Herzstück des neuen iPhone 14 Pro Kamera-Trios ist ein neuer 48 Mega-/Quadpixel Sensor, der unterschiedliche Auslesemodi beherrscht. Im Fotomodus kann dieser optional bei genügend Licht jedes einzelne Sensel (mit 1,22 µm Kantenlänge) auslesen und nutzen. Bei wenig Licht werden dagegen jeweils 4 Sensel zu einem "Quad-Sensel" zusammengefasst, das eine virtuelle Kantenlänge von 2,44 µm aufweist.
Durch die Zusammenfassung kann theoretisch das Rauschen bereits auf Hardware-Ebene besser aufgefangen und damit die Dynamik erhöht werden. Allerdings bestimmt weiterhin jedes einzelne Sensel den faktischen Clipping-Bereich. Das könnte der Grund dafür sein, dass der Sensor im Quad-Sensel-Modus auch etwas anfällig für Überbelichtung ist.
In Filmic Pro fällt in den niedrigsten ISO-Werten aktuell ein regelrechter Sprung ins Auge, bei dem recht plötzlich fast das gesamte Bild in eine Überbelichtung mit großen Clipping-Flächen kippen kann. Dies könnte ein Hinweis sein, dass hier im Quad-Pixel Modus jedes Sub-Sensel eines Quad-Sensels clippt. Solange dagegen nur eines von vier Senseln nicht clippt, lassen sich die fehlenden Werte theoretisch aus der Zusammenfassung aller vier Sensel interpolieren.
In der Praxis ist eine exakte Analyse schwer - vor allem weil man mit Apples Kamera-App keine reproduzierbaren Kameraparameter fixieren kann. In Filmic Pro ist dagegen nie klar, ob spezielle Funktionen des neuen Kamera-Sensors (wie in diesem Fall eine Quadpixel Umschaltung) bereits von der Software unterstützt werden.
Zudem besitzen alle drei verbauten Kameras eine feste Blende, weshalb man in Filmic Pro entweder die ISO oder die Belichtungszeit feststellen muss, um manuell belichten zu können. Da man für cinematische Anwendungen ja in der Regel mit einem 180 Grad Shutter arbeitet, lässt sich die Belichtung somit für die szenische Arbeit einzig über die ISO steuern.
4K Debayering - Apple iPhone 14 Pro
Bei unseren Messungen (in dunkler Studioumgebung) schien die Kamera bei Filmaufnahmen immer im Quad-Pixel Modus zu verbleiben, wofür auch das Debayering klare Hinweise liefert:
Statt feinster Details treten Artefakte (z.B. Aliasing-Kreise) ans Licht, die man typischerweise bei einem debayerten RGGB 1:1 Sensor-Readout zu sehen bekommt. Auch die feinsten 4K-Details, die einzig mit einem sauberen Oversampling reproduziert werden können, sind hier nicht auszumachen. Unsere Vermutung: Die Kamera sitzt beim Filmen ergo immer im Quad-Pixel-Modus, in dem für jedes fertige Pixel im Clip ein Quad-Pixel genutzt wird.
Rolling Shutter - Apple iPhone 14 Pro
Als ebenfalls nicht trivial erwies sich unsere Rolling Shutter Messung. Denn die Ergebnisse fielen immer wieder durch Inkonsistenz zwischen unseren Einzelmessungen auf. Anders gesagt, unsere Messergebnisse fielen durch relativ große Schwankungen auf, die sich durch Messungenauigkeit eigentlich nicht mehr erklären ließen. Vielmehr scheinen uns die angegebenen Shutter-Zeiten in Filmic Pro nicht hundertprozentig exakt zu sein. Für den normalen Anwender ist es wahrscheinlich auch egal, aber in unserem Fall können wir unsere Messwerte auch nur entsprechend gröber angeben. So verorten wir die Hauptkamera des iPhone 14 Pro ungefähr bei 9 Millisekunden, die Zoom-Kamera bei ca. 6 Millisekunden und die Ultra-Wide Kamera bei ca. 7 Millisekunden.
