Als die ersten Smartphones veröffentlicht wurden, spielten Kameras noch eine untergeordnete Rolle. Klar, wenn man gerade keine richtige Kamera mithatte, waren sie nützlich, um einen Schnappschuss zu tätigen, den man sonst verpasst hätte. Entsprechend investierten auch die Hersteller anfänglich wenig in diesen Bereich. Das hat sich mittlerweile grundlegend gewandelt: Keine neue Smartphone-Vorstellung, bei der die Kamerafähigkeiten nicht eine zentrale Rolle einnehmen. Das Ergebnis: Auch wenn Smartphone-Kameras natürlich weiter nicht mit der DSLR-Konkurrenz mithalten können, so bieten sie doch eine Qualität, die für viele im Alltag komplett ausreicht. Und Software-Innovationen führen dazu, dass man in einzelnen Bereichen so manchem Profi-Modell sogar überlegen ist – etwa wenn es um das freihändige Schießen von Fotos bei sehr wenig Licht geht.

Doch wie viel besser sind Smartphone-Kameras über die Jahre wirklich geworden? Um dieser Frage nachzugehen, haben wir elf Geräte aus den Jahren 2008 bis 2019 in fünf Szenarien gegeneinander antreten lassen: Tageslicht, Abendstimmung, Low Light, Kunstlicht und Katze. Die Palette der getesteten Smartphones reicht dabei vom T-Mobile G1 bis zum Pixel 4. Vorab sei angemerkt, dass es nicht darum geht, zu behaupten, dass das immer die besten Geräte ihrer Zeit gewesen wären – waren sie nicht –, aber anhand eines Herstellers (Google) lässt sich der generelle Fortschritt der Technologie von einem Jahr zum anderen gut zeigen. Ausgewählt wurden jeweils die besten Aufnahmen aus einer Reihe von Bildern. Und noch eine Anmerkung: Wer die Fotos in voller Auflösung und samt Exif-Daten sehen will, sei auf das zugehörige Google-Fotos-Album verwiesen. Dies eignet sich auch generell zum direkten Detailvergleich einzelner Bilder besser.

T-Mobile G1. Jahrgang: 2008

Dem T-Mobile G1 kommt in der Android-Geschichte eine besondere Rolle zu: War es doch das erste Smartphone mit Googles Betriebssystem. Im Hinblick auf die Kamera wirkt es aber eher wie eine Fortsetzung der Feature-Phone-Ära. Der 3,2-Megapixel-Sensor war zwar schon mit einem Autofokus kombiniert, das ist aber auch schon das einzige Positive, was man über die Kamera sagen kann. Die Aufnahmen sind allesamt stark verschwommen, selbst beim Auflegen des Geräts auf einen stabilen Untergrund war kaum ein ruhiges Bild aus der Kamera zu bekommen. Die Farben sind komplett falsch und weisen einen starken Blaustich auf, über Text und Details lohnt es sich angesichts der produzierten Bilder eigentlich nicht zu diskutieren. Die Abendaufnahmen sind ohnehin komplett unbrauchbar, und schon bei mittelstarkem Kunstlicht erfasst die Kamera kaum mehr etwas. Einen Blitz gab es hier übrigens noch nicht, und auch eine Frontkamera ließ Google-Partner HTC dereinst aus. In der Königskategorie Katzenfoto versagt das G1 ebenfalls kläglich, was hier abgebildet ist, lässt sich kaum ausmachen.

Nexus S. Jahrgang: 2010.

Zwei Jahr später wähnt man sich zumindest schon einmal in der Smartphone-Ära, das Nexus S mit seinem 5-Megapixel-Sensor produziert also etwas, das man rudimentär als Foto bezeichnen könnte. Die Farbwiedergabe bleibt allerdings furchtbar und ist vor allem viel zu hell. In der Nutzung fällt zudem auf, dass die Kamera sehr langsam ist, was stabile Fotos schwierig macht. Und natürlich sind in Bewegung befindliche Objekte eigentlich nie scharf zu erfassen. Am Abend gelang es überhaupt nur bei einem Foto, wirklich zu fokussieren. Bei diesem zeigt sich dann gut, wie schwer es Kameras damals mit hellem Licht hatten, der Dynamikumfang war minimal, die Highlights sind in der Folge komplett überstrahlt. Einen Blitz gibt es hier mittlerweile, und dieser aktiviert sich auch sehr bald, wenn einmal keine optimalen Lichtverhältnisse vorhanden sind. Die Katze ist zwar nun kein verschwommenes etwas mehr, dafür mutet das Bild wie eine Art Festival des Rauschens an.

Galaxy Nexus. Jahrgang: 2011.

