Ich vermute, dass man hier etwas aneinander vorbei redet.
Nö, kein aneinander Vorbeireden, sondern fehlendes Verständnis.
Grundsätzlich unterscheidet eine Verstärkung nicht zwischen dem eigentlichen Grundsignal und dem Rauschen, beides wird verstärkt.
Jepp, das Grundsignal selbst rauscht.
Wie Waartfarken richtig schrieb, ist diese Signalvarianz (der "shot noise") in niedrigem ISO und mittleren bis hellen Bildanteilen absolut dominant.
Je früher man ein analoges Signal digitalisiert und je weniger man es analog verstärkt, umso geringer ist sein Rauschanteil, also der Rauschabstand grösser.
Du tappst genau in die gleiche Falle, wie zuvor bereits @felix_hh. Man muss einfach begreifen, dass die analoge Vorverstärkung meist weniger eigenes Rauschen produziert, als der folgende A/D-Wandler. Daher und nur daher ist es sinnvoll, einen variablen Gain vor A/D-Wandlung zu implementieren. Das Prinzip ist doch einfach: moduliere ich in der A/D-Wandlung ein Rauschen bestimmter Höhe auf ein kleines Signal auf, so macht es sich schädlicher bemerkbar, als wenn ich das Signal zuvor größer mache, also amplifiziere.
Meine rauschärmste Kamera (Andor iXon DV887; Preis um die 30.000 €) hat sage und schreibe 512 seriell geschaltete, analoge Vorverstärkungsstufen, die nach dem EM-CCD-Prinzip arbeiten. Der A/D-Wandler dieser Kamera rauscht zwar trotzdem, aber das Nutzsignal samt shot noise sind durch das 512-stufige Gain-Register bis dahin so hoch amplifiziert worden, dass die ca. 22-62 Elektronen Ausleserauschen, die man ohne einen solchen Gain hätte, bezogen auf das nun amplifizierte Nutzsignal wieder in den Hintergrund treten. Bezieht man also im Sinn von Signal-Rausch-Abstand auf das Nutzsignal zurück, so dividiert sich das Ausleserauschen durch den Gain-Faktor und erreicht damit in Relation zum Nutzsignale Werte unter 1 Elektron. Deswegen und nur deswegen sinkt (!) das Ausleserauschen bei höherem Gain aka höherem ISO - es sei denn, der A/D-Wandler ist von Hause aus bereits so gut, dass der Kamerahersteller beschlossen hat, keine variable analoge Vorverstärkung zu implementieren. Das wäre dann eine ISO-invariante Strategie. Real gesehen aber sind die Sensoren mit Gain-Variation bei hohem ISO doch meist im Vorteil.
Ein Problem liegt auch beim AD (Analog Digital) Wandler. ...
Das in der Folge besprochene Digitalisierungsrauschen ist bei passend gewählter Bittiefe eine wiederum untergeordnete Komponente.
... und dann käme der Komplettheit halber auch noch das Kodierungsrauschen ... und relativ am Beginn des Signalprozesses auch noch das Rauschen des Dunkelstroms und Rauschanteile der Zeilennormalisierung oder sonstiger Prinzipien bei der Behandlung von pixel-/line blemishes oder sonstigen Spielarten des fixed pattern noise.
