Die zukünftige Fernsehnorm High Definition TeleVision (HDTV) bringt umfassende Änderungen in der Produktion, Verarbeitung, Ausstrahlung und Empfang von TV-Inhalten mit sich. Im Zuge der globalen Digitalisierung der Fernsehwelt bietet ein Standard mit weltweit einheitlichen Grundparametern eine Plattform für den globalen Austausch von TV-Inhalten. Dieser Standard umfasst digitale Techniken und Verfahren von der Produktion bis hin zum Broadcast und Empfang.
Zum bessern Verständnis der neuen Fernsehnorm HDTV werden Grundlagen der Fernsehtechnik sowie aktuelle Entwicklungen der TV-Branche dargestellt. Die mit der Einführung von hochauflösenden TV-Bildern aufkommenden Änderungen in der Filmproduktion finden besondere Berücksichtigung.
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2.1 Begriffsdefintionen
Vorab einige wichtige Grundbegriffe, die für ein besseres Verständnis der folgenden Kapitel dienen sollen.
2.1.1 ISO
ISO ist die Abkürzung für International Organization for Standardization. Diese internationale Vereinigung von Standardisierungsgremien, ist für internationale Normen in der Technik zuständig. ISO wurde 1946 gegründet und hat ihren Sitz in Genf. Für diese Arbeit ist die bei ISO im Jahre 1988 gegründete "Moving Picture Experts Group" (MPEG) besonders wichtig, da diese an weltweiten Standards für Video- und Audiocodierung arbeitet.
2.1.2 ITU
ITU ist die Abkürzung für Internationale Telecommunication Union. ITU wurde im Jahr 1865 gegründet und hat ihren Sitz in Genf. Sie ist eine internationale Organisation innerhalb der Vereinten Nationen und erarbeitet Standards für die globale Telekommunikation, besonders im Broadcast-Bereich. Ziel der ITU ist die Förderung der durchgängigen Verbindungen weltweiter Kommunikationsnetzwerke und Systeme.
2.1.3 EBU
EBU ist die Abkürzung für European Broadcast Union, die größte professionelle Gesellschaft nationaler Broadcaster der Welt 9 . Die EBU wurde 1950 gegründet und hat ihren Sitz in Genf. Im europäischen Raum ist sie unter anderem für die Verhandlungen über Sportrechte internationaler Sportveranstaltungen, den Programmaustausch und Koproduktionen tätig. In diesem Zusammenhang bilden Themen wie gemeinsame Standards und wissenschaftliche Untersuchungen im Bereich Fernsehtechnik für europäische sowie nichteuropäische Broadcaster einen Schwerpunkt. Die EBU erarbeitet technische Empfehlungen und veröffentlicht diese in entsprechenden Publikationen.
9 [HO05], S.420.
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2.1.4 Analog
Von einer analogen Übertragung spricht man, wenn die zu übertragende Größe (meist kontinuierlich verlaufend, z.B. Spannung oder Strom, Tonhöhe oder Lautstärke, Helligkeit oder Farbe) durch eine andere physikalische Größe dargestellt wird (z.B. Amplitude, Frequenz oder Phase einer elektromagnetischen Welle), die sich gemäß einer festen Beziehung entsprechend der zu übertragenden Größe verhält. Diese Beziehung muss nicht linear sein 10 .
2.1.5 Digital
Von einer digitalen Übertragung spricht man, wenn die zu übertragende Größe in diskrete Werte zerlegt wird und diese durch eine Ziffern-, Zahlen- oder sonstige Zeichenfolge dargestellt werden, wobei eine festgelegte, eindeutige Beziehung - Codierung - zwischen der zu übertragenden Größe und dem Codewort existiert. Dabei entspricht jedes digitale Codewort genau einem Wert der darzustellenden Größe und umgekehrt 11 .
2.1.6 Norm
Eine Norm steht für exakte und allgemeingültige Größenangaben für die Festlegung eines oder mehrerer in Zusammenhang stehender technischer, physikalischer, chemischer oder inhaltlicher Aspekte. Eine Norm ist eine Vorschrift oder Richtlinie zur Herstellung von Produkten 12 .
2.1.7 Standard
Der Begriff Standard ist eine allgemeingültige Beschreibung und Festlegung einer für einen bestimmten Einsatzbereich anerkannten und verifizierten Basis-Technologie. Ein Standard ist durch strenge, technische Normen eingegrenzt und klar und allgemeingültig definiert.
