Warum kann die ISO-Stufe bei den meisten Digitalkameras nicht unter 80 eingestellt werden?

Es gibt zwei Möglichkeiten, die Basis des nativen ISO-Werts (die niedrigstmögliche Einstellung der Kamera) zu reduzieren. Einer besteht darin, den Sensor weniger effizient zu machen, sodass weniger des einfallenden Lichts erfasst wird. Es ist leicht zu sehen, wie dies die Empfindlichkeit verringert. Wie bereits in anderen Antworten erwähnt, wäre dies jedoch nur für die Minderheit von Nutzen, die regelmäßig feststellen, dass sie zu viel Licht haben, während die Mehrheit der Fotografen größtenteils mit zu wenig Licht zu kämpfen hat!

Es gibt jedoch eine andere Möglichkeit, die Basis-ISO zu reduzieren, nämlich die Kapazität jedes Pixels (als Vertiefungstiefe bezeichnet) zu erhöhen, damit es mehr Ladung (und damit mehr Licht) speichern kann, bevor es gesättigt wird. Diese Methode hat einen echten Vorteil bei allen Empfindlichkeiten.

Es ist etwas schwieriger zu sehen, wie sich dies auf die Basis-ISO auswirkt, aber Sie müssen bedenken, dass alle Messwerte, die der Sensor erfasst, letztendlich entweder von der Kamera oder einer Person während der Rohkonvertierung auf den Bereich 0-255 abgebildet werden (oder 0-65536 für 16-Bit-Bilder). Stellen Sie sich zwei Sensoren A und B vor, A hat die doppelte Kapazität pro Pixel. Wenn Sie ein Bild mit A bei einer Verschlusszeit von 1/30 s aufnehmen, werden die Glanzlichter gerade abgeschnitten. Wenn Sie jetzt B verwenden, müssen Sie wegen der verringerten Kapazität 1/60 s verwenden - wenn Sie 1/30 s verwenden, würden Sie das Bild überbelichten.

Welche Werte auch immer die Sensoren am Sättigungspunkt aufzeichnen, sie werden immer noch auf 255 abgebildet, sehen also gleich aus. Angesichts der Tatsache, dass Sie mit B das gleiche Bild erhalten, aber mit der halben Belichtungszeit (bei sonst gleichen Bedingungen), bedeutet dies, dass B eine höhere Empfindlichkeit hat. Wenn die Basisempfindlichkeit von Kamera B ISO100 ist, dann ist die Basisempfindlichkeit von A ISO50.

Der Punkt bei all dem ist, dass es eine gute Sache ist, wenn Sie die Basis-ISO reduzieren können, indem Sie die Pixelkapazität erhöhen , da Sie dadurch weniger Rauschen und einen größeren Dynamikbereich haben. Um zu verstehen, warum das so ist, muss man sich erstmal von der Vorstellung verabschieden, dass eine Erhöhung der ISO-Einstellung das Rauschen erhöht, das stimmt einfach nicht, hier habe ich eine Antwort zu dem Thema geschrieben: Was ist „ISO“ bei einer Digitalkamera?

Die Kurzversion ist, dass Rauschen hauptsächlich durch Lichtmangel verursacht wird (je weniger Licht Sie haben, desto mehr zufällige Variationen der Photonenemission zeigen sich im Bild, siehe http://en.wikipedia.org/wiki/Shot_noise ), es passiert einfach dass, wenn Sie die ISO-Einstellung Ihrer Kamera erhöhen, andere Einstellungen geändert werden müssen, was dazu führt, dass Sie weniger Licht und mehr Schussrauschen erhalten. Es ist der Mangel an Licht, der das Rauschen erzeugt, nicht die Verstärkung des Signals.

Obwohl wir Verstärkung verwenden müssen, um ISO100 aus Kamera A herauszuholen, lassen wir dieselbe Lichtmenge ein wie Kamera B, die mit ISO100 fotografiert, und können daher denselben Rauschpegel erwarten! Kamera A ist also nicht schlechter, aber wir haben die Möglichkeit, auf ISO50 zu gehen, mehr Licht hereinzulassen und somit weniger Schussrauschen zu bekommen!

