没什么特别的
尽管在某些情况下超过1600的ISO设置会产生不太有效的放大图像信号的方式，但是ISO 1600 并没有特别的特殊之处。在相机上设置ISO时，仅指示相机更改传感器的最大饱和点，信号将从该最大饱和点放大。增加ISO通常会指示相机在下游电子设备添加更多电子和量化噪声之前放大信号，因此使用较高的相机内ISO 通常（带有警告）比使用低ISO并在可能的情况下提高后期曝光更好。镜头上没有足够的光线。在所有情况下，ISO 1600都没有特殊的数学方法专门将“最佳”的高ISO设置最小化，但是在某些情况下，可能存在特定品牌的放大机制会影响高ISO时的噪声质量。噪声是两个关键因素的函数：传感器电路中存在的电子噪声和较小的噪声源，以及光子散粒噪声（有时也称为高斯噪声），它是噪声的主要源头。噪声的表现方式（噪声质量）是放大方法的一个因素。
噪声
噪声是图像信号的属性，并且最终与传感器的设计方式，传感器的制造性质，信噪比（S / N），信号增益，ADC效率以及许多其他因素有关。这些因素因品牌而异，因型号而异，并且在某些方面甚至从同一型号的一台摄像机到另一台摄像机也有所不同。通常，较新的传感器通常会比较旧的传感器表现出更少的噪声，而不管所使用的像素大小或ISO设置如何。最高可用ISO设置可能与同一相机的两个样本（佳能7D DSLR通常被吹捧）和不同世代的相机（例如Canon 400D和650D）不同。
电子噪声可能具有多种形式，例如固定模式噪声（FPN），水平和垂直带状噪声（HVBN），其模式通常不自然，因此非常不受欢迎，但只会影响图像信号的最低级别（即深阴影）。随着ISO设置的增加，电子噪声越来越少，最终被光子噪声完全压倒。
光子噪声是光的随机性的结果，它遵循传感器的泊松分布。这意味着光子随机撞击传感器，但是在足够高的信号电平下，它们的分布大致均匀，因此光子噪声在传感器上的任何位置都以相同的方式表现出来。照片噪声占数码照片中的绝大多数噪声，比电子噪声大几个数量级（不正确曝光的照片除外，其中照片仅占全部阱容量或FWC的一小部分）。
有几个因素会影响照片中光子噪声的显着程度。从历史上看，像素越大，这种类型的噪声显示越少。光电二极管对整个区域的光都很敏感...光子渗透到光电二极管的硅中的深度不是像素饱和的因素。较大的像素通常允许使用较高的ISO设置，因为它们每单位时间捕获更多的光子。每单位时间更多的光子意味着在任何给定的曝光下总体上会有更多的光子，这会增加S / N。当将模拟传感器信号转换为数字信号（RAW文件）时，较高的S / N允许使用较高的增益（此后会更多），这是您最终用于后期处理生成JPEG和TIFF图像的方法软件。
获得
增益是电子（e-）对数字单位（DU）的转换率。恰好将一个e-转换为一个DU的摄像机具有“统一增益”。大多数相机在某些精确的（但可能无法选择）ISO设置下实现单位增益。更常见的是，增益是每个DU的小数，例如5.7 e-。ISO每停止一次，增益下降相同的倍数。如果您在ISO 100处获得5.7 e- / DU的增益，则在ISO 200处将获得2.85 e- / DU，在ISO 400处将具有1.425 e- / DU，在ISO 800处将获得0.725 e- / DU，而0.35625 e- / DU为ISO1600。随着ISO的增加，信噪比（S / N）会降低。较低的信噪比从来都不是一件真正的好事……由于信号的放大幅度较小，它总是意味着噪声更大。较小的信号意味着较少的色彩保真度以及较少的细节。
即使像素面积通过采用更有效的将光子引导至光敏表面而不是光吸收表面和组件的方式而缩小，但较新的传感器技术仍在不断提高全井能力的产生。相对较新的微透镜在CMOS传感器中的引入已经帮助将光子引导到光电二极管的敏感表面上，并远离读出布线和其他非敏感表面。光导管技术在经过特殊调整的微透镜下方使用高折射率材料，以帮助将光引导通过光电二极管上方的读出布线的通道，从而使更多的光到达二极管而不是从布线反射出来。背面照明传感器只需翻转整个结构，即可将光电二极管直接暴露在光线下，从而无需其他所有结构。所有这些都改善了“量子效率”（QE），即传感器中光子到电子的总转化率。具有较高QE的传感器支持较高的最大信噪比，进而支持较高的ISO 100增益...从而进一步支持较低ISO的较高增益。更高的增益，每个数字单位更多的电子，这减轻了每个ISO设置下光子噪声的影响。
