Háskerpusjónvarp

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Háskerpusjónvarp [ haɪ ˌdɛfɪˈnɪʃən ˈtɛlɪvɪʒən ] ( HDTV , enska fyrir „háskerpusjónvarp“) er samheiti sem lýsir röð sjónvarpsstaðla sem eru aðgreindir frá Standard Definition Television (SDTV) með aukinni lóðréttri, láréttri eða tímalausri upplausn .

Á mismunandi tímum, vegna núverandi ástands, var skilið aðrar ályktanir en háupplausn. Lóðrétt upplausn 720 díla og 1080 dílar eru notuð sem eru aðgreind með viðbótarskilmálum eins og 720p , 1080p og 1080i . Full HD lýsir eignum HDTV-tækis (sjónvarpi, DVD-spilara , myndavél , set-top kassa , leikjatölvu , snjallsíma ) til að geta sent eða tekið upp HD upplausn 1920 × 1080 pixla. Eldri CCIR (vestur) og OIRT (austur) sjónvarpsstaðlar með litabreytingarkerfunum PAL og SECAM bjóða 576 línur til samanburðar; Norður -Ameríku NTSC 480 línurnar.

„HDTV“ ætti ekki að rugla saman við 16: 9 stærðarhlutfall í stafrænu sjónvarpi ( DTV , í Evrópu í DVB staðli) eða stafrænu jarðssjónvarpi ( DTTV , í Evrópu DVB-T ), líkt og var í sameiginlegri kynningu í sum lönd gerðist.

Tæknilegar breytur

Myndband

Samanburður á upplausn SDTV við HDTV
Fiskur í fullri stærð á móti HDTV og SDTV upplausnum
Fiskur í fullri stærð á móti HDTV og SDTV upplausnum
Til að bera upplausn fisksins saman við heildarupplausn myndarinnar er sami myndhlutinn sýndur í 16: 9 myndhlutfalli fyrir NTSC (480p), PALplus , HDTV720 og HDTV1080.
HD fiskur
HDTV fiskur Einn ferningur samsvarar einum pixla . HDTV með fjórum sinnum fjölda pixla miðað við SDTV.
SD fiskur
SDTV fiskur Einn ferningur samsvarar einum pixla, SDTV upplausn.
Báðum fiskunum var breytt í sömu stærð þannig að hægt er að bera saman fjölda pixla á flatareiningu. Upprunalega stærð fisksins samsvarar fiskinum á myndinni hér að ofan með sjónvarpsupplausnunum. Skarpaáhrifin ráðast miklu meira á andstæðahlutföllum en upplausn.

mannanafn

Þar sem HDTV staðallinn er samantekt á myndaupplausnum og rammatíðni, þá er grundvallarnöfn til að greina á milli þeirra. Þetta er byggt upp á eftirfarandi hátt:

Fjöldi lína + Ferli myndasamsetningar + Uppfærsluhraði
Fjöldi lína:
Fyrir fjölda lína er lóðrétt myndupplausn tilgreind í pixlum (myndþættir).
Aðferð myndasamsetningar:
Styttingin „p“ eða „i“ er tilgreind þegar verið er að byggja upp myndina. Skammstöfunin "p" stendur fyrir framsækið og þýðir framsækið ramma , "i" stendur fyrir fléttað og segir fléttað eða fléttað skönnun .
Uppfærsluhraði:
Þegar rammatíðni er tilgreind í rammum á sekúndu ( BpS fyrir stutt eða fps fyrir "rammar á sekúndu") eru tvær mismunandi hefðir:
Dæmi
1. 1080 ég 60 = 1080 ég / 30 = 1920 × 1080 pixlar fléttaðir og 60 reitir á sekúndu
2. 1080 bls 30 = 1080 bls / 30 = 1920 × 1080 pixlar í fullri myndvinnslu og 30 fullar myndir á sekúndu
3. 1080 bls 24 = 1080 bls / 24 = 1920 × 1080 pixlar í fullri myndvinnslu og 24 fullar myndir á sekúndu
4. 720 bls 50 = 0 720 bls / 50 = 1280 × 0 720 dílar í fullri myndvinnslu og 50 heildarmyndir á sekúndu
5. 1152 ég 50 = 1152 ég / 25. = 2048 × 1152 samtvinnaðir pixlar og 50 reitir á sekúndu (gamall HD-MAC staðall)

Ef vafi leikur á er þó nægjanlegt að vita að tíðni svæðisins er á milli 50 og 60 Hz og rammatíðnin er á milli 25 og 30 Hz í fléttunarferlinu.

Með þessari reglugerð þarf að taka tillit til tveggja eiginleika HDTV til viðbótar sem leiða til mismunandi flokkunar. Annars vegar getur það gerst að kvikmyndir sem eru fáanlegar í fullum ramma, fyrst og fremst bíóframleiðslu, eru sendar í fléttaðri ferli, en hægt er að endurreisa persónuna í fullri ramma að óbreyttu frá þessum tveimur sviðum. Blaðið myndi til dæmis segja 1080i50 eða 1080i / 25 , en það er einnig hægt að birta sem 1080psf25 . Skammstöfun fyrir myndbyggingarferlið er Progressive Segmented Frame (PsF), sem er skrifuð í stað millfléttingar skammstöfunar og lýsir aðeins gerð flutnings nánar. Þess vegna verður hressingartíðni hins vegar að lækka um helming. Á hinn bóginn er skammstöfunin 24p einnig að finna í stafrænni kvikmyndagerð með HD myndavélum. Þetta getur þýtt 1080p24 , en stafrænt kvikmyndahús getur einnig verið með hærri upplausn ( t.d. 4K @ 24p).

upplausn

HDTV er tilgreint með 1080 virkum línum í samtengdri stillingu eða 720 línum í fullri skjástillingu með stærðarhlutfallinu 16: 9 í ITU-R BT.709. Hugtakið „háskerpu“ getur átt við forskrift upplausnarinnar sem og fjölmiðla með svipaða skerpu og kvikmyndir.

Tvær venjulegar HDTV myndupplausnir eru 1280 × 720 dílar og 1920 × 1080 dílar í fullu sniði. Stærðarhlutfall myndarinnar er 16: 9. Munurinn á upplausn 1280 × 720 samanborið við PAL (samkvæmt CCIR 601 ) er stærðfræðilega 2,2 sinnum ((1280 × 720p) / (720 × 576i)) og 1920 × 1080 miðað við PAL jafnvel 5 sinnum ((1920 × 1080i) /(720 × 576i)), en sjónrænt er það aðeins 1,25 sinnum (720/576) eða aðeins 1,9 sinnum (1080/576) lóðrétt. Svipað hlutfall er einnig reiknað lárétt. Þar sem MPEG-2 þjöppunin sem notuð var skiptir myndinni upphaflega í kubba með 16 × 16 díla, eru 1088 línur í raun sendar á 1920 × 1080.

Þegar bornar eru upplausnir framsækins sniðs saman við fléttaðar myndir skal tekið fram að með framsæknu sniði eru sendar tvöfalt meiri upplýsingar á tímaeiningu en með fléttaðri ferli. Framsækið og fléttað snið er aðeins hægt að bera saman að takmörkuðu leyti, sérstaklega þegar mikil hreyfing er á myndinni. Þegar um er að ræða opinbera sjónvarpsstöðvar í Þýskalandi, Austurríki og Sviss, skal tekið fram að flestir HD heimildir þar eru í 1080i sniði (alþjóðlegt skiptisnið) og eru aðeins lækkaðar í 720p snið þegar útsendingin verður. Þetta þýðir að HDTV móttakarinn heima getur tekið á móti hreyfimyndum 1080i upptökunnar og minni 720p upplausninni saman.