10 [tvFHUM], S.254
11 [tvFHUM], S.254
12 [Pd05], S.95
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2.2 HDTV-Grundlagen
"HDTV definiert sich zunächst gemäß der ITU 13 14 unabhängig von technischen Spezifikationen als ein Fernsehsystem, das dem Betrachter bei einem Betrachtungsabstand von dreifacher Bildschirmhöhe eine 'subjektive Einbeziehung' in die Originalszene vermitteln soll" 15 . Hochauflösendes Fernsehen verwendet eine größere Anzahl an Zeilen für ein TV-Bild als heutige Systeme und verbessert somit die Bildqualität in puncto Bildschärfe und Bewegung.
Eine psycho-optische Untersuchung der Nippon Hoso Kyokai (NHK) 16 , die große staatliche Rundfunkgesellschaft in Japan, hat ergeben, dass dieser Effekt der Einbeziehung des Betrachters in die Szene unmittelbar mit dem Betrachtungswinkel (visuelles Wahrnehmungsvermögen, Größe des Displays und Betrachtungsabstand) zusammenhängt. Das hochauflösende Fernsehen orientiert sich an großen Bildschirmdiagonalen über 80 cm, da bei kleineren Bildschirmen der Qualitätsgewinn durch HDTV gegenüber SDTV kaum erkennbar ist 17 .
Im Jahr 2005 wurden in Deutschland 1.235.000 LCD-TV, 300.000 Plasma-TV, 75.000 Rück-und 88.000 Frontprojektoren verkauft. Das entspricht in etwa 30 Prozent des Gesamtmarktes von 5,7 Millionen verkauften TV-Geräten und mehr als 60 Prozent des Umsatzes, so der Consumer Electronics Marktindex Deutschland (CEMIX) für das Jahr 2005 18 . Dieser wird
13 [ITU-01]
14 [ITU-02]
15 [HO05], S.420
16 [FU82]
17 [WE05], S.3
18 [gfu05]
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jährlich von der Gesellschaft für Unterhaltungs- und Kommunikationselektronik (gfu) und der Gesellschaft für Konsum-, Markt- und Absatzforschung (GfK) erstellt.
2.2.1 „HD ready“-Logo
Um den Konsumenten über HDTV aufzuklären, führte der europäische Verband der Geräteindustrie (EICTA) erfolgreich das „HD ready“-Label für HDTV-Displays und Video Interfaces ein. Diese Spezifikation legt für Displays eine minimale vertikale Auflösung von 720 „Zeilen“ fest 19 .
Die Anforderungen, um diese Kennung „HD ready“ tragen zu dürfen, entwickelte die EICTA in Zusammenarbeit mit den europäischen öffentlichen und privaten Rundfunkanstalten sowie Service-Providern und diversen nationalen HDTV-Initiativen. Folgende Mindestbedingungen müssen erfüllt sein:
1. Display, Display Engine
- Mindestauflösung von 720 Zeilen (physical lines)
- Breitbildformat
2. Video-Schnittstellen
- Eingänge sowohl für analoges YPbPr Signal als auch DVI oder HDMI (digital)
- HD-Eingänge müssen sowohl 1280x720 mit 50 und 60 Hz progressiv (720p) als auch 1920x1080 mit 50 und 60 Hz interlaced (1080i) verarbeiten können.
- Die digitalen DVI und HDMI-Eingänge müssen mit dem Kopierschutz HDCP ausgerüstet sein 20 .
19 [eicta1]
20 [eicta1]
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EBU-Formatbenennung seit 2005: ● Zuerst die vertikale Auflösung (aktive Zeilenzahl) ● Abtastformat (interlaced (i) oder progressiv (p)) ● Vollbildfrequenz (frame rate) Bsp.1: 1080i/25: 1080 Zeilen, interlaced, 25 Vollbilder werden als 50 Halbbilder übertragen. Bsp.2: 720p/50: 720 Zeilen, progressiv, 50 Vollbilder werden übertragen.
2.2.2 Hintergründe zu HDTV
Die Schnittstellen für Videosignale müssen nach den Anforderungen der EICTA zwei unterschiedliche Auflösungen verarbeiten können. Zu einem die Auflösung 1280x720 Pixel sowie 1920x1080 Pixel. Es existiert kein einheitlicher Auflösungsstandard. Diese Problematik wird im Verlauf genauer betrachtet.
Die Tabelle zeigt eine Übersicht der aktuellen Display-Auflösungen 21 .
