Der physikalische Mechanismus zum Umschalten der nativen Basis-ISO- und dualen nativen Empfindlichkeitsschaltkreise (Dual Native ISO) des Sensors

1. Physikalisches Dilemma und verstärktes Rauschen einer einzelnen nativen ISO

In einem herkömmlichen digitalen Sensor wandelt eine Einzelpixel-Fotodiode Photonen in elektrische Ladung (ein schwaches analoges Spannungssignal) um.

• Analogverstärkung: Wenn Sie die Empfindlichkeit von ISO 100 auf ISO 1600 erhöhen, wird der physische Sensor nicht empfindlicher. Stattdessen wird das ursprünglich schwache elektrische Signal durch einen einzigen Operationsverstärker 16-fach linear verstärkt.
• Fatales Nebenprodukt: Während das schwache Lichtsignal verstärkt wird, wird auch das ursprünglich extrem schwache thermische Hintergrundrauschen des Schaltungssystems um das 16-fache verstärkt, was dazu führt, dass das Bild bei hohen ISO-Werten vollständig von dichtem, buntem Rauschen verschluckt wird.

2. Die elektronische Revolution von Dual Native ISO/Double Conversion Gain DCG

Moderne, von hinten beleuchtete Hochleistungs-CMOS (z. B. Sony A7S III, FX3, Panasonic S5II, BMPCC 6K) haben zwei völlig unabhängige physische analoge Verstärkungskanäle (Doppelwandlungs-Verstärkungskondensatoren) in der Ausleseschaltung jeder winzigen Pixeleinheit entwickelt:

1. Referenzschaltung für niedrige Umwandlungsverstärkung (LCG – Low Conversion Gain):

• Durch die Verwendung von Kondensatoren mit großer Kapazität verfügt es über eine enorme Full-Well-Kapazität (Full Well Capacity) und ist speziell für die Bewältigung starker Lichtumgebungen konzipiert (z. B. Erster nativer Benchmark ISO 640 / S-Log3). Der Dynamikbereich ist extrem hoch und die Widerstandsfähigkeit gegenüber Glanzlichteffekten ist extrem hoch.

2. Referenzschaltung für hohe Umwandlungsverstärkung (HCG – High Conversion Gain):

• Wenn die Empfindlichkeit einen kritischen Schaltschwellenwert erreicht (z. B. Zweiter nativer Benchmark ISO 12800), wird der Halbleiter-Mikroschalter im Sensor sofort ausgelöst und das Signal an eine brandneue, spezielle hochempfindliche Verstärkungsschaltung mit extrem hoher Empfindlichkeit und extrem niedriger parasitärer Kapazität weitergeleitet!
• Schockierendes tatsächliches Messwunder: Im S-Log3-Modus ist das Rauschen in den dunklen Bereichen bei ISO 10000 äußerst gravierend; Wenn Sie die Empfindlichkeit jedoch aktiv um eine Stufe auf ISO 12800 erhöhen, springt die interne Schaltung auf die zweite native Referenz und das Rauschen im Hintergrund des Bildes verschwindet augenblicklich spurlos und die Reinheit entspricht genau der Basis-ISO 640!

3. Regeln zur Vermeidung von Fallstricken in der besten Position für die praktische Fotografie

• Vermeiden Sie immer Aufnahmen bei „einer Blende vor dem zweiten nativen Umschaltpunkt“: Wenn der duale native Umschaltpunkt Ihrer Kamera bei ISO 2500 liegt, dann ist ISO 2000 der schlechteste Tiefpunkt des Signal-Rausch-Verhältnisses der gesamten Kamera! Es ist besser, den ISO-Wert proaktiv auf 2500 einzustellen, als bei 2000 zu bleiben.
• Dual-Gain-Mechanismus in der Fotofotografie (Sony Dual Gain): Bei Gehäusen mit hoher Pixelzahl wie der Sony A7R5 und der Nikon Z8 wird statisches RAW zwar nicht als Dual Native ISO bezeichnet, die unterste Ebene verbirgt jedoch genau dieselbe Dual-Gain-Logik (beispielsweise springt sie bei ISO 320 oder 500 automatisch in den High-Gain-Modus und der Dynamikbereich erholt sich plötzlich). Für die genaue Positionierung können Fotografen das Whitepaper zur Sensormessung heranziehen.

---