Sensorgrößen im Vergleich – von ganz klein bis Voll­format.

Smartphonekameras mit ihren winzigen Objektiven und Sensoren haben Kompakt­kameras vom Markt gefegt. Haben Digitalkameras angesichts dieses Sieges­zuges noch eine Daseins­berechtigung? Können die Mini-Sensoren der Smartphone-Kameras mit denen „richtiger“ Kameras mithalten? Antworten – vor allem für echte Foto-Fans – gibt test.de mit einem speziellen Fotoshoo­ting.

So haben wir die Kameras verglichen

Vier Kameras, zwei Smartphones, ein Vergleich – und am Ende eine klare Aussage: Je größer das Objektiv, desto besser das Bild. Um die Kameras vergleichen zu können, haben wir mit allen ein Still­leben fotografiert. In den Fotos prüften wir

  • Farb­wieder­gabe,
  • Kontrast­umfang,
  • Helligkeits­rauschen
  • und Farbrauschen.

Ein Shoo­ting bei viel und bei wenig Licht

Dafür fotografierten wir aus einem Abstand von rund 60 Zenti­meter mit weitwink­liger Brenn­weite (bezogen auf das Klein­bild­format um 35 Milli­meter), bei viel und bei wenig Licht sowie mit einer für stets gleiche Schärfentiefe passenden Blende. Die ist wichtig, wenn es um das Frei­stellen des Motivs geht (gezielte Unschärfe vor und hinter dem Motiv, um es plastisch aus seiner Umge­bung heraus­zuheben). Die Bilder speicherten wir als Rohdaten. Nur beim iPhone wichen wir auf JPEG aus – die Foto-App des iPhone liefert keine Rohdaten.

Das Referenz-Still­leben

Unser Motiv: Ein Still­leben. Das Bild hat große Helligkeits­unterschiede, matte und glänzende Oberflächen, verschiedene Farben, differenzierte helle sowie dunkle Bereiche und Tiefe: Futter für die Detailkritik

Die Rivalen im Kamera-Test

In unserem Vergleichs­test prüften wir stell­vertretend folgende Kameras und Smartphone-Kameras:

Sensoren von 12 bis 40 Megapixeln

Der kleinste Sensor im Bild steckt im iPhone 11 Pro Max und versammelt darauf 12 Megapixel (MP). Der größte Sensor steckt in der Canon EOS 5D IV – er hat eine Auflösung von 30 Megapixel. In Sachen Sensorgröße und Auflösung (Pixelzahl) rangieren die drei Panasonic-Lumix-Kameras DMC-LX15, DC-GH5S und DC-G9 dazwischen.

Wie unsere Sensor-Tabelle zeigt, hat das Huawei P30 Pro die höchste Sensor­auflösung: Auf dem zweit­kleinsten Bild­sensor dieses Vergleichs stecken 40 Megapixel. Neugierig, wie wir sind, simulierten wir diese Auflösung mit dem Pixelshift der Panasonic Lumix DC-G9. Nicht nur diese Bilder waren sicht­bar detailreicher als die des Huawei.

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Die Einzel­bewertungen

iPhone 11 Pro Max: Farbe und Kontrast geschönt

Zwei Kameras, große Unterschiede: Bei ISO-Zahl 320 und wenig Licht wirkt das Bild der Kamera des iPhone (rechts) in Details mehr wie gemalt. Die Kamera mit Voll­formatsensor (links) setzt sie bei ISO 400 deutlich besser ins Bild.

Zwei Kameras, große Unterschiede: Bei ISO-Zahl 320 und wenig Licht wirkt das Bild der Kamera des iPhone (rechts) in Details mehr wie gemalt. Die Kamera mit Voll­formatsensor (links) setzt sie bei ISO 400 deutlich besser ins Bild.

Die Kamera des Smartphones fängt unser Still­leben durch­gehend scharf ein, von der vordersten Kaffee­bohne bis zum hinteren Rand der Blechdose. Auf dem Display des Smartphones wirken die Fotos knackig und lebendig. Im Vergleich zum Original sind die Farben satter und der Kontrast ange­hoben. Eine auto­matische Bearbeitung, die Fotos besonders gefäl­lig rüber­kommen lässt. In der 100-Prozent-Ansicht aber werden die Grenzen sicht­bar: Helligkeits­über­gänge wirken in Glanz­stellen teil­weise wie gemalt, Helligkeits­verläufe im Schatten geraten stufig. Bei wenig Licht hob das iPhone die Empfindlich­keits­einstellung von ISO 40 auf ISO 320. In der 100-Prozent-Ansicht zeigten sich nun deutliches Helligkeits- und Farbrauschen, Verläufe in Lichtern und Schatten sind noch grober gestuft als bei ISO 40.

