Wie entsteht ISO-Rauschen?

Warum produzieren so viele „Normalverbraucher”-Digitalkameras Fotos mit Rauschen bei höheren ISO-Einstellungen, während professionelle (teure) Modelle dies nicht (oder zumindest in viel geringerem Ausmaß) tun?

Höhere ISO-Einstellungen sind eine wichtige Option (leider oft die einzige), wenn Du Fotos bei schlechten Lichtverhältnissen oder bei schneller Bewegung aufnehmen möchtest. Die meisten professionellen Spiegelreflexkameras erzeugen bei solchen Bedingungen bessere Fotos (weniger oder gar kein Rauschen). Um das ISO-Rauschen besser zu verstehen, folgt hier ein kleiner Ausflug in die Theorie.

ISO-Rauschen war schon bei der analogen Fotografie bekannt. Dort nennt man das Phänomen nur anders, nämlich Körnung. Anstatt eines herkömmlichen Films verwenden Digitalkameras einen CCD Chip zur Speicherung der Bildinformationen. Ein CCD besteht aus Tausenden von winzigen lichtempfindlichen Dioden, welche auf einem Sensor untergebracht sind. Trifft nun Licht auf eine dieser lichtempfindlichen Dioden, wird dieses in elektrische Spannung umgewandelt. Je heller es ist, umso mehr Spannung wird aufgebaut. Soweit ist alles noch ok.

Allerdings herrscht auf dem CCD auch eine dauerhafte Grundspannung, welche zum Problem werden kann. Normalerweise „überdeckt” das Tageslicht diese Grundspannung, zunehmende Dunkelheit macht sie aber sichtbar. Das geschieht insbesondere dann, wenn mit ISO 800 (oder höher) der CCD nachts auf volle Leistung geschaltet wird. In dieser hochsensiblen Einstellung soll er jedes noch so schwache Signal weitergeben. Leider fällt darunter auch die Grundspannung.

Ein kurzer Vergleich aus dem Leben …
Nehmen wir an, Du sitzt im Kaffeehaus und unterhältst Dich mit Deiner Freundin/Deinem Freund. Dann entsprechen Eure Worte dem Licht beim Fotografieren, das auf den Sensor trifft. Ein im Hintergrund spielender Pianist entspricht der Grundspannung, welche gefiltert werden muss.

Derselbe Effekt stellt sich bei einer Langzeitaufnahme ein. Der Nachthimmel liefert kaum Bildinformationen, doch durch die lange Dauer der Aufnahme meldet der CCD wiederholt, dass er unter Spannung steht und schon sind bunte Pixel (ISO-Rauschen) am Foto zu sehen. ISO-Rauschen tritt weiters vermehrt auf, wenn sich die Kamera erwärmt. Auch in diesem Fall steigt die Spannung an, die wiederum in Form von Bildpunkten interpretiert wird.

Besonders bemerkbar macht sich dieser Effekt leider in den dunklen Bereichen des Fotos. Dort ist das Rauschen deutlich stärker zu sehen, als in den hellen Bereichen.

Dieses Problem wird jedoch bald (hoffentlich) behoben sein. Die Digitalkameratechnologie wird ständig verbessert und gleichzeitig auch erschwinglicher. Es wird also nicht mehr lange dauern, bis die teure professionelle Kamera von heute qualitätsmäßig zur durchschnittlichen Verbraucherkamera von morgen wird.

Nach obenWie kann ich Bildrauschen vermeiden?

Dein richtiger Umgang mit den Kameraeinstellungen minimiert die Gefahr von Bildrauschen. Der Automatikmodus Deiner Kamera ist etwas Feines. Kaum ist wenig Licht vorhanden, erhöht die Kamera die ISO-Zahl und vermindert so die Verwacklungsgefahr. Besser wäre in so einem Fall, Du verwendest ein Stativ (oder legst die Kamera auf einen stabilen Untergrund), schaltest die Automatik aus und wählst eine längere Belichtungszeit mit geringerer ISO-Zahl.

Da höhere Temperaturen des Sensors zu stärkerem Rauschen führen, solltest Du die Betriebstemperatur Deiner Kamera möglichst kühl halten. Klar, dies ist nur in geringem Umfang selbst beeinflussbar. „Die Kamera nicht in der Sonne bzw. auf einer Heizung liegen lassen” wird Dir sicher bekannt sein. Aber auch eine möglichst kurze Abschaltzeit hilft, Deine Kamera kühl zu halten. Denn der Stromfluss bei aufnahmebereiter Kamera erzeugt noch genug Wärme, um im Sensor den Dunkelstrom ansteigen zu lassen und so den Sensor zu erwärmen.

Schon beim Kauf Deiner nächsten Kamera kannst Du durch die Wahl CCD- oder CMOS-Sensor Einfluss auf das zukünftige Rauschverhalten nehmen. CMOS-Sensoren benötigen weniger Strom. Dadurch fällt auch das Rauschen durch die Sensorerwärmung weniger stark aus.

Nach obenBis zu welcher ISO Einstellung kann ich gut fotografieren?

Da die unterschiedlichen Kamerahersteller die Signalverstärkung unterschiedlich lösen ist es schwierig, Dir allgemein gültige Angaben über sichere ISO Werte zu geben, bei denen das Bildrauschen noch akzeptabel ist.