Í reynd þarf oft að leiðrétta HDTV myndir: HF sending 16: 9 myndar er oft þjappað saman í 4: 3 hlutfall í kóðara þannig að með 1080 línum aðeins 1440 í stað 1920 punkta og með 720 línum aðeins 960 í stað 1280 punkta eru í boði.

Rammahraði

Rammatíðni sem venjulega er notuð eru 23,976 Hz, 24 Hz, 25 Hz, 29,97 Hz og 30 Hz fyrir fullskjásýningu og 50 Hz, 59,94 Hz og 60 Hz fyrir vettvangsskjá. Ef afkastageta miðilsins leyfir er þetta valfrjálst fullur skjár með svæðis tíðni er einnig mögulegt. Hins vegar er krafist gagnahraði 1080p50 og 1080p60 þegar MPEG-2 er notað hámarkshraði sem sendaraðferðirnar nota (DVB og ATSC) og flest sjónvarpsframleiðslukerfi eru ekki enn hönnuð fyrir tvöfalt gagnahraða.

Hefðbundin tíðni 50 eða 25 Hz er af sumum sérfræðingum talin vera of lág til að sýna miklu stærri myndina, en þetta er ekki notað í nútíma flatskjásýningum með að minnsta kosti tvöfalda myndbirtingartíðni (100 Hz) . PAL- og SECAM-samhæfðir 50 Hertz hafa augljósan ókost við áberandi flökt en NTSC-samhæfðir 60 Hertz á rörskjám, en kosturinn við lægri gagnahraða með sömu þjöppun eða öfugt. Bíómyndum í 24p er venjulega flýtt um fjögur prósent fyrir breytingu á PAL snið (50 Hz); Þegar skipt er yfir í NTSC snið (60 Hz) geta hrífandi hreyfingar átt sér stað vegna algengrar fjarskiptaferils ( 3: 2 uppdráttur ).

Gagnahraði

Bandbreidd HDTV myndbanda
Fullir rammar (p) Reitir (i) Pixel hlutfall (lækkandi)
1080p60 1080p60 1920 × 1080 × 60 Hz
= 124,4 Mpx / s
1080p50 1080p50 1920 × 1080 × 50 Hz
= 103,7 Mpx / s
1080p30 1080p30 1080i60 (psf) 1080i60 (psf) 1920 × 1080 × 30 Hz
= 62,2 Mpx / s
720p60 720p60 1280 × 720 × 60 Hz
= 55,3 Mpx / s
1080p25 1080p25 1080i50 (psf) 1080i50 (psf) 1920 × 1080 × 25 Hz
= 51,8 Mpx / s
1080p24 1080p24 1920 × 1080 × 24 Hz
= 49,8 Mpx / s
720p50 720p50 1280 × 720 × 50 Hz
= 46,1 Mpx / s
720p30 720p30 1280 × 720 × 30 Hz
= 27,6 Mpx / s
720p25 720p25 1280 × 720 × 25 Hz
= 23 Mpx / s
720p24 720p24 1280 × 720 × 24 Hz
= 22,1 Mpx / s
Myndirnar gefa til kynna hlutfall bandbreiddar og hámarks 1080p60. Kílalögunin endurspeglar sviðsaðferðina, kúbulaga lögun heildarmyndaaðferðarinnar eða sviðið með framsækinni skiptum ramma (PsF). HD upplausnunum var raðað í minnkandi röð í samræmi við nauðsynlega bandbreidd. Hins vegar, með tilliti til bandbreiddarinnar, verður enn að taka tillit til þess að kvikmynd með 24 Hz sem uppspretta efni er dregin upp í 60 Hz, 50 Hz og 30 Hz og myndirnar sem vantar eru reiknaðar með milligreiningu og þannig eru óþarfar myndir sendar þar sem eyðiefni og bandbreidd er sóun. Við 25 Hz er hægt að gera einfaldan PAL hraða uppsprettufilmsins. Myndin er aðeins spiluð hraðar en engar myndir eru millifærðar. Þetta þýðir að bandbreiddin er notuð á skilvirkari hátt.

Fyrir 1080i50 með MPEG-2 ( H.262 ) er mælt með 27 Mbit / s bitahraða (samkvæmt ITU ) (0,52 bita / px → um það bil 5,4 Mbit / s fyrir 576i50), með lægri gæðakröfum 22 Mbit / s s (0,42 bita / pixla → 4,4 Mbit / s). „Euro1080“ / HD1 aðeins sent á 18 Mbit / s, þ.e. 0,35 bita / px, sem er um 3,6 Mbit / s fyrir SDTV eða 3,75 Mbit / s við 1,85: 1- eða 3 Mbit / s samsvarar 2,35: 1 DVD kvikmyndum ( Cinemascope ), með DVD -diskum sem hafa þann kost að hægt er að stilla bitahraða.

Það eru nokkrir möguleikar til að nota núverandi gagnahraða eins skilvirkt og mögulegt er. Í fyrsta lagi er hægt að klippa kvikmyndir með upprunalegu myndhlutfalli 2,35: 1 í 16: 9 og koma þeim í ávísað 16: 9 hlutfall. Engin svört rammi er fluttur efst og neðst á myndinni, þar sem hún myndi ekki innihalda sýnilegar myndupplýsingar og er því óþarfur. Hins vegar eru engar myndupplýsingar á hliðunum. Þar sem hægt er að þjappa saman kyrrstöðu svörtum svæðum er aðeins lítill sparnaður í gagnahraða. Í þessu skyni er gagnahraði lengdur úr litlu myndasvæði í stærra svæði og þannig minnkar gagnahraði á svæði. Í öðru lagi er aðeins hægt að vista sýnilegar línur og aðeins hægt að setja svörtu strikin til að fylla upp upplausn skjásins meðan á spilun stendur. Báðar aðferðirnar eru notaðar ef stærðarhlutfallið víkur frá nauðsynlegum 16: 9, þ.e. verður breiðari. Svipuð aðferð væri hugsanleg fyrir 4: 3 filmuefni við 16: 9 og myndi skipta um svörtu kantana ( stoðkassana ) á hliðunum. Þetta var til dæmis notað af ProSieben HD og Sat.1 HD .

Snið og HD tilbúið

HD sjónvarpsmerki

ÞóEBU mæli nú með 720p / 50 til meðlima sinna og, sem framtíðarvalkost, 1080p50 / 60 í framleiðslu- og flutningshliðinni, sérstaklega þar sem þetta hentar skjátækjum sem voru útbreidd í upphafi, hafa næstum allir virkir evrópskir HD veitendur það langt valið 1080i50 (1080p / 25), en hafðu aðra valkosti opna. EICTA innsiglið HD tilbúið tekur tillit til þessa með því að krefjast þess að skjátæki styðji sniðin 1080i og 720p með 50 og 60 Hertz.

Að auki kveður þetta merki, sem ekki krefst utanaðkomandi vottunar, um bæði hliðstætt og HDCP -hæft stafrænt viðmót eins og HDMI eða DVI .

Ef DRM gögnin ( útsendingarfáni ) eru stillt í samræmi við það er stafræna merkið aðeins HDCP dulkóðað, þ.e. afritunarvarið, sent frá móttakaranum til skjátækisins, sem ekki er stutt af öllum núverandi skjám sem eru með HD. Gagnrýnendur óttast einnig að rétthafar neyði útvarpsstöðvar og vélbúnaðarframleiðendur til að stilla DRM færibreytur þannig að við óvarðar HDTV útganga, þ.e. venjulega DVI eða hliðstæða (eins og með YPbPr - íhlut vídeó snúru ), lægri gæði eða jafnvel lægri gæði ekkert merki er gefið út. Reyndar munu framtíðar HDTV notendur geta séð kvikmyndir sínar í hærri upplausn, en upptökur verða oft ekki leyfðar eða aðeins í lélegum gæðum (í besta falli DVD-líkri) (leitarorð CI + ).

