Computational Photography
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Computational Photography

Die Computational Photography (Computergestützte Fotografie) wird dazu genutzt, um durch Algorithmen bessere Fotos zu erzeugen. Diese Technik findet in Digitalkameras und aber hauptsächlich in Smartphones Anwendung.

Verschiedene mathematische Formen sorgen so dafür, dass unscharfe Bilder schärfer werden, Bewegungsunschärfe ausgeglichen und fehlende Tiefenschärfe erzeugt wird. Weiterhin gehören zu diesen Anpassungen auch noch Helligkeits-, Farb- und Kontrastanpassungen. All das geschieht oft, ohne dass du davon überhaupt etwas mitbekommst, nämlich direkt nachdem du auf den Auslöser gedrückt hast. Mittlerweile können sogar Bildinhalte automatisch ausgetauscht werden. Diese Technik soll es den Anwendenden vereinfachen, ein gutes Foto zu machen, ohne sich vorher mit Fotografie beschäftigen zu müssen.

Die meisten neuen Smartphones sind mit mehreren Kameras auf der Rückseite ausgestattet. Darunter befindet sich dann immer ein Standard Objektiv, sowie eine Tele- und eine Weitwinkellinse. Damit kannst du dann, ganz nach Bedarf, Objekte näher ranholen, oder eben Weitwinkelaufnahmen machen, ohne in den digitalen Zoom zu geraten, was du auf jeden Fall vermeiden solltest. Der digitale Zoom vergrößert das Motiv nämlich nur durch die Skalierung des Bildes. Dadurch nimmt die Bildqualität extrem ab. Deine Aufnahmen werden dadurch pixelig und beginnen zu rauschen.

Computational Photography

Wie weit die Computational Photography mittlerweile geht, wollen wir uns nun einmal anhand von ein paar Beispielen etwas genauer anschauen. Danach kannst du dann selbst für dich entscheiden, wie viel du der Automatik deines Smartphones abgeben möchten. Die Beispiele sind sehr interessant und du solltest wenigstens einmal darüber gelesen haben, bevor du diese thematische Schublade wieder schließt.

Wenn dein Smartphone mehrere Objektive besitzt, kannst du einfach einmal ausprobieren, wann diese verwendet werden. Angenommen du wählst das Teleobjektiv aus, weil sich dein Motiv in einiger Entfernung befindet und du nicht näher herangehen kannst. Du wirst nun davon ausgehen, dass dein Smartphone nun die Linse benutzt, die dafür vorgesehen ist, aber das ist nicht immer der Fall. Das Smartphone wird sich selbst aussuchen, was die beste Wahl für dein aktuelles Motiv ist. Sind die Lichtverhältnisse nicht optimal, kann es sein, dass sich dein Smartphone für das Standardobjektiv entscheidet und das Bild entsprechend digital vergrößert.

Jetzt wirst du dich vielleicht fragen, warum das besser sein sollte. Schließlich haben wir eben noch darüber gesprochen, dass man den digitalen Zoom auf jeden Fall vermeiden sollte. Dein Smartphone hat aber, während du noch den richtigen Bildausschnitt ausgewählt hast, festgestellt, dass das Ergebnis mit dem Standardobjektiv und einem leichten digitalem Zoom besser wird als mit dem Teleobjektiv. Das liegt dann vermutlich vor allem daran, dass das Teleobjektiv weniger lichtstark ist und die Verschlusszeit damit zu lang werden würde. Du selbst wirst von diesem Prozess überhaupt nichts mitbekommen und deshalb ist es umso wichtiger, dass du darüber Bescheid weißt. Man kann zwar nicht wirklich in diesen Prozess eingreifen und wird auch nicht darüber informiert, was das Smartphone da im Hintergrund gerade alles macht, was du aber tun kannst, ist es auszuprobieren.