Mache am besten mit Deiner Kamera ein paar Testaufnahmen (natürlich mit unterschiedlichen ISO Werten) und überprüfe die Fotos am PC bei starker Vergrößerung. So findest Du am einfachsten heraus, bei welchem ISO Wert sich das Bildrauschen noch in Grenzen hält und bei welchem Wert das Rauschen für Dich inakzeptabel wird.

Grundsätzlich: Die besten und rauschärmsten Ergebnisse erzielst Du mit der fest eingestellten klein(st)en ISO-Zahl!

Nach obenChrominanzrauschen und Luminanzrauschen - Was ist denn das wieder?

Helligkeitsfehler werden unter dem Begriff Luminanzrauschen - Farbfehler unter dem Begriff Chrominanzrauschen zusammengefasst.

Nach obenWieso lese ich immer wieder „ISO-Geschwindigkeit”? Was hat das mit „Geschwindigkeit” zu tun?

Dies kommt sehr sicher aus der Übersetzung aus dem Englischen. Dort spricht man von „ISO Speed” oder auch „Film Speed”. Das kommt daher, dass die Kamera bei höheren ISO-Einstellungen kürzere Verschlusszeiten benötigt, also schneller wird. So spricht man im Englischen auch von „fast glass”, wenn man ein Objektiv mit hoher Lichtstärke meint.

Nach obenIch habe aber heute „verrauschte” Fotos. Was nun?

Leider ist mir nicht bekannt, wie Du diesen Effekt komplett vermeiden kannst. Es gibt aber einige Programme (wie z.B. ACDSee, NeatImage, Akvis Noise Buster, Noise Ninja oder NoiseRemove) im Handel, welche das ISO-Rauschen auf Deinen Fotos (stark) mildern. Diese Lösungen sind vielleicht nicht ganz perfekt, geben Dir jedoch die Möglichkeit, die ISO-Einstellungen Deiner Kamera voll zu nutzen bis zu dem Zeitpunkt, zu welchem Du Dir vielleicht eine neuere, verbesserte Kamera kaufen wirst.

Nach obenWann wird das Bildrauschen größer?

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Nach obenBisher gibt es für diese Seite 13 Kommentare

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Hans-Georg Alter
schrieb am 28. Juni 2007

ausgezeichnete Information, sachlich, detailliert und dennoch gut verständlich. Die Info war mir wichtig - Danke (werde jetzt auch noch deine anderen Links zum Thema lesen). Freundliche Grüße - HGA

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e.
schrieb am 10. Juli 2007

sehr gut, vielen lieben dank!

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Hans-Joachim Willems (E-Mail-Adresse bekannt)
schrieb am 15. Februar 2008

Guter, informativer Artikel; vielleicht sollte erwähnt werden, dass es Digicams mit CCD-Sensor gibt, die F10, F30 ... von Fujifilm, die das Rauschen im Griff haben. Ich fotografiere seit ca. einem Jahr mit der F30, mache oft Aufnahmen bei Jazzkonzerten (unter 800 ASA läuft da nichts) und bin begeistert von den, bei richtiger Handhabung, völlig rauschfreie Ergebnisse bis hin zu 1600 ASA.
LG HJW

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Philo
schrieb am 25. April 2009

Danke für die hilfreichen Tipps!
habe es gleich ausprobiert und hervorragende Ergebnisse bekommen!

 

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Christian (E-Mail-Adresse bekannt)
schrieb am 3. Juni 2009

Super Info
Da braucht man sich kein teures Buch kaufen.
mfg Christian

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Uli (E-Mail-Adresse bekannt)
schrieb am 2. Juli 2009

Danke! Super, um mal eben nachzulesen und zu verstehen.

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Steffen (E-Mail-Adresse bekannt)
schrieb am 29. Oktober 2009

Herzlichen Dank für die äußerst plausible Erklärung. Keine Fragen mehr offen.

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Thomas Scorna (E-Mail-Adresse bekannt)
schrieb am 23. Jänner 2010

Bin nur ein Gelegenheits- oder Urlaubsfotograf. Sogar für meine S85 von Samsung, die viele manuelle Einstellmöglichkeiten hat, habe ich nun etwas mehr Ahnung, wie man die Besten Fotos aus ihr herausholt. Sehr verständlich!

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Henrik
schrieb am 15. April 2010

Danke für deine kompetenten und sachlichen Informationen! Dein Beitrag hat mir SEHR geholfen! weiter so ;-)

 

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RUHRPOTTLAR (E-Mail-Adresse bekannt)
schrieb am 3. September 2010

Super Erklärt
Mir als Foto neuling Laie,
hat es ebenfalls gut geholfen.
Spitze weiter so.

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Bruno Forstner (E-Mail-Adresse bekannt)
schrieb am 19. Oktober 2011

Prima, wenn einem ein Fachmann mal etwas so erklärt, dass es auch der Laie versteht und umsetzen kann.
Besten Dank für diese vorbildliche Information.

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Elisabeth (E-Mail-Adresse bekannt)
schrieb am 12. Dezember 2013

Vielen Dank für den Artikel. Bin Neuling in der Fotografie und muss noch viel lernen. Alles bisher super verständlich erklärt.

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Theo
schrieb am 26. September 2017

Danke für die vielen Tipps. Ich habe rine Coolpix Kamera, welche meine Handykamera vom Windows Lumia XL ersetzen soll. Das Problem mit dem Bildrauschen habe ich aber erst dort bekommen, obwohl eine "richtige" Kamera Ja bekanntlich immer besser sein soll :-(

 

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