Wenn Sie in den letzten Jahren einen Fernseher oder einen Film zum Anschauen ausgewählt haben, sind Sie mit Sicherheit auf den Begriff Ultra HD oder 4K gestoßen. Hinter diesen Buchstaben verbirgt sich eine ganze Welt verbesserter Bild- und Tonqualität, aber es ist nicht immer einfach, sich mit all diesen Technologien auseinanderzusetzen.
Oft scheint es, dass neue Fernseher neben einer hohen Auflösung auch HDR-Unterstützung, einen breiten Farbraum und manchmal auch eine hohe Bildfrequenz bieten müssen. Was bedeutet das alles in der Praxis und wie wirkt es sich auf das aus, was wir auf dem Bildschirm sehen?
In diesem Artikel werden wir in einfachen Worten die wichtigsten Grundlagen der modernen Bildqualität erläutern. Wir werden uns ansehen, wie sich HDR von einem einfachen hellen Bild unterscheidet, warum nicht nur Pixel, sondern auch Farben wichtig sind und wie neue Audioformate das Filmerlebnis ergänzen.
Räumliche Auflösung
Die Videoauflösung ist der verständlichste Aspekt, obwohl es nach wie vor Verwirrung hinsichtlich der Begriffe gibt. Normalerweise wird sie als 4K bezeichnet – und genau so haben Unternehmen wie Sony sie bei der Ankündigung ihrer ersten UHD-Produkte im Jahr 2012 bezeichnet.
Im selben Jahr schlug die Consumer Electronics Association (CEA, heute Consumer Technology Association, CTA) den Begriff Ultra HD für die Auflösung 3840 × 2160 vor, der nicht zufällig an Full HD erinnert, , da sie horizontal und vertikal doppelt so hoch ist wie die HDTV-Auflösung von 1920 × 1080 mit dem Seitenverhältnis von 16:9 (1,78:1).
Möglicherweise hat die CEA den Namen Ultra HD gewählt, um ihn vom Begriff 4K DCI (Digital Cinema Initiative) zu unterscheiden, der Auflösung eine von 4096 × 2160 impliziert, was einem Seitenverhältnis von 17:9 oder 1,90:1 entspricht. Dieses Format wird jedoch oft missverstanden.
In der Regel werden Filme nicht mit einer Auflösung von 4096 × 2160 gedreht. Es handelt sich sozusagen um ein „Containerformat“. Das Bild hat in diesem Format normalerweise eine tatsächliche Auflösung von 4096 × 1716 (2,35:1 oder CinemaScope) oder 3996 × 2160 (1,85:1 oder Vista Vision). Das heißt, um es an das Format des Fernsehbildschirms anzupassen, muss das Video in der Breite etwas beschnitten werden.
Allerdings wurde das Ultra HD-Format zunächst nur mit einer einzigen Auflösung beschrieben. Mittlerweile hat es viel mehr Parameter, weshalb Organisationen wie das Ultra HD Forum die Auflösung 3840 × 2160 als 4K bezeichnen. Die übrigen Komponenten dieses Standards sind die fünf oben genannten Säulen. Welche davon sind entscheidend, damit ein Video als Ultra HD qualifiziert werden kann? Die Diskussionen zu diesem Thema sind noch nicht abgeschlossen, obwohl Folgendes kurz und bündig festgelegt wurde:
– Ultra HD ist eine Auflösung von 4K und höher.
– 1080p-Videos mit HDR sind ebenfalls Ultra HD.
das Vorhandensein nur eines einzigen Sounds der nächsten Generation aus der obigen Liste macht ein Video noch nicht zum Ultra HD-Format.
Dabei sind viele andere Kombinationen nicht ausgeschlossen. Ist beispielsweise ein HD-Video mit einer Auflösung von 1080p, aber mit HFR 100 Bildern pro Sekunde ebenfalls Ultra HD? Das müssen wir noch herausfinden.