Hljóð

Skýringarmynd af Dolby Digital EX

Í grundvallaratriðum eru öll hljóðsnið sem notuð eru í stafrænu sjónvarpi eða á DVD möguleg með HDTV, þó að Dolby Digital sé að verða normið. Hægt er að nota MPEG-1 Audio Layer 2 ( MP2 ) til Dolby Digital ( AC3 ) úr mónó í margra rása hljóð í flutningsstraumunum. Þar sem HDTV er talið aukatilboð er meiri bandbreidd gerð bæði fyrir myndina og hljóðið og þannig er margrásarhljóð oft í boði.

Stundum er enn verið að senda út kvikmyndir í hljómtæki eða jafnvel einleik, þar sem þetta eru að mestu leyti eldri kvikmyndir sem ekki var til margra rása hljóðferli fyrir þegar framleiðsla fór fram og frumhljóðið var ekki unnið í kjölfarið.

Í Japan nota sumir útvarpsstöðvar MPEG-2 Advanced Audio Coding (AAC). Í framtíðinni ætti einnig að nota frekari þróun Dolby Digital Plus og DTS HD í sjónvarpsútsendingum og á gagnabirgðum, sem ætti að virka á skilvirkari hátt og leyfa fleiri rásum og viðbótaraðgerðum.

saga

Flutningskerfi

Í augnablikinu er sending aðallega með gervihnöttum og kapal en jarðbundin og internetsending ( IPTV ) er einnig möguleg. Dreifingin á milli þessara kerfa er mismunandi eftir löndum.

Í Norður -Ameríku er ATSC notað sem landflutningsaðferð. Þar er hámarkshraði gagnaflutnings 19,2 Mbit / s kveðið á, en ekki er hægt að viðhalda því frá útvarpsmanni til endanlegs viðskiptavinar, þar sem svokölluð sjálfstæð net eru staðsett innan flutningsleiðanna, sem hafa leyfi til að breyta merkinu til að laga það að aðstæðum þeirra eigin Aðlaga aflgjafa. Þetta gerist aðallega með kapal- og jarðbundinni flutningi. Vídeóþjöppunin er MPEG-2 og hljóðþjöppunin getur verið MPEG Audio og Dolby Digital.

DVB staðallinn er notaður í Evrópu og er aðallega sendur út með gervitungli. Kapalfyrirtækin taka upp nokkrar af þessum HD rásum í símkerfum sínum. Í Frakklandi eru þessar prófanir nú gerðar á DVB-T sem heitir TNT þar. Öfugt við Þýskaland er MPEG-4 / AVC ( H.264 ) notað sem myndbandskóðun fyrir HDTV og SDTV strax í upphafi. BBC í Englandi gefur BBC-HD afbrigði inn í DVB-T netkerfið sem er skírt í Freeview á höfuðborgarsvæðinu. Þar er einnig prófað niðurstreymi með útsendingum með lítilli bandbreidd . [2]

Í upphafi prófunartímabilsins var DVB-S notað til gervihnattasendingar, en skipti síðar yfir í DVB-S2 . Flestar núverandi HD rásir í Evrópu nota DVB-S2 fyrir reglulega notkun; ef tilkynnt er um nýjar tengingar er aðeins minnst á DVB-S2. Öfugt við DVB-S notar það bætta villuleiðréttingu við mótun og getur því notað allt að 30% bandbreiddina á áhrifaríkari hátt. DVB-C er haldið í kapalnetinu; engin lengri útgáfa, svipuð og DVB-S2, er krafist. Árangursrík vídeóþjöppun samkvæmt MPEG-4 / AVC (H.264) er notuð fyrir þau öll.

Í Ástralíu hefur HDTV verið útvarpað reglulega síðan 2004 í gegnum DVB-T, en kóðað með MPEG-2. Þýsk-franska menningarútvarpið ARTE hóf HDTV prófunarútsendingu sína fyrir Þýskaland í 720p á Astra 19 gráður austur, fyrir Frakkland í 1080i á 5 gráðum vestur. Samkvæmt tilkynningu frá franska menningar- og samgönguráðuneytinu verður dagskráin í MPEG-4 þjöppun send út dulkóðuð frá 30. október 2008 í gegnum DVB-T („Télévision Numérique Terrestre“) í 1080i og síðar í gegnum kapal og DSL.

Í Japan er ISDB notað sem staðall fyrir kapal, gervitungl og loftnet. Skilvirkari Advanced Audio Coding er notuð fyrir hljóðrásirnar.

IP -byggð þjónusta er einnig fáanleg sem flutningsleið fyrir HD efni. Það er mikill fjöldi gjaldskyldra og ókeypis VoD þjónustuaðila (t.d. YouTube , Netflix ) sem gera kvikmyndir og seríur fáanlegar sem straum eða sem niðurhal í HDTV snið frá 720p í Ultra HD . Vegna stafrænnar réttindastjórnunar sem notuð er, er fjölföldun höfundarréttarvarins efnis oft bundin við sérstök viðskiptavinaforrit frá þjónustuveitunni, landsvæði notandans og viðkomandi notandareikningi eða tæki. Slík viðskiptavinaforrit eru venjulega fáanleg í formi vefforrita eða hugbúnaðar. Það fer eftir veitanda að hægt er að nota þessa þjónustu með einkatölvu , snjallsjónvarpi , farsíma eða set-top kassa , að því tilskildu að endabúnaðurinn sé með nettengingu sem er nægilega öflug fyrir HD efni og nægjanlegan tölvukraft til að afkóða HD efni . Að auki er IP þjónusta einnig fáanleg sem flutningsleið fyrir hefðbundin sjónvarpsþætti í HD sniði, einkum í formi svokallaðra þrefaldra spilatilboða (t.d. Telekom Entertain ).

Tafla fyrir jarðbundnar HDTV flutningskerfi

Helstu einkenni þriggja DTTV kerfa
Kerfi ATSC DVB-T ISDB -T
Upprunakóðun
Myndband Aðalsetningaforsetning ISO / IEC 13818-2 ( MPEG-2 myndband)
Hljóð ATSC staðall A / 52 ( Dolby AC-3 ) ISO / IEC 13818-2 (MPEG-2 Layer-II hljóð ) og Dolby AC-3 ISO / IEC 13818-7 (MPEG-2 AAC hljóð)
Flutningskerfi
Raðkóðun
Ytri kóðun RS (207, 187, t = 10) RS (204, 188, t = 8)
Ytri flækja 52 RS blokk 12 RS blokk
Innri kóðun Gefa 2/3 trellis kóða PCC : hlutfall 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8; Þvingunarlengd = 7, margliður (oktal) = 171, 133
Innri flækja 12-í-1 trellis kóða smátt og smátt, tíðni, valinn tími
Slembiröðun gagna Gervi-handahófi tvöföld röð með 16 bita lengd
mótun 8VSB (aðeins notað fyrir landflutninga)
16VSB (Hannað fyrir kapalsendingu en hafnað af kapaliðnaði; kapalsjónvarp notar 64QAM eða 256QAM mótun sem í raun staðal )
COFDM
QPSK , 16QAM og 64QAM
Stigveldisbreyting: stjörnumerki margra upplausna (16QAM og 64QAM)
Varðbil: 1/32, 1/16, 1/8 & 1/4 að OFDM tákninu
Tvær stillingar: 2k og 8k FFT
BST-COFDM með 13 tíðnisviðum
DQPSK , QPSK, 16QAM og 64QAM
Stigveldis mótun: Val á milli þriggja mismunandi mótana fyrir hvern hluta
Varðbil: 1/32, 1/16, 1/8 & 1/4 að OFDM tákninu
Þrjár stillingar: 2k, 4k og 8k FFT

búnaður

Skjár

HD tilbúinn LCD með 1366 × 768 punktum

SD tæki með innbyggðum DVB móttakara eru nú staðlaðir í Evrópu. Í millitíðinni eru hins vegar næstum allar nýjar HD gerðir frá sjónvarpsframleiðendum fáanlegar annaðhvort með DVB-T (stafrænni jarðneskri), DVB-C (stafrænni snúru) og DVB-S (stafrænni gervitunglmóttöku). Fyrir ATSC móttakara leit ástandið betur út fyrr, þar sem HDTV var kynnt í Bandaríkjunum árið 1998 og þar af leiðandi voru fleiri tæki fáanleg á markaðnum. Að auki notaði bandaríska eftirlitsyfirvaldið FCC vald sitt til að þvinga framleiðendur til að setja upp HDTV móttakara í sjónvarpstækjum.

