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Astrofotografie, ISO-Invarianz, Dual Gain und Sony Alpha: Welcher ISO-Wert ist optimal?

Erstellt am 16.02.2024 von Hendrik


Die Astrofotografie fordert selbst modernen Kameras einiges ab: Wenig Licht führt zwangsläufig zu langen Belichtungszeiten und zur Notwendigkeit großer Blendenöffnungen bzw. lichtstarker Objektive.

Der ISO-Wert ist der dritte Parameter, mit dem auf die Bildhelligkeit Einfluss genommen werden kann. Im Gegensatz zur Blende und zur Belichtungszeit führt jedoch die Anhebung der ISO-Empfindlichkeit unweigerlich zu einer Qualitätsverschlechterung in Form von Bildrauschen.

Idealerweise sollte daher der ISO-Wert so niedrig wie möglich eingestellt werden, um das Bildrauschen einzudämmen. – Theoretisch jedenfalls, denn glücklicherweise verfügen u.a. nahezu alle moderneren Sony Alpha-Kameras über ISO-invariante Bildsensoren.

Was genau ist denn ein ISO-invarianter Kamera- bzw. Bildsensor?

Ein ISO-invarianter Kamerasensor bezieht sich auf die Fähigkeit eines Bildsensors, konsistente Bildqualität bei verschiedenen ISO-Empfindlichkeiten zu liefern. In der FotografieBei Amazon shoppen? Hier entlang...[Was ist das?Affiliate-Link] bezeichnet ISO die Lichtempfindlichkeit des Bildsensors (oder früher des Films). Ein ISO-invarianter Sensor kann mit unterschiedlichen ISO-Einstellungen umgehen, ohne dass dies zu extremem Rauschen oder Qualitätsverlust führt.

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Wenn ein Sensor ISO-invariant ist, bedeutet dies, dass wir (Astro-)Fotografen mehr Flexibilität bei der Belichtung haben. Man kann zum Beispiel ein Bild bei einer niedrigen ISO-Einstellung unterbelichten und es dann in der Nachbearbeitung aufhellen, ohne dass das Rauschen stark zunimmt – zumindest nicht stärker, als es durch Erhöhung des ISO-Werts der Fall gewesen wäre. Dies ermöglicht eine bessere Kontrolle über die Belichtung und den Dynamikumfang in der Nachbearbeitung.

Für die AstrofotografieBei Amazon shoppen? Hier entlang...[Was ist das?Affiliate-Link] ist das besonders wichtig, da man sich mit ISO-invariantem Sensor vor Ort keine allzu großen Gedanken mehr über die Wahl der richtigen ISO-Empfindlichkeit machen muss. – Mit einer kleinen Ausnahme, die aber großen Einfluss auf die Bildqualität haben kann. Doch dazu später mehr.

Das folgende Bild habe ich bspw. mit drei unterschiedlichen ISO-Werten gemacht und in der Nachbearbeitung die Helligkeit angeglichen:

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ISO-Invarianz am Beipspiel Sony Alpha 7 III (zum Beitrag…)

Auch bei genauerem Hinsehen und bei Vergrößerung des Bilds sind keinerlei Unterschiede zwischen den drei Aufnahmen zu erkennen.

q.e.d.

Ausgebrannte bzw. überbelichtete Stellen trotz ISO-Invarianz

Bisher fotografierte ich sowohl mit meiner Sony Alpha 6400Bei Amazon shoppen? Hier entlang...[Was ist das?Affiliate-Link] als auch mit der Alpha 7 III mit ISO-Werten zwischen 1600 und 3200. Wohlwissend, dass beide Kameras über ISO-invariante Sensoren verfügten.

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Das Problem dabei ist, dass insbesondere bei hellen Lichtquellen Stellen auf dem Bild durch eine zu hohe ISO-Empfindlichkeit und trotz ISO-invariantem Sensor ausbrennen können. Das betrifft weniger den Sternenhimmel, sondern vielmehr künstliche Beleuchtung im Vordergrund.

Die Bildinformationen sind dann unweigerlich verloren und lassen sich auch nicht mehr in der Nachbearbeitung retten.

Das bedeutet, dass trotz ISO-invariantem Sensor der ISO-Wert so niedrig wie möglich eingestellt werden sollte.

Das heißt jedoch wiederum NICHT, dass man den ISO-Wert einfach auf den niedrigst möglichen Wert von 100 einstellen sollte.

Warum das so ist, versuche ich im nächsten Abschnitt zu erklären.

Exkurs: Dual Gain-Sensoren

Der Begriff „Dual Gain“ im Zusammenhang mit ISO-Werten in der Fotografie bezieht sich auf eine Technologie, die heutzutage von einigen Kameraherstellern verwendet wird, um die Bildqualität bei verschiedenen Lichtverhältnissen zu verbessern. Insbesondere geht es dabei um die Reduzierung von Bildrauschen.

Höhere ISO-Werte ermöglichen es, bei schwachem Licht zu fotografieren, aber sie neigen auch dazu, mehr Bildrauschen zu erzeugen. Dual-Gain-Architekturen versuchen hingegen, dieses Dilemma zu bewältigen, indem sie zwei verschiedene Verstärkungsstufen für den Sensor bereitstellen.

