Verständnisfrage ISO

[sixp]

Viele von uns nutzen ja einen Graufilter um bei "großzügigen" Lichtverhältnissen trotzdem längere Belichtungszeiten (zB. "Weiches,fließendes Wasser") einstellen zu können ohne das Motiv über zu belichten.

Jetzt zu meiner Frage:
Vereinfacht gesagt, bekommt jeder einzelne Sensorpixel Lichtmenge X und wandelt dieses in ein elektrisches Signal um.
Stelle ich nun ISO 200 ein, wird die Signalstärke verdoppelt, bei ISO 400 vervierfacht usw....

Warum bauen, programmieren dann die Kamerahersteller nicht beispielsweise ISO 20, ISO 5, ISO 0,5 oder ähnliche Werte ein, wobei dann eben die Signalstärke reduziert würde?
Somit würde die Notwendigkeit für Neutraldichte Graufilter doch entfallen und man hätte ein Verkaufsargument mehr

 

[DaBest]

Die Hersteller bauen sowas doch bereits ein, bei Nikon heisst es dann "Low 1" oder so und ist ein Bild bei ISO 100 um eine Blende digital heruntergezogen.

Allerdings ist so ein Fotosensor wie ein Eimer. Wenn er mit Wasser (Licht) vollgelaufen ist, ist er voll. Da kann nichts mehr reduziert werden. Und die Grundempfindlichkeit ist eben meist bei ISO 100, bevor verstärkt wird. Das könnte man ändern, auf Kosten der höheren ISO-Werte.

 

[Gast_194966]

Moin!


Der Sensor selber hat nur eine einzige Empfindlichkeit, der kennt keine ISO. Wenn Du den jetzt so belichten würdest, wie es "25ISO" erfordern würde, würde er übersteuern (die "Full Well Capacity" der Sensel/Pixel ist (noch) zu klein dafür).


Gruß, Matthias

 

[Gast_294084]

Hallo!

Weil das eben nicht so einfach ist. Sensoren haben eine native Empfindlichkeit, meist liegt die bei ISO 100 oder ISO 200. Stellt man diese Empfindlichkeit ein, erhält man das maximal gute Ergebnis (technische Ergebnis), das Optimum. Verändert man diese Empfindlichkeit, nimmt die Qualität ab, sowohl bei der Erhöhung, als auch bei der Reduzierung des ISO-Wertes.

Gruß vom Tänzer

 

[Tetraden]

Die einzelnen photosensoren (pixel) auf dem Sensor sind physisch so gebaut, dass sie irgendwann "voll mit licht" sind. Dann sind sie weiß und eine künstliche Verringerung würde höchstens Grau ergeben.
Bezüglich der längeren Belichtungszeiten würde das also nicht funktionieren. ;-)

 

[sixp]

Oh.. das ging ja schnell mit euren Antworten.
Vielen Dank dafür.

Die Hersteller bauen sowas doch bereits ein, bei Nikon heisst es dann "Low 1" oder so und ist ein Bild bei ISO 100 um eine Blende digital heruntergezogen.

Das ist mir neu, wusste ich noch gar nicht. Danke für den Hinweis

Der Sensor selber hat nur eine einzige Empfindlichkeit, der kennt keine ISO. Wenn Du den jetzt so belichten würdest, wie es "25ISO" erfordern würde, würde er übersteuern (die "Full Well Capacity" der Sensel/Pixel ist (noch) zu klein dafür).

Das habe ich nicht so ganz verstanden. Würdest du mir da noch mal auf die Sprünge helffen?
Der Punkt "Einzige Empfindlichkeit" ist mir klar. Meist "ISO100". Stelle ich "ISO400" ein, wird das Signal ja vervierfacht. Warum dann das Signal nicht vierteln?

Weil das eben nicht so einfach ist. Sensoren haben eine native Empfindlichkeit, meist liegt die bei ISO 100 oder ISO 200. Stellt man diese Empfindlichkeit ein, erhält man das maximal gute Ergebnis (technische Ergebnis), das Optimum. Verändert man diese Empfindlichkeit, nimmt die Qualität ab, sowohl bei der Erhöhung, als auch bei der Reduzierung des ISO-Wertes.

Ok. Davon bin ich bin ausgegangen. Trotzdem gibt es ja auch "High-ISO" mit beispielsweise 25.600, obwohl dann die Qualität meist eh unbrauchbar ist...

 

[sixp]

Die einzelnen photosensoren (pixel) auf dem Sensor sind physisch so gebaut, dass sie irgendwann "voll mit licht" sind. Dann sind sie weiß und eine künstliche Verringerung würde höchstens Grau ergeben.
Bezüglich der längeren Belichtungszeiten würde das also nicht funktionieren. ;-)

Kann man dann nicht das Signal abgreifen, reduzieren, Sensor "resetten" wieder voll laufen lassen?