Til að hámarks sjónvarp verði sýnt verður skjátækið að geta verið með upplausn 1920 × 1080 pixla , sem er raunin með flest núverandi tæki ( full HD ). Enn er boðið upp á HD-tilbúin tæki með 1366 × 768 punkta .

LCD sjónvörp og næstum öll önnur bakskautsljóslaus tæki nýta sér sérstaklega myndamerki sem þau þurfa ekki að breyta í upplausn sína, þ.e. venjulega 720p60 eða 1080i60.

tölvu

Eitt af fyrstu DVB-S2 sjónvarpskortunum.

Með tölvu er bein MPEG2 HDTV móttaka möguleg með venjulegum stafrænum sjónvarps PCI kortum og samsvarandi hugbúnaði, en allir samþættir MPEG afkóðunarflísar („fullbúnir“) eru venjulega aðeins hannaðir fyrir SDTV. Þó að upptaka sé einnig möguleg á veikburða tölvum, þá þarf áhorf nokkuð öflugri tölvur (2 GHz örgjörva) eða sérstaka, erfitt að finna afkóðunarflís. Umbreyting í önnur snið hefur hingað til ekki verið möguleg í rauntíma án dýrs sérstaks vélbúnaðar.

Hin nýja evrópska HDTV afbrigði með DVB-S2 gervitunglamerki og MPEG4 / AVC kóðun ( H.264 ) krefst nýrra móttökubreytara / korta og mjög öflugrar myndvinnslu í tölvunni. Núverandi skjákort styðja MPEG4 / AVC afkóðun á vélbúnaðarhliðinni og létta þannig örgjörva gífurlega. Slík kort eru merkt með Nvidia PureVideo HD eða ATI Avivo HD.

Í framtíðinni á einnig að stækka HDCP afritunarvörn til að innihalda móttökukort, skjákort og tölvuskjái.

Leikjatölvur

Tvær kyrrstæðar leikjatölvur hver af sjöundu og áttundu kynslóðinni, Xbox 360 og PlayStation 3 , Xbox One og PlayStation 4 styðja 1080p HD framleiðsla í gegnum HDMI fyrir leiki og kvikmyndir. Nintendo Wii , hins vegar, býður ekki upp á HD framleiðsla, en að hámarki 480p. Eftirmaður Wii U úr áttundu kynslóðinni er einnig með 720p og 1080p stuðning. Xbox styður einnig í grundvallaratriðum HDTV (1080i YPbPr), en PAL útgáfan krefst breytinga með Mod-Chip ( ráðgáta rofi ). Á sama hátt var einnig boðið upp á nokkra leiki með 1080i YPbPr valkostinum fyrir NTSC útgáfuna af PlayStation 2 .

Viðtakandi

Sky Box HD frá Pace. Set-top box fylgir Sky HD áskriftinni

HD-samhæft set-top box er nauðsynlegt til að taka á móti HDTV. Þetta er móttökutæki sem getur afkóðað og unnið merkin. Til að fá Premiere HD (nýtt nafn „Sky“ síðan um mitt ár 2009), sem var útvarpað í HD (1080i50) á HM 2006, verður þú að ganga úr skugga um að það sé samhæft. Þetta er alveg eins sjálfsagður hlutur og að ná tökum á þjöppunarstaðlinum MPEG-4 (í staðinn fyrir bara MPEG-2) og mótunarstaðlinum DVB-S2 (í staðinn bara DVB-S), sem venjulega er notaður fyrir HDTV í gegnum gervihnött.

Þar sem HDTV sendingar fara fram með gervihnöttum og kapal, þá er jarðtenging eða IPTV einnig möguleg, það er sérstakur móttakari eða móttakari fyrir hverja af þessum móttökurásum, sem er ekki samhæft við hinar. Tvöfaldir hljóðnemar fyrir blandaða notkun eru nú sjaldan í boði fyrir SDTV og alls ekki fyrir HDTV.

Tengi

VGA tengi

Hægt er að nota hliðstæða og stafræna viðmót til að senda niðurprentaða myndskeið og hljóðmerki. Þetta er aðeins takmarkað af því hvort viðmótið ráði við nauðsynlega bandbreidd og tíðni og hvort þau séu samþykkt af rétthafa merkjanna, þar sem slökkt er á tilteknum tengi með útsendingarfána og dulkóðun og kveikt á þeim með viðurkenndum dulkóðun.

Hið hliðstæða HD-hæfa vídeóviðmót inniheldur VGA , þar á meðal DVI-Analog og DVI-Integrated , og íhlutamyndband auk íhlutamyndbands í gegnum SCART sem sumir framleiðendur bjóða nú upp á. YUV framleiðsla í gegnum þrjár RGB línurnar verður að vera virkur / forvalinn í valmynd tækisins, þar sem ekkert skynjaramerki er nú skilgreint á SCART pinna 16 fyrir HDTV. Þriggja rása íhlutatengingin getur innihaldið tvö mismunandi litastig; í samræmi við staðalinn gilda mismunandi stigahlutföll milli Y (birtustig), Pb (blár) og Pr (rauð) fyrir staðlaða sjónvarpsgjafa en fyrir HDTV heimildir. Í öfgafullu tilfellinu sem er ekki í samræmi við staðalinn hefur þetta í för með sér fölsaða myndaframleiðslu, t.d. B. þegar hliðstæðum útgangi er breytt í SD gæði vegna afritunarverndar.

Stafrænu vídeóviðmótin innihalda DVI-Digital og DVI-Integrated , "Integrated" þýðir viðbótartengingar fyrir hliðstætt VGA merki. Serial Digital Interface er fyrst og fremst að finna í stafrænum vinnustofubúnaði og skjávarpa fyrir stafræn kvikmyndahús - HD -SDI afbrigðið styður einnig HDTV. Í tölvugeiranum á að nota DisplayPort í framtíðinni í stað DVI og HDMI. FireWire er stundum notað fyrir D-VHS upptökutæki og HDV upptökuvélar. Hægt er að senda myndgögn sem og hljóðgögn og stjórnmerki í gegnum HDMI , sem er samhæft við DVI. Það eru fjögur afbrigði af HDMI. HDMI 1.0, 1.2 og 1.3 eru aðeins mismunandi hvað varðar upplausnir, litadýpt og hljóðstaðla sem eru studdar. Til dæmis styður HDMI 1.0 aðeins beint HDTV upplausnir, 24 bita litadýpt og Dolby Digital, DTS og PCM . HDMI 1.3 styður einnig beint SDTV upplausnir, 3D myndband, 48 bita litadýpt og Dolby Digital plús (þ.mt TrueHD ) og DTS HD. HDMI 1.3a notar „Lipsync“ til að leiðrétta mismunandi mynd- og hljóðgögn, ef þeim hefði verið skipt um AV -móttakara. Nýju hljóðsniðin geta einnig notað HDMI 1.0 eða S / PDIF en merkjunum verður að breyta í rauntíma í venjulega Dolby Digital, DTS eða jafnvel einstaka PCM strauma. HDMI 1.4a kemur á fót 3D framkvæmdinni á heimasvæðinu í gegnum sjálfvirkni. Skipt á milli „hlið við hlið“ eða „topp og botn“ snið og hæstu upplausn 4K (Ultra High Definition) með fjórum sinnum HD upplausn.

