Hintergrund: So funktioniert der Porträt-Modus des iPhone 7 Plus
Mit dem Update auf iOS 10.1 reicht Apple den bereits angekündigten Unschärfe-Effekt für Porträts bei der Doppelkamera des iPhone 7 Plus nach. Damit lassen sich Objekte und Gesichter in Fotos vor einem weichgezeichneten Hintergrund hervorheben. Wir haben uns das Verfahren etwas näher angesehen.
(Bild: Apple)
Apple verbessert die iPhone-Kameras stetig. Mit dem iPhone 7 Plus haben die Entwickler in Cupertino erstmals eine zweite Linse eingeführt, die Motive ohne Auflösungsverlust mit nahezu doppelt so langer Brennweite abbildet als mit dem bekannten Weitwinkelobjektiv. Anders als normalerweise üblich, kommen hierfür keine beweglichen Linsen, sondern ein zweites Objektiv zum Einsatz. Der Clou: Man kann nicht nur Motive größer abbilden als bisher, sondern seit iOS 10.1 auch den von Apple bei der Vorstellung beworbenen Porträt-Modus einsetzen, der zum Verkaufsstart der neuen Geräte noch nicht implementiert war.
Wir hatten zu unserem ausführlichen Test von iPhone 7 und 7 Plus in Mac & i Heft 5/2016 zwar bereits die Vorabversion von iOS 10.1 heruntergeladen, doch handelte es sich dabei noch um eine sehr frühe Betafassung. Es war zu befürchten, dass sie die Testergebnisse verfälschte. Deshalb haben wir unsere Untersuchungen mit der finalen Ausgabe des Betriebssystems noch einmal wiederholt, unzählige Testaufnahmen angefertigt und einige Hintergrundinformationen zusammengetragen, wie das Ganze funktioniert.
iPhone 7 Plus mit Tele
Die Brennweite des zweiten Objektivs im iPhone 7 Plus entspricht mit auf das Kleinbildformat umgerechneten 57 Millimetern einem leichten Teleobjektiv. Diese Brennweite eignet sich im Unterschied zur Weitwinkeloptik gut für Porträts, weil sie Gesichter abbildet, ohne die Proportionen zu verzerren. Bei großer Blendenöffnung lassen sich die Porträtierten damit gut vom Hintergrund freizustellen.
Geringe Schärfentiefe ist nicht zu verwechseln mit dem sogenannten Bokeh-Effekt, der die Beschaffenheit der Unschärfe beschreibt. Bokeh bezeichnet eine charakteristische Struktur aus kreisförmigen Lichtflecken, die manche Objektive im unscharfen Bereich erzeugen. Was genau als schönes Bokeh gilt, ist jedoch Gegenstand heftiger Diskussionen in Kamera-Foren.
Die Schärfentiefe beschreibt die Ausdehnung des Bereichs, den ein Objektiv scharf abbildet. Im Grunde stellt das Objektiv nur auf einen Punkt scharf; davor und dahinter nimmt die Unschärfe graduell zu. Eine Faustregel besagt, dass sich der Schärfebereich von einem Drittel vor bis zwei Dritteln hinter dem fokussierten Punkt erstreckt. Die Schärfentiefe lässt sich im Wesentlichen mit drei Faktoren beeinflussen: der Größe der Blendenöffnung, der Brennweite des Objektivs und der Entfernung zum Objekt.
Die wichtigste Einflussgröße ist die Blendenöffnung. Je größer die Blendenöffnung, desto kürzer ist der scharf abgebildete Bereich, auf den das Objektiv fokussiert. Den Hintergrund bildet dieses in der Folge unscharf ab. Daher verwenden Porträtfotografen gerne lichtstarke Objektive mit einer maximalen Blendenöffnung von 1,8 oder gar 1,4.
Die Brennweite des Objektivs hat ebenfalls Einfluss auf die Schärfentiefe: Je länger die Brennweite, desto kürzer der scharf abgebildete Bereich. Bildet man dasselbe Motiv je mit einem 85-mm-Objektiv und mit einem 50-mm-Objektiv gleich groß ab, ist der Hintergrund bei ersterem deutlich unschärfer.
