rund 100 Jahren die Fotografie veränderte, hat die Smart Photography in den letzten Jahren Einfluss auf die Art und Weise genommen, wie wir heute mit Bildern umgehen.
Während Kameras zu Oskar Barnacks Zeiten in der Regel groß und schwer waren, hob Leica in der Werbung für seine „Lilliput“ betitelte Kamera hervor, dass man diese immer dabei haben könne, um unmittelbar und ohne große Umstände ein Foto aufzunehmen. Selbiges spricht in einer Vielzahl der Fälle heute auch für die Verwendung eines Smartphones, um Bilder zu machen, wobei es sicher Zufall ist, dass Abmessungen der Ur-Leica nicht allzu weit von denen ihrer smarten Urenkel abweichen.
In den rund 100 Jahren, die zwischen der Entwicklung Oskar Barnacks und der Smartphones lagen, hat sich abgesehen von diesen grundlegenden Gemeinsamkeiten vieles in der Funktionsweise von fotografischen Aufnahmegeräten radikal verändert.
Während konventionelle Fotokameras beim Druck auf den Auslöser auch rund 100 Jahre nach Barnack eine einzelne Belichtung vornehmen, arbeiten Smartphonekameras nach einem anderen Prinzip, das mit dem klassischer Fotoapparate nur bedingt vergleichbar ist. Die Entwickler von Smartphones mussten vollkommen neue Wege gehen, um in miniaturisierter Form die Funktionen konventioneller Kameras umsetzen zu können.
Statt nur eine Belichtung pro Foto vorzunehmen, erstellen Smartphones beim Druck des Auslösers mit ihren verschiedenen Aufnahmemodulen aus separaten Objektiv-Sensor-Einheiten eine ganze Reihe an Bildern parallel zueinander. Aus diesen Daten setzt der Prozessor des Smartphones dann das finale Bild zusammen.
Smartphonekameras folgen also einem komplett anderen Funktionsprinzip, dessen Komplexität auf weit mehr Komponenten basiert, als auf einem mehr oder weniger hochauflösenden Sensor und Objektiv. Entscheidend ist unter anderem der Prozessor zur Verarbeitung der vielfältigen, von einem Motiv generierten Bildinformationen im Prozessor des Smartphones und vor allem die Firm- beziehungsweise Software, die dazu verwendet wird. Nicht zuletzt deshalb spricht man bei Smartphone-Fotografie von Computational Photography, also rechnergestützter Bilderstellung.
Wie bei konventionellen Kameras steht am Anfang dieses Prozesses das Licht, das wie bei Fotokameras üblich auf rein physikalische Art und Weise über Linsen auf die Bildsensoren gelenkt wird. Objektive, wie das des neuen Huawei P40 Pro+ zeigen, wie komplex der Aufbau dieser Smartphone-Objektive sein kann, dessen Strahlengang ähnlich wie bei einem Periskop mehrfach umgelenkt wird, damit die Konstruktion des optischen 10fach Zooms bündig in das schmale Smartphone Gehäuse passt. Dessen Entwicklung hat allein rund zwei Jahre in Anspruch genommen, was zeigt, wie wichtig gerade auch bei Smartphones die Objektivkonstruktion genommen wird.
Je kompakter die Objektivkonstruktion ausfallen muss, und je größer der Zoomfaktor sein soll, je weniger Licht kann die Konstruktion transportieren, um unter anderem den Autofokus mit entsprechenden Informationen zu versorgen. Statt Kunststofflinsen setzt Huawei beim P40 Pro+ auf Glaselemente, um die bestmöglichen physikalischen Voraussetzungen für ein optimales Fotos zu gewährleisten.
Vor allem beim Optikdesign profitiert Huawei von der Kooperation mit Leica Camera in Wetzlar. Seit dem Huawei P9 hilft Leica mit seinem Know-how, die optischen Voraussetzungen dafür zu schaffen, dass die so genannten Metadaten, die zum finalen Bild kompiliert werden, die bestmögliche Qualität haben.
Die physikalische Auflösung des Sensors spielt dabei eine etwas andere Rolle als von konventionellen Kameras gewohnt. Während zum Beispiel Samsung bei seinen aktuellen Smartphone Topmodellen mit einer rekordverdächtigen Auflösung von über 100 Megapixel wirbt, hat der Sensor des P40 Pro und Pro+ weniger als die Hälfte, nämlich 50 Megapixel. Dafür weist er jedoch das aktuell größte Format von 1/1,28 Zoll und in Folge die größten Pixel aller derzeit verfügbaren Smartphone-Sensoren von 1,22 μm auf, die er durch Pixel Binning zu einer Pixelgröße von 2,44 μm zusammenfasst. Zum Vergleich: Die aktuelle Samsung Smartphone Generation verwendet Pixel in einer Größe von 0,8 μm. In Relation zur Pixelgröße aktueller Fotokamera-Sensoren klingt beides sehr wenig, doch profitieren selbst von dem vergleichsweise kleinen Vorsprung bei der Pixelgröße des Huawei Sensors unter anderem dessen Rauschverhalten, der Dyna-mikumfang, der Weißabgleich und die Detailwiedergabe.