Vandamál hefur komið upp þegar mismunandi gerðir spilunarbúnaðar og skjáa eru tengdir vegna þess að iðnaðurinn hefur oft ígrædd stafræna myndstigssniðin „DVI-PC“ eða „DVI-Video“ (HDMI inniheldur sama myndbandssnið og DVI-tengingar) í tæki sín án að hugsa um síðari breytingarkost. Der Unterschied: Während bei DVI-PC (Grafikkarten) die Helligkeitspegel von 0 bis 255 reichen, wird bei DVI-Video (Heimelektronik) ein Puffer unter- und oberhalb der Schwarz- und Weißpegel reserviert (Pegelbereich 16 bis 239). Nur manche Videoprojektoren und Flachbildschirme können per Menü zwischen PC-Level (extended/erweitert) und Video-Level (Standard/normal) umgestellt werden. Schwarz ist entweder zu hell oder untere Helligkeitsbereiche werden verschluckt, der Weißpegel ist nicht maximal oder wird übersteuert, alles je nach Gerätekombination. Nur bei zufällig gleicher Auslegung des digitalen Videopegelbereichs in beiden Geräten stimmt der Kontrastumfang am HDMI-Eingang, der nicht durch Helligkeits- oder Kontrastregler änderbar ist.

Medien

Drehfertige Sony 750 HDCAM mit Angenieux-Objektiv
HDV-Camcorder (Sony HDR-FX1E)

Profi

Im professionellen Bereich gibt es die Bandformate und HDCAM (SR) von Sony sowie DVCPro HD und D5 HD von Panasonic . HDCAM hält seit 1999 den Löwenanteil des Marktes, D5 HD wurde eingestellt und bandbasiertes DVCPRO HD ist sehr selten geworden. 2005 erschienen auch festplatten -, optische- und kartenbasierende Formate. Für optische Aufzeichnung steht Sonys XDCAM-HD -Familie, für Speicherkarten Panasonics P2 und seit 2007 auch XDCAM EX von Sony mit Aufzeichnung auf SxS -Medien. Neben den dutzenden Kameras dieser Hersteller gibt es seit 2007 Kameras, die auf Festplatten aufzeichnen. RED ist die weitestverbreitete, ihre Auflösung liegt über HD. Cineforms Aspect Ratio HD und DNxHD von Avid werden durch je eine Kamera, die Ikegami Editcam HD bzw. die SI-2K von P+S Technik unterstützt.

Privatanwender

Am bekanntesten ist sicher die Blu-ray Disc , sie löste D-VHS -Kassetten (alias D-Theater) und proprietäre Kauf- DVD-ROMs mit Filmen im WMV-HD -Format ab. Das ursprüngliche Konkurrenzformat HD-DVD hat nach dem Ausstieg Toshibas aus dem HD-DVD-Markt im Februar 2008 keine Perspektive mehr. Die Blu-ray Disc ist, was die Bildfrequenz angeht, dabei nicht an die Fernsehnormen gebunden, stattdessen liegen Kinofilme hier nativ mit 1080p24 vor, selbiges gilt oft auch für TV-Serien, die mit 24p aufgenommen wurden. Moderne Fernsehgeräte und Projektoren können ein solches Signal per HDMI entgegennehmen, bei der Wiedergabe wird dann meist jedes Bild mehrfach projiziert, um Flimmern zu vermeiden (wenn keine Zwischenbildberechnung verwendet wird). Jedoch ist für die Blu-ray Disc noch keine Spezifikation vorgesehen, die bei 1080p mehr als 24 Bilder pro Sekunde erlaubt, obwohl es technisch möglich wäre, sowohl bei der Kapazität der BD als auch bei der maximalen HDMI-Bandbreite.

Für Hobbyfilmer wurde der DV - zum HDV -Standard erweitert; entsprechende Videokameras sind erhältlich und bieten eine Auflösung von 1440 × 1080 in anamorphem 16:9-Seitenverhältnis und 50 Hz oder 60 Hz Bildwiederholrate im Zeilensprungverfahren.

Sony und Panasonic führen 2006 mit AVCHD ebenfalls einen neuen Camcorderstandard für Hobbyfilmer ein. Das „AVC“ steht für MPEG-4/AVC und gibt dabei den verwendeten Aufnahme-Codec wieder und der Standard definiert eine Auflösung von 1920 × 1080 bei 60 oder 50 Hz im Zeilensprungverfahren und 24 Hz im Vollbildverfahren.

Aufnahmen bestehender Videokassetten können von VHS-Videorekordern über HDTV-Bildschirme wiedergegeben werden, allerdings ist für die Aufzeichnung neuer MPEG2-HD-Aufnahmen ein D-VHS-Videorekorder nötig. HD-taugliche Festplatten-Receiver gab es in Europa anfangs nur in Großbritannien für Sky-HD (Pay-TV). Inzwischen sind diese Geräte auch in Deutschland verfügbar.

Um Lizenzkosten zu umgehen, werden in Taiwan und China eigene Speichermedien und Codecs entwickelt. In Taiwan wird an der Finalized Versatile Disc (FVD) geforscht und in China sind bereits Abspielgeräte und Filme für die Enhanced Versatile Disc (EVD) verfügbar. Beide Formate weisen geringfügig mehr Speicherplatz als die DVD auf, sehen jedoch die effizienteren Codecs VC-1 von Microsoft (FVD) bzw. VP5 und VP6 von On2 (EVD) vor. In erster Linie sind diese Medien Ersatz für die DVD mit standardaufgelöstem Material, aber sie sind auch für HD-Material vorgesehen. China entwickelt zusätzlich eine eigene Abart der HD-DVD. Die FVD, EVD und China HD-DVD sind ausschließlich für den asiatischen Raum gedacht und werden im Rest der Welt nicht vertrieben werden.

Ebenfalls ist eine Verbreitung von HDTV über Video-on-Demand (VoD) für PCs und Festplattenrekorder möglich. Die BBC prüft derzeit den Markt und die Machbarkeit, HD-Filme zusätzlich zum Digitalfernsehstrom im Downpush-Verfahren und Low Bandwidth Broadcasting zu senden, um so die HD-Filme zu verteilen und zum Simulcast anbieten zu können.

Steuersignale

Kopierschutz

Hintergrund ist, dass insbesondere die verschiedenen Unternehmen der US-amerikanischen Filmindustrie die global vorangetriebene Umstellung von niedrig aufgelöstem (SDTV) auf hoch aufgelöstes (HDTV) Fernsehen zum Anlass nehmen wollen, die fast überall bestehenden Ausnahmeregelungen zum Urheberschutz für privates Mitschneiden von Rundfunkausstrahlungen auf SDTV-Auflösungen zu beschränken oder ganz zu kappen – da HDTV gegenüber SDTV ohnehin andere Signalverbindungen erfordert, sollen diese statt in analoger Form in einer digitalen Form etabliert werden, und zwar unter Mithilfe von HDCP in einer vor Aufnahme geschützten Form. Die Idee dahinter ist, dass durch das Mitsenden eines Broadcast-Flags der empfangende Receiver dazu aufgefordert wird, die hochauflösenden analogen Bildsignale entweder ganz abzuschalten oder auf SDTV-Auflösung zu reduzieren. Ein Bild in HDTV-Auflösung gibt es dann nur noch über den kopiergeschützten digitalen Bildausgang, der gleichzeitig die HDCP-Verschlüsselung aktiviert. Ungeschützte Sendungen wie Live-Ausstrahlungen von Sportereignissen ließen sich dann nach wie vor in HDTV-Auflösung mitschneiden, die Ausstrahlung eines Hollywood-Films aber nicht oder nur in eingeschränkter Qualität. Dies wird bei der neuen HDTV-Plattform (RTL HD, Pro7 HD, Sat1 HD) vom SES-Astra der Fall sein (siehe CI+ ).