Nahezu alle neuen Displays sind aufgrund ihrer Pixel- und Zeilenzahl heute in der Lage HDTV-Auflösungen wiederzugeben. Displays arbeiten mit quadratischen Pixeln, so dass die Problematik der Darstellung zwischen den bisherigen TV Geräten (rechteckige Pixel) und den computergestützten Systemen der Produktion (quadratische Pixel) der Vergangenheit
21 [oma.e]
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zu Beginn der 90iger Jahre. Die Digitalisierung des TV-Marktes verändert die gesamte Fernsehbranche und stellt TV-Sender sowie Medienunternehmen vor neue Herausforderungen.
Bei der Diskussion um die Spezifikationen von HDTV wird oftmals die unabdingbare Voraussetzung einer durchgehenden digitalen Infrastruktur vernachlässigt. Diese Infrastruktur bezieht sich auf die Studios der Rundfunkanstalten, die Übertragungswege bis hin zum Zuschauer. In Deutschland nutzen ca. 20% der Zuschauer digitale Empfangsgeräte, hier besteht noch deutlicher Nachholbedarf 23 .
Die Satellitenübertragung verzeichnet den größten Anteil im digitalen Programmangebot. Mit rund 5 Mio. Digital-Empfängern, fast 40 % der 'Satellitenhaushalte', und steigender Tendenz ist dieser Übertragungsweg im Digitalisierungsprozess am fortschrittlichsten. Im Gegensatz dazu befindet sich der beliebte Übertragungsweg Kabel, 60% Zuschauernutzung, noch in einem Entwicklungsstadium. Mit etwa 2 Mio. digitalen Kabelboxen, weniger als 10% der 'Kabelhaushalte', ist dieser Broadcastweg noch deutlich ausbaufähig.
Die Terrestrik ist in der Digitalisierung derzeit kräftig im Aufwind. Mit knapp 5 Mio. verkaufter DVB-T Boxen im Jahre 2005 wurde die Anzahl der 'Antennenhaushalte' deutlich erhöht. Dennoch ist das Segment der Terrestrik für HDTV insgesamt eher unbedeutend, da terrestrische Übertragungskanäle schmaler sind als die von Kabel und Satellit. Die erhöhte Übertragungskapazität durch HDTV-Programme würde die jetzige DVB-T Programmvielfalt deutlich reduzieren und somit wettbewerbsunfähig machen.
Die Zukunftschancen der Terrestrik liegen eher in der Möglichkeit des portablen und mobilen Empfangs, ein entscheidender Vorteil gegenüber Satellit und Kabel, und wird zukünftig für die Verbreitung des „Handy-TV“ genutzt werden.
2.2.3 Internationale HDTV-Entwicklung
In vielen Ländern der Welt weist das Fernsehen eine andere Strukturierung und Organisation auf als in Deutschland. Diesbezüglich ist die Ausgangssituation für die Einführung von HDTV vom jeweiligen Land abhängig. Ein paar wenige Länder leisten Pionierarbeit, allen voran Japan.
Schon 1964 beschäftigten sich Wissenschaftler und Techniker bei der japanischen Fernsehanstalt NHK (Nippon Hoso Kyokai) mit Grundlagenuntersuchungen für ein verbessertes Fernsehsystem. In den 1970er Jahren wurden die Systemgrundlagen definiert.
23 [WE05]
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Nachdem im vorangegangenen Kapitel die Grundlagen zu HDTV beschrieben wurden, soll das folgende Kapitel einen Überblick über Details der Fernsehtechnik geben.
3.1 Zeilenzahl und Betrachtungsabstand
Zur Bestimmung des Abstandes zwischen Display und Betrachter wird aus der Abbildung 2 folgendes deutlich:
Der Betrachtungsabstand a folgt aus dem Winkel α/2 und der halben Bildhöhe H/2:
Ähnlich ergibt sich der Zeilenabstand s: der Betrachtungsabstand a wird so gewählt, dass zwei Zeilen gerade nicht mehr unterschieden werden können. Der Zeilenabstand s hängt mit der Zeilenzahl Z zusammen:
HDTV beinhaltet mindestens eine Verdoppelung der Zeilenanzahl, so dass der Begriff Telepräsenz die Bildwirkung gut beschreibt. Der Zuschauer kann einen kleineren Abstand zum Bildschirm einnehmen und fühlt sich durch das so gewonnene Blickfeld stärker in die
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gezeigte Szene mit einbezogen.
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