Vergessen Sie dabei nicht, dass 8K auch als Ultra HD bezeichnet wird. Die CEA/CTA hat diesen Namen für 4K- und 8K-Auflösungen gewählt, während das DVB-Projekt 8K als UHD2 bezeichnet. Für Fernseher bedeutet dies eine Auflösung von 7680 × 4320, was wiederum doppelt so viel ist wie die 4K-Auflösung – sowohl horizontal als auch vertikal.
In der Filmproduktion bedeutet 8K eine Auflösung von 8192 × 4320. Einige Filme wurden bereits (teilweise) in dieser Auflösung gedreht, aber nicht fertiggestellt. Anstelle von 8K werden sie aufgrund der hohen Kosten und des Zeitaufwands für die Bearbeitung der visuellen Effekte im 2K-Digital-Intermediate-Format oder bestenfalls in 4K gespeichert.
Aber die Situation ändert sich. Während 4K-Fernsehprogramme – mit Ausnahme einiger Spartenkanäle wie Insight TV und Travel XP – nach wie vor selten sind, wird die Produktion in 4K in Hollywood nach und nach immer seltener.
Auf der Suche nach einer großen Auswahl an 4K-Inhalten werden Sie jedoch unweigerlich auf Streaming-Plattformen wie Netflix, Amazon und Disney+ stoßen. Disney ist derzeit dabei, seinen Backkatalog in 4K zu remastern, um ihn über OTT verfügbar zu machen, während Netflix darauf besteht, dass alle seine Inhalte von vornherein in 4K und HDR produziert werden.
Bei Ultra HD Blu-ray-Discs ist es etwas komplizierter. Sie können sowohl aus Materialien hergestellt werden, die vollständig in 4K gedreht und fertiggestellt wurden, oder aus 4K-Scans von Kinofilmen, als auch aus 2K-Transfers, wenn der Film in dieser Auflösung fertiggestellt wurde. Entweder weil er in dieser Auflösung gedreht wurde oder weil die visuellen Effekte mit dieser Auflösung erzeugt wurden.
Werden Unternehmen wie Netflix in naher Zukunft damit beginnen, Inhalte im 8K-Format zu produzieren? Möglicherweise. Sie sind die wahrscheinlichsten Anbieter von 8K-Inhalten, da sie vor wenigen Jahren Pioniere im Bereich 4K waren. Es ist jedoch unwahrscheinlich, dass wir jemals Discs im 8K-Format sehen werden – mehr dazu erfahren Sie hier.
Sicherlich wissen Sie, dass auf dem Markt verschiedene Display-Technologien miteinander konkurrieren – insbesondere OLED- und LCD-Displays (oft fälschlicherweise auch als LED-Fernseher und -Monitore bezeichnet). Sie sind nicht an ein bestimmtes Ultra-HD-Format gebunden – sie sind agnostisch.
Es gibt zahlreiche Artikel, in denen die Unterschiede zwischen ihnen, ihre Vor- und Nachteile ausführlich behandelt werden, daher werden wir in diesem Artikel nicht näher darauf eingehen. Für uns ist nur wichtig, dass LCD-Displays im Allgemeinen eine höhere Spitzenhelligkeit und OLED-Displays einen höheren Kontrast dank tieferer Schwarztöne aufweisen können.
Erweiterter Dynamikbereich
Zunächst sollte ein weit verbreiteter Irrtum ausgeräumt werden: HDR-Video ist etwas ganz anderes als HDR-Fotografie. Fotografie ist eine Kunst „Ausstellungssynthese“, bei der zwei Bilder, die mit unterschiedlicher Belichtung aufgenommen wurden, zu einem Bild zusammengefügt werden.
Das Ergebnisbild ist in der Regel für die Anzeige auf einem Display mit Standardbereich oder für den Druck auf Papier vorgesehen, sodass leicht zu erkennen ist, dass es sich um falsches HDR handelt. Das Einzige, was in HDR-Fotografie einen hohen Dynamikumfang hat, ist die aufgenommene Szene selbst.
Was wir als HDR in Videos bezeichnen, umfasst einen größeren Dynamikbereich zwischen dem dunkelsten und dem hellsten Teil des Bildes, ausgedrückt in F-Stufen oder Fuß. Der Standard-Dynamikbereich umfasst sieben Stufen, der erweiterte etwa 14 Stufen. Ein solcher Dynamikbereich wird auch in der Fotografie erfasst – in der Regel im RAW-Format, dessen Dateien für die Anzeige auf Displays vorab bearbeitet werden müssen.
