Untere ISO-Begrenzung, warum?

[Gonzo]

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Hallo zusammen,

kann mir jemand erklären, warum einige Kameras bei ISO 100, andere erst bei ISO 160, und wiederum andere bei z.B. iSO 50 anfangen?

Ich denke es wird dafür technische Gründe geben, aber außer ein paar vagen
Vermutungen hab ich keine Ahnung warum das so ist.

Das es nach Oben offensichtlich technische Grenzen gibt ist schnell klar.
Aber was hindert einen daran einen Sensor weniger empfindlich zu machen?

Grüße
Jörg

[Lenno]

Nur so eine Vermutung, ich glaube das man bei dem heutigen Stand der Technik, mit blossem Auge wahrscheinlich keinen Unterschied mehr ausmachen kann
zwischen 50, 100 und 160 Iso und wenn dann ist der so geringfügig das man ihn vernachlässigen kann.
Und eine höhere Lichtempfindlichkeit zu bekommen bei gleichbleibender Bildqualität ist doch wünschenswert.
Bei allen Diskussionen um die Pixel und das Rauschen das man am Bildschirm sehen kann, geht es doch auch darum das man eigentlich die mit der Kamera gemachten Aufnahmen auf Fotopapier ausbelichtet. Und da bin ich mir ziemlich sicher, würden wir nur bei größeren Vergrößerungen einen Unterschied zwischen 50,100 und 160 Iso ausmachen können.
Leider ist es doch aber so, wenn ihr ehrlich seid, hat sich doch das Ausgabemedium geändert und zwar vom Fotopapier hin zum Monitor / Fernseher.
Ich mache das so zu 95% die restlichen 5% schaffen es vielleicht mal wieder auf das Fotopapier.
Jetzt ist die Frage für die Kamerahersteller wie baue ich eine Kamera, mache ich sie so das die gemachten Bilder tip top am Bildschirm aussehen, oder gehen die Kamerahersteller hier einen Kompromiss ein und versuchen beide Wege zu gehen. Ich denke letzteres.
Jeder der schon mal seine Bilder am Computer bearbeitet hat und z.B geschärft hat, weiß wie unnatürlich geschärft es auf dem Bildschirm aussehen kann, nachher in der Fotopapiervergrößerung ist davon nichts mehr zu sehen. Wahrscheinlich ist es mit dem Rauschverhalten ähnlich, auf dem Bildschirm sieht es vielleicht schon leicht verrauscht aus, auf dem Papier aber nicht, und darauf kommts doch an, oder nicht?

[Dietmar]

Also ich versuche mal, es "einfach" zu erklären, auch auf die Gefahr hin, dass es jemanden "zerreisst":
Zunächst ist der Begriff "ISO-Empfindlichkeit" in der Digitalfotografie irreführend. Ausschlaggebend ist im Sensor die Foto-Dioden-Empfindlichkeit, die durch die Halbleiter-Technologie bestimmt ist und mit einem bestimmten Signal-Rausch-Verhältnis gemessen und beschrieben werden kann. Mit der ISO-Zahl wird im nachgeschalteten Auslesverstärker lediglich der Verstärkungsfaktor durch Spannungserhöhung verändert. Damit wird aber das Signal, als auch das Rauschen verstärkt. D.h. bei höherem ISO-Wert ist das Bild heller aber auch stärker verrauscht. Die untere Grenze des ISO-Werts ist durch die unveränderbare Basis-Eigenschaft der Foto-Dioden bestimmt. Aber da verhüllen sich die verschiedenen Hersteller verständlicherweise in Schweigen. Man kann etwas salopp sagen: Je höher die an der Kamera einstellbare niedrigste ISO-Zahl, umso besser ist die Basis-Empfindlichkeit der Foto-Dioden, dann ist nur eine geringe Verstärkung erforderlich. Es sei denn, der Bild-Prozessor rechnet das runter. Dann kann es sein, dass der optimale ISO-Wert nicht dem kleinsten einstellbaren Wert entspricht.

Wie schrieb ich schon mal: "In einer Digitalkamera steckt mehr Computer-Technologie, als Lichtstrahlen durch das Objektiv fallen." Und damit ist die Verwirrung perfekt!

Gruß
Dietmar

[Jenso]

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Eine wirkliche Ahnung habe ich nicht, Gonzo.

Sicherlich könnte man einen Sensor unempfindlicher schalten, als er ist - aber cui bono?
Ein Verkaufsargument für die breite Menge dürfte nicht dabei herauskommen.

