Jag har ögnat igenom tråden. Jag har de senaste åren ägnat mig mer och mer åt astrofoto med dedikerade astrokameror. Tidigare brydde jag mig inte så mycket om ISO och hade en vag föreställning om vad som skedde rent tekniskt.
Inom astrovärlden används dock gain (även delvis i videovärlden). Gain är inte ekvivalent mellan olika kameror (ISO är ju en standardisering) men en väldigt viktig faktor när man fotar väldigt ljussvaga objekt.
Den här videon från kameratillverkaren Atik förklarar rätt bra vad som händer när man förstärker signalen. Rent principiellt. Tekniskt så skiljer det sig mellan olika tillverkare; vissa förstärker signalen innan ADU, andra efter, ytterligare andra både före och efter.
När man ökar gain så minskar read noise. Det utgör dock bara en del av bruset i bilden; andra källor till brus är thermal noise, bias och photon noise. För att hantera de olika källorna till brus använder man olika tekniker; kyler ned sensorn till ex -20°, stackar exponeringar och använder "calibration frames" (och framförallt, samlar så mycket ljus som möjligt för att förbättra SNR, ofta åtskilliga timmar).
Bruset som minskar när man förstärker gain, är som sagt bara en av källorna till brus. Förstärkning av gain har dock implikationer som är viktigare - man minskar full well depth och man minskar det dynamiska omfånget. För att se exakt hur den relationen ser ut så får man gå till respektive sensors/tillverkares specifikationer. Nedan är en för Sony IMX571 hos en kameratillverkare vilket är en dual gain sensor. I graferna ser man att det finns egentligen ingen anledning att gå över gain 100 med denna kamera - read noise minskar förvisso något men DR och Fw minskar snabbare.