Inhalt

1.  Die bewegten Bilder und optische Illusion - zwei Schichten von Manipulierung.  1

2.  Die Eigenschaften und Grenzen des menschlichen Sehsinns.  2

2.1.  Die geometrischen Auflösungseigenschaften.  4

2.1.1.  Die Hell/Dunkel Auflösung.  4

2.1.2.  Die Farbauflösung.  4

2.2.  Die zeitlichen Auflösungseigenschaften.  4

2.2.1.  Talbotsches Gesetz.  4

2.2.2.  Bewegungsverschmelzung.  5

2.2.3.  Flimmer.  5

3.Bildaufnahme  und Bildwiedergabe - wie funktioniert Videotechnik?  5

3.1.  Mechanismums des Fernsehbildes.  6

3.1.1.  Bildaufnahmefrequenz.  7

3.1.2.  Rasterprozess (BAS)  7

3.1.3.  Zeilenzahl und Betrachtungsabstand.  9

3.1.4.  Zeilensprungenverfahren (interlacing)  11

3.1.5.  Austastlücke und Signalsynchronisierung.  11

3.1.6.  Farbsignal (FBAS)  13

3.2.  Bildwiedergabe.  16

4.  Komponenten der Videokamera.  17

Literaturverzeichnis   

1.  Die bewegten Bilder und optische Illusion - zwei Schichten von Manipulierung  

Der  Film kann seine Existenz zur Manipulierung auf zwei Schichten danken. Zuerst  

manipuliert  der Film mit dem menschlichen Sehsinn. Die Unvollkommenheit des  

menschlichen  Augenmechanismus nutzend, kreiert diese Schicht von einer Reihe der  

statischen  Bilder eine Illusion der Bewegung. Die zweite Schicht der Manipulierung ist die  

Manipulierung  mit der Rezeption, die am meistens mit dem kulturellen Hintergrund der  

Person  bedingt ist. Diese zwei Schichten der Manipulierung unterscheiden sich prinzipiell,  

indem  die erste Schicht physiologisch bestimmt ist, und daher ist es unmöglich die weiter  

zu  entwickeln. Andererseits ist die zweite Schicht von unserem Informationsniveau  

abh  ängig, und ändert sich mit Zeitverlauf und Entwicklung von neuen  

Kommunikationsmodellen.  Am wichtigsten ist aber, dass es möglich ist, diese Schicht  

immer  beeinzuflußen.  

Aus  technischer Perspektive betrachtend funktioniert Buldaufnahme und  

wiedergabe  auf erstem Manipulierungsniveau, und Bildregie, die für die Narrationsverlauf  

verantwortlich  ist, beeinflußt die Rezeption des Zuschauers  

Vesna Daki Die Mechanismen der Bildaufnahme und -wiedergabe

2. Die Eigenschaften und Grenzen des menschlichen Sehsinns

Das Auge ist ganz allgemein ein Organ, vergleichbar dem Mechanismus einer Fotokamera (Abb.1), welches über eine Linse Bilder auf der Netzhaut, der Retina, abbildet. Hier werden diese Bilder über verschiedene Rezeptoren umgewandelt. Im einzelnen unterscheidet man zwei Arten von Rezeptoren - die Zapfen und die Stäbchen. Diese sind in

unterschiedlicher Anzahl vorhanden (ca. 10 ⁷ Zapfen und etwa 10 ⁹ Stäbchen) und nehmen unterschiedliche Aufgaben wahr: die Zapfen sind für das scharfe Sehen von Farben verantwortlich, während die Stäbchen für das Sehen bei geringeren Beleuchtungsstärken eine höhere Lichtempfindlichkeit aufweisen, dafür aber nicht farbempfindlich sind.

a) Die Sehenschärfe

Die fovea centralis (auch "Zentralgrube" oder "Gelber Fleck") ist eine kleine Vertiefung der Netzhaut, welche eine hohe Rezeptordichte aufweist. Das Auge kann ausschließlich die jenigen Bildinhalte wirklich scharf "sehen", welche auf diesen Bereich der Netzhaut abgebildet werden.