HDTV hat nicht direkt etwas mit Kopierschutz zu tun, der Name HDTV steht nur für hochauflösendes Fernsehen. HDTV-Geräte tragen jedoch meist das HD-ready -Logo, und dieses wiederum setzt den Kopierschutz HDCP voraus. Dieser Mechanismus wird jedoch von vielen Verbraucherschützern kritisiert, da damit auch rein private Kopien verhindert werden können. Siehe auch High-bandwidth Digital Content Protection .

Ebenfalls lassen sich alle digitalen Steuerungs-, Verschlüsselungs- oder Zuordnungsmechanismen anwenden, die schon in den digitalen Medien genutzt werden. So können Digitale Rechteverwaltung für gezielten Erlaubnisabgleich integriert werden, Verschlüsselung des Signals innerhalb der Hardware unter anderem durch Digital Transmission Content Protection angewendet werden, um ein ungewolltes Abgreifen zu verhindern, und auch Wasserzeichen im Bild-, Audio oder weiteren Bereichen gesetzt werden. Es wird zurzeit ein für die neue DVB-Version 3.0 Content Protection and Copy Management System (DVB-CPCM) entwickelt, das das Signal nach dem Empfang verschlüsselt und nur von Geräten abspielen lässt, die sich in der Authorized Domain befinden.

Diese Mechanismen sind nicht in der HDTV-Norm vorgesehen, sondern werden wie bei allen digitalen Medien angewendet und durch das annähernd gleichzeitige Erscheinen dieser Techniken auf den Markt wird der Eindruck erweckt, dass HDTV und die genannten Mechanismen zwingend miteinander verflochten seien (Stichworte HD+ und CI+ ).

Produktion

Maske

Die höhere Auflösung bringt feinere Texturen auf den Bildschirm und damit auch teilweise unerwünschte Details in Gesicht und am restlichen Körper von Personen. Um diese zu überdecken, muss mehr Wert auf die Maske gelegt werden, als es bei SDTV der Fall ist. Wo beim SDTV noch durch oberflächliche Veränderungen wie Abdecken und Pudern das Gesamtbild verbessert werden konnte, werden bei HD-Produktionen neue Verfahren wie Airbrush - Schminke angewendet, nur solche Bildeinstellungen genommen, die ungewünschte Partien versteckt halten, oder Unschärfefilter automatisch über Bildbereiche mit Hauttönen, gelegt, um gezielt die Auflösung in einem begrenzten Teil des Bildes herunterzusetzen. So können eventuelle Unzulänglichkeiten kaschiert werden. Von Phillip Swann wurde eine HD-Bestenliste mit den zehn hübschesten und hässlichsten Personen erstellt. [3]

Beleuchtung

HD-Kameras kommen auch im Gegensatz zu konventionellen Filmkameras ohne großflächige Ausleuchtung der Umgebung aus, allerdings steigt dabei das Bildrauschen (Noise) , was durch eine Anpassung des Signal-to-Noise Levels ausgeglichen werden muss. Diese guten Nachtaufnahmeeigenschaften waren auch ausschlaggebend für die Wahl von HD-Cams für die Spielfilme Collateral und Miami Vice von Michael Mann , deren Handlungen nachts spielen. [4]

Bühnenbild

Beim Kulissen- oder Bühnenbau gibt es auch Unterschiede zu SDTV-Sendungen. In vielen Fällen reicht es nicht aus die Kulisse zu übernehmen, da ein für SDTV ausreichend grober Baustil oder eventuelle Beschädigungen, die bei SDTV nicht zu sehen waren, in HDTV erst zum Vorschein kommen oder deutlicher sichtbar sind. Der Umbau der Kulisse geht deshalb meistens gleichzeitig mit der Umstellung auf HD-Technik vonstatten, wie man das an der The Late Show with David Letterman im August 2005 erkennen konnte.

Bei Star Trek: Enterprise kam ein anderer Nebeneffekt von HDTV zum Tragen. In der Folge „Im finsteren Spiegel – Teil 2“ gibt es eine Szene, in der biographische Hintergrundinformationen zweier Hauptcharaktere auf einem Bildschirm gezeigt wurden. Nur ein kleiner Teil davon wurde in den Dialogen wiedergegeben und der Rest war in der SDTV-Übertragung nicht zu entziffern. Der Autor Michael Sussman war sich allerdings nicht bewusst, dass der angezeigte Text in HDTV vollkommen zu entziffern und somit lesbar war. Folglich fertigten Star-Trek -Fans Screenshots davon an und wurden auf einige Fehler im Text aufmerksam, die nicht mit dem strengen Star-Trek -Canon (anerkannte Fakten und Chronologie innerhalb des fiktiven Star-Trek -Universums) übereinstimmen. Unter anderem wurde das Datum von Captain Archers Befehlsübernahme der Enterprise falsch angegeben. [5] Dieses fällt zwar nur eingefleischten Fans auf, verdeutlicht aber, dass auch mehr Wert auf Kulissen gelegt werden muss, um solche Fehler zu vermeiden oder um diese als Eastereggs zu verwenden.

Filmabtastung

Kinofilme und viele Serien wurden früher ausschließlich auf Film aufgenommen. Wenn diese Filme noch als Interpositive oder Duplikatnegativ vorliegen, können auch von alten Filmen und Serien hochauflösende Transfers hergestellt werden. Dabei muss der Film durch einen digitalen Filmabtaster gescannt werden. Kino- Vorführkopien auf Celluloid , Celluloseacetat oder Polyester können meistens wegen vorhandener Beschädigungen nicht direkt übernommen werden, sondern müssen erst aufwändig restauriert werden. Die chemische Reinigung des Filmstreifens vor dem Scannen und eine anschließende digitale Bildaufbereitung ist sehr zeit- und kostenintensiv und wird daher nicht bei jedem alten Film zum Zuge kommen. Für einige DVD -Veröffentlichungen wurde es bereits durchgeführt, sodass diese Filme bereits in HD ausgestrahlt werden konnten und auf eine Veröffentlichung im DVD-Nachfolgeformat warten. Viele Filme haben zwar nicht das HDTV-konforme Seitenverhältnis 16:9, bieten aber dennoch die höhere Auflösung (abhängig vom Zustand des Originalmasters). Filmklassiker wie Der Zauberer von Oz und Serien wie Ein Käfig voller Helden wurden in den USA bereits in HD ausgestrahlt.

George Lucas ließ die alte Star-Wars -Trilogie vorsorglich in hoher Auflösung scannen, um so das bestmögliche Ausgangsmaterial zu haben und die Kosten für eine erneute Bearbeitung für zukünftige HDTV-Versionen zu vermeiden. Er produzierte aber auch mit den ersten verfügbaren 1080p24-Kameras von Sony einige digitale HD-Szenen für „Star Wars Episode I“. Die dazu passende digitale Kino-Technik lieferte Texas Instruments mit den ersten DLP -Projektoren.