Einer der wenigen Fälle, in denen Foto und Video in dieser Frage übereinstimmen, sind Standbilder im HLG-HDR-Format, die mit den neuesten Panasonic Lumix-Kameras aufgenommen und ohne vorherige Konvertierung in HDR auf Panasonic-Fernsehern angezeigt werden können. Generell verdient das HLG- oder Hybrid Log Gamma-Format besondere Aufmerksamkeit – wie andere Formate, die ebenso zur Familie der Perceptual Quantizer (PQ)-Standards gehören.
HLG ist ein sogenanntes szenenbezogenes HDR-Format, d. H. Es werden keine Metadaten verwendet. Es wurde von den Rundfunkgesellschaften BBC und NHK entwickelt, um ein Signal zu liefern, das sowohl mit HDR als auch mit SDR-Fernsehern kompatibel ist (letztere müssen mit einem breiten Farbspektrum arbeiten, um ein korrektes Bild wiederzugeben). Außerdem sollte es ein hohes Maß an Kompatibilität mit bestehenden Produktionsprozessen und Geräten bieten. Das haben sie auch geschafft. Wie bereits erwähnt, werden heute nicht so viele Fernsehsendungen in HDR ausgestrahlt – aber die, die es gibt, verwenden hauptsächlich HLG.
Das von Dolby entwickelte und von SMPTE im Standard ST.2084 beschriebene PQ-Format kann Metadaten verwenden – dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich. Die Variante mit statischen Metadaten ist im Standard ST.2086 festgelegt und wird als HDR10 bezeichnet. Die Variante HDR ST.2084 ohne Metadaten wird als PQ10 bezeichnet. Der Unterschied zwischen den beiden ist nicht so groß, wie es scheint.
Obwohl ST2086 beispielsweise festlegt, welchen Anforderungen Metadaten entsprechen müssen, gibt es keine strengen Vorgaben, wie diese zu verwenden sind. Daher können TV-Hersteller bei der Dekodierung ihre eigenen Anpassungen vornehmen, und einige ziehen es vor, Metadaten einfach zu ignorieren und ihre eigene geheime Verarbeitung anzuwenden – was natürlich zu unterschiedlichen Ergebnissen führt.
Zusätzlich zu den statischen Metadaten können HDR-Videos auch mit dynamischen Metadaten versehen werden, was den Erstellern von Inhalten die Möglichkeit gibt, die Parameter von Szene zu Szene (und sogar von Bild zu Bild) zu ändern. anmerkung des Übersetzers). Es gibt drei Varianten dieses HDR, die in der Reihe von Standards zusammengefasst sind, die unter SMPTE ST.2094 vereint sind:
1. Dolby Vision (ST.2094-10).
2. Erweitertes HDR von Technicolor.
3. HDR10+ (ST.2094-40), entwickelt von Samsung und Panasonic.
Heute ist Dolby Vision das am weitesten verbreitete Format. Technicolor HDR ist der Geheimfavorit in diesem Rennen. Es wurde als HDR-Format für Brasilien ausgewählt, kürzlich in ATSC 3.0-Übertragungen in den USA implementiert und wird von den chinesischen Behörden als Grundlage für das HDR-Format für Rundfunkübertragungen in Betracht gezogen.
Abgesehen von TV-Übertragungen dominiert HDR10 in allen anderen Bereichen. Es wird von allen HDR-fähigen Fernsehern unterstützt – ebenso wie von allen HDR-fähigen PC-Monitoren für Endverbraucher. Im Bereich der PC-Spiele ist mit HDR-Unterstützung HDR10 gemeint.
Alle Streaming-Dienste, die HDR anbieten, unterstützen mindestens HDR10 – und das ist das obligatorische HDR-Format für UHD Blu-ray (das bedeutet, dass alle Player in der Lage sein müssen, es zu decodieren, während die Standards Dolby Vision, HDR10+ und ST-2094-20 für sie nicht obligatorisch sind).