Die tech­nischen Details: Der 12-MP-Sensor des iPhone misst 1/1,233 Zoll mit 7,1 Milli­meter Bild­diagonale, das Objektiv hat Blende 1,8.

Huawei P30 Pro: Farb­stich und Helligkeits­rauschen

Zwei Sensoren, große Unterschiede bei ISO 400: Das Detail des Kerzen­ständers fängt die Voll­formatkamera (links) gut ein. Der kleine Sensor des Huawei-Smartphones (Bild rechts) zeichnet dagegen nur ein kontrast­armes Bild mit Farb­stich und flauen Farben.

Zwei Sensoren, große Unterschiede bei ISO 400: Das Detail des Kerzen­ständers fängt die Voll­formatkamera (links) gut ein. Der kleine Sensor des Huawei-Smartphones (Bild rechts) zeichnet dagegen nur ein kontrast­armes Bild mit Farb­stich und flauen Farben.

Die Fotos der Smartphone-Kamera wirken leicht unscharf und haben einen Farb­stich. In der Vergrößerung zeigt sich eine Schärfee­bene mit deutlich abnehmender Schärfe davor und dahinter. Schon bei viel Licht (das Huawei wählt ISO 50) wirken Farben entsättigt. In der 100-Prozent-Ansicht gibt es bereits unter optimalen Bedingungen deutliches Helligkeits­rauschen. Helligkeits­abstufungen in Schatten und Lichtern gibt das Huawei aber mit sanften, natürlich wirkenden Verläufen wieder. Für die Aufnahme bei wenig Licht wählten wir die maximal mögliche ISO-Zahl 400. Wieder zeigt das Bild einen Farb­stich. Farben sind noch stärker entsättigt als bei viel Licht: die Blechdose wirkt fast grau, das Blumendekor ausgewaschen. In der 100-Prozent-Ansicht schließ­lich dominiert massives Helligkeits­rauschen.

Die tech­nischen Details: Der 40-MP-Sensor des Huawei misst 1/1,72 Zoll mit 9,2 Milli­meter Bild­diagonale, das Objektiv hat Blende 1,6.

Panasonic Lumix DMC-LX15: Details perfekt im Bild

Selbst die Panasonic-Kamera mit 1-Zoll-Sensor (rechts) bildet bei nied­riger ISO-Zahl etwa die Struktur des Sieb­drucks über­raschend plastisch ab. Zum Vergleich das Resultat der Voll­format-Kamera (links).

Selbst die Panasonic-Kamera mit 1-Zoll-Sensor (rechts) bildet bei nied­riger ISO-Zahl etwa die Struktur des Sieb­drucks über­raschend plastisch ab. Zum Vergleich das Resultat der Voll­format-Kamera (links).

Die Kompakt­kamera fängt unser Still­leben durch­gehend scharf und mit natürlichen Farben ein (Moderat auf Blende 2,8 abge­blendet). Wir hatten auf die Vorderseite der Blechdose fokussiert, so wie bei den anderen Kameras und Smartphones auch. Dass die Dose im Sieb­druck­verfahren bedruckt war, zeigt die Panasonic insbesondere bei viel Licht und ISO 125 in der 100-Prozent-Ansicht geradezu plastisch. Die durch das Druck­verfahren bedingte Farb­struktur ging bei den Smartphonefotos noch unter. Für die Aufnahme bei wenig Licht wählten wir ISO 1 250 und erhielten etwas entsättigte Bilder, die in der 100-Prozent-Ansicht Helligkeits­rauschen zeigen. Wiederum beacht­lich: Trotz der hohen ISO-Zahl ist der Sieb­druck auf der Blechdose noch immer erkenn­bar.

Die tech­nischen Details: Der 20-MP-Sensor dieser Kompakt­kamera misst 1 Zoll mit 15,8 Milli­meter Bild­diagonale, das Zoom­objektiv mit 8,8 bis 26,4 mm (äquivalent zum Klein­bild rund 24 bis 70 mm) hat eine brenn­weiten­abhängige Offenblende von 1,4 (Weitwinkel) bis 2,8 (Telezoom).

