ISO-Empfindlichkeit und Bildrauschen

Level:Fortgeschritten
Anwendung:Praxis

ISO-Empfindlichkeit, Rauschen und Rauschunterdrückung sind Thema hier. Zunächst das Rauschen – was genau ist es, wie sieht es aus. Rauschunterdrückung kann es tatsächlich entfernen, oft sieht ein Foto danach aber nur wie auf andere Weise verunglückt aus.

Bildrauschen bei hohen ISO-Empfindlichkeiten

Rauschen bedeutet in der Digitalfotografie, dass Pixel zufällige Schwankungen in Helligkeit und Farbe haben. Es hat mehrere Ursachen, an dieser Stelle geht es um den Zusammenhang mit der ISO-Empfindlichkeit.

Eine höhere ISO-Empfindlichkeit führt zu höherem Bildrauschen. Man kann es mit einer Tonaufnahme vergleichen; wenn man ein leises Geräusch aufnimmt und dann bei der Wiedergabe die Lautstärke aufdreht, verstärkt man auch störende Nebengeräusche und Störsignale – es rauscht. Hohe ISO-Werte bedeuten, dass Signale vom Bildsensor deiner Kamera verstärkt werden, deshalb ist dieser Vergleich ganz treffend.

Rechts ein kleiner Ausschnitt eines praktisch rauschfreien Bildes mit ISO 100 und darunter der selber Auschnitt, mit sehr hoher ISO-Empfindlichkeit aufgenommen. Beides sind sehr kleine Ausschnitte, in 100% wiedergegeben, also 1 Pixel des Fotos = 1 Pixel hier auf dem Bildschirm.

Bei welchen ISO-Empfindlichkeiten das Rauschen wie stark zunimmt, ist kameraabhängig, deshalb habe ich mich bisher um die konkrete Angabe gedrückt. Kameras haben sich im Laufe der Jahre stark verbessert und auch die Sensorgröße spielt eine Rolle. Daher mache ich hier keine konkrete Angaben, bei welcher Empfindlichkeit das Rauschen wie deutlich zu sehen ist, es kann bei deiner Kamera sehr gut anders aussehen. Aber der Vollständigkeit halber: Sie sind mit einer Nikon Z6 II entstanden, eine 2020 erschienene Vollformat-Kamera und die Aufnahmen sind mit ISO 100 und 25600 belichtet, immerhin 8 Belichtungsstufen Unterschied.

Wenn du die Wahl hast, bist du für beste Qualität mit einem möglichst niedrigen ISO-Wert auf der sicheren Seite. Aber bitte werde deswegen nicht zu geizig mit der Erhöhung des ISO-Wertes:

  • Das Rauschen steigt erst langsam und minimal an, du hast je nach Kamera einen mehr oder weniger großen Spielraum, bis es sichtbar wird.
  • Selbst wenn es sichtbar wird, kann etwas Rauschen das geringere Übel im Vergleich zu einer langen Belichtungszeit sein, die dir ein Foto durch Bewegungsunschärfe oder Verwackeln viel gründlicher verdirbt.
    Probiere es an deiner Kamera aus, scheue dich nicht, die möglichen ISO-Werte einmal auszureizen.

Rauschunterdrückung

Rauschen lässt sich nachträglich entfernen. Jede Kamera verwendet eine Rauschunterdrückung, wenn sie JPG-Dateien erzeugt, lediglich unterschiedlich stark. Dabei kann die Bildqualität leiden, indem das zweifellos rauschärmere Bild schwammiger und unschärfer wirkt. Hier ist das ein Ausschnitt des Bildes mit hoher ISO-Empfindlichkeit von oben, aber mit der automatischen Rauschunterdrückung der Kamera.

Wenn du nicht selber in den Kamera-Einstellungen eingreifst, wird deine Kamera wahrscheinlich automatisch eine Rauschunterdrückung anwenden. Dann sehen JPG-Dateien direkt aus der Kamera bei hohen Empfindlichkeiten eher aus wie hier, nicht wie das verrauschte Bild oben.

Hier ein anderer Ausschnitt aus drei verschiedenen Aufnahmen, der Rauschen und Rauschunterdrückung schön verdeutlicht:

  • Ganz oben eine Aufnahme mit ISO 100, ohne Rauschen
  • Die zweite Aufnahme mit sehr hoher ISO-Empfindlichkeit, ohne Rauschunterdrückung
  • Das dritte Bild mit sehr hoher ISO-Empfindlichkeit und Rauschunterdrückung. Es ist gut zu sehen, wie die Oberflächen glatter wirken, aber auch verschmiert, Oberflächenstrukturen und feine Details gehen verloren.

Rauschunterdrückung ist stark von der verwendeten Software abhängig. Da lassen sich noch bessere Ergebnisse erzielen, wenn man RAW-Dateien aus der Kamera durch ein gutes Programm schickt. Und auch die kleinen Smartphones leisten hier Beachtliches, können ihre Nachteile aufgrund kleiner Sensoren ein Stück weit wett machen.

Rauschen und Ausgabegröße

ISO 100, von 6000 Pixel Breite auf 2000 Pixel skaliert und beschnitten
ISO 25600, von 6000 Pixel Breite auf 2000 Pixel skaliert und beschnitten

Beim Vergleichen des Rauschens ist die Versuchung groß, Aufnahmen in starker Vergrößerung zu betrachten, wie in meinen Beispielen. Das Aber dabei ist: So wirst du das Rauschen möglicherweise überbewerten. Die kleinen Bilder oben waren in 100% Größe angezeigt; wenn ein Foto kleiner angezeigt wird, können mehrere Pixel im Bild zu einem auf dem Bildschirm zusammengefasst werden, dabei mindert sich das sichtbare Rauschen. 

Daher noch ein Vergleich der ganz zu Beginn verwendeten Beispielfotos, mit ISO 100 und ISO 25600 – jetzt die vollständigen Fotos und für die Darstellung im Internet beide auf 2000 Pixel Breite skaliert. Die Originalbilder aus der Kamera waren 6000 Pixel breit, da hat ISO 25600 die Chance, durch Zusammenlegen von Pixeln ganz gut aufzuholen... vergleiche selbst, bitte in groß, indem du die Bilder anklickst. Ich finde, der Eindruck der sehr hohen ISO-Empfindlichkeit hat sich gegenüber den starken Vergrößerungen deutlich verbessert.

Vorsichtshalber noch einmal: Bitte übertrage die Ergebnisse nicht 1:1 auf deine Kamera, ISO 25600 wird bei älteren Modellen und kleineren Sensoren stärker rauschen. Es geht mir um die Botschaft, Rauschen nicht nur mit der Lupe zu vergleichen und dass es in einer verkleinerten Darstellung weniger sichtbar wird.

Alle ISO-Empfindlichkeiten

Nach all der Vorrede hier eine Vergleichsreihe, wie sich das Rauschen bei verschiedenen ISO-Empfindlichkeiten entwickelt; mit der selben Nikon Z6 II wie oben aufgenommen und in den kleinen Ausschnitten mit 100% Anzeigegröße. Bitte betrachte es als Veranschaulichung, wie sich das Rauschen erst langsam und dann immer deutlicher steigert, nicht als Hilfe, um konkrete ISO-Empfindlichkeiten für deine Kamera abzulesen.


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