Dynamik
Für die Einschätzung der Dynamik haben wir wieder unsere typische Belichtungsreihe mit unserem Testkasten durchgeführt. Wir haben zum Vergleich eine ARRI LF (als aktuelle 4K-Cine Referenz) sowie eine Canon R7 als günstige DSLM mit Cine-Funktionen und eine Blackmagic Pocket Cinema Camera 4K mitlaufen lassen. Gerade am iPhone 14 Pro konnte man dabei sehen, dass eine Bewegtbild-Beurteilung einen deutlichen Unterschied gegenüber einem statistischen Testchart macht:
Wie schon bei den Vorgängermodellen des iPhones bemerkt man beim Pixelpeeping die digitalen Eingriffe ins Bild deutlich. Unser Test-Auge weist selbst bei optimaler Belichtung (ETTR-0) in der Vergrößerung bereits leichte Aquarell-Verläufe auf. Das beudetet: Eigentlich sanfte Farbübergänge zeigen sichtbare Farbstufen (Posterisation, sehr gut sichtbar im Schatten rechts neben dem Auge).
Bei weniger Licht kommt durch die vorgeschaltete, sehr starke Rauschunterdrückung dann noch Wabern in die Aquarell-Strukturen, was das Auge spätestens ab ETTR-5 wie eine gemalte Animation aussehen lässt. Ab ETTR-5 ist das Bild quasi synthetisch, d.h. das Rauschen wird immer mehr als Bildinhalt interpretiert und als Wabern "mit eingebacken".
Das iPhone 14 Pro startet also bereits bei ETTR-0 mit deutlich eingeschränkter Graduation (also wenig Helligkeitswerte pro Blendenstufe) , fällt aber in der Belichtungsreihe insgesamt trotzdem nicht so schnell ab wie viele andere Kameras. Es hält quasi seine Graduation länger bei Unterbelichtung aufrecht. Auf einem statischen Messchart würden somit relativ viele Blendenstufen identifizierbar sein, aber es ist stark anzunehmen, dass vieles vom realen Bildinhalt hier digital hinzu erfunden wird. Diese digitale Restauration läuft in der Computational Cinematography Hand in Hand mit dem Denoising und erfuhr in letzter Zeit durch KI-basierte Bildverbesserung einen Qualitätsschub.
Auf jeden Fall macht sich die grundsätzliche Dynamik des iPhone 14 Pro deutlich besser als bei den Vorgängermodellen. Die Struktur des Auges bleibt grundsätzlich auch noch in tiefen ETTR-Stufen erkennbar. Wir vermuten, dass hierfür auch zu einem guten Teil die Quad-Pixel Struktur des neuen Sensors verantwortlich ist. Diese Eigenschaft dürfte auch visuell eindrucksvolle Lowlight Aufnahmen ermöglichen.
Fazit
Auf dem Papier imponiert das neue iPhone 14 Pro weiterhin mit einer professionellen Eigenschaft typischer Cine-Kameras, der internen 10 Bit 4:2:2 ProRes Aufzeichnung. Doch leider bleiben diese erweiterten Codec Eigenschaften auch beim iPhone 14 Pro unausgelastet, da die Sensoren bei der Dynamik einfach an die Grenzen der Physik stoßen. Zwar lässt sich digital wieder einiges nachträglich simulieren, jedoch erkennt man den Unterschied bei näherer Betrachtung meist schnell und deutlich.
Dennoch: Gerade mit dieser "Computational Cinematography" holt Apple aus dem iPhone nach wie vor technisch Erstaunliches heraus und die Bildqualität ist gemessen an der Sensorgröße ohne weitere Korrekturen weiterhin bemerkenswert. Allerdings ist der Spielraum für stärkere Nachbesserungen in der Postproduktion verglichen mit Großsensor-Kameras ziemlich gering.
