Was der ISO-Wert in der Kamera verändert
Der ISO-Wert einer Digitalkamera beschreibt, wie stark das Signal des Sensors nach der Belichtung verstärkt wird. Die Fotodioden selbst sammeln bei ISO 100 und ISO 3.200 genau gleich viel Licht, sofern Blende und Zeit unverändert bleiben. Was sich ändert, ist die Zuordnung zwischen gesammelter Lichtmenge und der Helligkeit im fertigen Bild.
Diese Zuordnung ist normiert, damit Belichtungsmesser, Blitzgeräte und Belichtungstabellen zusammenpassen. Eine Verdopplung von ISO 200 auf ISO 400 entspricht einer Blendenstufe, ebenso wie eine Halbierung der Belichtungszeit. Die meisten Sensoren haben eine Grundempfindlichkeit um ISO 100, bei der ihr voller Dynamikumfang zur Verfügung steht. Werte darunter entstehen oft nur rechnerisch.
Woher Bildrauschen tatsächlich kommt
Den größten Anteil am Bildrauschen hat das Photonenrauschen. Licht trifft in einzelnen Quanten ein, und deren Anzahl schwankt zufällig mit der Quadratwurzel der Menge. Fallen auf ein Pixel 100 Photonen, schwankt der Wert um etwa zehn, also zehn Prozent. Bei 10.000 Photonen ist es nur noch ein Prozent. Wenig Licht bedeutet deshalb zwangsläufig sichtbare Körnung.
Hinzu kommt das Ausleserauschen der Elektronik, das bei jedem Bild in ähnlicher Höhe anfällt und vor allem in den tiefen Schatten auffällt. Bei langen Belichtungen und warmem Sensor wächst außerdem der Dunkelstrom, der einzelne Hotpixel und ein feines Grundrauschen erzeugt. Farbrauschen entsteht, wenn die drei Farbkanäle unterschiedlich stark streuen und bunte Flecken bilden.
Ein verbreiteter Fehler besteht darin, einen niedrigen ISO-Wert um jeden Preis zu halten und dafür unterzubelichten. Wird das Bild später um drei Stufen aufgehellt, zeigt es bei vielen Sensoren mehr Bildrauschen als eine korrekt belichtete Aufnahme mit ISO 3.200. Entscheidend ist die Lichtmenge, die auf den Sensor trifft, und nicht die Zahl im Menü.
ISO-Invarianz: aufhellen in der Kamera oder am Rechner
Viele aktuelle Sensoren verhalten sich oberhalb einer bestimmten Schwelle nahezu ISO-invariant. Dann ist es für das Rauschen fast gleichgültig, ob die Kamera intern auf ISO 6.400 verstärkt oder ob eine Aufnahme mit ISO 800 am Rechner um drei Stufen angehoben wird. Manche Modelle schalten bei einem mittleren Wert auf eine zweite, rauschärmere Verstärkungsstufe um.
Praktisch nützt das bei Nachtaufnahmen mit hellen Lichtquellen. Wer bewusst einen niedrigeren ISO-Wert wählt, schützt Lichter vor dem Ausfressen und hellt die Schatten erst in der RAW-Entwicklung auf. Bei JPEG-Aufnahmen funktioniert das nicht, weil die Kamera Tonwerte bereits beim Speichern beschneidet. Unterhalb der Umschaltschwelle bleibt die höhere interne Verstärkung im Vorteil.
Vom ASA- und DIN-Wert zum ISO-Wert beim Film
Beim Film beschreibt die Empfindlichkeit tatsächlich die Chemie der Emulsion, also wie viel Licht für eine bestimmte Schwärzung nötig ist. Lange standen zwei Skalen nebeneinander: die arithmetische ASA-Zahl aus den USA und der logarithmische DIN-Wert aus Deutschland. Der heutige ISO-Wert führt beide in einer Angabe zusammen, etwa als ISO 100/21°.
Die Umrechnung folgt einer einfachen Regel: Eine Verdopplung der ASA-Zahl entspricht drei DIN-Graden. ISO 200 sind also 24°, ISO 400 sind 27°, ISO 50 sind 18°. Ein Film wird normalerweise mit seinem Nennwert belichtet und entsprechend entwickelt. Wer ihn bewusst höher einstellt, muss die Entwicklungszeit verlängern, was als Pushen bezeichnet wird.
Auto-ISO mit Mindestverschlusszeit einrichten
Eine ISO-Automatik in der Kamera nimmt die letzte Größe des Belichtungsdreiecks selbst in die Hand. Sinnvoll eingerichtet wird sie mit einer Obergrenze, etwa ISO 12.800, und einer Mindestverschlusszeit. Erst wenn diese Zeit erreicht ist, hebt die Automatik die Empfindlichkeit an, statt die Belichtung weiter zu verlängern und damit Verwacklung zu riskieren.
Viele Modelle koppeln die Mindestzeit an die Brennweite des angesetzten Objektivs und erlauben eine Verschiebung um eine oder zwei Stufen schneller. Für Menschen in Bewegung lohnt sich ein fester Wert von etwa 1/250 s. In Kombination mit manuell gewählter Blende und Zeit regelt Auto-ISO allein die Helligkeit, die Belichtungskorrektur bleibt trotzdem wirksam.
Typische Werte für Tageslicht, Innenraum und Bühne
Bei hellem Tageslicht genügt die Grundempfindlichkeit vollkommen. In Innenräumen mit Fensterlicht landen Aufnahmen aus der Hand meist zwischen ISO 800 und ISO 3.200, in Sporthallen und bei Konzerten oft bei ISO 6.400 bis 12.800. Am Stativ bei statischen Motiven bleibt man dagegen beim niedrigsten nativen Wert und verlängert stattdessen die Zeit.
Wie stark Bildrauschen bei einem gegebenen Wert stört, hängt vor allem von Sensorgröße und Ausgabegröße ab. Ein Vollformatsensor sammelt bei gleicher Blende und Zeit insgesamt gut die doppelte Lichtmenge eines APS-C-Sensors. Für einen Abzug in 13 × 18 cm fällt Rauschen kaum auf, am Bildschirm in hundertprozentiger Ansicht dagegen deutlich früher.