Breites Farbspektrum
Etwa zur gleichen Zeit, als die Standards für die 4K-Auflösung festgelegt wurden, wurde in der Fernsehindustrie ein neuer Farbraum mit einer breiteren Farbpalette eingeführt, der bereits damals von Flachbildschirmen (LCD und OLED) potenziell erzeugt werden konnte.
In den Zeiten des analogen Fernsehens mit Standardauflösung, als wir alle Bildröhren mit Elektronenstrahlröhren verwendeten, wurde der Farbraum (in PAL und SECAM sowie NTSC) durch den Standard Rec.601 beschrieben. Für HDTV, das unmittelbar nach der Umstellung auf digitales Fernsehen kam, wurde dieser Farbraum auf Rec.709 etwas erweitert.
Die Möglichkeiten moderner Displays in Bezug auf die Abdeckung können stark variieren, sind jedoch deutlich breiter und entsprechen in der Regel dem sogenannten DCI-P3-Format, das ebenso wie die DCI-4K-Auflösung von der Digital Cinema Initiative definiert wurde. Der für UHD-Fernseher definierte Farbraum Rec.2020 übertrifft die Möglichkeiten der derzeit am meisten erhältlichen Displays bei weitem. Und es ist nicht sicher, dass eine vollständige Abdeckung von Rec.2020 jemals in kommerziellen Produkten erreicht wird.
Praktisch alle derzeit angebotenen UHD-Fernseher, mit Ausnahme der allerersten Generationen von 4K-Modellen aus den Jahren 2012/2013, können Rec.2020 in dem Sinne unterstützen, dass sie solche Signale empfangen und entsprechend verarbeiten. Keiner von ihnen bietet eine 100%ige Abdeckung dieses Farbraums. Die tatsächliche Abdeckung kann bei verschiedenen Modellen sehr unterschiedlich sein – und hängt meist vom Preis ab.
Der neuere identische Standard Rec.2100 bedeutet keinen größeren Farbraum als Rec.2020, sondern denselben Bereich mit Spezifikationen für HDR (sowohl PQ als auch HLG), Auflösungen (Full HD, 4K oder 8K) und Bildfrequenz (alle Standards – von 24 bis 120 Bildern pro Sekunde, einschließlich fraktionierter Bildfrequenzen). Das heißt, im Wesentlichen handelt es sich um einen zusammenfassenden Standard.
Farbtiefe
Die Farbtiefe wird durch die Anzahl der Bits pro Subpixel ausgedrückt. Jedes Bildpixel besteht aus drei Subpixeln: rot, grün und blau. Somit verwendet ein sogenanntes 8-Bit-Video tatsächlich 24 Bit pro Pixel.
Das HDTV-Format (und davor das digitale SDTV) verwendet 8 Bit, was 2^8 Gradationen oder 256 Farbvarianten ermöglicht (Rot-, Grün- und Blautöne – sodass 24 Bit pro Pixel 2^24 Gradationen oder 256^3 – 16.8 Millionen Farben ergeben. Das scheint sehr viel zu sein, aber heute reicht das nicht mehr aus.
Warum? Wegen HDR. Nicht unsere Augen sind besser geworden, sondern unsere Displays. Sie können eine viel größere Farbpalette darstellen – und wenn wir weiterhin die gleiche Anzahl von Bits verwenden, müssen sie einen größeren Farbbereich abdecken, in dem die Unterschiede zwischen den Grenzfarbtönen größer und leicht erkennbar sind. Dies führt zu einem Effekt, der als „Farbstreifen“ (stufenweise Farbübergänge) bekannt ist.
Wenn Sie eine Illustration dieses Effekts sehen, ist dieser in der Regel stark übertrieben. Es handelt sich in gewissem Maße um eine Kunstfälschung. Der Grund dafür ist, dass Sie diesen Artikel höchstwahrscheinlich auf einem Display mit SDR (Standard Dynamic Range) lesen können. Anders geht es auch gar nicht, denn der Versuch, den Unterschied zwischen SDR und HDR auf einem Display mit SDR zu zeigen, ist wie der Versuch, den Unterschied zwischen einem Farbbild und einem Schwarz-Weiß-Bild auf einem Schwarz-Weiß-Fernseher zu zeigen.