Zwar hat auch das Galaxy Nexus einen 5-Megapixel-Sensor, der liefert aber erheblich bessere Bilder. Auf den ersten Blick sind die Tageslicht-Shots zumindest so, dass man sie vor ein paar Jahren noch nach der Verschandelung mit ein paar stärkeren Instagram-Filtern hätte teilen können. Die Aufnahmen sind generell schärfer geworden, auch die Farbwiedergabe wurde verbessert. Allerdings hat man es dabei übertrieben, die Farben sind nämlich zu intensiv geworden, und es gibt einen deutlichen Rotstich. An sich ist die Kamera hier flotter als noch beim Nexus S, was dazu führt, dass weniger der Aufnahmen verwackelt waren. Am Abend sieht es in der Hinsicht natürlich erheblich schlechter aus. Und bei Kunstlicht zeigt sich wieder die Neigung zum Aktivieren des Blitzes – der hier noch dazu viel zu hell ist. Das Katzenfell ist hingegen sogar unschärfer geworden als beim Nexus S.

Nexus 4. Jahrgang: 2012.

Auch das gibt es: Im direkten Vergleich stellt sich das Nexus 4 trotz eines neuen 8-Megapixel-Sensors als ein Downgrade gegenüber der Vorgängergeneration heraus. Die Farben sind hier wieder viel zu blass, auch die Schärfe lässt stark zu wünschen übrig. Positiv fällt eigentlich nur auf, dass der Blitz weniger überstrahlt und dass das Katzenfoto marginal besser ist. An sich waren die Ergebnisse der Aufnahmen hier sehr inkonsistent. Erwähnt sei, dass das Nexus 4 erstmals einen HDR-Modus bietet, um einen höheren Dynamikumfang erfassen zu können. Dieser ist aber eigentlich nur langsamer, relevante Unterschiede in der Bildqualität zeigen sich jedenfalls nicht.

Nexus 5. Jahrgang: 2013.

Umso erfreulicher ist der Wechsel auf die nächste Hardwaregeneration: Das Nexus 5 zeigt sich als Googles erster Vertreter einer Ära, in der die Hersteller die Kameras in ihren Smartphone langsam ernst nahmen. Im Vergleich zu den Vorgängern liefert das wohl populärste Exemplar der Nexus-Reihe jedenfalls signifikante bessere Bilder. Der IMX179-Sensor von Sony mit seiner 1.4-µm-Pixelgröße bietet in Kombination mit einer Blende von f/2.4 und optischer Bildstabilisierung erheblich mehr Details, auch bei der Farbdarstellung gibt es ein ordentliches Upgrade. Und vor allem ist die Kamera erheblich flotter, es gelingen also bei freihändiger Nutzung mehr Aufnahmen. Doch bevor die Freude zu groß wird, am Abend zeigen sich die Schwächen der alten Hardware wieder stark. Jede Lichtquelle ist komplett überstrahlt. Und das Low-Light-Foto halbwegs scharf zu bekommen, braucht schon einige Versuche. Erfreulich ist wiederum, dass das Nexus 5 das erste der getesteten Geräte ist, wo unter Kunstlicht ein halbwegs brauchbares Bild ohne Blitz herauskommt. Und auch der – noch immer optionale – HDR-Modus deutet zum ersten Mal an, wie sehr solche Techniken in den kommenden Jahren die Smartphone-Fotografie umkrempeln sollten. Die Low-Light-Aufnahme gelingt damit nämlich erheblich besser als bei den Vorgängern.

Nexus 6. Jahrgang: 2014.

Weiter geht es mit dem Nexus 6 und damit mit einem Upgrade auf einen 13-Megapixel-Sensor, und zwar den Sony IMX214. Die Blende von f/2.0 sorgt zudem dafür, dass mehr Licht auf den Sensor kommt. Insofern ist es wenig überraschend, dass Abendaufnahmen wesentlich besser gelingen als beim Nexus 5 – vor allem wenn HDR aktiviert ist. Apropos: Das Nexus 6 entscheidet von Haus aus selbst, ob HDR bei einem Bild genutzt wird – oder eben nicht. In der Realität erweist sich dies aber als komplett willkürlich, bei einem Bild ist es an, beim nächsten wieder aus – auch wenn sich die Umgebung nicht geändert hat. Im Alltag ist das reichlich frustrierend, da die Bildqualität mehr oder weniger ein Zufallsprodukt ist. Besser ist es da gleich, den HDR-Modus durchgängig zu aktivieren, da die damit erzielten Aufnahmen signifikant besser sind. So wird dann auch die Nachtlicht-Aufnahme erstmals halbweg scharf, und das Katzenfoto ist zum ersten Mal einigermaßen ansehnlich. Und bei der Tageslichtaufnahme ist zum ersten Mal Struktur am Himmel zu erkennen. Bemerkung am Rande: Das Nexus 6 war übrigens das erste Google-Smartphones, das 4K-Videos bei 30 Bildern pro Sekunde aufnehmen konnte – eine Grenze, die es sich mit dem aktuellen Pixel 4 teilt.

