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Wie Googles "Nachtsicht" die Smartphone-Fotografie revolutioniert

15. November 2018, 09:22

Erlaubt Nachtaufnahmen, wo andere Kameras längst versagen – Dank KI zum Teil auch Vorteile bei Nutzung am Tag

Seit Jahren wiederholt Google das immer gleiche Mantra: Die Kombination aus schlanker Software und Künstlicher Intelligenz soll die eigenen Smartphones von jenen der Konkurrenz abheben. Eine Behauptung, die Google durchaus mit gewissem Recht aufstellen kann, wie sich vor allem an der Kamera der Pixel-Geräte zeigt. Dank smarter Algorithmen gehört diese seit Jahren zu den Besten in der Branche, und dies obwohl man weiter darauf beharrt, nur eine Rückkamera zu verbauen.

Nachtsicht

Doch all das bisher Gebotene war offenbar nur ein Vorgeschmack: Unter dem Namen "Nachtsicht" führt Google nun ein neues Feature für seine Kamera ein, das die Smartphone-Fotografie geradezu revolutioniere, wie es The Verge formuliert. Werden damit doch Aufnahmen unter Lichtverhältnissen möglich, wo Smartphones bisher versagen. Selbst die aktuellen Smartphones von Huawei, die ähnliches mit smarter Software versuchen, werden hier noch einmal deutlich übertroffen. Doch nicht nur das: Zum Teil lassen sich damit auch unter Tag besser Bilder schließen.

Ein Beispiel, bei dem sich die Möglichkeiten von Night Sight besonders stark zeigen: Die Aufnahme wurde mit einem Pixel 3 auf einem Stativ erstellt.
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Wie das Ganze funktioniert, erklärt Google in einem ausführlichen Blogeintrag. Um mehr Details bei wenig Licht zu bekommen, bedarf es natürlich einer längeren Belichtungszeit – soweit keine Überraschung. Doch Google hat sich einige Tricks einfallen lassen, um dies auch wirklich alltagstauglich zu machen. So werden statt einer langen Aufnahme bis zu 15 kürzerer Bilder getätigt, die dann kombiniert werden. Dies ermöglicht es solch eine Nachtsichtaufnahme auch mit freier Hand zu tätigen, während man sonst bei langen Belichtungsphasen ein Stativ braucht, um verschwommene Bilder zu verhindern.

Automatische Anpassung an Motiv

Dabei reagiert die Nachtsicht aber auch auf die jeweiligen Umgebungsbedingungen: So wird etwa bei sich bewegenden Objekten die Belichtungszeit für die einzelnen Frames reduziert, um hier noch ein möglichst scharfes Bild zu bekommen. Das andere Extrem stellt eine Aufnahme auf einem Stativ dar: Hier werden einfach sechs Bilder mit einer Belichtungsdauer von einer Sekunde aufgenommen, und anschließend kombiniert, um ein möglichst rauscharmes und scharfes Bild zu bekommen.

Smarter Weißabgleich

Zudem nutzt Google aber auch Künstliche Intelligenz, um die Aufnahmen weiter zu verbessern. Eines der Probleme bei sehr schwachen Lichtverhältnissen ist, dass ein automatischer Weißabgleich kaum mehr möglich ist. Also greift man zu einem spezifisch für diese Aufgabe trainierten neuronalen Netz, womit eine realistischer Farbgebung möglich ist. Um dies zu ermöglichen hat man eine Fülle von Fotos mit dem Pixel 3 geschossen, manuell einen Weißabgleich vorgenommen, und damit dann das neuronale Netz trainiert. Google ist von den dabei erzielten Ergebnissen übrigens dermaßen überzeugt, dass man überlegt, den KI-basierten Weißabgleich künftig für alle Fotos zu nutzen.

Der smarte Weißabgleich (rechts) ist dem automatischen bei schwachen Lichtverhältnissen deutlich überlegen.
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Nicht für alle Situationen

Gedacht ist die "Nachtsicht" vor allem für den Bereich zwischen 0,3 und 3 Lux, also zwischen einer Straßenaufnahme mit Laternen und dort wo die eigenen Augen schon einen am Boden liegenden Schlüssel nicht mehr sehen. Hier erzielt man also die besten Ergebnisse, wohingegen bei anderen Settings – etwa bei hellen Lichtquellen – der normale HDR+-Modus bessere Ergebnisse erzielen kann. Ein weiterer "Nachteil" dieses Ansatzes: Natürlich werden durch die lange Belichtungsdauer die Aufnahmen unrealistisch hell, man habe sich aber bewusst entschieden dies so zu belassen, anstatt die Bilder automatisch abzudunkeln, betont Google. Immerhin sei dies eine Aufgabe, die jeder leicht vornehmen kann, aber eben auch ein, mit der im Gegenzug ein Verlust an Details einhergeht.

Tageslicht

Interessanterweise kann die "Nachtsicht" aber zum Teil auch am Tag bessere Ergebnisse liefern als der Default-Modus der Kamera. Das ergibt sich daraus, dass man am Pixel 3 die für den Super-Res-Zoom entwickelten Algorithmen nutzt, um Bilder zu kombinieren. Dabei wird das leichte Wackeln der Hand genutzt, um zusätzliche Details zu bekommen, und das Rauschen weiter zu reduzieren.

Aufnahme mit Pixel 3 / Default-Kamera.
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Aufnahme im Nachtsichtmodus.
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Pixel 3

Diese Beschreibung verweist aber auch auf eine entscheidende Einschränkung: Die besten Ergebnisse gibt es bei der Nachtsicht nur mit dem aktuellen Pixel 3. Zwar gibt es diesen Modus auch für die zwei früheren Pixel-Generationen, dort funktioniert aber etwa der Super-Res-Zoom-Trick nicht, da der Bildverarbeitungschip nicht schnell genug ist. Bessere Tagaufnahmen darf man sich hier also nicht erwarten. Und da der automatische Weißabgleich speziell auf das Pixel 3 trainiert wurde, gibt es auch in dieser Hinsicht nur auf der aktuellen Hardwaregeneration von Google die besten Ergebnisse. All diese Defizite gelten natürlich auch für andere Smartphones und die inoffiziellen Portierungen der Google-Kamera, die sich großer Beliebtheit erfreuen.

Der Nachtsicht-Modus wird in den kommenden Tagen mit einem Update der Google-Kamera an alle Pixel-Smartphones ausgeliefert. Wer nicht so lange warten will, kann die neue Version auch von APKMirror herunterladen und manuell installieren. (Andreas Proschofsky, 15.11.2018)