Test: Apple iPhone 13 Pro - Sensor-Qualität in 4K 10 Bit ProRes inkl. Dynamik und Rolling Shutter

07.10.2021 von Rudi Schmidts



Das neue iPhone 13 kann 4K-Videos nicht nur mit Dolby Vision in 10-bit HDR aufzeichnen, sondern kündigte dazu auch eine interne ProRes-Aufzeichnung an. Während unseres ersten Tests preschte FiLMiC vor und schaltete bereits überraschend die ProRes Aufzeichnung frei, weshalb wir auch gleich noch einen vergleichenden Blick darauf geworfen haben...

Drei Primes für die Hosentasche?

Das neue Iphone 13 Pro kommt mit drei Kamera-Sensoren für Weitwinkel-, Standard- und Zoom-Bildausschnitte. Und auch wenn sich viele Gelegenheits-Filmer für neue Funktionen wie den Cinematic Modus begeistern können, sehen Profis hier besorgt auf die gebotenen Sensorgrößen. Denn gegenüber typischen Cine-Kameras sind die Sensoren im iPhone immer noch winzig - und dass obwohl sie in den letzten Jahren bereits deutlich "gewachsen" sind. Die aktive Fläche des Hauptsensors besitzt eine geschätzte Breite von ca. 7,6mm, was einem Crop-Faktor von 4,74 entspricht. Cinekameras besitzen dagegen typischerweise einen Cropfaktor von 1,5 oder größer.

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Dass das neue iPhone nun auch beim Filmen digital ein Bokeh simulieren kann macht sicherlich einige Hobby-Anwender unabhängiger von "echten" Kameras. Allerdings bleiben neben deutlich sichtbaren Bokeh-Artefakten auch noch ein paar andere Schwachpunkte, die sich nicht so leicht digital kaschieren lassen. Das sind einmal die sehr geringen Brennweiten der Optiken, die immer etwas ungewohnte Abbildungsperspektiven liefern. Und dann natürlich die geringe Dynamik. Kleine Sensel können physikalisch einfach nicht so viel Licht aufnehmen wie große Photosensoren.

Die drei Kameramodule im neuen iPhone 13 Pro lassen sich dafür viel leichter platt verbauen, bzw. verstauen als ein großer Sensor mit einer universellen Zoom-Optik. Daher ist man als Filmer sozusagen mit 3 Primes ausgestattet. Vorteil ist dabei, dass sich relativ offene Blenden (f/1.5, f/1.8 sowie f/2.8) vorfinden, die aufgrund der geringen Brennweiten trotzdem sehr viel Schärfentiefe bieten. Diese kann anschließend im Cinematic Modus wieder digital reduziert werden.

4K-Debayering

Beim 4K-Debayering zeigt sich das iPhone 13 Pro von seiner typischen Seite. Wie auch schon das 12er-Modell kann es seine kleinen Sensel nicht verheimlichen und es zeigen sich die typischen Aliasing-Falschmuster und Zipper-Artefakte an den Grenzfrequenzen der 1:1 Sensorauslesung. Das beste Ergebnis erzielte dabei der mittlere Sensor, also die Hauptkamera mit einem Sony IMX703 12MP Sensor, der ca. 1,9 μm Senselgröße aufweist:

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Man darf dem iPhone 13 Pro dabei minimal mehr Kantenfilterung gegenüber dem iPhone 12 Pro Max attestieren. Gegen einen cinematischen Einsatz spricht dennoch auch beim neuen Modell die nicht abschaltbare Kantenaufsteilung durch die künstliche Nachschärfung. Auch bei der Aufnahme mit ProRes ändert sich daran übrigens nichts. Das Debayering ist in beiden Fällen gleich, nur die Kontrastverteilung ändert sich durch den Wechsel von H265 auf ProRes.

Das ist auch nicht wirklich verwunderlich, denn laut diversen Internetquellen besitzen alle drei verbauten Sensoren 12MP, was eine 4:2:2-Aufzeichnung etwas übertrieben erscheinen lässt. Schließlich kann ein 1:1 Bayer-Pattern in 4K gar nicht so viel Chroma-Subsampling Information liefern. In HD kann eine 4:2:2 Aufzeichnung dagegen Sinn (und auch einen Unterschied) machen.

In 4K kann ProRES beim Debayering also kaum etwas besser machen, nur bei den Artefakten könnte es eventuell durch die hohen Datenraten weniger Kompressionsartefakte liefern, jedoch ist uns bisher in dieser Hinsicht nichts signifikantes aufgefallen.