Nexus 6P. Jahrgang: 2015.

Mit einer sehr interessanten Hardware kann das Nexus 6P aufwarten: Kommt hier doch ein Sony-IMX377-Sensor zum Einsatz. Dabei handelt es sich um einen 12,3-Megapixel-Chip, der vor allem durch einen Fakt auffällt: Er hat mit 1,55 µm sehr große Pixel, womit mehr Licht eingefangen werden kann. Gleichzeitig entschloss sich Google aber zu einem verwegenen Schritt: Die optische Bildstabilisierung (OIS) wurde nämlich gestrichen – ein Fehler, wie sich bald herausstellen sollte. Ist es doch damit gerade am Abend deutlich schwerer, scharfe Bilder zu bekommen. Ein wichtiger Schritt in die Zukunft ist der neue HDR-Modus, der sich nun HDR+ nennt. Bei diesem werden deutlich mehr Aufnahmen als zuvor kombiniert, um die Bildqualität zu steigern – und das zeigt sich schnell. Die Aufnahmen sind generell schärfer, auch die Texturerhaltung macht große Fortschritte. Allerdings hat das Ganze beim Nexus 6P auch einen negativen Nebeneffekt: Das aufwendige Berechnen der HDR+-Bilder macht die Kamera langsam, immer wieder gehen Bilder verloren. Trotzdem ist das Ganze aus einer technologischen Sicht eine Art Pixel 0 – ein Prototyp für jene Innovationen, die die Pixel-Reihe später auszeichnen sollten.

Pixel. Jahrgang: 2016.

Das erste Pixel mag nicht das meistverkaufte Smartphone der Geschichte gewesen sein, aber es begründete Googles guten Ruf im Hinblick auf die Kameras seiner Geräte. Und das hat vor allem einen Grund, und der heißt: "Computational Photography". Unter der Leitung von Marc Levoy, einem der Pioniere in diesem Bereich, demonstriert Google seitdem sehr eindrücklich, wie viel sich aus so einem kleinen Sensor mit smarter Software herausholen lässt. Dabei werden viele Bilder in schneller Abfolge aufgenommen – und zwar alle unterbelichtet. Ein Frame wird dann als Kernbild herausgenommen, der Rest dient dazu, ein möglichst rauscharmes Bild mit hoher Dynamik zusammenzustellen. Wie gesagt, hat man dies in Anfängen schon beim Nexus 6P probiert, hier geht dies aber erstmals wirklich auf, was nicht zuletzt am schnelleren Prozessor und RAM liegt. So zauberte Google aus dem Sony IMX378 (12,3 Megapixel, 1,55 µm, f/2.0) vor allem Abendaufnahmen, die andere Smartphones dieser Zeit abhängten. Mit einem kleinen Defizit: Auch hier verzichtete Google nämlich auf OIS, wodurch die abendlichen Aufnahmen gerne einmal unscharf werden, was sich bei unserem Testfoto auch zeigt. Tagsüber sind die Bilder aber bereits das, was man auch heute noch als sehr gut bezeichnen konnte – und werden dabei recht flott aufgenommen. Und auch bei den Abendbildern zeigt sich der Vorteil von Googles Softwareansatz. Kann man so doch durch Updates die Bildqualität weiter verbessern. Konkret zeigt sich das, wenn wir etwas Schummeln und den eigentlich erst 2018 veröffentlichten Nachtmodus verwenden, der sowohl beim Abendfoto als auch bei der Low-Light-Aufnahmen erheblich bessere Ergebnisse liefert. Möglich wird diese wieder durch die smarte Kombination mehrerer etwas länger belichteter Aufnahmen. Schwierig wird es hingegen beim Katzenfoto, weil die Protagonistin an dieser Stelle angesichts des Fotomarathons zunehmend unruhig wurde – und somit das Bild leicht unscharf ausfiel.

Pixel 2. Jahrgang: 2017.