Aus diesem Grund werden in den meisten Materialien, die versuchen, SDR und HDR zu vergleichen, Bilder verwendet, in denen der Kontrast eines Bildes künstlich verringert wurde. Einige gehen sogar noch weiter und zeigen drei Bilder mit reduzierter Helligkeit, wobei sie davon ausgehen, dass diese SDR, HDR mit statischen Metadaten und HDR mit dynamischen Metadaten darstellen.
Dieses Bild (aus einem anderen hervorragenden Artikel) oben zeigt beispielsweise ein Spektrum von 32 Farben, einschließlich Schwarz und Weiß, das Sie mit 5 Bit pro Pixel erstellen können (2^5 = 32). Mit 2 Bit pro Subpixel haben Sie auch bereits 64 Farben – doppelt so viele wie in dieser Abbildung. 8-Bit-Farben ergeben 2^18 = 262.144 Mal mehr Farben.
Die Anzahl der Farben im unteren Teil des Bildes, die in SDR wie ein ziemlich fließender Farbverlauf aussieht, beträgt etwa 1.300 – also deutlich weniger als die 2.048, die mit 11 Bit pro Pixel oder 4 Bit pro Subpixel erreicht werden können. Tatsächlich ergibt sich 4-Bit-Farbe 4.096 Farben – mehr als dreimal so viele wie hier dargestellt.
Kommen wir nun zurück zu den realen Zahlen: 10-Bit-Farben bieten uns 2^10 = 1.024 Toleranz pro Subpixel, also 2^30 = 1.024^3 = über 1 Milliarde Farben. Leider kann ich Ihnen den Unterschied zwischen 8-Bit- und 10-Bit-Farben auf dem 8-Bit-Bildschirm zeigen, den Sie wahrscheinlich gerade betrachten, nicht zeigen, aber Sie können ihn auf einem HDR-Fernseher mit 10-Bit-Bildschirm sehen. Und um das zu erkennen, braucht man kein besonders geschultes Auge.
Beachten Sie, dass nicht alle HDR-Fernseher 10-Bit-Panels verwenden. 8-Bit-Panels sind nach wie vor weit verbreitet, insbesondere bei Computermonitoren. Vielmehr finden Sie Panels, die 8-Bit-Konvertierung + FRC (Frame Rate Control) verwenden – eine Methode zur Simulation von 10-Bit-Farben.
12-bit-Farbe mit zwei zusätzlichen Bits bietet viermal mehr Präzision pro Subpixel, also 4.096 Abstufungen und 2^36 = mehr als 68 Milliarden Farben. Es ist unklar, wann wir 12-Bit-Panels in Fernsehgeräten sehen werden, aber das Signal dafür haben wir bereits. Dolby Vision liefert beispielsweise 12-Bit-Farben auf UHD-Blu-ray-Discs.
Der japanische öffentlich-rechtliche Fernsehsender NHK, der seit November 2018 Programm im 8K-Format ausstrahlt, befürwortet 12-Bit-Farben, während die 8K Association bei 10-Bit-Farben bleibt. Dabei bieten sie unterschiedliche Bildfrequenzen an. Mehr dazu weiter unten.
Im Großen und Ganzen ist Ultra HD Blu-ray derzeit die einzige Form von Verbrauchermedien, die 12-Bit-Farben unterstützt. Discs ohne Dolby Vision verwenden 10-Bit-Farbtiefe und den Farbraum Rec.2020, während herkömmliche 1080p-Blu-ray-Discs 8-Bit-Farbtiefe und den Farbraum Rec.709 verwenden.
