Porträtmodus und Bokeh: wie die Unschärfe entsteht

Ein Porträt, bei dem das Gesicht knackscharf ist und der Hintergrund in einem weichen Farbnebel verschwimmt, wirkt sofort professionell. An einer großen Kamera entsteht dieser Look durch reine Optik. Am Smartphone sieht es genauso aus, ist aber meist etwas ganz anderes: eine Berechnung. Dieser Artikel erklärt, was Bokeh ist, warum ein Handy es kaum optisch hinbekommt, wie es die Unschärfe stattdessen nachrechnet, und wo dieser Trick an seine Grenzen stößt.

Das Wichtigste in Kürze

• Bokeh ist die weiche Hintergrundunschärfe eines Fotos, bei dem nur das Motiv scharf ist. Der Fachbegriff meint dabei die Qualität der Unschärfe, nicht nur, dass etwas unscharf ist.
• An großen Kameras entsteht sie optisch. Große Sensoren, lange Brennweiten und weit geöffnete Blenden erzeugen eine geringe Schärfentiefe, alles außerhalb der Fokusebene verschwimmt von selbst.
• Ein Handy kann das kaum. Der winzige Sensor und die sehr kurze Brennweite sorgen dafür, dass fast alles scharf abgebildet wird. Optisch bleibt kaum Unschärfe übrig.
• Deshalb wird sie gerechnet. Das Handy schätzt, was Vordergrund und was Hintergrund ist, und blendet den Hintergrund künstlich weich. Das nennt man computational bokeh.
• Der Vorteil: Die Unschärfe ist anpassbar, oft sogar noch nach der Aufnahme. Das kann keine echte Blende.
• Der Nachteil: Es bleibt eine Schätzung. An feinen Kanten wie Haaren oder Brillenbügeln verrät sich der Trick manchmal.

Erst die Optik: warum große Kameras von selbst unscharf werden

Jedes Objektiv stellt nur eine einzige Entfernung wirklich scharf, die Fokusebene. Davor und dahinter gibt es einen Bereich, der noch akzeptabel scharf aussieht. Diese Zone heißt Schärfentiefe. Je schmaler sie ist, desto stärker verschwimmt der Rest des Bildes.

Wie schmal diese Zone ausfällt, hängt vor allem an drei Dingen. Eine weit geöffnete Blende, also eine kleine f-Zahl wie f/1.8, macht sie schmal. Eine lange Brennweite macht sie schmal. Und ein geringer Abstand zum Motiv macht sie ebenfalls schmal. Kommt alles zusammen, schmilzt der scharfe Bereich auf wenige Zentimeter, und der Hintergrund löst sich in Farbe auf. Was dabei mit einzelnen hellen Punkten passiert, ist der Kern des Bokeh: Ein unscharfer Lichtpunkt wird nicht als Punkt abgebildet, sondern als kleine Scheibe. Fotografen nennen sie Zerstreuungskreis. Ihre Form kommt von der Blende. Runde Lamellen erzeugen runde Scheiben, kantige eine vieleckige Form. Mehr zu diesem Zusammenspiel steht in unserem Ratgeber Was bedeutet die Blende (f-Wert) bei der Kamera?.

Entscheidend ist noch die Sensorgröße. Ein großer Sensor braucht für denselben Bildausschnitt eine längere Brennweite, und länger heißt geringere Schärfentiefe. Genau deshalb trennen Vollformat- und Systemkameras Motiv und Hintergrund so mühelos. Warum die Fläche des Sensors so viel entscheidet, vertieft der Ratgeber Sensorgröße bei der Kamera erklärt.

Warum das Smartphone hier verliert

Ein Handy hat all diese Zutaten nicht. Der Sensor ist winzig, oft nur wenige Millimeter groß, und die tatsächliche Brennweite der Hauptkamera liegt bei ungefähr fünf bis sieben Millimetern, auch wenn die Kamera-App eine umgerechnete Kleinbild-Brennweite anzeigt. Die Blende ist mit Werten wie f/1.8 nominell weit offen, dient bei dieser kurzen Brennweite aber fast nur dem Lichtsammeln.

Das Ergebnis: Die Schärfentiefe eines Smartphones ist riesig. Vom Nahbereich bis in die Ferne ist praktisch alles gleichzeitig scharf. Für einen Schnappschuss ist das praktisch, weil kaum etwas daneben liegt. Für den Porträt-Look ist es das Gegenteil von dem, was man will. Optisch ist an einem flachen Handy kaum ein weicher Hintergrund zu holen. Also muss die Software ran.

Wie das Handy die Unschärfe rechnet

Der Porträtmodus baut den Effekt in zwei Schritten nach. Zuerst muss das Handy verstehen, was im Bild nah und was fern ist. Dann blendet es das Ferne weich.

Für den ersten Schritt, die Tiefenschätzung, gibt es mehrere Wege, oft in Kombination:

• Zwei Kameras nebeneinander. Zwei Linsen mit etwas Abstand sehen die Szene aus leicht verschobenem Winkel. Aus der Verschiebung zwischen beiden Bildern rechnet das Handy die Entfernung jedes Bildpunkts aus, ähnlich wie zwei Augen räumlich sehen.
• Geteilte Bildpunkte auf einem Sensor. Moderne Sensoren können jeden Bildpunkt in zwei Hälften teilen, die durch die linke und rechte Hälfte der Linse blicken. Google hat für den Porträtmodus des Pixel gezeigt, dass diese zwei Ansichten weniger als einen Millimeter auseinanderliegen und trotzdem für eine Tiefenkarte reichen.
• Ein eigener Tiefensensor. Manche Geräte haben zusätzlich einen Sensor, der Infrarotlicht aussendet und misst, wie lange es zum Objekt und zurück braucht. Aus der Laufzeit ergibt sich die Entfernung.
• Reine Objekterkennung. Ein trainiertes Programm erkennt, welche Bildpunkte zu einer Person gehören. Das liefert allein keine echte Tiefe, hilft aber, die Umrisse sauber zu ziehen. Google kombiniert im Pixel beides: Objekterkennung für die Umrisse, Tiefenkarte für die Abstufung.