Für das Pixel 2 nahm Google wieder eine wichtige Änderung an der Hardware vor: Der 12,2 Megapixel-Sensor bietet nun "nur" mehr eine Pixelgröße von 1,4 µm, dafür lässt die Blende von f/1.8 mehr Licht auf den Sensor. Vor allem aber ist endlich wieder OIS mit dabei, und mit dem Pixel Visual Core verbaut Google nun sogar einen eigenen Koprozessor für die Bildverarbeitung. Das Ergebnis all dieser Bemühungen ist ein größerer Qualitätssprung als erwartet. Vor allem bei den Abendaufnahmen ohne Nachtsichtmodus zeigen sich merkliche Fortschritte. Das Kunstlichtfoto ist bereits sehr gut geworden, und die Katzenaufnahme stellt wohl das beste – weil schärfste – Ergebnisse dieser Testreihe dar. Dieser Umstand erinnert natürlich daran, dass oft auch das Motiv einen entscheidenden Einfluss auf das Ergebnis einer Aufnahme hat. Ganz generell macht sich die weiter gesteigerte Performance der Kamera positiv bemerkbar. Negativ fällt hingegen das deutliche Rauschen im Himmel bei der Nachtsichtversion der Low-Light-Aufnahme auf.

Pixel 3. Jahrgang: 2018.

Das Jahr 2018 war vor allem von einem Trend geprägt: Immer mehr Hersteller begannen damit, zwei oder gar mehr Kameras auf den eigenen Geräten zu verbauen, also die Hauptkamera mit Zoom oder Weitwinkel zu kombinieren. Dem verweigerte sich Google beim Pixel 3 aber noch einmal und setzte lieber weiter auf die Verbesserung der Kernbildqualität und auf das Hinzufügen smarter Features. Im Nachhinein muss man sagen, dass dieser Plan nur teilweise aufging. Zwar gibt es sowohl bei Abend- als auch Tagesaufnahmen weitere Verbesserungen, auch zeigen sich an sich weniger Rauschen und mehr Details. Allerdings hat es Google teilweise mit seinem kontrastreichen Look beim Pixel 3 etwas übertrieben – wobei das an dieser Stelle auch schon in den Bereich Geschmackssache fällt. Und durchaus faszinierende Innovationen wie der SuperResZoom, der das Wackeln der Hand nutzt, um mehr Details beim Zoom zu erhalten, lieferten keine Ergebnisse, die mit den eigenen Zoom-Kameras anderer Hersteller mithalten konnten.

Pixel 4. Jahrgang: 2019.

Für sein aktuelles Gerät musste sich dann auch Google der Realität stellen, dass Software zwar vieles, aber eben nicht alles ersetzen kann. Also gibt es beim Pixel 4 auch eine eigene Zoom-Kamera, die gemeinsam mit der Hauptkamera tatsächlich bis zum Vergrößerungsfaktor 8 sehr ansehnliche Ergebnisse liefert. Für diese Geschichte interessiert uns aber vor allem die Hauptkamera, und deren Eckdaten lauten wie folgt: Es kommt bereits zum dritten Mal in Folge ein 12,2-Megapixel-Sensor zum Einsatz, wenn auch – wie man so hört – in etwas bessere Qualität mit geringerem Rauschen. Zudem wurde die Blende auf f/1.7 verändert. Der klassische Weißabgleich wird hier erstmals durch eine KI-basierte Variante ersetzt, die tatsächlich in vielen Szenarien naturgetreuere Ergebnisse liefert. Generell zeigen sich eine bessere Detail- und Texturwiedergabe – um das zu sehen, muss man allerdings bei Tageslicht schon in die Details zoomen. Dort sieht man dann aber auch das reduzierte Rauschen in Schattenbereichen. Zudem hat Google seinen HDR-Stil etwas dezenter gestaltet als noch beim Pixel 3. Auffällig ist zudem, dass bei den Abend- und Low-Light-Aufnahmen der normale Modus schon sehr nahe an die "Nachtsicht" herankommt. Dafür kann man mit diesem nun auch den Sternenhimmel aufnehmen – der Astrofotografiemodus ist eine der interessanteren Neuerungen hier, der auch zeigt, dass das Ende der Möglichkeiten der Computational Photography noch lange nicht gekommen ist.

Ein Ausblick

Der Fortschritt über die Jahre ist also unübersehbar, bleibt die Frage: Wie geht es weiter? Die Antwort darauf zeigt sich bei anderen Herstellern wie Huawei, Xiaomi und Samsung: Immer größere Sensoren, immer mehr Kameras. So weist etwa Xiaomis Note 10 mittlerweile einen 108-Megapixel-Sensor auf, der von vier anderen Kameras begleitet wird. In Kombination mit den rasanten Fortschritten im Bereich der Computational Photography, die derzeit neben Google auch Apple forciert, wird schnell klar: Die Kameraentwicklung im Smartphone-Bereich ist noch längst nicht an ihrem Ende angekommen. (Andreas Proschofsky, 17.11.2019)