 

[Gast_194966]

Das habe ich nicht so ganz verstanden. Würdest du mir da noch mal auf die Sprünge helffen?
Der Punkt "Einzige Empfindlichkeit" ist mir klar. Meist "ISO100". Stelle ich "ISO400" ein, wird das Signal ja vervierfacht. Warum dann das Signal nicht vierteln?

Weil Du erstmal die vierfache Lichtmenge aufnehmen müsstest/würdest. Und die würde die Pixel "überlaufen" lassen.


Gruß, Matthias

 

[Gast_194966]

Kann man dann nicht das Signal abgreifen, reduzieren, Sensor "resetten" wieder voll laufen lassen?

Kann man, nennt sich "Serienbilder". Astro-Fotografen machen das oft so.


Gruß, Matthias

 

[mrHiggins]

Das vierteln würde erst nach dem fotografieren passieren. Wie gesagt wurde ist das Pixel wie ein Eimer - der ist irgendwann voll und wie schnell das passiert ist nicht ISO abhängig. Wenn du grau haben willst muss der Eimer halb voll sein. Das könntest du erreichen wenn du 2 Eimer nimmst und den Inhalt viertelst. Du hast aber eben nur einen Eimer pro Pixel.

Im Endeffekt ist das nicht viel anders (nur zu nem anderen Zeitpunkt) als das Belichten des RAWs im RAW Konverter.



Wenn alle Eimer voll sind hast du überall weiß, wenn du das trunterrechnest hast du überall grau, aber kein gutes Foto mit nebligem Wasser..

 

[Tetraden]

Kann man dann nicht das Signal abgreifen, reduzieren, Sensor "resetten" wieder voll laufen lassen?

Das ginge technisch sicherlich, aber dann hättest du im Verlauf der Belichtung entweder eine kurze Lücke, oder gar einen rolling Shutter.
Das Auslesen und resetten würde ja einen kurzen Moment in anspruch nehmen. Je nach Belichtungszeit und Bewegung im Bild würde der sich dann mehr oder weniger Stark im Bild auswirken.

 

[Gast_294084]

...Ok. Davon bin ich bin ausgegangen. Trotzdem gibt es ja auch "High-ISO" mit beispielsweise 25.600, obwohl dann die Qualität meist eh unbrauchbar ist...

Bei einer Nikon D4 ist ISO 25.600 durchaus brauchbar, die geht bis ISO 204.800 (was ich allerdings nicht empfehlen würde), das kommt eben sehr auf die Kamera an, pauschal kann man das nicht beantworten.

 

[Maximus]

Wenn du dir die Reihenfolge der Schritte klar machst, ist die Frage relativ einfach.

Zunächst schlagen die Photonen Elektronen aus dem Sensormaterial aus. Diese Elektronen werden dann in einer Art Kondensator gesammelt. Dieser Kondensator kann nur eine bestimmte Anzahl an Elektronen aufnehmen, wenn er voll ist, machen zusätzliche Elektronen keinen Unterschied mehr, sie rekombinieren mit dem Sensormaterial, weil sie nicht mehr abgezogen werden.

Ladung auf einem Kondensator erzeugt eine Spannung, diese kann ausgelesen werden. Vorher wird diese Spannung allerdings analog und proportional zur ISO-Zahl verstärkt.

Ist der Pixel vollgelaufen, hast du keine Informationen über die Anzahl der tatsächlich eingefallenen Photonen, nur über eine untere Schranke. (Wie viele Elektronen sind mindestens eingefallen).

Diese vollgelaufenen Pixel lassen sich also nicht einfach abschwächen.

Wenn du jetzt wegen einer potentiellen ISO 20 länger belichtest, werden die Pixel schneller voll laufen. Du kannst gar nicht den korrekten Helligkeitswert angeben.

Wie weit das geht ohne das du Fehler bekommst, kannst du selbst ausprobieren. Einfach überbelichten und im RAW-Konverter versuchen das auf die richtige Belichtung runterzuziehen. Das klappt erstaunlich lange, aber eben nur bei den mittleren Bildbereichen, in den Lichtern ist ganz schnell Schluss.

 

[sixp]

Danke an alle Antworten.
Jetzt bin ich wohl dahinter gestiegen..

Weil Du erstmal die vierfache Lichtmenge aufnehmen müsstest/würdest. Und die würde die Pixel "überlaufen" lassen.

Ich denke das ist dann wohl der Knackpunkt.