Wir haben auch die Möglichkeit, ISO50 zu verwenden, aber mit den gleichen Kameraeinstellungen, die B verwendet, um mit ISO100 zu fotografieren, lassen wir die gleiche Lichtmenge ein, sodass wir mit dem gleichen Rauschpegel rechnen können, aber wenn die Szene plötzlich heller wird B mit Clip das Signal, während A mit seiner extra tiefen Tiefe fortfährt und somit einen höheren Dynamikbereich hat.

Diese Beispiele sind eine Vereinfachung, es gibt andere Rauschquellen, aber im Allgemeinen kann es eine gute Sache sein, einen "weniger empfindlichen" Sensor zu haben. Es ist jedoch schwierig, tiefere Elektronenquellen zu konstruieren, weshalb Sie nicht sehen, dass Kameras unter ISO50 gehen. Sie sehen jedoch Unterschiede in der Tiefe, zum Beispiel ist der niedrigste ISO-Wert, der für den 35-mm-Sensor Canon 5D verfügbar ist, ISO50, während der APS-C-Sensor derselben Generation in der Canon 30D den niedrigsten ISO-Wert 100 hat. Dies liegt an der zusätzlichen Kapazität des größeren Pixel der 5D.

Wenn ein Hersteller das wollte, könnte er das tun.

Davon abgesehen haben alle Sensoren eine native Empfindlichkeit, normalerweise ISO 100, 160 oder 200. Gain wird verwendet, um höhere Empfindlichkeiten durch Multiplikation des Basissignals zu erreichen. Dies führt zu mehr Rauschen. Wenn also die Basis-ISO niedriger wäre, müssten Sie mehr Verstärkung verwenden, um höhere Empfindlichkeiten zu erreichen, und Sie würden mehr Rauschen erhalten.

Um niedrigere ISOs zu erhalten, ohne die Basiseinstellung zu ändern, teilen Sie im Grunde das Basissignal. Dadurch verringert sich der Dynamikumfang, weswegen ISOs unter 50 selten zu sehen sind. Würde man die Basis-ISO durch einen größeren Faktor dividieren, dann würde zu viel Dynamikumfang verloren gehen.

Schließlich gibt es nicht viel Grund, Sensoren mit geringerer Empfindlichkeit zu entwickeln, da es einfach ist, einen ND-Filter zu verwenden, um einfallendes Licht zu reduzieren, ohne den Dynamikbereich zu beeinträchtigen. Mehrere Kameras von Canon, Nikon und Fuji haben für diesen Effekt einen ND-Filter mit 2 oder 3 Stufen eingebaut. Bei einer DSLR können Sie ND-Filter mit variabler Stärke kaufen, was die Dinge sehr flexibel macht.

verstehe aber nicht, warum es so schwierig wäre, den Sensor lichtunempfindlicher zu machen?

Das ist fast kontraintuitiv zum Konzept der Fotografie, bei dem es schließlich um das Einfangen von Licht geht. Allerdings wird das CCD/CMOS einen natürlichen Boden für die Lichterfassung haben, so dass weniger als das das bewusste Verwerfen von Informationen erfordern wird, was im Allgemeinen wahrscheinlich nicht zur Zufriedenheit der Fotografen erfolgen wird . Software, die dies tun würde, wird immer ein Kompromiss zwischen verschiedenen Faktoren sein.

In jedem Fall gibt es, wie Itai feststellte, andere Möglichkeiten, Licht zu reduzieren. Sie können ND-Filter, kleinere Blenden, kürzere Verschlusszeiten usw. verwenden. Wenn Sie roh fotografieren, können Sie die Belichtung noch weiter manipulieren. Unter dem Strich lohnt es sich für die Hersteller wahrscheinlich nicht, unter ISO 80 zu gehen, sie interessieren sich viel mehr für das andere Ende der Bandbreite.

Nichts hindert den Firmware-Programmierer daran, niedrigere "ISO"-Werte zu implementieren, indem er mehrere Frames mittelt. Zum Beispiel, wenn die Basisempfindlichkeit auf "80 ISO" festgelegt wurde. "40 ISO" kann durch Mittelung zweier Frames implementiert werden.