放大机制
现在介绍为什么在许多情况下ISO 1600 （过去）是最高的“有用” ISO设置的原因。某些品牌，例如佳能（Canon），在某些情况下还包括尼康（Nikon），使用一种以上的机制来放大来自传感器的信号。在过去的几年中，ISO 1600通常是最后一个“自然放大”的ISO设置，在此之后，额外的放大器甚至数字放大被用于实现下一个ISO设置。佳能可能是最坏的罪犯使用其他放大机制。在他们的最新一代相机（7D，5D II，1D / s III以及650D之前的所有Rebel系列）中，在像素流上使用了额外的模拟增益...在像素读取之后但在ADC之前（模拟到-数字转换），以达到高于ISO 1600的ISO设置。尼康在自己制造的传感器中使用了类似的东西（任何尼康相机，以及其他任何使用索尼Exmor传感器的品牌，通常使用根本不同的信号管理方法，因此在这里不适用。）
过去实现ISO 3200会在通过ISO 1600进行所有全停ISO设置的像素读出时，采用标准的每像素模拟增益，然后再对来自传感器的像素流附加一个模拟增益。在某些相机中，ISO 6400将在读取后使用相同的替代模拟增益。高于ISO 6400的ISO设置通常使用元数据数字增益提示来指示后期处理工具应用附加的数字增益以实现更高的ISO设置。此类设置通常称为“扩展”或“高” ISO设置，并且只能以高于相机“本机” ISO设置的句号增量使用。（注意：人们真正需要的唯一原因如果他们绝对需要比使用较低的本机ISO设置所能达到的更高的快门速度，则在相机内使用扩展的ISO设置。在许多情况下，仍然需要在曝光不足的情况下以所需的快门速度选择较低的ISO设置，因为在后期手动固定曝光通常会比在相机内扩展ISO产生更好的效果。）
上面的信息可以应用于最近几代相机，不包括当前一代。佳能的老式相机肯定会采用本机模拟增益以及额外的后读取模拟增益，并且可能会通过背后的镜头执行潜在的硬编码（即不可配置）+/- 1/3的停止或拉动。场景曝光调整。这种推/拉趋向于使您损失动态范围约1/3档的损失。使用尼康设计的传感器的上一代尼康相机也采用了类似的高ISO增益，尽管它们似乎对所有ISO设置都使用模拟增益。（包括第三级），通常在相对于佳能高ISO第三级设置下可获得更好的IQ，而不会造成任何DR损失。佳能的当前相机似乎在ISO设置上采用了更好的模拟增益方法，将其设置为新的最大值（非1D线为25600，一维X则为51200），并附加了读取增益仅用于最高ISO设置（至少，到目前为止，这些相机的测试似乎表明了这一点）。
这意味着佳能相机的最高可用ISO已至少从ISO 1600跃升至ISO 12800，甚至可能跃升至ISO 256001D X. Sony Exmor传感器采用了一种完全不同的传感器设计和处理架构，该传感器已在包括尼康在内的佳能的大多数竞争对手中使用。Exmor传感器的原始ISO 12800最高，所有其他ISO设置均为扩展模式ISO。在ISO 12800之前，Sony Exmor传感器的性能都非常出色，与5D III和1D X相当。此外，噪点质量开始迅速下降，通常无法满足佳能ISO 16000、20000、25600， 32000、40000和51200。另一方面，Sony Exmor几乎没有读取噪音，在动态范围方面，在ISO 100、200和某种程度上甚至是400时，表现都相当好。Exmor DR已迅速成为传奇，对于在早餐中吃动态范围的摄影类型（例如风景），传感器确实发光。
可以使用ISO 3200 ... 6400 ... 16000吗？
不断更新的技术不断改变着事物。仅仅在四年前，佳能450D和40D几乎无法做到ISO 800，而ISO 1600则基本上无法使用。一代以后，ISO 1600变得更加可用，在5D II和1Ds III的情况下，ISO 3200在某些情况下甚至是“可用的”。今天，我经常听到，特别是从体育摄影师和摄影记者那里得知，ISO高达16000、20000，有时甚至在1D X上甚至达到25600的 ISO 都是“完全可用的”，“甚至可以通过某些后处理工作打印出来！” 从数学的角度来看，电子，数字单位，增益以及所有这些，我并不一定要特别指出呼唤ISO 1600作为神奇的ISO编号的任何东西。。最高的可用ISO代代相传地增加了一代，通常增加了约一站，但是最近使用佳能的最新传感器，它已增加了多达三站，甚至有四站。