Panasonic Lumix DC-GH5S: Schönes Spiel mit Schärfentiefe

Zwei Kameras, akzeptable Ergeb­nisse: Die MFT-Kamera von Panasonic (links) zeichnet bei Blende f/2,8 schon deutlich frei­gestellte Bilder auf. Vorder- und Hintergrund sind unscharf. Eine Voll­formatkamera (rechts) stellt Motive aber noch mehr frei.

Zwei Kameras, akzeptable Ergeb­nisse: Die MFT-Kamera von Panasonic (links) zeichnet bei Blende f/2,8 schon deutlich frei­gestellte Bilder auf. Vorder- und Hintergrund sind unscharf. Eine Voll­formatkamera (rechts) stellt Motive aber noch mehr frei.

Die Kamera fing unser Still­leben fast durch­gehend scharf ein (Blende 5,6). Blendeten wir nur moderat auf Blende 2,5 auf, konnte die Kamera die Vorderseite der Blechdose (die Schärfee­bene) gut vom Vordergrund frei­stellen. Das Bild zeigte unabhängig von der Beleuchtungs­stärke natürliche Farben und insbesondere bei ISO 160 viele Details – die Struktur des Sieb­drucks ebenso wie natürliche Verläufe in Schatten und Glanz­stellen. Bei ISO 1 600 war Helligkeits­rauschen zwar deutlich, aber nicht störend zu sehen. Es zerstörte praktisch keine Details.

Die tech­nischen Details: Der 10-MP-MFT-Sensor dieser spiegellosen Systemkamera (MFT: Micro Four Thirds, 4/3 Zoll im Bild­seiten­verhältnis 4:3) hat 21,6 Milli­meter Bild­diagonale, das verwendete Objektiv eine feste Brenn­weite von 17 Milli­meter (äquivalent zum Klein­bild: 34 mm) und ein Offenblende von 1,7.

Panasonic Lumix DC-G9: Bis 80 MP durch Pixels­hift

Zwei Kameras, kaum ein Unterschied: Der Foto­apparat mit Voll­formatsensor (links) kann sich praktisch nicht von der MFT-Kamera von Panasonic (rechts) absetzen. Sie spielt dank Pixels­hift in der gleichen Liga.

Zwei Kameras, kaum ein Unterschied: Der Foto­apparat mit Voll­formatsensor (links) kann sich praktisch nicht von der MFT-Kamera von Panasonic (rechts) absetzen. Sie spielt dank Pixels­hift in der gleichen Liga.

Bedingt durch die recht große Bild­diagonale der Kamera wird das Motiv in der Schärfee­bene (die Vorderseite der Blechdose) gut frei­gestellt (Blende 2,5). Selbst bei Blende 5,6 sind die vorderen Kaffee­bohnen noch leicht unscharf – so wie bei den anderen Kameras mit MFT-Sensor auch. Das bietet Fotografen großen Spielraum bei der Gestaltung ihrer Fotos. Eine Besonderheit ist der bewegliche Sensor. Er ermöglicht Bild­serien, deren Einzel­bilder jeweils mit Versatz um die halbe Größe eines Pixels aufgenommen und dann kameraintern zu einem Bild mit hoher Auflösung montiert werden. Der Abstand zwischen den Mittel­punkten benach­barter Pixel, der Pixelpitch, beträgt bei dieser Kamera 3,4 Mikro­meter, der Versatz demzufolge 1,7 Mikro­meter. Dieses Bild hat 80 MP und ist gegen­über der ohnehin guten Detail­wieder­gabe noch einmal detailreicher. Farb­treue und natürliche Helligkeits­verläufe sind die Stärken dieser Kamera. Bei ISO 1 600 war Helligkeits­rauschen zwar deutlich, aber nicht störend zu sehen. Im 80-MP-Modus war es sogar schwächer.

Die tech­nischen Details: Der 20-MP-MFT-Sensor dieser spiegellosen Systemkamera hat 21,6 Milli­meter Bild­diagonale, das verwendete Objektiv eine feste Brenn­weite von 17 Milli­meter (äquivalent zum Klein­bild: 34 mm) und ein Offenblende von 1,7.

