Dual-Kameras im Überblick: Vorteile und Unterschiede

Dual-Kameras sind derzeit ein Hype-Feature der Smartphone-Hersteller. Spätestens seit Apple eine zwei Objektive ins iPhone 7 Plus packte, versuchen viele Hersteller ihre Top- und Mittelklasse-Geräte mit doppelter Fototechnik noch ein Stück kaufenswerter zu machen. Doch nicht jede Dual-Kamera erfüllt den gleichen Zweck. Welche Funktionen es gibt und welche Vorteile sich für dich als Smartphone-Fotograf ergeben, erkläre ich in dieser Übersicht.

Der lange Weg zum Hype

Viele Top-Smartphones der Modelljahre 2016 und 2017 haben inzwischen eine Dual-Kamera auf der Rückseite verbaut. Der Trend ist jedoch älter. Bereits im Jahr 2011 stattete LG das LG Optimus 3D mit zwei Sensoren aus. Das Smartphone konnte mit seinen zwei RGB-Sensoren ein 3D-Video aufnehmen und dank des speziell polarisierten Displays auch ohne 3D-Brille abspielen. Ein nennenswerter Erfolg war dem Gerät aber nicht beschieden.

Eines der ersten Telefone mit einer zweiten Aufnahmeeinheit, das von der Tech-Welt beachtliche Aufmerksamkeit erhielt, war das HTC One M8, das im März 2014 erschien. Der Hersteller aus Taiwan setzte die zweite Kamera ein, um Tiefeninformationen zu sammeln. Dadurch wurde das nachträgliche Fokussieren möglich. Wirklich Erfolg hatte HTC mit dem One M8 als Foto-Telefon aber nicht. Das lag aber hauptsächlich an der Verwendung der Eigenentwicklung der Ultrapixel-Technologie. HTCs Dual-Kamera war einfach ein noch unausgereiftes Gimmick.

Seitdem sind mehrere Jahre vergangen. Die Technik der Dual-Kameras wurde besser. Im Jahr 2016 schaffte das Feature mit den viel beachteten Geräten LG G5 und dem iPhone 7 Plus seinen Durchbruch. Seit dem erfolgreichen iPhone 7 Plus gehört eine zweite Rückkamera fast zum guten Ton der Hersteller. Selbst bei Mittelklassegeräten sickert dieser Trend langsam aber stetig durch. Vor allem bei den sogenannten China-Smartphones ist er präsent. Dazu zählen beispielsweise die Modelle von Honor, Xiaomi oder ZTE.

Smartphone-ModelleFunktion der zweiten Kamera
Asus ZenFone 4Weitwinkel-Brennweite
HTC One M8, One M9Fokussierung, Schwarzweiß-Sensor für Kontrastoptimierung
iPhone 7 Plus, 8 PlusTele-Brennweite
LG G5, G6, V30Weitwinkel-Brennweite
Huawei P10, Mate 9, Mate 10 ProSchwarzweiß-Sensor für Kontrastoptimierung
Honor 6X, 8, 8 Pro, 9Schwarzweiß-Sensor für Kontrastoptimierung
Nokia 8Schwarzweiß-Sensor für Kontrastoptimierung
OnePlus 5Tele-Brennweite
Samsung Galaxy Note 8Tele-Brennweite
Xiaomi Mi 5xTele-Brennweite

Die drei Hauptvarianten der Dual-Kameras

Einerlei ist die Wahl der Dual-Kamera nicht. Verschiedene Konzepte beeinflussen die kreativen Gestaltungsmöglichkeiten jeweils auf ihre Weise. Drei Hauptmerkmale lassen sich unterscheiden. Eine Gruppe von Smartphone-Modellen hat zwei Objektive mit unterschiedlichen Brennweiten. Entweder ist ein Weitwinkel-Objektiv mit besonders großem Bildwinkel oder ein Tele-Objektiv verbaut. Eine weitere Gruppe von Modellen hat zwei Bildsensoren und zwei Objektive, die in Kombination die Bildqualität erhöhen sollen. Die dritte Funktion von Dual-Kameras ist die Simulation von Schärfeverschiebungen.

Weitwinkel- oder Tele-Brennweite

Zu den aufwändigsten Konstruktionen gehören Kameraeinheiten, die aus zwei Objektiven mit unterschiedlichen Brennweiten bestehen. Zu dem normalen Standard-Weitwinkel gesellt sich dann wahlweise ein Tele-Objektiv oder ein besonders weites Weitwinkel-Objektiv.

iPhone 7 Plus Dual-Kamera
Das iPhone 7 Plus hat im Android-Lager einen Hype rund um Dual-Kameras ausgelöst. Image by Lars Rehm

Bei der Tele-Brennweite handelt es sich üblicherweise um einen optischen Zweifach-Zoom. Er ist praktisch, wenn Smartphone-Fotografen Objekte näher heranholen wollen, um das Bild besser auszufüllen. Weil es sich um einen optischen und keinen digitalen Zoom handelt, geht keine Bildqualität verloren. Der Zoom-Effekt ist aber ist insbesondere auch bei Porträts von Vorteil. Wegen des kleineren Bildwinkels wirken die Gesichter nicht so verzerrt wie bei Weitwinkel-Brennweiten. Diese Zoom-Funktion haben vor allem sehr teure Smartphones wie das iPhone 7 Plus und iPhone 8 Plus sowie das Samsung Note 8.