Wähle für unser Beispiel den Zoom Modus aus, richte dein Smartphone auf das gewünschte Motiv und nun halte einfach mal deinen Finger vor das Teleobjektiv. Erfahrungsgemäß solltest du in vielen Fällen nun gar keinen Unterschied auf deinem Smartphone Display erkennen können, obwohl du nun ein schwarzes Bild erwartet hättest. Dann kannst du dir sicher sein, dass sich dein Smartphone für eine andere Linse entschieden hat. Es ist stark von dem Betriebssystem und dem Smartphone abhängig, wie sich die Kamera verhält. Oftmals werden auch zwei Linsen parallel aktiviert, um nach dem Auslösen das optimale Ergebnis zu errechnen.

Computational Photography kann aber auch so weit gehen, dass mit Hilfe dieser Technik ganze Bildinhalte ausgetauscht werden und das im Bruchteil einer Sekunde, gänzlich ohne, dass du etwas davon mitbekommst.

Ein Foto sind viele Fotos

Ein weiterer interessanter Aspekt der Computational Photography ist, dass mittlerweile von jedem halbwegs aktuellen Smartphone beim Betätigen des Auslösers nicht nur ein Foto, sondern direkt eine Vielzahl von Aufnahmen gemacht wird. Diese Aufnahmen werden dann analysiert und daraus errechnet sich dann das Bild, was du auf deinem Display sehen kannst. Dadurch können dann Bewegungsunschärfe ausgeglichen werden und Belichtungsfehler behoben werden. Angenommen, du machst eine Landschaftsaufnahme und der Himmel ist dabei strahlend blau.

Das würde wahrscheinlich bedeuten, dass entweder der Himmel zu hell oder der Rest vom Bild zu dunkel abgelichtet werden würde. Nimmt das Smartphone allerdings eine Vielzahl von Bildern auf, kann dieses Problem ganz einfach behoben werden. Eine Aufnahme besitzt dann einen korrekt belichteten Himmel und die andere einen korrekt belichteten Vordergrund. Diese Bilder werden von der AI (Artificial Intelligence, deutsch Künstlichen Intelligenz) übereinandergelegt und in Sekundenschnelle zu einem überall mehr oder weniger perfekt belichtetem Bild zusammengefügt. In erster Linie sollen diese Features dafür sorgen, dass jeder Mensch in der Lage ist, ein tolles Foto zu machen und dabei sollen Faktoren wie Helligkeit, Umgebung und die Fähigkeiten der fotografierenden Person keine Rolle spielen.

Die computergestützte Fotografie kann aber eben aktuell schon dafür sorgen, dass wir Fotos von Situationen machen, die so in der Realität nie stattgefunden haben. Das hört sich erstmal etwas erschreckend an, kann aber ebenso sehr nützlich sein. Wir sollten uns trotzdem bewusst machen, dass Smartphone Aufnahmen nicht unbedingt die Realität abbilden müssen und das ganz ohne Filter.

Stellen wir uns einmal vor, wir sind auf einer Familienfeier und möchten ein Gruppenfoto machen. Nun bieten wir uns an, da unser Smartphone gerade aktuell ist und meistens sehr gute Resultate liefert. Wir stellen uns also vor der Gruppe von Menschen auf, bringen sie zum Lachen und drücken auf den Auslöser. Jede und jeder, die oder der schon mal ein Gruppenfoto gemacht hat, wird wissen, wie schwierig das sein kann. Irgendwer guckt immer zur Seite und eine andere Person blinzelt gerade und hat damit seine Augen geschlossen.

Die Computational Photography kann sowas mittlerweile verhindern. Innerhalb kürzester Zeit wird auch hier wieder eine Vielzahl von Bildern gemacht und die besten davon werden zusammengerechnet. Die AI erkennt Gesichter und kann ebenfalls erkennen, ob Augen geschlossen, oder geöffnet sind und ob die abgebildete Person in die Kamera schaut. Das aufgenommene Gruppenfoto ist also ein errechnetes Ergebnis aus einer Vielzahl von Aufnahmen. Es beruht einzig und allein auf den Annahmen und Erfahrungen, die die AI gesammelt und angestellt hat. Das Bild, was wir hier gerade gemacht haben, hat so in der Realität nie stattgefunden. Mit Sicherheit ist das in solchen Situationen wirklich praktisch. Man kann sich aber auch fragen, wie viel das dann noch mit Fotografie zu tun hat und wohin uns das noch führen soll. Dazu aber später mehr.