Remastering

Für eine hochauflösende Ausstrahlung und Verwertung auf HD-DVD wurde von der Sci-Fi-Serie Star Trek: The Original Series nicht nur eine Abtastung des auf Film gedrehten Materials mitsamt Restauration vorgenommen, sondern die aus den 1960er Jahren stammenden Spezialeffekte und Modelle gegen aktuelle, aus dem Computer stammende Visual Effects ausgetauscht. Dieses Remastering betrifft vor allem die Weltraumszenen mit Außenansichten der Raumschiffe. Wenn sich die Staffeln auf HD-DVD gut verkaufen, dann könnten solche Überarbeitungen auch auf weitere Star-Trek -Serien ausgeweitet werden, um auch diese erneut, und dieses Mal hochauflösend, veröffentlichen zu können. [6]

Wahrnehmung und Bildwiedergabe

Pixelgröße verschiedener Auflösungen in Bezug auf die Pixelgröße von NTSC, alles bezogen auf gleiche Bildschirmgröße

Menschliche Physiologie

Wegen der höheren Auflösung von HDTV ist der Betrachtungsabstand , ab dem das Bild unscharf wirkt, bei gleicher Bildgröße auch Bilddiagonale geringer als bei SDTV. Mehr Details können bei HDTV nur wahrgenommen werden, wenn man nah genug am Bild sitzt. Bei großem Betrachtungsabstand kann man die Auflösung von HDTV nicht von einer niedrigeren Auflösung unterscheiden. Hinsichtlich der Wahrnehmung ergeben sich für den maximalen Betrachtungsabstand rein rechnerisch aus dem Auflösungsvermögen des menschlichen Auges mit ungefähr einer Winkelminute Grenzen von etwa dem 2,3fachen (Auflösung 1280 × 720) und 1,6fachen (1920 × 1080) der jeweiligen Bilddiagonalen. Die höhere Auflösung ist also insbesondere vorteilhaft bei Beamern (wenn sie die Auflösung darstellen können) und großen Wiedergabegeräten.

Bei HDTV sinkt die Gefahr des Zeilenflimmerns ( 1080i ) oder verschwindet ganz ( 720p ). 720p wird bei Sehtests auf Bildschirmen üblicher Größe, dh bis zu einer Bildschirmdiagonale von etwa einem Meter, von den meisten Menschen gegenüber 1080i vorgezogen. DieEBU empfiehlt ihren Mitgliedern 720p wegen der geringeren benötigten Datenrate und außerdem wegen des nur höchstens einmal im Sendezentrum und dort mit professioneller Hardware nötigen Deinterlacings .

Bildwiedergabe

Artefakte

Bild mit Artefakten

Artefakte (oder auch Macroblocking genannt) können beim digitalen Fernsehen bei einem zu geringen Verhältnis von Bildneuauflösung und Bandbreite entstehen oder bei nicht effizienten Kompressionsalgorithmen und -equipment von Seiten des Anbieters (Sendeanstalt, Medienautoren). Vor allem bei schnellen Szenen mit hoher Bildbewegungsdichte tritt dann diese „Blöckchenbildung“ auf. Auch wenn eine höhere Bandbreite und neuere effizientere Codecs (MPEG-4/AVC) im Gegensatz zu SDTV benutzt werden, können noch Artefakte durch Bandbreitenengstellen auftreten.

Glitch

Bildaussetzer ( Glitch ) im Zusammenhang mit HDTV wurden bei den ersten HD-Receivern gemeldet. Dieses konnte auf die frühe Firmware der Geräte, der höheren Bandbreite des Senders und den Einsatz von HDCP zurückgeführt werden. Da die HDCP-Verschlüsselung beim Umschalten zu einem Sender, der dieses verlangt, überprüft und aktiviert werden muss, konnte es vorkommen, dass in den ersten Augenblicken nach Erscheinen des Fernsehbildes kurze Bildaussetzer gefolgt von weiteren Nebenerscheinungen, wie Grünstich oder Artefakten, auftraten.

Beim Abspielen von HD-Aufnahmen ( DVR-Zwischenspeicherungen ) kann es vorkommen, dass wegen der hohen Bandbreite und einem nicht ausreichend leistungsfähigen Abspielgerät nicht alle Daten geladen werden, obwohl die Daten an sich unbeschädigt und vollständig vorliegen. Wenn bei der Aufnahme wegen eines gestörten Empfangssignals, zum Beispiel durch Gewitter oder technischer Probleme des Senders Daten unvollständig vorliegen, werden sie beim Abspielen durch Interpolation hochgerechnet – was ebenfalls zu Glitches führen kann.

Moiré-Effekt

Ein Moiré-Muster verursacht durch falsches Downsampling

Wird zur Bilderzeugung aus Kosten- und Konvergenzgründen nur ein Wandlerbaustein verwendet, dh alle drei Grundfarben auf einem CCD abgetastet, kann dies zu deutlich erkennbaren Abtastfehlern führen. Vereinfacht ausgedrückt führt eine Ungleichgewichtung der Farbabtastung zu wiederkehrenden Bildfehlern, welche besonders stark auffallen, wenn das abgetastete Bild ein ungünstiges Verhältnis zur Bildsensorauflösung aufweist. Bei 3-CCD -Lösungen tritt dieser Bildfehler seltener auf.

Je höher die Auflösung eines Bildes und je höher der Detailgrad im Bild desto höher die Wahrscheinlichkeit für den Moiré-Effekt . Dieser Effekt tritt bei einer Überlagerung sich periodisch wiederholender Bildmuster auf. Im Fernsehen ist dies an Personen mit karierter Kleidung („Fischgrätenmuster“) zu sehen. Dieser Effekt dürfte bei HDTV wegen der höheren Details sogar stärker auftreten, sofern die Kleidung der Moderatoren, Bühnenbilder u. ä. nicht entsprechend gewählt werden.

Hochskalierung

Interpolation einer Linie
Pixelworks PW365-10U

Das Hochskalieren (engl. Upscaling ) ist ein Echtzeitinterpolieren einer geringeren Auflösung zu einer höheren; selbstverständlich wird dabei das Bild nicht detailreicher.

Verschiedene Geräte können empfangene oder ausgelesene SD-Signale in HDTV-Auflösungen umwandeln und an ihren Schnittstellen ausgeben. Zum Beispiel wird in DVD-Spielern ein DVD-Film mit PAL -Auflösung (720 × 576 Pixel) hochgerechnet und meist über digitale Ausgänge (DVI, HDMI) an den Monitor ausgegeben. Erhält ein Anzeigegerät über seine Eingänge eine Auflösung, die es nicht nativ darstellen kann, muss die stets integrierte Upscale-Einheit das Signal anpassen. Einige Geräte mit hoher Anzeigeauflösung werden dafür kritisiert, dass alle eingehenden Signale einer Skalierung unterzogen werden, wobei die Zwischenauflösung mitunter nicht der nativen Auflösung entspricht und so Detailschärfe verloren geht. Eine dritte Variante sind spezialisierte externe Geräte , die zwischen Empfangs- und Anzeigegerät geschaltet ausschließlich für die Signalkonvertierung zuständig sind. Die erzielten Ergebnisse können beim Heimequipment, abhängig von der verwendeten Einsatzart und der Leistung der Geräte, erheblich variieren.

Das Hochskalieren wird auch von vielen Sendeanstalten vorgenommen, um SD-Sendungen innerhalb eines HDTV-Angebotes auszustrahlen. Die dafür verwendeten professionellen Geräte erreichen zwar in der Regel bessere Resultate als übliches Endanwenderequipment und das Signal profitiert üblicherweise von der im Vergleich zur parallelen SD-Ausstrahlung höheren zur Verfügung stehenden Datenrate (annähernd DVD-Qualität, „near DVD“), aber die Qualität von echten HD-Quellen erreichen sie nicht.