Das vierteln würde erst nach dem fotografieren passieren. Wie gesagt wurde ist das Pixel wie ein Eimer - der ist irgendwann voll und wie schnell das passiert ist nicht ISO abhängig.

Jau. Das mit dem "Überlauf" ist wohl der Grund, warum das nicht so einfach geht, wie ich mir das vorgestellt habe.

Das ginge technisch sicherlich, aber dann hättest du im Verlauf der Belichtung entweder eine kurze Lücke, oder gar einen rolling Shutter.
Das Auslesen und resetten würde ja einen kurzen Moment in anspruch nehmen. Je nach Belichtungszeit und Bewegung im Bild würde der sich dann mehr oder weniger Stark im Bild auswirken.

Und je nachdem, wie oft ausgelesen wird, würde sich dieser Effekt ja noch verstärken.

Bei einer Nikon D4 ist ISO 25.600 durchaus brauchbar, die geht bis ISO 204.800 (was ich allerdings nicht empfehlen würde), das kommt eben sehr auf die Kamera an, pauschal kann man das nicht beantworten.

Da kann ich weder widersprechen noch zustimmen. D4 und Vergleichbares ist definitv weit über meiner Liga.
Aber ich glaub´s schon (muss mir ja nur mal Smartphone, Kompaktknipse, und DSLR Fotos nebeneinander legen und sehe, wie sich die ISO auswirkt (oder auch nicht ))

Wenn du dir die Reihenfolge der Schritte klar machst, ist die Frage relativ einfach.

Zunächst schlagen die Photonen Elektronen aus dem Sensormaterial aus. Diese Elektronen werden dann in einer Art Kondensator gesammelt. Dieser Kondensator kann nur eine bestimmte Anzahl an Elektronen aufnehmen, wenn er voll ist, machen zusätzliche Elektronen keinen Unterschied mehr, sie rekombinieren mit dem Sensormaterial, weil sie nicht mehr abgezogen werden.

Ladung auf einem Kondensator erzeugt eine Spannung, diese kann ausgelesen werden. Vorher wird diese Spannung allerdings analog und proportional zur ISO-Zahl verstärkt.

Ist der Pixel vollgelaufen, hast du keine Informationen über die Anzahl der tatsächlich eingefallenen Photonen, nur über eine untere Schranke. (Wie viele Elektronen sind mindestens eingefallen).

Diese vollgelaufenen Pixel lassen sich also nicht einfach abschwächen.

Wenn du jetzt wegen einer potentiellen ISO 20 länger belichtest, werden die Pixel schneller voll laufen. Du kannst gar nicht den korrekten Helligkeitswert angeben.

Und ist der Bezug von den "übervollen Eimern" zu meinem Strom

Meine Frage ist mir also beantwortet

Wie weit das geht ohne das du Fehler bekommst, kannst du selbst ausprobieren. Einfach überbelichten und im RAW-Konverter versuchen das auf die richtige Belichtung runterzuziehen. Das klappt erstaunlich lange, aber eben nur bei den mittleren Bildbereichen, in den Lichtern ist ganz schnell Schluss.

Die Erfahrung habe ich insbesondere schon bei Aufnahmen an einem strahlenden Sommertag mit Motiv im Schatten gemacht.
Der Himmel hatte teilweise leider keine Zeichnung mehr, welche ich hätte runterziehen können. Aber Hauptsache mein Motiv war korrekt belichtet.

Danke nochmals an alle für so schnelle Antworten, zu einer Frage an der ich (durch überlegen) schon so lange "tüftel.

 

[Callophris]

Hallo zusammen, mich beschäftigt gerade auch eine Frage zur ISO Empfindlichkeit und ich wollte hierfür keinen neuen Thread aufmachen und stattdessen diesen hier nutzen.

Erhalte ich immer das gleiche Bild bzw. die gleiche Belichtung wenn ich ein Foto mit

1/500 , F5,6 , ISO 200

statt

1/500, F4, ISO 100

aufnehme? (Abgesehen vom Rauschen und einer anderen Tiefenschärfe)

Und dann noch eine Frage
Woher weiss die Belichtungsmessung einer Kamera, dass es sich um eine Tageslichtaufnahme handelt wenn ein starker ND-Filter aufgeschraubt wird? D.h. warum wird das Bild korrekt belichtet, wie am Tag ohne Filter? Stattdessen könnte die Kamera der Meinung sein, es handelt sich um eine dunkle Abendaufnahme, was zu einem dunklem Bild führen würde.

 

[Maximus]

aufnehme? (Abgesehen vom Rauschen und einer anderen Tiefenschärfe)

Das sollten die einzigen beiden Dinge sein, die sich ändern.

