Mit folgender Formel (siehe auch Dynamikumfang messen) lässt sich errechnen, dass ein lineares 8-Bit-Bild mit 256 Helligkeitsstufen nicht mehr als etwa 48 dB Dynamikumfang abbilden kann:

Um beispielsweise einen Dynamikumfang von 120 dB in einem Bild mit einer linearen Kennlinie wiedergeben zu können, wäre demnach eine Bittiefe von 20 Bit (1 Millionen Helligkeitsstufen) erforderlich. Aus diesem Grund müssen bei HDR-Sensoren die Bilddaten bereits vor der Digitalisierung mit einer logarithmischen Kennlinie vorliegen, die eine Dynamikkompression im Pixel vornimmt. Daher wird für HDR-Sensoren eine logarithmische Kennlinie angestrebt.

Abb. 47: Bildaufnahme mit einem logarithmischen Sensor