Die dritte Einflussgröße ist die Entfernung des fokussierten Gegenstands von der Kamera. Je näher sich das Motiv befindet, desto kürzer gerät der Schärfebereich. Makrofotografen kämpfen daher mit einer extrem kurzen Schärfentiefe, während Landschaftsaufnahmen in der Regel gleichmäßig scharf wirken.
Implizit trägt auch die Sensorgröße zur Schärfentiefe bei. Bei gleicher Objektivbrennweite bilden kleinere Sensoren weniger von dessen Gesichtskreis ab als größere. Um mit einem kleineren Objektiv denselben Bildwinkel zu erfassen, muss also eine kürzere Brennweite her. In dessen Folge nimmt die Schärfentiefe zu. Mit einer Spiegelreflexkamera mit Kleinbildsensor (36 × 24 mm) ist es daher einfach, den Hintergrund unscharf wiederzugeben. Mit einem winzigen iPhone-Sensor (4,8 mm × 3,6 mm) ist geringe Schärfentiefe hingegen nahezu unmöglich.
Wer diese Faktoren kennt, kann durch geschickte Wahl des Aufnahmeorts für gleichmäßig unscharfen Hintergrund sorgen. Im Idealfall befindet sich das Motiv relativ nahe an der Kamera und der Hintergrund in weiter Ferne.
Mit der iPhone-Kamera ist das Spiel mit der Unschärfe normalerweise nur bei extremen Nahaufnahmen möglich, da man nur auf den Aufnahmeabstand sinnvoll Einfluss nehmen kann. Apple bedient sich jedoch eines Tricks, mit der das iPhone 7 einen geringen Schärfebereich simuliert.
Eingebauter 3D-Scanner
Dabei kommt ein Algorithmus zum Einsatz, den das von Apple übernommene Startup LiNx entwickelt hat. Das Prinzip ist einfach und von jedem leicht nachzuvollziehen: Dazu fokussiert man mit dem bloßen Auge einen nahen Gegenstand, etwa einen Bleistift, und schließt dabei abwechselnd das rechte und das linke Auge. Man sieht dann, dass der Stift jeweils einen anderen Teil des Blickfeldes verdeckt. So kann man das, was sich dahinter befindet, erkennen. Das machen die leicht versetzten Blickwinkel der Augen möglich. Sie erlauben uns die räumliche Wahrnehmung oder die Entfernungsberechnung.
Apple arbeitet in der Kamera-App auf dem iPhone 7 Plus ganz ähnlich. Der Algorithmus erstellt ein aus neun hintereinander angeordneten Schichten bestehendes 3D-Modell des fokussierten Kopfes oder Objekts. Um den von Spiegelreflexkameras bekannten Unschärfe-Effekt zu erzeugen, muss die App nur noch den Hintergrund weichzeichnen. Dazu löst sie zunächst den Vordergrund von diesem.
(Bild: slrlounge.com)
Das iPhone kann allerdings den Schärfeverlauf realistischer darstellen als die aus Photoshop & Co. bekannte Funktion zum Freistellen von Objekten: Vom Fokuspunkt ausgehend nimmt die Unschärfe mit jeder davor und dahinter liegenden Schicht zu. Das klappt meistens recht gut, führt je nach Motiv mitunter aber zu merkwürdigen Ergebnissen (siehe Bilderstrecke).
Der Porträtmodus in der Praxis
Den Porträtmodus aktiviert man in der Kamera-App, indem man über dem Auslöser-Button das Kamerabild nach links wischt oder die Funktion "Porträt" antippt. Die Kamera schaltet dann automatisch auf das Tele-Objektiv um. Befindet man sich im richtigen Abstand zum fokussierten Gesicht oder Objekt, wird der Schriftzug "Tiefeneffekt" am unteren Ende des Displays gelb hinterlegt und die Schärfentiefe bereits im Livebild simuliert. Der Effekt erfordert nicht nur einen Mindestabstand von etwa 30 cm, sondern funktioniert auch nur bis zu einer Motiv-Entfernung von maximal 2,4 Metern.