Andere Hersteller verfolgen genau den entgegengesetzten Ansatz und bauen ein zusätzliches Weitwinkel-Objektiv ein. Bei ihnen ist der Bildwinkel noch größer als im Normalfall. Daher passt mehr von der Umgebung in den Rahmen, ohne dass ihr einen Schritt zurückgehen müsst. Bekannte Vertreter dieser Kategorie sind neben dem LG G5 auch die Nachfolger LG G6 und LG V30.

Abgesehen von der unterschiedlichen Brennweite ist die Hardware bei den beiden Sensoren und Objektiven identisch. Doch es gibt Ausnahmen. So ist das Tele-Objektiv bei den Plus-Modellen des iPhone etwas lichtschwächer als die normale Brennweite. Das ist bei Tageslicht kein Problem. Jedoch müsst ihr in Situationen mit schlechtem Licht die anderen Belichtungswerte anpassen, damit keine Unschärfen durch Verwackler entstehen.

Beim Asus ZenFone 4 fiel dem Kollegen Jonathan die unterschiedliche Auflösung negativ auf. So zählt das Ultraweitwinkel-Objektiv dort 8 Megapixel, also die Hälfte weniger als das Standard-Objektiv. Das ist nicht grundsätzlich ein Problem, weil Bildqualität nicht von der nominellen Auflösung des Bildsensors abhängt. In diesem Fall jedoch zeigte sich beim Ultraweitwinkel-Objektiv ein auffälliger Detail- und Schärfeverlust beim Vergrößern des Bildes.

Mehr Bildqualität durch doppelte Bildinformationen

Andere Hersteller bieten nicht unterschiedliche Brennweiten, sondern kombinieren zwei Aufnahmeeinheiten mit gleicher Brennweite. Stattdessen unterscheiden sich die dahinterliegenden Bildsensoren. Während einer Bildinformationen in RGB-Farben festhält, konserviert der andere das Geschehen in Schwarz-Weiß. Anschließend werden beide Einzelaufnahmen zu einer einzigen Bilddatei verrechnet. Das Ziel ist, dass die zusätzlichen Daten des zusätzlichen Monochrom-Sensors für schärfere, kontrastreichere und detailreichere Wiedergabe sorgt. Die populärsten Geräte, die nach diesem Ansatz arbeiten, sind die Modelle von Huawei und Honor.

Huawei P10
Huawei setzt zum Beispiel beim P10 auf die Kombination eines farbigen und eines monochromen Bildsensors. Die zusätzlichen Informationen sollen für mehr Schärfe und Details sorgen. Image by Huawei

Gerade die Top-Modelle von Huawei sind für ihre hervorragende Bildqualität bekannt. Wie viel die Konstruktion der Dual-Kamera dazu beiträgt, ist aber schwer zu beurteilen. Die doppelte Anzahl an Sensoren und Objektiven führt noch lange nicht zu einer haushohen technischen Überlegenheit. Schließlich ist der aktuelle Spitzenreiter beim Qualitätsbarometer DxO Mark Mobile das Google Pixel 2. Und das kommt mit nur einem Sensor und Objektiv aus. „Einäugige“ Kameras sind dem Leistungsvermögen von Dual-Kameras also in Sachen Bildqualität nach wie vor ebenbürtig.

Fake-Bokeh und Fokusverschiebung dank Tiefeninformationen

Eine dritte wichtige Eigenschaft von Dual-Kameras ist die Simulation von künstlerischen Unschärfe-Effekten. Dabei handelt es sich um einen Software-Effekt, der nicht von einer bestimmten Brennweiten-Kombination abhängt. Er ist bei Smartphones mit und ohne Zoom- oder Ultraweitwinkel-Objektiv anzutreffen. Die Plus-Modelle des iPhones beherrschen diesen Effekt genauso wie diejenigen von Huawei und Honor.

Galaxy Note 8
Dank eines Software-Effekts kann die Dual-Kamera des Galaxy Note 8 eine vergleichbare Unschärfe anzeigen wie eine herkömmliche Kamera mit größerem Sensor. Image by Samsung

Bei diesem Einsatzzweck berechnen die beiden Sensoren die Entfernungen von Vorder- und Hintergrund zum Bild. Apple nutzt diese Tiefeninformationen im Porträt-Modus, um das sogenannte Bokeh zu erzeugen. Dadurch lassen sich Gesichter vom Hintergrund isolieren und künstlerisch betonen. Dieses Video erklärt anschaulich, welcher technische Vorgang hinter dem Fake-Bokeh steckt.

