Native ISO / Base ISO

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Base ISO (auch Native ISO) ist die Empfindlichkeits-Einstellung, bei der ein Kamera-Sensor optimal arbeitet - mit dem besten Signal-to-Noise Ratio und maximaler Dynamikumfang ohne elektronische Verstärkung.

Definition

Base ISO (auch Native ISO genannt) ist die ISO-Empfindlichkeits-Einstellung, bei der ein Kamera-Sensor optimal arbeitet, ohne elektronische Verstärkung oder Verstärkungsverlust. Bei Base ISO erreicht der Sensor:

Maximaler Signal-to-Noise Ratio (SNR)
Maximaler Dynamikumfang
Minimales Rauschen
Beste Farb-Fidelität

Unter Base ISO: Elektronische Abschwächung (Verlust von Highlights/Details)
Über Base ISO: Elektronische Verstärkung (erhöhtes Rauschen)

Physikalisches Prinzip

Wie ISO funktioniert

Photonen-zu-Signal Konvertierung:

┌─────────────────────────────────┐
│ 1. Licht trifft Sensor │ Gleichmäßig für alle ISO
├─────────────────────────────────┤
│ 2. Photodiode → Electrons │ Gleichmäßig für alle ISO
├─────────────────────────────────┤
│ 3. Elektronische Verstärkung │ HERE ISO makes difference
│ (Gain Application) │
├─────────────────────────────────┤
│ 4. Analog-Digital Konvertierung │ Varying SNR
├─────────────────────────────────┤
│ 5. Output Signal (Low/High Gain)│ Result of ISO
└─────────────────────────────────┘

Verstärkungs-Mechanismus

Base ISO (z.B. ISO 160):
 Sensor Gain: 0dB (keine Verstärkung)
 
 Signal: 100 Units
 Noise: 5 Units
 SNR = 100/5 = 20:1 (Optimal)

Über Base ISO (z.B. ISO 320, +1 Stop):
 Sensor Gain: +6dB (Faktor 2)
 
 Signal: 100 × 2 = 200 Units
 Noise: 5 × 2 = 10 Units (Noise wird verstärkt!)
 SNR = 200/10 = 20:1 (Same)
 
 Aber: Noise ist jetzt sichtbar (10 statt 5)

Unter Base ISO (z.B. ISO 80, -1 Stop):
 Sensor Gain: -6dB (Faktor 0.5)
 
 Signal: 100 × 0.5 = 50 Units
 Noise: 5 × 0.5 = 2.5 Units
 SNR = 50/2.5 = 20:1 (Same)
 
 Aber: Signal verliert Detail (50 statt 100)

Technische Spezifikationen

Base ISO in modernen Kameras

Kamera	Base ISO	Sensor Type	Pixelgröße	Noise Floor
ARRI Alexa Mini	160	Super35	5.3µm	Very Low
ARRI Alexa 35	160	Super35	5.9µm	Very Low
RED Komodo	320	RED Dragon	4.9µm	Low
Sony FX30	100	APS-C	~2.4µm	Moderate
Canon R5C	100	Full Frame	~3µm	Moderate
Blackmagic URSA Mini	400	Super35	~6.5µm	Very Low

ISO vs. Light Level

Beleuchtungs-Requirements bei Base ISO:

ARRI Alexa Mini (ISO 160):
 Daytime Exterior (Sunny): Perfect
 Interior Day (Windows): Ideal
 Interior Night (Minimal Light): Underexposed
 
 → Braucht ~2000+ Lux für normale Exposition

Sony FX30 (ISO 100):
 Daytime Exterior (Sunny): Perfect
 Interior Day (Windows): Ideal
 Interior Night (Minimal Light): Underexposed
 
 → Braucht ~1500-2000 Lux für normale Exposition
 → 1.5x empfindlicher als ARRI (nur 1 Stop!)

RED Komodo (ISO 320):
 Daytime Exterior (Sunny): Perfect
 Interior Day (Windows): Ideal
 Interior Night (Minimal Light): Better
 
 → Braucht ~3000-4000 Lux für normale Exposition
 → 2x weniger empfindlich als ARRI
 → Für Night Scenes muss ISO erhöht werden

Base ISO in der Praxis

Licht-Planung

Base ISO bestimmt das Mindest-Licht-Budget:

Szene: Interior Drama (klassisch gelit)

ARRI Alexa Mini (ISO 160 Base):
 Target Lux: ~500-800 Lux für Key Light
 Fill Light: ~100-200 Lux (1:3 Ratio)
 Equipment: Standard Fresnels / Soft Lights
 Budget: Moderat
 
Sony FX30 (ISO 100 Base):
 Target Lux: ~300-500 Lux für Key Light
 Fill Light: ~75-150 Lux (1:3 Ratio)
 Equipment: Weniger Power nötig
 Budget: Günstiger
 
RED Komodo (ISO 320 Base):
 Target Lux: ~1000-1500 Lux für Key Light
 Fill Light: ~200-300 Lux (1:4 Ratio)
 Equipment: Stärkere Lichter nötig
 Budget: Teurer

Expositions-Strategie

Golden Rule: "Always shoot on Base ISO if possible"

Warum?
 1. Maximaler Dynamikumfang
 2. Minimales Rauschen
 3. Maximale Farb-Information
 4. Minimales Grading Rausch-Handling

