ISO-Empfindlichkeit und Dual-ISO im Smartphone: Ist das wichtig?

Wie wir Euch schon in unserem ultimativen Guide zum Kauf eines möglichst guten Kamera-Handys empfohlen haben: Vergesst die ISO-Empfindlichkeit bei Eurem Smartphone. Der Wert spielt außerhalb der Marketing-Kommunikation keine Rolle.

Inhalt:

1. Was ist ISO-Empfindlichkeit überhaupt?
2. Und was ist ISO-Empfindlichkeit beim Handy?
   1. Was bedeutet nun ISO 409.600?
   2. ISO-Werte und Computational Photography
3. Was ist Dual-ISO-Empfindlichkeit?

Weil der Wert aber dennoch immer wieder auftaucht, sei es im Pro-Modus oder eben in diversen Datenblättern, möchten wir Euch an dieser Stelle ein für alle mal für die ISO-Empfindlichkeit wappnen – und zwar aus Smartphone-Sicht.

Was ist ISO-Empfindlichkeit überhaupt?

Story Time: Die ISO-Empfindlichkeit stammt aus den Zeiten der analogen Fotografie. Auf dem Film-Trägermaterial war eine Schicht aus Silberhalogenid-Kristallen angebracht. Einfallendes Licht verwandelt die empfindlichen Silberverbindungen in elementares Silber und hält die entsprechenden Bildbereiche so auf dem Film fest.

Je größer diese Kristalle auf dem Film, desto empfindlicher für Licht sind sie – und somit besser geeignet für schlechte Lichtverhältnisse. Allerdings bedeuten größere Kristalle auch weniger Auflösung. Die Bilder werden grobkörnig. Das habt Ihr sicherlich schon einmal bei alten Analogfotos beobachtet.

Bevor die internationale Standardisierung auch die Fotografie erreichte, gab es für die Empfindlichkeit eines Films allerlei Namen und Einheiten, beispielsweise ASA, DIN oder GOST.

Bevor wir zur ISO-Empfindlichkeit beim Smartphone kommen, noch ein Hinweis: Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht, Euch alle Details rund um Eure Smartphone-Kamera zu erklären. Hier findet Ihr einen Überblick:

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• Exmor, Isocell & Co: Darum ist der Bildsensor im Smartphone so wichtig!
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Was ist ISO-Empfindlichkeit beim Handy?

Das Zeitalter der digitalen Kameras hat das analoge Filmkorn gegen Pixel aus Silizium eingetauscht. Das lichtempfindliche Material wandelt eintreffende Lichtteilchen in Spannung um. Je mehr Licht, desto höher die Spannung. Dieses analoge Signal läuft bei den CMOS-Sensoren dann zunächst durch einen analogen Verstärker. 

Von den Pixeln selbst und dem Gain dieses analogen Hardware-Verstärkers hängt nun die ISO-Empfindlichkeit des Sensors ab. Und wie beim analogen Filmkorn auf dem gerade eingelegten Trägermaterial gibt es auch in der gegenwärtigen Digitalfotografie keine Möglichkeit, das „digitale Filmkorn“ auszutauschen und die ISO-Empfindlichkeit des Sensors zu verändern. Zu einer Ausnahme kommen wir später.

Nach dem ersten analogen Verstärker kommt unser Bildsignal nun in einen Analog-Digital-Wandler, der – der Name verrät's – das Signal digitalisiert. Ab hier greift die Magie der Computational Photography und kombiniert die Bildinformationen mit denen weiterer Fotos, reduziert das Rauschen, bäckt den Weißabgleich ein, hellt dunkle und dunkelt helle Bereiche ab und so weiter. Das Ergebnis landet dann als JPEG-Datei im Speicher Eures Smartphones.

„Ich kann aber im Pro-Modus die ISO-Empfindlichkeit einstellen!“, höre ich Euch sagen. Stimmt, aber das Einstellen des ISO-Wertes, wie Ihr es vom manuellen Modus Eures Smartphones oder Eurer Spiegelreflexkamera kennt, ändert nicht die Empfindlichkeit des Sensors. Die hier eingestellten ISO-Werte ändern – vereinfacht gesagt – nur den Gain, also quasi die Helligkeitseinstellung in der Bildverarbeitung hinter dem Analog-Digital-Wandler Eures Bildsensors. Das geschieht also, nachdem das Foto eigentlich schon aufgenommen wurde. 

Was bedeutet nun ISO 409.600?

Eine irrsinnig hohe Empfindlichkeit wie ISO 409.600 bedeutet nun lediglich, dass der Hersteller hier eine starke Helligkeitsverstärkung per Software erlaubt, die in dieser Größenordnung schon bei Vollformat-Kameras nur zweifelhaften Nutzen hat. Eine halbe Million ISO bei Smartphones? Wenig sinnvoll.

Und genau hier steckt nun auch die Antwort, warum die Canon EOS 5D Mark IV „nur“ ISO 102.400 kann und das Huawei P40 Pro ISO 409.600. Canons Marketingabteilung ist erstens weniger dreist und adressiert zweitens eine kameraaffinere Zielgruppe, der man – pardon my french – nicht jeden Scheiß andrehen kann.