Porträtmodus iPhone 7 Plus (13 Bilder)
Porträt-Modus
Hat man in den iOS-Einstellungen unter "Fotos & Kamera" die Funktion "Foto behalten" bei "Porträtmodus" aktiviert, landen legt die Fotos-App zwei Aufnahmen ab: eine mit und eine ohne simulierte Unschärfe. So kann man beide gut vergleichen und sich für das bessere Ergebnis entscheiden.
Was taugt der Unschärfeeffekt?
Die Qualität der Unschärfe-Simulation war bei unseren Versuchen durchwachsen. Bei Motiven mit klaren Kanten, deutlich abgesetztem Hintergrund und größerem Aufnahmeabstand erzielten wir die am natürlichsten wirkenden Unschärfeaufnahmen. Schön: Die Stärke des Effekts ist nicht immer gleich, sondern lässt mit zunehmendem Abstand nach. Das wirkt natürlicher.
Bei unruhigen Motiven versagte der Algorithmus teilweise völlig. Bei einer Pflanzenaufnahme schnitt der Weichzeichner den Stengel der Blume praktisch in zwei Hälften, sodass das obere Ende frei im Raum zu schweben schien (siehe Bilderstrecke). Aber auch bei eigentlich idealen Voraussetzungen ist deutlich zu erkennen, dass hier nicht die Physik, sondern eine Software wirkt: Bei einer fotografierten Hand wurden die Finger beschnitten, beim Übergang zur Unschärfe zwischen den Fingern wurden Lücken und um die Hand Artefakte sichtbar. Das erweckte den Eindruck, als hätte jemand mit einem Schwamm den Hintergrund verwischt, sich dabei aber keine Mühe gegeben. Auch Locken bügelte die Software etwas zu rabiat weich. Porträtaufnahmen gelangen am besten bei Personen mit glatten Haaren.
Unschärfe-Effekt auf Android-Smartphones
Auch Smartphones mit dem Betriebssystem Android beherrschen inzwischen die Unschärfe-Simulation. Sie benötigen dafür keine Doppelkamera. Google gewinnt die Tiefeninformationen durch einen Kameraschwenk bei der Aufnahme. Im Unterschied zum Porträtmodus von Apple kann man den Effekt nicht schon im Live-Bild sehen, sondern erst im fertigen Foto.
Vom Ergebnis des aktuellen Smartphones Google Pixel konnte sich das iPhone im Test nicht absetzen. Beide Geräte produzierten Fehler, aber beide erzielten auch gute Ergebnisse. Android-User sind allerdings auf rein statische Motive beschränkt, weil bei der Aufnahme das Smartphone geschwenkt werden muss. Schnappschüsse mit Schärfentiefe sind daher mit dem iPhone leichter zu erzielen. Dafür bekommen Android-Nutzer die Funktion per Gratis-Update, während sie im Apple-Universum nur auf dem teuren iPhone 7 Plus zur Verfügung steht. Einstandspreis: 899 Euro.
Fazit
Mit dem Tiefeneffekt hat Apple eine spannende Funktion implementiert, die mitunter beeindruckend realistisch wirkende Ergebnisse liefert, aber auch mal grandios übertreiben kann. Da es sich um eine per Software implementierte Funktion handelt, bleibt zu hoffen, dass Apple nachbessert. Zumal sie noch als "Beta" gekennzeichnet ist.
Die Funktion alleine rechtfertigt den Kauf des iPhone 7 Plus selbst für fotobegeisterte Anwender kaum; der optische Zweifachzoom aber vielleicht doch. Wünschenswert wäre, wenn sich Apple vom Fokus-Effekt der Android-Geräte inspirieren ließe und die Möglichkeiten auch anderen Geräten spendierte, denn nicht jeder mag große die wuchtige Größe des iPhone 7 Plus. (jra) (jra)