Ultra HD ist nicht nur Bildschärfe, sondern eine ganze Reihe von Technologien, die zusammen das Bild realistischer und lebendiger machen. Dazu gehören eine hohe Auflösung (4K), hellere und sattere Farben, ein erweiterter Dynamikbereich (HDR), flüssige Bewegungen dank hoher Bildfrequenz (HFR) und hochwertiger Raumklang. Zusammen vermitteln sie ein Gefühl der Präsenz: Das Bild wirkt natürlich, als wäre es vor dem Fenster, und der Ton umgibt einen von allen Seiten. Um Ultra HD wirklich schätzen zu können, muss man verstehen, wie diese Elemente zusammenwirken, und nicht nur auf die Zahl „4K“ auf der Verpackung des Fernsehers achten.
HDR + WCG + erweiterte Farbtiefe
Es ist weit verbreitet, dass HDR von vornherein einen breiten Farbraum und eine Farbtiefe von mindestens 10 Bit hat. In der Praxis werden diese drei Technologien in der Regel miteinander kombiniert, und dafür gibt es einen guten Grund: Ihre Kombination sorgt für eine deutliche Verbesserung der Farben. Beispielsweise hilft eine höhere Bitrate dabei, grobe Farbübergänge zu vermeiden, die sonst bei der Erweiterung des Dynamikbereichs leicht auftreten können.
Tatsächlich können alle drei Technologien unabhängig voneinander existieren und gewisse Vorteile bieten. 10-Bit- und 12-Bit-Farben wurden bereits auf Full HD Blu-ray in Japan getestet. Vor einigen Jahren hat Panasonic das Format Master Grade Video Coding (MGVC) eingeführt, das eine Art Verbesserungsschicht mit zwei oder vier zusätzlichen Bits enthält, um 10- oder 12-Bit-Farben zu erreichen. Allerdings konnten nur spezielle Panasonic BD-Player die zusätzlichen Bits decodieren. In diesem Format wurden mehrere Animationsfilme von Studio Ghibli veröffentlicht.
HDR ohne WCG und ohne tiefe Farbauflösung wird im proprietären HDR-Format Brasiliens verwendet. Mehrere Unternehmen, die sich im SBTVD (Sistema Brasileiro de Televisão Digital) zusammengeschlossen haben, darunter Globo, haben sich auf ein Zwischenformat für die Übertragung geeinigt, das SL-HDR1 (Technicolor Advanced HDR) mit dem Farbraum Rec.709, 8-Bit-Farbe und Ton in MPEG-H verwendet. Es kann im AVC-Format (H.264) über ISDB-Tb oder in HEVC über 5G übertragen werden. Wir müssen zwar noch abwarten, wie sich das in der Praxis bewährt hat, aber die Tatsache, dass es solche Übertragungen gibt, zeigt, dass es für HDR viele verschiedene Umsetzungsmöglichkeiten gibt.
Da die drei genannten Technologien so gut miteinander harmonieren, werden sie in der Regel kombiniert. Viele gehen wahrscheinlich davon aus, dass 10-Bit-Video und WCG ein fester Bestandteil von HDR sind, obwohl dies nicht der Fall ist. Vielleicht wäre es besser, für dieses Funktionspaket einen anderen Namen als HDR zu verwenden, beispielsweise „Ultra Color“. Dann hatten wir die gleichklingenden Begriffe Ultra High Definition und Ultra Color, aber jetzt ist es zu spät, darüber zu diskutieren – die Namen haben sich etabliert und werden weltweit verwendet.
Hohe Bildfrequenz
Es ist verwirrend, aber eine hohe Bildfrequenz bedeutet in verschiedenen Bereichen unterschiedliche Dinge. In Filmen gilt alles, was über 24 Bilder pro Sekunde liegt, als HFR. Beispiele dafür sind selten. Die meisten Menschen erinnern sich an Filme wie die Hobbit-Trilogie (aufgenommen mit 48 Bildern pro Sekunde), „Billy Lynn's Long Halftime Walk“ und „Gemini Man“ (beide mit 120 Bildern pro Sekunde gedreht und mit 60 oder 120 Bildern pro Sekunde gezeigt).
Tatsächlich gibt es aber keine anderen Spielfilme mit HFR, da eine Bildfrequenz, die von der seit 100 Jahren üblichen Norm von 24 Bildern pro Sekunde abweicht, sehr kontrovers aufgenommen wird. Einige mögen es, aber viele finden es sehr störend – wahrscheinlich, weil wir uns über viele Jahrzehnte daran gewöhnt haben, Bilder, die mit einer solchen nicht standardmäßigen Bildfrequenz aufgenommen wurden, nur im Genre des epischen Kinos wahrzunehmen.