Einige neue Smartphones gehen mittlerweile so weit, dass sie ganze Bildinhalte austauschen, und zwar nicht mit denen, die während der Aufnahmen entstanden sind, die du gemacht hast. Diese Smartphones besitzen beispielsweise einen Supertele-Modus mit dem du das gewünschte Motiv bis zu 50-fach vergrößern kannst und das sogar bei Nacht. Natürlich liegt es dann nahe, bei Vollmond ein paar schöne Bilder vom sternenklaren Nachthimmel mit dem leuchtenden Satelliten zu machen. Du richtest dein Smartphone auf den Mond, wählst den Supertele-Modus aus und siehst auf deinem Display ein klares Bild vom Mond. Du musst also nur noch auf den Auslöser drücken. Solch detaillierte Aufnahmen würden dir normalerweise nur mit einem sehr starken Teleobjektiv auf einem Stativ gelingen und nun kannst du das auch einfach frei aus der Hand? Das stimmt wohl allerdings nur zum Teil.

Es wird vermutet und vom Hersteller natürlich nicht offiziell bestätigt, dass diese gängigen Motive von der Smartphone Software erkannt und direkt ersetzt werden. Das ist zwar beeindruckend, bedeutet aber auch, dass du ein Foto erhälst, das du eigentlich gar nicht selbst aufgenommen hast. In diesem Fall würde einfach aus einer großen Bibliothek das für dich passende Bild ausgewählt und eingesetzt werden. Vor allem bei solchen Motiven bietet sich der Einsatz dieser Technik an, da der Mond sich uns immer nur von derselben Seite zeigt. Es fällt also gar nicht weiter auf, wenn dieser Bildinhalt durch einen optimal aufgenommenen ersetzt werden würde.

Ausblick

Diese Technik wird sich im Laufe der nächsten Jahre immer weiterentwickeln, was dazu führen wird, dass unsere Kameras und Smartphones immer kleiner werden können, bzw. die einzelnen Bauteile weniger Platz brauchen. Wo ein falsch gesetzter Fokus auch jetzt schon oft kein Problem mehr darstellt, da er sich im Nachhinein bereits korrigieren lässt, werden wohl auch extreme Zeitlupenaufnahmen von der Computational Photography übernommen werden. Fehlende Zwischenbilder werden dann von der AI errechnet. Künstliche Intelligenz wird auch dafür sorgen, dass man bei Fotowettbewerben gewinnt, indem sie vorausberechnet, was Menschen gefällt und was nicht. Sie kann dann auswerten, was den Jurymitgliedern in der Vergangen gefallen hat und darauf das für den Wettbewerb perfekte Foto ermitteln und anpassen.

So ist es auch schon möglich die Jahreszeit in einer Aufnahme mit wenigen Mausklicks auszutauschen. Das betrifft nicht nur Schnee, oder saftig grüne Wiesen, sondern auch Wetterverhältnisse, oder Tageszeiten. Diese Eingriffe beschränken sich selbstverständlich mittlerweile nicht mehr auf einzelne Fotos und Standbilder, sondern auf ganze Videos, die mit ein paar Klicks komplett verändert und angepasst werden können. Es ist dabei kaum noch auszumachen, ob es sich um echte Aufnahmen, oder um errechnete handelt.

Das alles bedeutet, dass es immer mehr dahin geht, dass dein Foto nicht mehr entscheidend ist, sondern die Technik, die sich im Hintergrund befindet. Dazu wollen wir hier aber keine Meinung abgeben. Das möchten wir dir gerne selbst überlassen. Es gibt mit Sicherheit sehr viele Vorteile, aber eben auch einige Aspekte, die die Kunst der Fotografie zunichte machen.

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