Cámaras digitales: ¿qué sucede realmente cuando se ajusta el ISO?

Lo que sucede es prácticamente lo mismo para todas las cámaras, aparte de los detalles específicos.

Volvamos a la fotografía electrónica temprana, que era para cámaras de video. La cámara tenía un sensor, compuesto por una serie de fotodiodos. Cada fotón que golpea un fotodiodo libera un electrón, que acumula una carga en el sitio del sensor durante una exposición. Esa carga, una vez que se completa la exposición, forma la base electrónica para ese píxel específico.

Podría ejecutar la salida de ese sensor más o menos directamente al mecanismo de escritura de la cinta (en los días analógicos), pero eso haría que la cámara sea bastante limitada. Entonces pusieron una cosa llamada amplificador de ganancia variable / programable (VGA o PGA), básicamente un amplificador con control de volumen, entre el sensor y el circuito de la cinta. Esto permitió que la señal se cortara o aumentara, generalmente medida directamente en decibelios (dB) de amplificación.

Cuando el mundo se movió a digital, este PGA todavía estaba allí, solo que ahora se encontraba entre el sensor y el convertidor de analógico a digital (ADC). Si va a la mayoría de las videocámaras dedicadas, sigue marcando la ganancia en dB. Cada sensor tiene su propia sensibilidad natural, por lo que un aumento de + 10dB en una videocámara probablemente producirá un valor de exposición (EV) diferente a la misma apertura y velocidad de obturación que ese aumento de + 10dB en una videocámara diferente.

Cuando aparecieron las cámaras fotográficas digitales, mantuvieron gran parte del mismo diseño de ruta de señal pionero en las videocámaras (una razón por la que fue bastante fácil agregar funciones de video después de un par de generaciones). Pero como la fotografía fija ya estaba usando una escala de sensibilidad estandarizada, la escala ISO para sensibilidad de película, se elaboraron especificaciones para estandarizar esto para cámaras digitales (ISO 12232: 2006). Entonces, cuando marca ISO400 en cualquier cámara digital, al menos en teoría es el mismo ISO400 que en cualquier otra cámara, aunque la configuración real del amplificador variará según el diseño del sensor y otros componentes del sistema (pero principalmente el sensor).

Aquí está lo interesante: cuando compra una película ISO diferente, en realidad está obteniendo una emulsión de película más o menos sensible. En una cámara digital, el sensor es el sensor, nunca cambia la sensibilidad. Cada fotodiodo en esa matriz de sensores tiene un rango dinámico de 100-120dB, quizás más amplio. Pero el ADC de la cámara no … la mayoría de ellos son de 12 bits o 14 bits, menos de 84 dB de rango. Por lo tanto, el amplificador le permite seleccionar una “ventana” de la actividad del sensor para digitalizar, que sin duda es todo lo que se necesita para imitar la película.

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Esta tiene la mejor explicación.