Der quadratische CMOS-Sensor entwickelt sich leise, aber sicher zur Standardwahl in der Unterhaltungselektronik. Kürzlich wurde nicht nur die Thunderbird V4 AI-Brille mit einem quadratischen CMOS eingeführt, sondern Leaks deuten auch darauf hin, dass Huawei, OPPO und Honor bereit sind, sie einzuführen, wobei die Markteinführung bereits in der zweiten Jahreshälfte erwartet wird. Auch andere Hersteller wie vivo und Xiaomi befinden sich in der Produktbewertungsphase.

Die Einführung quadratischer CMOS-Sensoren nimmt deutlich zu, insbesondere in dem Jahr, seit die iPhone 17-Serie und das iPhone Air sie in ihren Frontkameras eingeführt haben. Bisher konzentrierten sich Diskussionen über mobile Fotografie auf die Sensorgröße der Hauptkamera, die Telereichweite und die Leistungsfähigkeit des Algorithmus. Die Frontkamera war oft ein nachträglicher Einfall – solange sie Selfies aufnehmen und Videoanrufe abwickeln konnte, interessierte es niemanden, ob das Seitenverhältnis 4:3, 16:9 oder 1:1 war. Doch mit dem iPhone 17 änderte Apple das Spiel, indem es seine Frontkamera auf einen quadratischen Sensor umstellte.

Interessanterweise beschränkt sich dieser Wandel nicht nur auf Smartphones. Nach früheren Geräten wie der DJI Osmo 360-Kamera verfügte auch der DJI Osmo Action 6 vom letzten Jahr über ein ähnliches quadratisches CMOS. Mit der Hinzufügung des Thunderbird V4 erscheint nun bei Telefonen, Action-Kameras und KI-Brillen etwas, das wie eine einfache Formänderung aussieht. Welches Problem löst das quadratische CMOS eigentlich?

Von der Frontkamera des iPhone 17: Welche Vorteile bietet es, „im Quadrat zu bleiben“?

Als wir letztes Jahr das iPhone 17 Pro Max zum ersten Mal erlebten, war die Aufwertung durch das quadratische CMOS in der Frontkamera sofort spürbar. Es war nicht nur der Anstieg der Pixelzahl von 12 Millionen auf 18 Millionen; Der eigentliche Game-Changer war der quadratische Sensor selbst. Äußerlich hat sich wenig geändert – es ist immer noch die dynamische Insel an derselben Position. Aber das Benutzererlebnis liegt zwischen Welten.

iPhone 17 Pro Max

Um horizontale Inhalte mit der Frontkamera aufzunehmen, musste man das Telefon bisher zur Seite drehen. Diese einfache Aktion kann umständlich sein, insbesondere bei einem großen Gerät wie dem Pro Max, bei dem ein einhändiger horizontaler Griff für ein Selfie unbequem ist. Das Gleiche gilt für Videoanrufe: Wenn man das Telefon vertikal hält, erhält der Betrachter oft einen schmalen Rahmen, während es bei horizontaler Haltung dazu führen kann, dass der Blick außermittig erscheint. Das quadratische CMOS des iPhone 17 löst dieses Problem. Das Prinzip ist einfach: Ein größerer quadratischer Sensor erfasst ein großes, quadratisches „Masterbild“ und das System schneidet es in Echtzeit auf das gewünschte Seitenverhältnis zu. Wenn Sie das Telefon senkrecht halten, können Sie ein Porträtfoto aufnehmen. Mit einem einzigen Tastendruck liefern derselbe Sensor und dieselben Pixel ein Landschaftsbild. Kein Drehen des Telefons, keine Einbußen bei der Qualität – dies ist eine der bedeutendsten Änderungen, die das quadratische CMOS mit sich bringt. Dies ist ein klassischer Apple-Schritt. Anstatt eine Hardware-Einschränkung einfach zu verbergen, verwandeln sie sie in ein Vehikel für ein besseres Software-Erlebnis. Apples Antwort bestand nicht darin, mehr Pixel anzuhäufen oder ein Fülllicht hinzuzufügen; Es ging darum, die grundlegende Form des Sensors zu überdenken, denn man erkannte, dass das größte Problem für den Benutzer nicht die Bildqualität, sondern die umständliche Bildeinstellung war.