Die Konsequenz ist, dass unsere Augen zwei Arten von Vision ermöglichen: peripherale und zentrale. Unsere zentrale Vision hat einen sehr schmalen Winkel (weniger als 1°), der wir auf den unterschiedlichen Distanzen fokussieren können. Dabei haben wir peipherale Vision mit dem Winkel von ungefähr 180°, die uns in viel weicherem Fokus eine gesamte Ansicht gibt. Zum Beispiel, bei einem unmittelbar gegenübersitzenden Gesprächspartenr können wir nur einen kleinen Teil seines Gesichtes gleichzeitig scharf sehen. Den Rest des Gesichtes tastet das Auge in unbewußt vollzogenen Sprüngen - den sogennanten "Saccadischen Bewegungen" ab. Die einzelnen Bildausschnitte werden im Gedächtnis gespeichert und bilden den Gesamteindruck einer beobachteten Szene. Wenn

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wir eine schmale Ansicht, oder ein entfernten Objekt zu sehen wollen, finden wir die Stelle mit Hilfe unserer pheripheraler Vision und richten unsere zentrale Vision darüber. Im gleichen Fall verändert die Linse in Kamera die ganze Perspektive, indem sie die offensichtliche Distanz des Objekts ändert.

In einem Videosystem entspricht die Auflösung der Fähigkeit des Systems, feines Detail zu reproduzieren. Offensichtlich ist es nicht notwendig für das System, mehr Detail zu produzieren, als ein Zuschauer fähig ist zu sehen. Wie die Schärfe mit dem Winkel bestimmt ist, hängt die Menge des Details, die man auf einem Bildschirm sehen kann, von der Distanz zwischen Zuschauer und Bildschirm ab. Das ist bezeichnet als viewing ratio, das Verhältnis der Distanz des Objekts zur Bildhöhe.

b) Die Helligkeitswahrnehmung

Elektromagnetische Strahlung im Wellenlängenbereich von 400-700nm ist, dass was wir als sichtbares Licht betrachten. Das natürliche Licht enthält Energie bei mehreren anderen Wellenlängen.

Ein Beobachter nimmt die Intensität (Energiesniveau) des Lichts wahr, als die Sensation genannt Helligkeitswahrnehmung. Jedoch ändert sich die Helligkeits-

Abb2. Die Helligkeitskurve [9]

c) Das Farbsehen

Es gibt verschiedene Theorien bezüglich der Auswertung von farbigen Vorlagen durch das Auge selbst und der weiteren Verarbeitung der Nervensignale im Gehirn. Am

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meisten verbreitet ist sicherlich die schon 1807 von dem englischen Physiker Young entwickelte und später von Helmholz verfeinerte "Drei-Farben-Theorie". Nach dieser Theorie besteht das menschliche Auge von Stäbchen, die grayscale Sensoren und drei Gruppen von Zäpfchen, die die verschiedenen spektralen Antworten haben. Die Zäpfchen reagieren auf das einfallende Spektralgemisch entsprechen ihrer spektralen Empfindlichkeit und melden die Reize, die der Intensität innerhalb der verschiedenen Wellenlängebereiche proportional sind, weiter an das Gehirn. Hier werden sie weiterverarbeitet und zu einem farbigen Bild "zusammengesetzt". Darüberhinaus tragen sie

zur Helligkeitswahrnehmung bei ¹ .

Eine andere wichtige Eigenschaft menschlicher Farbevision ist, dass die Schärfe der Farbevision bedeutend ärmer als für graue Skalen ist. Diese Eigenschaft ist von meisten Videosystemen benutzt. Um das zu schaffen, müssen die Signale so erzeugt werden, dass sie keine Grauton-information enthalten.

Diese physiologischen Eigenschaften des menschlichen Sehsinns haben die folgenden Konsequenzen, die in Videotechnik genutzt werden.

