Hintergrund
Wie viel Auflösung braucht eine Kamera?
von David Lee
6 Fragen und Antworten zu Sonys Global Shutter
10/11/2023
Sony ist ein technischer Durchbruch gelungen: eine Kamera mit Global Shutter. Ich beantworte dir die sechs drängendsten Fragen zur Technologie.
Die Sony Alpha 9 III sorgt in der Fotowelt für Furore. Sie hat als erste Vollformat-CMOS-Kamera einen Global Shutter. Doch was bedeutet das überhaupt? Was bringt es und was bedeutet es für die Zukunft? Hier die Antworten auf die sechs drängendsten Fragen.
1. Was ist ein Global Shutter?
Global Shutter heisst übersetzt «globaler Verschluss». Es ist ein Verfahren, das alle Pixel des Kamerasensors gleichzeitig ausliest. Der Begriff «Verschluss» ist eigentlich ein Anachronismus, der aber wichtig fürs Verständnis ist:
Klassische Kameras haben einen mechanischen Schlitzverschluss. Er öffnet sich, dann fällt Licht auf einen analogen Film oder einen digitalen Sensor. Nach der festgelegten Zeit schliesst er sich wieder. Das tut er mit zwei Verschlussvorhängen, der zweite jagt den ersten. Bei schnellen Verschlusszeiten exponiert ein Schlitzerschluss nie den ganzen Sensor. Der zweite Verschlussvorhang fängt schon vorher an, den Sensor wieder abzudecken.
Die neue Sony Alpha 9 III macht es als erste komplett anders. Sie aktiviert den Sensor sofort vollständig und liest alle Pixel gleichzeitig aus. Das ist ein technologischer Durchbruch.
2. Was sind die Vorteile?
Der Global Shutter eliminiert mehrere Probleme, mit denen andere Verschluss-Systeme kämpfen und eröffnet neue Möglichkeiten:
3. Wem bringt das was?
Die Vorteile des Global Shutters sind in der Praxis vor allem in drei Anwendungen spürbar:
Davon abgesehen macht der Global Shutter in Zukunft einen mechanischen Verschluss überflüssig. Damit fällt ein komplexes Bauteil weg. Kameras könnten kompakter konstruiert werden – und günstiger. Der zweite Effekt dürfte aber erst langfristig eintreten. Wie jede neue Technologie wird der Global Shutter noch einige Jahre lang teuer bleiben.
4. Kann ich meinen Blitz wirklich mit jeder Verschlusszeit synchronisieren?
Hier ein kleiner Deep Dive, wenn du genau wissen willst, wie lange typische Abbrennzeiten sind und was die Angaben bedeuten. Falls dir das egal ist, kannst du zum nächsten Punkt scrollen.
Die Lichtintensität einer Blitzröhre ist nicht linear, sondern eine Kurve, die schnell ansteigt und langsam abfällt. Je stärker du den Blitz einstellst, desto länger dauert die Abbrennzeit. Sie wird in «T.5» oder «T.1» angegeben. T.5 bezeichnet die Zeit, die der Blitz mit über 50 Prozent Intensität leuchtet. T.1 die Zeit, die er mit über 10 Prozent Intensität leuchtet.
Damit du abschätzen kannst, ab welcher Verschlusszeit ein Global Shutter nicht mehr das komplette Licht einfängt, wäre T.1 die relevante Angabe. T.5 ist irreführend, denn in dieser hat der Blitz meist erst 60 Prozent seines Lichts abgegeben. Leider geben viele Hersteller nur T.5 an, weil das besser aussieht. Jetzt, wo du mit diesem Wissen gerüstet bist, ein paar Beispiele:
Wie du siehst, liegt die T.1-Abbrennzeit der meisten Blitze auf voller Leistung bei gut 1/300 Sekunde. Selbst wenn du etwa 40 Prozent Lichtverlust hinnimmst, liegt kaum mehr als 1/1000 Sekunde drin. Kürzere Verschlusszeiten machen nur Sinn, wenn du das Blitzgerät nicht auf volle Pulle stellst – dann hast du im Kampf gegen die Sonne aber keinen zusätzlichen Vorteil.
5. Was sind die Nachteile?
Ein Sensor mit Global Shutter braucht extrem viele Schaltkreise auf engstem Raum. Schliesslich müssen von allen Pixeln gleichzeitig die Signale übertragen werden. Das geht nur in einem Stacked-Sensor. Hier sind die Photodioden und die Schaltkreise nicht auf der gleichen Ebene, sondern hintereinander angeordnet. Bei einem herkömmlichen Sensor wäre der Platz wohl zu knapp.
Diese Konstruktion ist erstens teuer. Das war bereits bei normalen Stacked-Sensoren so. Mit zusätzlichem Global-Shutter-System sind sie noch schwerer herzustellen. Nicht umsonst hat Sony so lange für die Entwicklung gebraucht. Zweitens könnte die Komplexität die Bildqualität negativ beeinflussen:
- Weniger Dynamikumfang
- Mehr Bildrauschen
- Tiefere Auflösung
Sony behauptet, der Global Shutter führe in der Alpha 9 III nicht zu einer schlechteren Bildqualität. Das lässt sich erst mit finalen Kameras und RAW-Bildern verifizieren. Im ersten Praxistest mit einem Vorserienmodell ist mir zumindest nichts Negatives in Sachen Bildrauschen oder Dynamikumfang aufgefallen.
Die Auflösung der Sony Alpha 9 III beträgt solide 24 Megapixel – was wahrscheinlich das Limit der momentanen Fertigungstechnik ist. Noch mehr Pixel würden noch mehr Schaltkreise bedeuten.
6. Wo gibt es das in Zukunft?
Die nächste Kamera, die dafür in Frage kommen würde, ist die Canon EOS R1 – ebenfalls ein Sportfotografie-Flaggschiff. Sie erscheint Gerüchten zufolge Anfang 2024. Canon ist neben Sony und Fujifilm der einzige Hersteller, der eigene Sensoren baut.
Damit ist der Rolling-Shutter-Effekt in der Praxis nur in Extremsituationen ein Problem. Ähnlich wie mit den Stacked-Sensoren der Sony Alpha 1 (1/240 s) oder der Nikon Z 8 (1/270 s). Anders als die grossen Kameras wird ein Smartphone so gut wie nie in Situationen kommen, in denen eine Verzerrung sichtbar wird. Auch mit Blitzen synchronisieren muss es sich in der Regel nicht.
Titelbild: Samuel Buchmann
Samuel Buchmann
Senior Editor
Samuel.Buchmann@digitecgalaxus.chMein Fingerabdruck verändert sich regelmässig so stark, dass mein MacBook ihn nicht mehr erkennt. Der Grund: Wenn ich nicht gerade vor einem Bildschirm oder hinter einer Kamera hänge, dann an meinen Fingerspitzen in einer Felswand.
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