Also gelange ich auch nur ins Reiche der Spekulation…
Jens

[springm]

Die Hersteller versuchen natürlich, die Bildqualität entsprechend der Zielgruppe und den technischen Rahmenbedingungen zu optimieren. Je kleiner der Sensor, desto schneller steigt das Rauschen mit der für die höheren ISO-Werte notwendigen Nachverstärkung an. Ein optimales Verhältnis von Kontrastumfang und Rauschen lässt sich nur bei einer Empfindlichkeit, der Nennempfindlichkeit des Sensors realisieren. Abweichungen nach oben und unten gehen mit Einschränkungen einher. Für die praktische Fotografie, insbesondere mit längeren Brennweiten, sind ISO-Werte von 200 bis 400 als Nennbrennweite sehr angenehm, weil sie auch noch das Verwacklungsrisiko minimieren. Manche Kameras kann man auch auf Empfindlichkeiten unter der Nennempfindlichkeit schalten, das kann dabei helfen, lange Belichtungszeiten für Bewegungsunschärfen zu erreichen, ohne dass man ein Neutralgraufilter vor das Objektiv schrauben muss. Aber die Bildqualität wird dadurch (kaum merklich) schlechter.

Markus

[Gonzo]

Hi

Aber es gibt viele Bereiche in denen eine längere Belichtungszeit gewünscht wird.
Etwa um gewisse Bewegungsunschärfen zu erreichen, oder um trotz viel Licht noch
mit der Offenblende arbeiten zu können.

Insofern greift für mich die Argumentation bisher nicht. Wenn keine technischen Gründe dagegen sprechen, würden die Hersteller es anbieten.

Meine eigene Vermutung, für die ich aber bisher noch keinerlei Bestätigung hab finden können ist die:
Es wird ja oft der einzelne Photosensor mit einem Glas verglichen.

Der Sensor nimmt nun während der Belichtung Photonen auf, sammelt diese als elektrische Ladung.
Entspricht dem füllen des Glases mit Wasser.

Nach dem Belichtungsende wird die entstandene Ladung elektrisch verstärkt.
Je höher der ISO desto höher die Verstärkung.

Soweit, so klar.

Meine Vermutung ist nun, dass bei noch geringerer Verstärkung ja das Grundsignal höher sein muss, um das gleiche Ausgangssignal liefern zu können.

Entspricht also ein gut gefülltes Glas/Sensorelement bei einem ISO Wert von 100 einem Helligkeitswert von 100%, so müsste es, um zum gleichen Helligkeitswert zu kommen, bei ISO 50 doppelt so voll sein, sprich der Sensor doppelt so viele Ladungen halten. Was vielleicht nicht geht?!?

Der Sensor wird wohl eine Maximalkapazität für Ladungen haben nehme ich an. Und die wird nur bis zu einem bestimmten minimalen Verstärkungsfaktor ausreichend sein, um einen vollen Dynamikbereich abdecken zu können.
Wenn bei ISO100 die Kapazität erschöpft ist, würde man mit ISO 50 nur noch den halben Dynamikbereich haben, und helle Stellen komplett verlieren.

Kann das so sein? Ist das so?

Grüße
Jörg

[springm]

Wenn bei ISO100 die Kapazität erschöpft ist, würde man mit ISO 50 nur noch den halben Dynamikbereich haben, und helle Stellen komplett verlieren.

Im Prinzip richtig (ob es numerisch exakt ist, weiss ich nicht - und der Verlust der hellen Stellen ließe sich durch tendenzielle Unterbelichtung verhindern). Die Angaben des möglichen Kontrastumfangs in Abhängigkeit von der Sensorempfindlichkeit z.B. in Tests von Fotomagazin oder Colorfoto geben das auch wieder.

Markus

[ehenkes]

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auf dem Bildschirm sieht es vielleicht schon leicht verrauscht aus, auf dem Papier aber nicht, und darauf kommts doch an, oder nicht?

Mehr als 90% der Bilder werden auf Bildschirmen herum gereicht und angeschaut. Fotopapier ist daher inzwischen die Ausnahme oder die Selektion, je nachdem, wie man es sehen will. Wenn ich z.B. ein richtig tolles Foto geschossen habe, wo zeige ich es dann? Im Album im Schrank ist es so gut wie im Sarg. An der Wand sehen es die Personen, die dort lokal auftauchen. Im Internet auf einer Page, die Hundertausende Visits pro Jahr hat, kommt es eher zu einem breiteren Publikum.