Die Unterschiede, die man teilweise im Netz findet resultieren unserer Meinung daher, dass in FiLMiC Pro unter ProRes etwas mehr Sensorfläche genutzt wird als unter der iPhone Kamera App. (Das ist wahrscheinlich auf die abschaltbare Stabilisierung zurückzuführen). Zumindest sind unter FiLMiC Pro in 4K unabhängig vom verwendeten Codec mehr Details erkennbar, als in der iPhone Kamera App. Dazu schneidet sich ProRes auf der Timeline in der Regel deutlich flüssiger als H265.

Zur Veranschaulichung des Standes der Technik hier noch ein Vergleich mit einem nahezu perfekten 4K-Debayering einer Blackmagic 6K Cinema Camera:

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Wie man sieht, sind selbst die besten Smartphones immer noch noch ein gutes Stück von hochwertiger Cinema-Technik entfernt.

Rolling Shutter

Bei den Rolling Shutter Zeiten gibt es im neuen iPhone 13 Pro ebenfalls Unterschiede: Die Hauptkamera kommt auf sehr gute 6,8ms, die Ultraweitwinkel sowie die Tele-Kamera schaffen sogar hervorragende 5ms. Das ist weitaus schneller als die meisten System- oder Cinekameras und sorgt gerade beim Filmen aus der Hand für wenig Wobble-Effekte. Nur Kameras mit Global Shutter können hier noch signifikant bessere Werte liefern als das iPhone 13 Pro.

Dynamik

In unserem Dynamikvergleich wird die Problematik kleiner Sensoren immer besonders deutlich sichtbar. Auch hier liefert die Hauptkamera mit ihren 1,9µm Senseln das mit Abstand beste Ergebnis:

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Im Gegensatz zum Iphone 12 Pro Max kann das neue iPhone ca. 0,5 bis 1 Blendenstufe gutmachen, was größtenteils auf die leicht vergrößerten Sensel der Hauptkamera (1,9µm vs. 1,7µm) zurückzuführen sein dürfte. ProRes spielt bei der Dynamik gegenüber 10 Bit H.265-Aufzeichnung dagegen keine Rolle. Der Kontrast ist unter FiLMiC Pro zwar etwas anders verteilt, aber die Dynamik ändert sich zwischen den verschiedenen 10 Bit Codecs nicht signifikant.

Wie schon beim iPhone 12 Pro Max bemerkt man beim Pixelpeeping in der Vergrößerung die digitalen Eingriffe ins Bild sehr stark. Unser Test-Auge sieht schon nach wenigen Stufen Rückbelichtung wie ein gemaltes Aquarellbild aus. Da diese Aquarell-Strukturen zudem wabern, wirken derart rekonstruierte Bereiche in bewegten Bildbereichen nicht mehr sehr ansehnlich. Im Vergleich mit unseren aktuellen Dynamik-Spitzenreitern von Panasonic aus der LUMIX S-Serie würden wir den Dynamik Abfall des iPhone 13 Pro mit ca. 3,5- 4 Blendenstufen beziffern.

Fazit

Tatsächlich imponiert das neue iPhone 13 Pro beim ersten Kontakt mit den teilweise extrem professionellen inneren Eigenschaften typischer Cine-Kameras. Eine 10 Bit 4:2:2 ProRes Aufzeichnung gepaart mit einem extrem großen und hellen Vorschau-P3-Display findet sich aktuell nicht einmal bei vielen professionellen Hybridkameras. Doch leider limitiert sich das iPhone 13 Pro -wie auch schon seine Vorgänger- durch die kleinen Sensoren, die bei der Dynamik und der typischen Cine-Ästhetik großer Sensor-Flächen einfach an die Grenzen der Physik stoßen. Zwar lässt sich digital noch manches hinzu simulieren jedoch erkennt man den Unterschied bei den meisten Motiven schnell und deutlich.

In dieser aktuellen Sensor-Codec Kombination schießt man also mit ProRes Kanonen auf Sensor-Spatzen. Doch das sollte Apple eigentlich auch selber bewusst sein. Höchst spannend wäre deswegen eine Kombination des iPhones mit einem externen Großformat-Sensor. Eine solche externe Zusatzkomponente würde das iPhone zu einer professionellen Cine-Hybridkamera mutieren lassen, was sicherlich auf großes Käuferinteresse stoßen könnte. Eine Türe hierfür hat Apple jedenfalls nun mit der ProRes-Option geöffnet...

   

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