Mit den unterschiedlichen Schärfeinformationen der Dual-Kameras lässt sich aber auch noch ein anderer Effekt realisieren. So ermöglichen einige Smartphone-Modelle wie etwa das Huawei Mate 9 oder Huawei Mate 10 Pro das nachträgliche Fokussieren eines Bildes. Dadurch lassen sich aber keine Fehlfokussierungen ausgleichen. Ihr könnt lediglich festlegen, ob ihr die Schärfe auf den Vordergrund oder den Hintergrund legen wollt.

Nischenanwendungen für Dual-Kameras

Tiefeninformationen helfen nicht nur bei Schärfeeffekten. Eine Stufe weiter gehen Smartphones, die auf Googles „Project Tango“ aufbauen: Das Asus Zenfone AR ist in der Lage, ganze Räume dreidimensional einzuscannen. Dafür erstellen die beiden Kameras eine Art 3D-Karte des Raumes. In der Folge können Anwender virtuelle Objekte in die Live-Ansicht der realen Umgebung einfügen. Das ist bei Spielen wie Pokémon Go, aber auch beim Einrichten der Wohnung von Vorteil.

Asus Zenfone AR Test
Die Dual-Kamera des Asus ZenFone AR dient nicht der Foto-Kunst, sondern erleichtert die Darstellung künstlicher Realität. Image by Jonas Haller

Obwohl die meisten Einsatzzwecke von Dual-Kameras auf Lifestyle-Anwendungen von Konsumenten abziehlen, kann diese Technologie auch im Geschäftsleben weiterhelfen. Eines der besten Beispiele ist das Cat S60. Die zweite Aufnahmeeinheit dieses Smartphones ist eine Wärmebildkamera. Es wurde für die Bedürfnisse von Heizungsinstallateuren, Feuerwehrmännern, Wärmedämmungs-Experten, Bauarbeitern oder Industriemechanikern entwickelt. Mit der separaten Thermal-Kamera lassen sich sowohl Fotos als auch Videos aufzeichnen.

Cat S60 Dual-Kameras
Kuriosität am Markt. Die zweite Kamera des Cat S60 dient als Wärmebildkamera. Image by Caterpillar

Dual-Kameras: Ein Blick in die Zukunft

Anders als noch vor drei Jahren ist die Technologie von Dual-Kameras heute grundsätzlich ausgereift. Der Einsatz von Tele-Optiken und Bokeh-Effekten ist inzwischen so alltagstauglich, dass Smartphones das nächste Segment des klassischen Foto-Marktes an die Wand quetschen könnten. Nachdem die einfachen Kompaktkameras bereits von Smartphones verdrängt wurden, kommen hochwertige Smartphones mit Dual-Kameras nun den Einsteigermodellen im DSLR-Bereich immer näher.

Dennoch sind weitere Fortschritte beispielsweise bei der Bokeh-Simulation zu erwarten. Die Übergänge zwischen Schärfe- und Unschärfeebene gelingt den Top-Smartphones zwar inzwischen sehr ansprechend. Aber perfekt sind sie noch nicht. Damit sie die gleiche Natürlichkeit wie bei einer herkömmlichen Kamera mit großem Sensor und Offenblende erhalten, muss die Software noch dazu lernen. Einen ausgesprochen zeitgeistigen Ansatz verfolgt in diesem Zusammenhang Huawei. Der Hersteller möchte Die Rechen- und Erkennungsleistung von Smartphone-Kameras mit Künstlicher Intelligenz drastisch steigern. Der erste Feldversuch findet derzeit im Huawei Mate 10 Pro statt. Zumindest im Kurztest von Lars spielte die KI aber noch keine revolutionär auffällige Rolle.

Oppo 5x Zoom Smartphone
Oppo hat einen Prototyp mit Fünffach-Zoom gezeigt. Image by Oppo

Auch beim Zoomfaktor von Tele-Objektiven in Smartphone-Kameras dürfte noch nicht das Ende der Fahnenstange erreicht sein. Aktuell ist zwar ein Zweifach-Zoom der Stand der Dinge. Doch ein Prototyp von Oppo schafft derzeit einen fünffachen optischen Zoom. Dazu ordnet der Hersteller die Linsen-Elemente ähnlich wie ein Periskop im rechten Winkel an. Ein Spiegel sorgt dafür, dass das Licht dann auf den Sensor trifft. Ob und wann diese Konstruktion Marktreife erlangt, ist unklar. Bis dahin werden Anwender mit hohen Zoom-Ansprüchen auf Add-ons wie etwa Hasselblads True Zoom-Modul für Motorolas Moto Z zurückgreifen müssen.


Images by Samsung, Huawei, Oppo, Caterpillar, Jonas Haller, Lars Rehm


About Mika Baumeister
Mika studiert Technikjournalismus in Bonn und schreibt schon seit einiger Zeit über allerlei technischen Krimskrams: Seien es nun Smartphones, Gadgets, Drohnen, VR-Brillen oder Anwendungen aller Art. Prinzipiell macht er mit jedem Artikel sein Hobby einen Tacken mehr zum Beruf.