Nur Abweichungen wenn:
 - Nicht genug Licht → ISO erhöhen
 - Zu viel Licht → ND Filter nutzen (nicht ISO senken!)
 - Low-Light Scene → ISO erhöhen (akzeptabel)

ND Filter vs. ISO-Reduktion

Szenario: Bright Day Exterior (Overexposed bei Base ISO)

Problem:
 ARRI Alexa Base ISO: 160
 Sonnenlicht um Mittag: Zu hell, würde überexponieren
 
Lösung 1: ND Filter (RICHTIG)
 - Apply ND4 Filter (2 Stops)
 - ISO bleibt 160 (Base)
 - Signal: Unvergändert, nur Licht reduziert
 - Resultat: Optimal, beste Bildqualität
 
Lösung 2: ISO senken (FALSCH)
 - ISO 160 → ISO 40 (4 Stops)
 - Kein Filter
 - Signal: Elektronisch abgeschwächt
 - Resultat: Highlights/Details gehen verloren
 
Faustregel: Nutze immer ND Filter statt ISO-Reduktion

ISO Ranges

Low ISO (Unter Base)

Elektronisch abgeschwächt, verliert Details:

ARRI Alexa: ISO 160 Base
 ISO 80: -1 Stop elektronisch reduziert
 ✗ Highlights clipping möglich
 ✗ Signal-Details verloren
 ✓ Aber: Rausch-Fußboden sinkt
 
 ISO 40: -2 Stops reduziert
 ✗ Signifikanter Detail-Verlust
 ✗ Nicht empfohlen

Native/Base ISO (Optimal)

ARRI Alexa: ISO 160 (Optimal)
 ✓ Maximales SNR
 ✓ Maximale DR
 ✓ Minimales Rauschen
 ✓ Beste Farben

Sony FX30: ISO 100 (Optimal)
 ✓ Maximales SNR
 ✓ Maximale DR
 ✓ Minimales Rauschen
 ✓ Beste Farben

High ISO (Über Base)

Elektronisch verstärkt, mehr Rauschen:

ARRI Alexa: ISO 160 Base
 ISO 320: +1 Stop elektronische Verstärkung
 ✓ 1 Stop mehr Licht-Empfindlichkeit
 ≈ Rausch erhöht sich minimal (fast imperceptible)
 ✓ Praktikabel für Low-Light
 
 ISO 640: +2 Stops
 ≈ Sichtbares Rauschen
 ≈ Farb-Details etwas degradiert
 ~ Noch akzeptabel für Night Scenes
 
 ISO 1280: +3 Stops
 ✗ Deutliches Rauschen
 ✗ Farben degradiert
 ✗ Nur für emergency Low-Light

Base ISO und Sensor-Größe

Interessanterweise: Größere Sensoren haben höhere Base ISO

Grund: Pixelgröße und Photoelectric Conversion Efficiency

ARRI Alexa Mini (Super35, 5.3µm Pixel):
 Base ISO: 160
 Grund: 5.3µm Pixel groß = viele Photonen pro Pixel

Sony FX30 (APS-C, ~2.4µm Pixel):
 Base ISO: 100
 Grund: Kleinere Pixel = weniger Photonen
 Physikalisch weniger effizient
 Aber: Elektronik ist sehr gut, daher ähnlicher SNR

RED Monstro (Large Format, ~4.9µm Pixel):
 Base ISO: 320
 Grund: 4.9µm Pixel, aber sehr optimierte Elektronik

Faustregel:
 Größere Pixel → Höhere Base ISO (Regel bestätigt)
 Aber: Moderne Elektronik kann Unterschiede kompensieren

Extended ISO und Dual Native ISO

Erweitertes ISO (Extended ISO)

ARRI Alexa 35:
 Base ISO: 160
 Extended ISO Options:
 - 40: -2 Stops (Highlights Priority)
 - 80: -1 Stop
 - 160: Base
 - 320: +1 Stop
 - 640: +2 Stops
 
Nutzung:
 - 40 oder 80: Sehr helles Licht (Schnee, Wasser)
 - 320 oder 640: Very Low Light

Aber: Außerhalb Base ISO ist die Qualität kompromittiert

Dual Native ISO (Spezialfall)

Manche Kameras haben zwei Native ISOs:

Sony FX30:
 Native ISO 1: 100 (Standard)
 Native ISO 2: 3200 (Dual Native!)
 
Bedeutung:
 - ISO 100-1600: Normales Rauschen-Verhalten
 - ISO 3200: Zweiter Sweet Spot (optimale Elektronik)
 - ISO 1600-3200: Übergangsbereich (höheres Rauschen)
 - ISO 3200+: Normal High-ISO Rauschen
 
Praktisch:
 Für Low-Light: ISO 3200 nutzen (nicht 1600)
 Rauschen-Profile sind bei 3200 sauberer

Siehe auch

Dual Native ISO – Erweiterter Base ISO Ansatz
ISO Sensitivity – Grundlagen von ISO
Sensor Technology – Physik von ISO
Dynamic Range – Beeinflusst von Base ISO
ND Filter – Alternative zu ISO-Änderung
Exposure Metering – Praktische Nutzung von Base ISO

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