Das ist in etwa vergleichbar mit der Körnigkeit eines Films: Man könnte argumentieren, dass es sich dabei um einen Artefakt handelt, den man vermeiden sollte, aber den meisten Menschen hilft er, ihre Skepsis abzulegen. Er weist das Gehirn an, in den Modus „Film schauen“ zu wechseln. Ein höherer Grad an Realismus ist nutzlos – im Gegenteil, er zerstört die Magie.
Viele Fragen darüber, wie diese Mechanismen im Gehirn funktionieren, bleiben unbeantwortet. Möglicherweise wird der Standard nicht ewig bestehen bleiben, aber es kann lange dauern, bis eine höhere Bildfrequenz zur Normalität wird und breite Akzeptanz findet.
Im Fernsehen war dagegen eine Bildfrequenz von 50 und 60 Hz seit Einführung ihrer Mitte des letzten Jahrhunderts die Norm. In den letzten Jahren sind wir an einen Punkt angelangt, an dem interlaced Video (50i, 60i) nach und nach durch progressives Video (50p, 60p) ersetzt wird. Das macht es jedoch noch nicht zu HFR – denn im Fernsehen bedeutet dies eine höhere Bildfrequenz von 100p oder 120p. Wie Sie sich vorstellen können, wird eine solche Frequenz in Filmen selten verwendet. Auf der anderen Seite ist Sport das Videogenre, das am meisten von HFR trainiert wird.
Derzeit sind TV-Übertragungen im Format 1080p50 (in Europa) und 1080p60 (in Nordamerika) weit verbreitet, insbesondere bei Sportübertragungen. Darüber hinaus sind solche Bildfrequenzen für Übertragungen in 2160p (4K) die Norm. HFR wurde jedoch noch nicht eingesetzt – mit Ausnahme einiger Testübertragungen.
Wahrscheinlich, weil derzeit nur sehr wenige Fernseher HFR unterstützen können. Nur die OLED-Fernseher von LG aus dem Jahr 2020 und einige andere Modelle sind für HFR vorbereitet, da die neue Generation von Spielekonsolen HFR-Videos ausgeben kann.
Das bringt uns zum dritten Anwendungsbereich – Videospielen. Was dabei als HFR gilt, ist nicht eindeutig definiert. Man kann jedoch mit Sicherheit sagen, dass es mehr als 60 Bilder pro Sekunde sind. Heute findet bei Computermonitoren für Spiele ein Art Wettlauf um die Bildwiederholfrequenz statt, wobei 144 Hz als normal und 240 Hz als herausragend gelten.
Audio der neuen Generation
Die einzige nicht mit Video verbundene Voraussetzung für UHD ist der Ton. Als Audio der nächsten Generation (Next-Gen Audio oder NGA) gilt Ton, der über die traditionellen Mehrkanalformate wie Dolby Digital, DTS-HD und ähnliche hinausgeht. Insbesondere handelt es sich dabei um Systeme für räumlichen, objektorientierten Ton, die die oberen Kanäle nutzen können, wodurch der Ton wirklich dreidimensional wird. In diesem Bereich konkurrieren drei Formate miteinander: Dolby Atmos, DTS:X und MPEG-H (neigentlich sind es vier, einschließlich Auro-3D – Anmerkung des Übersetzers).
Dolby Atmos für zu Hause funktioniert etwas anders als in Kinos, verfolgt aber dieselben Ziele: die präzise Platzierung von Klängen an beliebigen Stellen im dreidimensionalen Raum, in dem Sie Filme ansehen. Während ein Kinosystem bis zu 128 Audioobjekte verarbeiten und 64 verschiedene Kanäle (Lautsprecher) ansprechen kann, fügt ein Heimsystem dem Dolby Digital Plus- und Dolby TrueHD-Signal einen räumlich codierten Substream hinzu oder wird als Metadaten im Dolby MAT 2.0-Format (Audioübertragung mit verbesserten Metadaten) erkannt. Streaming-Dienste verwenden das verlustbehaftete Dolby Digital Plus-Format. Ultra HD Blu-ray-Discs und die Kaleidescape-Plattform, mit der Filme in Ultra HD heruntergeladen werden können, verwenden das verlustfreie Dolby TrueHD-Format.