Canon EOS 5D IV: Für perfekte Frei­steller

Eine Kamera, variable Schärfentiefe: Bei Blende f/2,8 (links) stellt die Canon EOS 5D IV das Motiv deutlich frei, bei Blende f/11 (rechts) dagegen ist die Schärfentiefe groß.

Eine Kamera, variable Schärfentiefe: Bei Blende f/2,8 (links) stellt die Canon EOS 5D IV das Motiv deutlich frei, bei Blende f/11 (rechts) dagegen ist die Schärfentiefe groß.

Bei dieser Kamera sind durch die große Bild­diagonale auf diese kurze Distanz die vorderen Kaffee­bohnen nicht einmal bei Blende 11 scharf abge­bildet – diese Sensorgröße ist fürs Frei­stellen von Motiven prädestiniert. Für durch­gehend scharfe Aufnahmen muss noch mehr abge­blendet, am besten aber eine Bild­serie mit wanderndem Schärfe­punkt (Fokus Bracketing) montiert werden (Fokus Stacking). Farb­wieder­gabe und Helligkeits­verläufe sind auf sehr hohem Niveau – Foto­profis nutzen die Kamera unter anderem deswegen gern. Die Rohdaten zeigen bei ISO 3 200 deutliches Helligkeits­rauschen, was aus den kamerainternen jpg-Dateien allerdings sehr gut, mit nur minimalem Detail­verlust heraus­gerechnet ist.

Die tech­nischen Details: Der 30-MP-Voll­format-Sensor dieser Systemkamera (Spie­gelre­flex) hat 43,3 Milli­meter Bild­diagonale, das verwendete Zoom­objektiv mit 16-35 mm hat eine brenn­weiten­unabhängige Offenblende von 2,8.

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Kamera-Vergleich: Das Fazit

Auch wenn immer größere Pixelzahlen anderes suggerieren, können kleine Sensoren nicht zaubern. Das wissen die Hersteller durch­aus und vergrößern die Sensoren der Smartphonekameras von Generation zu Generation. Leider steigern sie die Pixelzahlen noch schneller: Die größte sinn­volle Auflösung beträgt beim iPhone-Sensor gerade mal 4 Megapixel und beim Huawei knapp 12 Megapixel – doch sie haben signifikant mehr. Der Sensor der Canon-Voll­formatkamera dagegen könnte bei Blendenzahl 2,8 locker 60 Megapixel machen, bescheidet sich aber mit 30.

Die Folgen der Minia­turisierung

Die Nachteile über­bordender Pixelzahlen zeigen sich vor allem bei wenig Licht: Smartphones bügeln dann unver­meidliche Bild­störungen, das Farb- und Helligkeits­rauschen, per Software glatt. Dadurch wirken deren Bilder in der Ausschnitts­vergrößerung unnatürlich. Je größer der Sensor, desto weniger Bild­störungen erzeugt er, das führt bei Kameras mit größeren Sensoren und teils weniger Pixeln bei Schummerlicht zu signifikant besseren Bildern.

Auf dem Smartphone­display und auf Foto­abzügen in Post­kartengröße machen Handyfotos eine gute Figur. Respekt. Aber kleine Bild­sensoren bieten weniger fotogra­fische Spielräume. So taugen sie kaum zum Frei­stellen von Motiven – das ist jedoch ein Vorteil bei Fotos von Objekten mit Tiefen­ausdehnung und die Stärke von Systemkameras. Sie punkten darüber hinaus mit der Option zum Objektiv­wechsel, liefern farb­treue und sehr detailreiche Bilder mit natürlichen Helligkeits­verläufen auch bei wenig Licht. Was es bei Smartphone-Kameras zudem nicht gibt, sind hoch­wertige Tele­objektive.

Auch deshalb läuft der Vergleich in der Praxis nicht auf ein Entweder-oder, sondern auf ein Sowohl-als-auch heraus. Reiseim­pressionen und Fotos für Ebay machen Smartphones ganz ordentlich, bei allem anderen sind Digitalkameras die erste Wahl.

Kameras, Smartphones, Objektive

Die Stiftung Warentest testet laufen Handys, Kameras und Objektive. Im Test Smartphones schauen die Tester natürlich auch auf die Qualität der Kamera. Wenn es eine „richtige“ Kamera sein soll, bietet der Test Kameras viel Orientierung. Eine gute Ergän­zung sind unsere Tests von Objektiven.

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