Como a ISO é implementada nas câmeras digitais?

A eficiência quântica (QE) do sensor é praticamente fixa no momento da fabricação, então o ISO é ajustado por uma combinação de ganhos analógicos e digitais. Eu publiquei um artigo bastante legível discutindo os tradeoffs entre os dois, e como expor de forma otimizada, na Electronic Imaging 2015: "ISO-less?" Slides (PDF) e Papel Completo (PDF). Uma descrição muito menos detalhada da razão pela qual o ISO é algo mal definido para câmeras digitais é este artigo em DPReview.

Com a maioria das câmeras modernas, se você está fotografando imagens brutas, muitas vezes é melhor deixar o ganho analógico (portanto, a configuração ISO da câmera) baixo e aumentar o ganho digital no pós-processamento. A razão é que aumentar o ganho analógico para iluminar a imagem multiplica o ruído escuro e faz com que partes brilhantes da cena sejam recortadas, enquanto que usar o ganho analógico mínimo produz arquivos brutos que codificam uma escala tonal mais longa que você pode iluminar no pós-processamento sem recortar os destaques. Agora, você verá frequentemente esta idéia chamada de exposição invariante ISO.