Eine detaillierte Beschreibung der Funktionsweise würde den Rahmen dieses Artikels sprengen, aber Dolby Atmos hat seinen Weg in Heimkinosysteme vor allem über Streaming-Plattformen, Film-Downloads, Blu-ray und Ultra HD Blu-ray gefunden – und in geringerem Maße über das Fernsehen. BT TV in Großbritannien ist einer der wenigen Anbieter, die Dolby Atmos für Live-Übertragungen von Fußballspielen nutzen. Und das schon seit 2017.
Eine weitere wichtige Quelle für Dolby Atmos-Sound sind Videospiele. Die Xbox One unterstützt Atmos bereits im Spielen – ebenso wie die Xbox Series S/X. Die PS5 verwendet hingegen ein proprietäres objektorientiertes 3D-Audiosystem von Sony namens „Tempest Engine“.
Was die praktische Anwendung angeht, müssen Sie natürlich nicht 64 Lautsprecher in Ihrem Wohnzimmer installieren, wie in einem Kino. Sie können eine Reihe gewöhnlicher Standlautsprecher haben, die eine 7.1- oder 9.1-Kanal-Konfiguration bilden, mit zwei oder vier zusätzlichen oberen Kanälen – das ergibt dann eine sogenannte 9.1.4-Konfiguration.
Es gibt praktischere Alternativen, darunter Lautsprecher mit nach oben gerichteten Treibern, die Deckenlautsprecher überflüssig machen. Und da jeder Ton im Grunde genommen mit Hilfe von Computermathematik, bekannt als Psychoakustik, erzeugt wird, ist Atmos-Unterstützung mittlerweile sogar in Fernsehern, Soundbars und Smart-Lautsprechern verfügbar.
DTS:X ist ein ähnliches System von Xperi, dem Unternehmen hinter DTS. Es wird von allen modernen AV-Receivern sowie Fernsehern und Soundbars unterstützt. Wie Atmos ist auch DTS:X auf Blu-ray- und UHD-Blu-ray-Discs verfügbar. Allerdings finden Sie es nicht in Streaming-Diensten – und es wird auch nicht für Fernsehübertragungen verwendet.
Das Rundfunkfernsehen wird wahrscheinlich die Hauptressource sein, auf die MPEG-H abzielt. Dieses Format mit dem wenig einprägsamen Namen wurde vom Fraunhofer-Institut entwickelt, das eine Schlüsselrolle bei vielen Komprimierungsstandards bis hin zu MP3 gespielt hat. Es wird von verschiedenen UHD-Sendeanstalten in Südkorea in Kombination mit ATSC 3.0-Video verwendet.
Wir haben auch die Schlüsselelemente analysiert, aus denen sich moderne Ultra-HD-Inhalte zusammensetzen. Es handelt sich nicht nur um eine Erhöhung der Pixelanzahl, sondern um eine ganze Reihe von Technologien, die zusammenwirken.
Die 4K-Auflösung sorgt für ein detailreiches Bild, HDR verleiht ihm Lebendigkeit und Kontrast, und die erweiterte Farbpalette macht das Bild natürlicher. Eine hohe Bildfrequenz kann Bewegungen unglaublich flüssig machen, insbesondere in dynamischen Szenen.
Nicht zu vergessen ist auch der Ton. Formate wie Dolby Atmos schaffen einen wirklich räumlichen und immersiven Klangraum, der das visuelle Erlebnis ergänzt.
Um Ultra HD in vollen Zügen genießen zu können, ist es wichtig, dass alle Komponenten der Kette – von der Signalquelle bis zum Fernseher und den Lautsprechern – diese Technologien unterstützen. Nur dann erhalten Sie den gewünschten „Wow-Effekt“ beim Fernsehen.