Bedingt durch die objektiv betrachtet winzigen Abmessungen der Smartphone-Sensoren, spielt im übrigen die Lichtstärke des Objektivs keine entscheidene Rolle für die Definition des Schärferaums als Gestaltungsmittel. Von größerer Bedeutung ist dagegen die Menge des zur Verfügung stehenden Lichts für die Geschwindigkeit und Präzision des Autofokus.
Wie auch bei Systemkamera-Sensoren sagt die physikalische Auflösung im Übrigen nicht unbedingt etwas über die tatsächliche Bildqualität aus, weshalb zahlreiche Kameramodelle mit weniger als der Hälfte der von den P40 Pro Modellen gelieferten Auflösung eine hervorragende Bildqualität liefern. Anders als bei konventionellen Fotokameras werden von Smartphones allerdings wie bereits beschrieben nicht nur die Daten des Sensors mit der höchsten Auflösung genutzt, sondern oft in Kombination mit Bildinformationen der anderen Aufnahmemodule, die im Smartphone-Prozessor analysiert und dann zum fertigen Bild kompiliert werden. Deren Auflösung liegt nicht selten deutlich niedriger, im Fall von Huawei und Samsung kommen zum Teil nur 12-Megapixel-Module zum Einsatz.
Den wesentlichen Unterschied zwischen Smartphones und konventionellen Fotokameras macht dabei die Art und Weise der Aufbereitung der von den Aufnahmemodulen zur Verfügung gestellten Metadaten zum fertigen Foto aus. Huawei nutzt, so wie andere Hersteller, für die Computational Photograpy künstliche Intelligenz. Die vergleichsweise junge Technologie steckt noch in den Kinderschuhen, entfaltet aber schon jetzt ihr Potenzial wenn es darum geht, die physikalisch erzeugte Bildqualität konventioneller Fotokameras zu simulieren.
Die von den diversen Aufnahmemodulen aktueller Smartphones von einem Motiv gelieferten Metadaten werden mittels Artificial Intelligence (AI) von der XD Fusion Engine analysiert, aufbereitet und kompiliert, so dass sie bestmögliche Attraktivität in der Bildwirkung entfalten. Eine einzelne Aufnahme mit einem einzelnen Sensor würde dafür nicht ausreichen. Huawei setzt aktuell bei seinen Smartphones bis zu fünf Aufnahmemodule ein, um dem System maximal viel Datenmaterial für die so genannte Image Fusion anbieten zu können.
Denn jedes einzelne Bild steuert unterschiedliche Informationen bei, sei es über die Farben im Motiv, die motivabhängig passende Schärfentiefe oder den Fokus. Je mehr unterschiedliche Datenquellen dazu beitragen, desto komplexer kann Image Fusion Optimierungen für das finale Foto vornehmen.
Huawei setzte AI erstmals bei seiner P10 Smartphoneserie ein. Seitdem wurden die Fähigkeiten Künstlicher Intelligenz fortlaufend verbessert. Schließlich muss sie nicht nur erkennen, um was für ein Motiv es sich jeweils handelt, sondern auch entscheiden, wie die Bilddaten bestmöglich motivgerecht aufbereitet werden sollen. Ging es am Anfang zunächst darum, zum Beispiel einen Hund von einer Katze zu unterscheiden, oder blauen Himmel und grünes Gras auseinanderzuhalten, ist AI mittlerweile zu weit komplexeren Schlussfolgerungen in der Lage. Erkennt die AI etwa eine Katze als Motiv, kann sie partielle Modifikationen passend zum Motivdetail vornehmen. So schärft das System die Augen, während das Fell etwas weicher wiedergegeben wird, und dies alles im Bruchteil einer Sekunde. Die Fähigkeit zur Differenzierung notwendiger und/oder gewünschter Bearbeitunsschritte geht mittlerweile so weit, dass zum Beispiel Haut in Porträts nicht einfach pauschal „glattgebügelt“ wird, sondern bestimmte Bilddetails dabei erhalten bleiben. Selbst kulturell bedingt unterschiedlichen Vorlieben für den Look eines Fotos kann AI Rechnung tragen.
Künstliche Intelligenz kann außerdem dazu beitragen, den entscheidenden Augenblick aus einer ganzen Frequenz an Bildern herauszufiltern, etwa aus Videosequenzen. Die dafür notwenige Rechenpower setzt die nahtlose Integration der Firm- beziehungsweise Software mit der Hardware voraus, um die Grenzen der Physik immer weiter überlisten zu können.
Das Huawei P40 Pro+ verfügt über ein 10-fach optisches Zoom mit einem periskop-artig fünffach gefaltete Strahlengang