In der Praxis bedeutet das, dass die KameraBei Amazon shoppen? Hier entlang...[Was ist das?Affiliate-Link] bei niedrigen ISO-Werten eine niedrigere Verstärkung verwendet, um ein sauberes Bild mit weniger Rauschen zu erzeugen. Bei höheren ISO-Werten wechselt die Kamera dann zu einer höheren Verstärkung, um die Bildhelligkeit zu steigern, wenn dies aufgrund der Lichtbedingungen erforderlich ist. Durch diesen Ansatz versucht man, die Bildqualität bzw. das Signal-Rausch-Verhältnis bei verschiedenen Lichtverhältnissen zu optimieren.

Jedoch verwenden nicht alle KamerasBei Amazon shoppen? Hier entlang...[Was ist das?Affiliate-Link] die Dual-Gain-Technologie. Verschiedene Hersteller können unterschiedliche Ansätze zur Rauschunterdrückung und ISO-Steuerung verfolgen. Daher ist es ratsam, die spezifischen technischen Eigenschaften einer Kamera zu überprüfen, um ein besseres Verständnis davon zu bekommen, wie sie mit ISO-Werten und Bildrauschen umgeht.


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Sony bspw. verbaut Dual Gain-Sensoren mit zwei unterschiedlichen Verstärkungsstufen bzw. meine beiden haben zumindest einen solchen. 😉

Bei dunklen Lichtverhältnissen, wie diese in der Regel bei der Astrofotografie vorherrschen, ist der beste ISO-Wert mit dem größten Dynamikumfang der niedrigste ISO-Wert der zweiten Verstärkungsstufe. Würde man den ISO-Wert bei dunklen Lichtverhältnissen höher als nötig erhöhen, würde man unnötigerweise den Dynamikumfang reduzieren und im schlimmsten Fall ausgebrannte / überbelichtete Stellen riskieren.

Bestimmung des richtigen ISO-Werts von Dual Gain-Sensoren

Soweit zu den Grundlagen. Doch wie bestimmt man den passenden ISO-Wert von Dual Gain-Sensoren?

Glücklicherweise gibt es hierfür Hilfe im Internet: Auf der Seite photonstophotos.com kannst Du Deine Kamera auswählen und den Dynamikbereich in Abhängigkeit vom ISO-Wert einsehen.

Sofern Deine Kamera über einen Dual-Gain-Sensor verfügt, findest Du den richtigen ISO-Wert im dargestellten Diagramm an derjenigen Stelle, an der der Dynamikumfang sprunghaft ansteigt:

Im Falle meiner Sony Alpha 7 III ist daher der richtige ISO-Wert 640:

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Beispiel Dual Gain für Sony Alpha 7 III (Quelle: photonstophotos.com)

Ich hätte angenommen, dass dieser Wert bei allen neueren Sony-Kameras identisch ist.

Wie ich jedoch herausgefunden habe, wäre für meine Alpha 6400Bei Amazon shoppen? Hier entlang...[Was ist das?Affiliate-Link] eine ISO-Empfindlichkeit von 400 passend und nicht etwa ISO 640, wie bei der Sony Alpha 7 III:

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Beispiel Dual Gain für Sony Alpha 6400 (Quelle: photonstophotos.com)

Wieder etwas gelernt! Denn bisher habe ich auch meine Alpha 6400Bei Amazon shoppen? Hier entlang...[Was ist das?Affiliate-Link] insbesondere bei der Deep Sky-Fotografie mit ISO 640 „betrieben“ und Dynamikumfang „verschenkt“. Beim nächsten Mal werde ich es daher auf einen Versuch mit dem niedrigeren Wert ankommen lassen.


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Aber Vorsicht: Es gibt auch ISO-invariante Sensoren mit nur einer einzigen Verstärkerstufe. Hier ist dann der o.g. „Knick“ im Diagramm nicht zu sehen und dann spielt die Wahl des ISO-Werts überhaupt keine Rolle mehr und man kann gleich mit ISO 100 ins Rennen gehen.

Ich hoffe, Du verstehst das Prinzip und kannst auf Basis der beiden vorangegangenen Beispiele den richtigen Wert für Deine Kamera ableiten!

Die Krux: Zu dunkle Fotos

Die Sache hat auch einen kleinen Haken: Vor Ort werden alle Bilder sehr dunkel ausfallen und auf dem Kameradisplay ist vermutlich in den meisten Fällen der Vordergrund nicht zu erkennen.

Ein wirkliches Problem ist das aber nicht, denn Du kannst bspw. einfach eine oder mehrere Testaufnahmen mit hohem ISO-Wert (bspw. 6400) machen, um die Bildkomposition zu erleichtern. Die eigentliche Aufnahme sollte dann natürlich mit dem oben ermittelten Wert erfolgen.

Fazit

Die Wahl des richtigen ISO-Werts ist vor allem bei der Astrofotografie entscheidend, um den Dynamikumfang zu maximieren und gleichzeitig ausgebrannte Stellen zu vermeiden.

Insbesondere bei ISO-invarianten Sensoren mit Dual-Gain-Architektur kann bzw. sollte der ISO-Wert auf den kleinsten Wert der zweiten Verstärkungsstufe eingestellt werden.

Ich hoffe, ich konnte Dir bei der Wahl des richtigen ISO-Werts für Deine Astrofotos weiterhelfen.


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2 Kommentare zu „Astrofotografie, ISO-Invarianz, Dual Gain und Sony Alpha: Welcher ISO-Wert ist optimal?“

  1. Danke sehr für den Hinweis.
    Das habe ich nämlich noch nicht gewusst.
    Meine A6600 und A7IV sind bei ISO 400 gleich.

    Viele Grüße

    Bernd

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