Woher weiss die Belichtungsmessung einer Kamera, dass es sich um eine Tageslichtaufnahme handelt wenn ein starker ND-Filter aufgeschraubt wird?

Wieso Tageslichtaufnahme? So intelligent ist die Kamera nicht. Die belichtet immer so, dass die Bildhelligkeit im Mittel 18% Grau entspricht. Entweder im ganzen Bild oder in dem jeweils eingestelltem Bereich (z. B. Mittenbetont, Spot).

Deswegen wird ein Bild auch zu dunkel, wenn viel Weiß im Bild ist und zu hell, wenn viel Schwarzes im Bild ist.

In der Dämmerung wird ein Bild auch nicht dunkler, die Kamera wird gerade das fehlende Licht durch eine längere Belichtungszeit/höhere ISO/größere Blende ausgleichen.

 

[01af]

Erhalte ich immer [...] die gleiche Belichtung, wenn ich ein Foto mit

1/500 , f/5,6 , ISO 200/24°

statt

1/500, f/4, ISO 100/21°

aufnehme?

Ja. Wird der ISO-Wert halbiert (genauer: der ASA-Wert halbiert oder der DIN-Wert um drei reduziert), so muß die Blende um eine Stufe geöffnet oder die Belichtungszeit verdoppelt werden, um die gleiche Belichtung zu erhalten.

Woher weiß die Belichtungsmessung einer Kamera, daß es sich um eine Tageslichtaufnahme handelt, wenn ein starkes ND-Filter aufgeschraubt wird?

Sie weiß es nicht.

Das heißt, warum wird das Bild korrekt belichtet, wie am Tag ohne Filter?

Warum nicht? Es ist doch nur etwas dunkler, also wird entsprechend länger belichtet – und dann kommt dieselbe Belichtung heraus wie ohne Filter bei entsprechend kürzerer Belichtung.

Stattdessen könnte die Kamera der Meinung sein, es handele sich um eine dunkle Abendaufnahme, was zu einem dunklem Bild führen würde.

Ach so – du glaubst, Aufnahmen in der Dämmerung würden automatisch dunkler!? Wohl noch niemals am Abend Fotos gemacht, wie?

 

[messenger]

Dynamik macht schon einen Unterschied:

1/500 mit f/4 läßt doppelt so viel Licht auf den Sensor fallen als bei 1/500 mit f/5,6. Und entsprechend brennen die hellen Bereiche auch zwangsläufig früher aus, die Pixel laufen über....( der Sensor kennt keine verschiedenen Empfindlichkeiten, unterschiedliche ISOs entstehen erst bei der Signalverarbeitung)

Dafür bekommst du zum Ausgleich noch eine differenzierte Schattenzeichnung auf dem Sensor, die bei f/5,6 zu wenig Licht anbietet, die Unterschiede darzustellen.

Gruß messi

 

[Callophris]

AW: Re: Verständnisfrage ISO

Ach so – du glaubst, Aufnahmen in der Dämmerung würden automatisch dunkler!? Wohl noch niemals am Abend Fotos gemacht, wie?

Doch schon, aber irgendwie verstehe ich den Unterschied noch nicht zwischen
Nachtaufnahme (wenig Licht vorhanden und dementsprechend wird lange belichtet) und einer Tageslichtaufnahme, bei der mit ND Filter ca. genau so wenig Licht der Kamera vorgegaukelt wird und ebenfalls länger belichtet wird. Dennoch erscheint das Bild im Fall 2 taghell

1/500 mit f/4 läßt doppelt so viel Licht auf den Sensor fallen als bei 1/500 mit f/5,6. Und entsprechend brennen die hellen Bereiche auch zwangsläufig früher aus, die Pixel laufen über....

Also ist die Belichtung doch in der Tat eine etwas andere. Verstehe ich es richtig, dass mit höherer ISO Schatten heller wirken?

 

[kirschm]

AW: Re: Verständnisfrage ISO

Doch schon, aber irgendwie verstehe ich den Unterschied noch nicht zwischen
Nachtaufnahme (wenig Licht vorhanden und dementsprechend wird lange belichtet) und einer Tageslichtaufnahme, bei der mit ND Filter ca. genau so wenig Licht der Kamera vorgegaukelt wird und ebenfalls länger belichtet wird. Dennoch erscheint das Bild im Fall 2 taghell
?

Nachts gibt es ja auch keine 'vergleichbare Sonne/Restbeleuchtung', die eine Nachtaufnahme einigermassen gleichmässig (so wie Sonne oder Abendhimmel) 'ausleuchten' (gerne auch deutlich schwächer als tagsüber/abends) könnte... wäre jetzt meine 'Erklärung'... wohl nicht so gut?