Frontkamera der iPhone 17-Serie, Bildquelle: Apple

Nicht nur für Telefone: Die vielseitigen Einsatzmöglichkeiten von quadratischem CMOS in Bildgebungsgeräten

An dieser Stelle fragen Sie sich vielleicht, ob sich die praktische Rahmung lohnt. Wenn es nur um einen einfacheren Wechsel zwischen Horizontal und Vertikal ginge, wäre das tatsächlich ein kleines Upgrade. Der wahre Wert des quadratischen CMOS liegt jedoch viel tiefer und beginnt bei den grundlegenden optischen Prinzipien. Haben Sie sich jemals gefragt, warum Objektive rund sind, aber die Fotos, die sie erzeugen, rechteckig sind? Die Antwort liegt in der rechteckigen Form des CMOS-Sensors. Das Objektiv projiziert ein kreisförmiges Bildfeld, der Sensor erfasst nur den rechteckigen Teil in der Mitte und wandelt ihn in ein digitales Signal um. Dies bedeutet, dass die Lichtinformationen in den Ecken des kreisförmigen Feldes verschwendet werden. Bei einem 4:3- oder 16:9-Sensor beträgt dieser verschwendete Bereich etwa 20 %. Ein quadratischer Sensor eignet sich jedoch viel besser für einen kreisförmigen Sensor, sodass er einen größeren Bereich des Bildfelds nutzen kann. Bei gleicher Objektiv- und Gesamtsensorgröße kann ein quadratischer CMOS etwa 20 % mehr Photonen einfangen. Diese grundlegende Steigerung der Lichtsammeleffizienz ist der Hauptvorteil eines quadratischen CMOS und erklärt, warum Actionkameras und 360-Grad-Kameras ihn schon früh übernommen haben.

DJI Osmo Action 6

Diese Effizienz ist für Geräte wie KI-Brillen von entscheidender Bedeutung. Der im Mai erschienene Thunderbird V4 war der erste seiner Kategorie, der über einen 1:1 großformatigen quadratischen Sensor verfügte. Da die KI-Brille im Gesicht getragen wird, kann man sie nicht wie ein Telefon drehen. Ein herkömmlicher rechteckiger Sensor, der horizontal befestigt ist, müsste das Bild stark beschneiden, um ein vertikales Video zu erzeugen, was eine enorme Menge an Sensorfläche verschwendet und die Qualität beeinträchtigt. Ein quadratischer Sensor beseitigt dieses Problem und liefert eine Ausgabe in voller Auflösung sowohl im horizontalen als auch im vertikalen Format. Bei einem Gerät, bei dem jeder Millimeter zählt, ist die Maximierung der lichtempfindlichen Fläche von größter Bedeutung.

Thunderbird V4

Die Doppelwellen von Kurzvideos und KI sorgen dafür, dass die Hardware „im Lot bleibt“

Der jüngste Anstieg der Beliebtheit quadratischer CMOS-Sensoren ist auf starke Trends zurückzuführen. Der erste Grund ist die Dominanz von Kurzvideos und der Erstellung von Inhalten. Während traditionelle Medien horizontal ausgerichtet sind, haben Plattformen wie TikTok und Instagram vertikale Videos zum Mainstream gemacht. Benutzer fotografieren jetzt instinktiv vertikal, aber ihre Hardware – mit ihren horizontal ausgerichteten Sensoren – kann nicht mithalten, was zu qualitätsmindernden Bildausschnitten führt.

Der quadratische CMOS löst diesen Konflikt elegant, indem er formatunabhängig ist. Ein weiterer entscheidender Faktor ist der Aufstieg von KI und Computerfotografie. KI-Algorithmen für Reframing, Motivverfolgung und Bildverbesserung funktionieren am besten, wenn sie über mehr Rohinformationen verfügen, mit denen sie arbeiten können. Ein quadratischer Sensor bietet ein größeres „digitales Negativ“ und gibt der KI mehr kreativen Spielraum. Im Wesentlichen handelt es sich bei der Umstellung auf quadratisches CMOS um eine grundlegende Hardwareoptimierung, die zum perfekten Zeitpunkt kommt und mit der Entwicklung der Gewohnheiten bei der Inhaltserstellung, der Diversifizierung der Geräteformfaktoren und der schnellen Weiterentwicklung der KI-gestützten Bildgebung übereinstimmt. Dieser Trend wird nicht nur anhalten; es soll expandieren.