Native ISO / Base ISO

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

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