2.1. Die geometrischen Auflösungseigenschaften

2.1.1. Die Hell/Dunkel Auflösung - Die Auslösungsvrmögen bezüglich feiner Hell/Dunkeldetails liegt im Bereich des Gelben Flecks im Mittel bei 1,5 gradminuten. D.h., dass das Auge feine Strukturen gerade dann nicht mehr unterscheiden kann, wenn deren mittlere räumliche Ausdehnung von Beobachter her unter einem Öffnungswinkel kleiner als 1/40 Winkelgrad gesehen würde.

2.1.2. Die Farbauflösung - Nur Details, die unter einem größeren Öffnungswinkel gesehen werden, können also getrennt wahrgenommen werden. So werden erst ab ca. 4 Gradminuten Rot/Gelbschatierungen und erst ab etwa 12 Gradminuten alle (inkl. Balutöne) farbliche Details einwandfrei erkannt.

2.2. Die zeitlichen Auflösungseigenschaften

2.2.1. Talbotsches Gesetz - Für die Helligkeitsbewertung im Auge ist nicht nur der farbton des einfallenden Lichtreizes von Bedeutung, sondern auch dessen Dauer.

¹ Die Empfindlichkeitsbereiche im einzelnen: Blau-Violett bei ca. 450 nm, Grün bei ca. 540 nm, Gelb-Rot ca. 600 nm

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Bis zu einer Dauer von 200ms gilt das Talbot´sche Gesetz, wonach Lichtreize von den Zäpfchen umso heller empfunden werden, je länger sie dauern. Die Trägheit des Auges wird beim Fernseh bzw. Video-Bild dargestellt ausgenutzt, dass die einzelnen Bildpunkte immer nur kurz aufleuchten und vom Auge zu einem scheinbar gleichzeitig existenten Bild zusammengesetzt werden.

2.2.2. Bewegungsverschmelzung - Das Gehirn kann zeitlich aufeinandertreffende Ereignisse nur bis zu einer Häufigkeit von ca. 16 Ereignissen pro Sekunde einzeln wahrnehmen. Darüber verschmelzen diese Ereignisse, die z.B. aus Blider bestehen können, zu einem Kontinuum - diskrete Bewegungsphasen werden als kontinuiriliche Bewegung eingestuft.

2.2.3. Flimmer - Setzt man vor einer Lichtquelle eine Scheibe mit einem lichtdurchlässigen und einem lichtundurchlässigen Bereich zuerst langsam und dan immer schneller in Bewegung, so nimmt das Auge anstelle des anfänglich rythmischen Wechsels von Hell und Dunkel allmählich ein ungleichmässiges, untestes Filmmern wahr. Nach Erreichen der Filmgrenze weicht dieses Filmmern einem gleichmäßigen Grauton. In Abhängigkeit von der Intänsitätsdifferenz zwischen Hell und Dunkel sowie u.a vom Verhältnis der Hell-und Dunkelzeiten, schwankt die Filmmergrenze zwischen 20 und 80 frames/s, but is significantly higher than the threshold of smoot motion. In den Randbereichen des Sehfeldes wir Flimmern stärker und noch bei höheren Frequenzen wahrgenommen als im Zentrum.

3. Bildaufnahme und Bildwiedergabe - wie funktioniert Videotechnik?

Der Mensch erfasst seine Umgebung durch ständiges Abtasten von Objekten und akkomodiert und adaptiert das Auge ständig für jede neue Blickrichtung. Das Auge registriert mit Hilfe dicht nebeneinander gepackter Sinneszellen ein Bild als eine Vielzahl von punktuellen Einzelinformationen bezüglich der Lichtinensität und überträgt diese auf einer großen Zahl von Nervenleitungen gleichzeitig zum Sehzentrum im Gehirn. Wollte man bei der Übertragung von Fernsehbildern den gleichen Weg verfolgen, so benötigte man für jede dieser punktuellen Informationen einen eigenen Übertragungskanal, sowie ebenso viele Sende- und Empfangseinrichtungen. Will man hingegen mit nur einem Übertragungskanal je Program auskommen, so muß man die einzelnen Informationen in

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