ISO-Werte und Computational Photography

Beim Huawei P40 Pro+ lassen sich tatsächlich die ISO 409.600 im Pro-Modus auch händisch anwählen. RAW-Bilder aber gibt's nur bis ISO 6400. Das riecht nach (übrigens grundsätzlich völlig legitimen) Software-Tricks, die dann irgendwie ein ISO-409.600-Äquivalent liefern mögen. Aber kann man das dann noch „ISO“ nennen und damit werben?

Moderne Smartphones schießen nämlich beim Druck auf den Auslöser meist nicht mehr nur ein Bild. Gerade bei kontrastreichen Motiven oder schlechten Lichtverhältnissen sind es auch mal mehr als ein Dutzend Fotos, die zu einer Aufnahme verwurstet werden. Am Ende spielt es für den Nutzer keine Rolle, welcher Gain irgendwo zwischen Analog-Digital-Wandler und JPEG-Kompressor mal angesetzt wurde. Hauptsache hell, Hauptsache rauschfrei, ISO egal.

Und vor allem: Die ISO-Empfindlichkeit ist ein Maß für eine bestimmte Lichtausbeute. Über die Bildqualität sagt sie rein gar nichts aus – sondern bestenfalls noch etwas über das Selbstvertrauen des Herstellers, dass die Ergebnisse beim maximalen ISO-Äquivalent-Wert irgendwie noch gut genug sind für die Kundschaft. Der Zusammenhang zwischen höchstem ISO-Wert im Datenblatt und der Bildqualität bei wenig Licht ist nämlich genau: Null.

Was ist Dual-ISO-Empfindlichkeit?

Wie gesagt: Ob analoger oder digitaler Film: Es gibt stets eine „fest eingebackene“ Empfindlichkeit. Mit einer Ausnahme:. Denn manche, sogenannte Dual-ISO-Sensoren haben tatsächlich zwei verschiedene Hardware-Empfindlichkeiten. Die Hersteller erreichen dies durch eine zusätzliche analoge Gain-Schleife im Sensor vor dem Analog-Digital-Wandler.

Die Folge sind selbst für Kamera-Profis wenig intuitive Entwicklungen, was die Bildqualität bei verschiedenen ISO-Werten angeht. Bei Smartphone ist das Potenzial jedoch groß, dem Nutzer das Denken abzunehmen und die Veränderungen im Dynamikbereich bei den Highlights und Schatten geschickt für einen höheren Dynamikumfang auszunutzen.

Blackmagic geht sehr transparent mit dem Dynamikumfang seiner Pocket Cinema 4K um. Ab ISO 1000 schaltet die Kamera um von niedrig auf hoch. Das vom Hersteller ausgegebene Diagramm zeigt, dass ein Anpassen der ISO-Werte innerhalb der niedrigen oder hohen Einstellung nicht den Dynamikbereich, sondern lediglich den Graupunkt (in der Grafik der Übergang zwischen Blass- und Dunkelgelb) verschiebt. Das bedeutet letztendlich nur eine Umverteilung der Bildinformationen, während der Dynamikumfang selbst konstant bleibt. 

Diese Dual-ISO-Option ist nun spannend wie kontraintuitiv. ISO 1000 ist bei der Blackmagic Pocket Cinema 4K besser dazu geeignet, Motive mit vielen hellen Details abzubilden. Das erkennt Ihr daran, dass im helleren Spektrum oberhalb des 18-Prozent-Neutral-Graupunkts sind einfach viel mehr Informationen vorhanden sind. Folglich ist die Detailwiedergabe für helle Details bei ISO 1000 mit 6,8 gegenüber 3,5 Lichtwerten Umfang deutlich besser als bei ISO 100.

Gleichzeitig sehen wir aus dem Diagramm auch, dass sich ISO 100 eigentlich deutlich besser für Nachtszenen eignet – oder für Low-Key-Aufnahmen, bei denen sich die Szene überwiegend aus dunklen Bereichen zusammensetzt. Nachdem ISO 100 (Filmsets außen vor) für Low-Key-Aufnahmen meist unpraktisch ist, stellt die höhere Empfindlichkeit eines Dual-ISO-Sensors hier eine spannende Option dar – hier springt nämlich der Graupunkt im Dynamikbereich wieder schlagartig nach oben.

Was wir gemeinhin als ISO-Empfindlichkeit verstehen, rührt von einem stark hinkenden Vergleich zur analogen Fotografie her, der aber mehr und mehr an Sustanz verliert. Im Zeitalter der Computational Photography hat die ISO-Empfindlichkeit ähnlich viel Relevanz wie ein Choke im Tesla Model 3. 

Fazit

Long Story Short: Während sie schon immer wenig aussagekräftig war für die Qualität einer Kamera, könnt Ihr die ISO-Empfindlichkeit bei Smartphones in den Zeiten der Computational Photography nun wirklich endgültig vergessen. Sie sagt wirklich nichts darüber aus, wie gut eine bestimmte Kamera bei wenig Licht arbeitet.

Anders dagegen könnte es bei Dual-ISO-Sensoren aussehen, die zu recht bei professionellen Highend-Kameras eingesetzt werden. Das Oppo Find X2 Pro hat mit dem IMX689 den ersten mir bekannten Sensor mit dieser Eigenschaft verbaut. Allerdings wollte es mir im Test nicht gelingen, das oben beschriebene, für Dual-ISO-Sensoren charakteristische Verhalten beim Find X2 Pro zu provozieren.

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