Zunächst soll einmal die Funktion des Bildsensors erläutert werden, da diese entscheidend ist, um zu verstehen, was bei der Aufnahme eines Fotos geschieht. Bei der digitalen Fotografie werden Lichtteilchen, die auf den Sensor auftreffen, in elektrische Signale verwandelt, aus denen dann das Bild errechnet wird. Es gibt auf dem Sensor für jede Grundfarbe (rot, grün, blau) Kollektoren, die das Licht sammeln. Es entstehen 3 Bilder in jeder Grundfarbe, aus denen dann das Gesamtbild berechnet wird. Im Weiteren betrachten wird exemplarisch eine schwarz/weiss Digitalkamera, da das Prinzip das gleiche ist wie bei der Farbkamera.

Einen Lichtkollektor auf dem Sensor kann man sich als Eimer vorstellen und die Lichtteilchen als kleine Bälle (die Bälle sind gleich groß und es passen genau 100 in einen Eimer). Zu Anfang der Aufnahme wird der Eimer geleert. Während der Aufnahme treffen nun die Bälle/Lichtteilchen ein und füllen nach und nach den Eimer.

Mit der Beendigung der Aufnahme wird die Anzahl der Bälle für jeden Eimer ausgezählt und mit der an der Kamera eingestellten ISO-Wert (100, 200, 400, 800, 1600, 3200) multipliziert. Das Ergebnis ist die Helligkeit eines Pixels im Bild. Die Kamera kann Helligkeitswerte von 0 bis 10.000 speichern. Null heisst, dass der entsprechende Pixel im Bild schwarz ist. Bei 10.000 wäre er weiss und 5.000 entspricht mittelgrau.

Beispiel: ein Kollektor enthält 21 Bälle, die ISO-Zahl an der Kamera war auf 200 eingestellt. Die Helligkeit beträgt also 4.200. Das ist ein mittleres Grau. Enthält der Kollektor aber 42 Bälle, die ISO-Zahl an der Kamera wieder auf 200 eingestellt, so beträgt die Helligkeit 8.400. Das ist ein helles Grau.

Wäre die Kamera bei 42 Bällen auf ISO 400 eingestellt, wäre der Wert 16.800, da die Kamera nur Werte bis 10.000 speichern kann, würde der Wert auf 10.000 (also weiss) gesetzt. Diese Stelle wäre damit überbelichtet. Nachbarkollektoren die z.B. 43,44,41 Bällen enthalten würden auch alle 10.000 liefern. Ein weisser Fleck ohne Konturen wäre die Folge

Mit der ISO-Zahl kann also die Helligkeit des Bildes eingestellt werden.