Daraus baut das Handy eine Tiefenkarte, eine Art Graustufenbild, das für jeden Punkt sagt, wie weit er entfernt ist. Im zweiten Schritt wird jeder Bildpunkt umso stärker weichgezeichnet, je weiter hinten er laut Tiefenkarte liegt. Gute Systeme ahmen dabei die Optik nach und ersetzen helle Punkte durch weiche Scheiben, statt das Bild nur pauschal zu verwischen.

Optisch oder gerechnet: warum der Unterschied zählt

Auf den ersten Blick sehen beide Wege gleich aus. Der Unterschied liegt darin, dass die eine Unschärfe eine physikalische Tatsache ist und die andere eine gute Schätzung.

Optische Unschärfe stimmt immer, weil sie direkt aus dem Licht kommt. Ein Grashalm, der schräg vom Vordergrund in den Hintergrund läuft, wird über seine ganze Länge sauber weicher. Gerechnete Unschärfe dagegen hängt an der Qualität der Tiefenkarte. Wo die Software sicher trennt, ist das Ergebnis überzeugend. Wo es knifflig wird, an feinen, durchbrochenen Kanten, verrät sich der Trick: einzelne Haare, Brillenbügel, ein Maschenzaun oder ein Henkel, durch den man hindurchsieht. Dann bleibt mal ein Stück scharf, das unscharf sein müsste, oder umgekehrt.

Dafür kann die Rechnung etwas, das keine echte Blende kann: Sie ist nachträglich veränderbar. Weil die Tiefenkarte mitgespeichert wird, lässt sich die Stärke der Unschärfe nach der Aufnahme noch verstellen. Apple etwa erlaubt es, den Tiefeneffekt eines fertigen Porträts im Nachhinein zu regeln. Bei einer optisch entstandenen Unschärfe ist der Moment des Auslösens endgültig.

Was das für dich heißt, auch beim Gebrauchtkauf

Für schöne Porträts brauchst du kein Spitzenmodell. Sobald ein Smartphone einen ordentlichen Porträtmodus hat, kommt die Wirkung aus der Software, und die steckt im Bildprozessor, nicht in einer teuren Linse. Ein generalüberholtes Smartphone aus einer Generation, in der der Porträtmodus schon ausgereift war, liefert im Alltag Bilder, die kaum von denen aktueller Geräte zu unterscheiden sind.

Wenn dir Fotografie wichtig ist, lohnt beim Kauf ein Blick darauf, ob das Gerät einen Porträtmodus samt Tiefenerkennung mitbringt und wie sauber er an schwierigen Kanten arbeitet. Weiter hilft dabei unser Ratgeber Der Megapixel-Mythos, der zeigt, warum die reine Auflösung wenig über die Bildqualität sagt.

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Häufige Fragen

Was bedeutet Bokeh? Bokeh ist die weiche, gleichmäßige Unschärfe des Hintergrunds, wenn nur das Motiv scharf ist. Der Begriff stammt aus dem Japanischen und meint eigentlich die Qualität dieser Unschärfe, nicht bloß die Tatsache, dass etwas verschwommen ist.

Ist die Unschärfe im Porträtmodus echt oder künstlich? An fast jedem Smartphone ist sie berechnet. Der kleine Sensor und die kurze Brennweite liefern optisch kaum Unschärfe, also schätzt das Handy per Tiefenerkennung, was Hintergrund ist, und blendet ihn per Software weich.

Warum verschwimmt an einer großen Kamera der Hintergrund von selbst? Weil großer Sensor, lange Brennweite und weit geöffnete Blende die Schärfentiefe sehr schmal machen. Alles außerhalb der Fokusebene wird optisch unscharf, ganz ohne Software.

Warum sieht der Porträtmodus manchmal fehlerhaft aus? Weil die Unschärfe auf einer geschätzten Tiefenkarte beruht. An feinen oder durchbrochenen Kanten wie Haaren, Brillen oder Zäunen trennt die Software Motiv und Hintergrund nicht immer sauber, dann bleibt ein Stück scharf, das eigentlich unscharf sein müsste.

Kann ich die Unschärfe nachträglich ändern? Bei vielen Geräten ja. Weil die Tiefeninformation mitgespeichert wird, lässt sich die Stärke des Effekts nach der Aufnahme noch anpassen. An einer echten Kamera steht die Unschärfe mit dem Auslösen fest.

Quellen und zum Weiterlesen

• Google Research: Portrait mode on the Pixel 2 and Pixel 2 XL smartphones (Tiefenschätzung aus geteilten Bildpunkten unter 1 mm Abstand plus Objekterkennung, synthetische Unschärfe durch Ersetzen jedes Punkts durch eine Scheibe).
• Carl Zeiss, H. H. Nasse: Depth of Field and Bokeh (Optik der Schärfentiefe, Zerstreuungskreis, Einfluss von Blende, Brennweite und Format auf die Unschärfe).
• DXOMARK: Evaluating computational bokeh (warum kleine Handysensoren kaum optische Unschärfe erzeugen und wie Porträtmodi das rechnerisch ausgleichen).
• Apple Support: Edit Portrait mode photos on iPhone und Take portraits with your iPhone camera (Tiefeneffekt nachträglich anpassbar).