Eine Skalierung kann auch nötig sein, wenn beispielsweise das Seitenverhältnis des Signals 4:3 und des Bildschirms 16:9 nicht übereinstimmen. Das „harte“ Einfügen schwarzer Balken ( Letterbox , oben und unten, oder Pillarbox , links und rechts) ist im Digitalfernsehen nur noch begrenzt nötig, nämlich bei Formaten breiter als 16:9, wird aber von manchen Sendeanstalten trotzdem gemacht, da sich die schwarzen Bereiche sehr effizient komprimieren lassen. Es gibt neben schwarzen Balken auch andere Verfahren zur Anpassung von Signalen mit abweichenden Bildseitenverhältnisse in Endgeräten, darunter Abschneiden ( Pan and Scan ), lineares Aufblasen ( Zoom ) oder Stauchen in eine Richtung, ggf. in ein Zwischenformat (16:10, 14:9, 5:3) und nichtlineares Aufblasen, bei dem das Bildzentrum weniger verzerrt wird als die Außenbereiche.

Die Chips, die diese und weitere Funktionen bereitstellen, werden von Unternehmen wie Faroudja oder Pixelworks erzeugt und beispielsweise in Fernseher, Projektoren und Encoder verbaut.

Weiterentwicklung

Auf der CeBIT 2006 wurde ein Prototyp mit vierfacher Pixelanzahl (3840 × 2160 Pixel) von HDTV vorgestellt. Diese Displays sollen bevorzugt in Bereichen eingesetzt werden, in denen äußerst detailreiche digitale Bilder benötigt werden, wie technische Zeichnungen oder Röntgenaufnahmen . Die doppelte Zeilen- sowie Spaltenanzahl erleichtert das Hochskalieren von HDTV, da jedes Pixel der 1080i/p-Quelle exakt vier Pixel der Quad-HDTV-Auflösung entspricht. Dieses Interpolieren bringt zwar keine neuen Bilddetails, aber löst das Interpolationsproblem von PAL zu HDTV, da dort keine ganzzahligen Multiplikationen möglich sind.

Ultra HD

Im Jahr 2012 wurde von der Consumer Electronics Association der kommende Standard und somit Nachfolger von Full HD, Ultra HD (4K), verabschiedet. Das Bildformat ist exakt doppelt so breit und doppelt so hoch wie ein 1080p Full HD Bild. Damit hat Ultra HD eine Auflösung von 3840 × 2160 Pixel, was circa 8 Megapixel entspricht. Entsprechende Hardware wurde Anfang 2013 von allen namhaften Herstellern auf der Consumer Electronics Show 2013 vorgestellt.

Super Hi-Vision TV

In Japan testet der FernsehsenderNHK bereits eine Weiterentwicklung von HDTV namens Super Hi-Vision . Das Bildformat ist exakt viermal so breit und viermal so hoch wie ein reguläres HDTV-Bild. Damit hat ein Super Hi-Vision-Bild die 16-fache Auflösung eines HDTV-Bildes. Super Hi-Vision hat eine Auflösung von 7680 × 4320 Pixel ( 8K ), ist ausschließlich für 60 Vollbilder pro Sekunde ausgelegt und unterstützt bis zu 24 Audiokanäle. Das Format wurde zwar für den Fernseheinsatz entwickelt, schließt aber auch die Lücke zwischen Fernsehen und digitalem Kino, da HDTV keine für große Leinwände ausreichende Auflösung besitzt. Um eine einfache Skalierung zu ermöglichen, wurde die Zeilen- und Spaltenanzahl von HDTV einfach vervierfacht. Super Hi-Vision befindet sich in einer frühen Entwicklungsphase. Bevor es im regulären Sendebetrieb eingesetzt werden kann, müssen unter anderem die hohen Bandbreitenanforderungen gelöst werden und effizientere Komprimierungsmethoden entwickelt werden.

Digitalkino

Fußballfans schauen ein Englandspiel in HDTV im Kino. [7] Zu sehen ist HD-1 .

Beim Wechsel vom analogen Kino mit Filmen auf Polyester oder einem anderen Trägermaterial hin zum Digitalkino mit digitalen Filmen, Zuspielungen und Projektion wurden auch Vorschläge unterbreitet, die HDTV-Auflösungen in den sich im Entstehen befindenden Digitalkinostandard zu integrieren. Das Gremium ITU-R SG 6 der International Telecommunications Union, welche eine UN -Einrichtung ist, vertrat die Broadcastseite und hat unter anderem den HDTV-Standard 1080i erarbeitet. Die ITU versuchte, den HD-Standard 1080p24 als Grundlage für D-Cinema zu etablieren. Auch wenn sich diese Norm nicht etablierte und die Verleihe dieses Vorhaben zurückwiesen, da die Bildqualität von HD nicht für die große Kinoprojektion ausreiche, sind dennoch fast ausnahmslos alle digital produzierten Kinospielfilme in 1080p24 erstellt (siehe auch digitale Kinokamera ).

Die Digital Cinema Initiative (DCI) legte im September 2004 in Version 1.0 ihrer 'unverbindlichen technischen Spezifikation' ein Speicher- und Transportformat für digitalen Film fest und teilte dieses der SMPTE mit. Darin beträgt die Master-Auflösung 2K und 4K : Gemäß DCI 1.1., Abschnitt 3.2.1.2. sowie 3.2.1.8 beträgt die Auflösung: [8]

  • bei einem Seitenverhältnis von 1,85: 1998 × 1080 Pixel für 2K und 3996 × 2160 bei 4K.
  • bei einem Seitenverhältnis von 2,39: ( Cinemascope ) 2048 × 858 bei 2K und 4096 × 1716 bei 4K.

Dennoch stellt die 1080p24-Bildauflösung den Löwenanteil der digitalen Kinospielfilme dar, obwohl HDTV-Bildauflösungen als unzureichend abgelehnt wurden. Der Löwenanteil der digitalen Projektoren in Kinos stellen 1080p oder 2K dar, 4K-Projektoren werden erst aktuell in Kinos verbaut – während tausende 1080p/2K-Kinos existieren (alleine in den USA über 3000), sind es in 4K gerade ein paar Hundert. Aktuelle Film- und selbst Werbeproduktionen werden immer häufiger in 4K-Auflösung produziert. Das Kino kann von HDTV-Ausstrahlungen profitieren, da sich zusätzliche Einnahmequellen außerhalb des Kerngeschäftes erschließen lassen. So können besondere Events wie Sportübertragungen und Konzerte live in Kinos übertragen werden, da sich Empfänger für digitale Signale einfach in das vorhandene digitale Kinoequipment einfügen lassen. Und auch wenn die Auflösung von HDTV nicht der von 4K entspricht, kann diese dennoch besser sein, als würde das Signal einer herkömmlichen Fernsehübertragung oder einer 720p-Sendung auf die Leinwand projiziert werden.

Stereoskopie (3D TV)

Anachromebild in Vollfarben
Eine 3D-Brille wird für die Betrachtung von 3D-Bildern empfohlen. Informationen zum 3D-Fotoverfahren

Unter Stereoskopie versteht man jede Technik, die fähig ist, dreidimensionale visuelle Informationen mit 2 zweidimensionalen Bildern zu übertragen und so den Eindruck echter räumlicher Tiefe beim Betrachter zu erwecken. Der räumliche Eindruck in Fotos oder Filmen wird durch zwei übereinander gelegte Einzelbilder erstellt, die aus zwei leicht unterschiedlichen Positionen (in der Regel Augenabstand) aufgenommen wurden. Im Kino oder Fernsehen wurden diese 3D-Filme nur selten für spezielle Vorführungen benutzt, da erstens die Produktion der 3D-Filme aufwändiger und damit teurer ist und weil zur Betrachtung dieser Filme eine besondere anaglyphe oder polarisierende oder elektronisch gesteuerte 3D-Brille genutzt werden musste, die nicht jeder Zuschauer besitzt und nicht für jede Sendung tragen will. In den 1950er-Jahren wurden 3D-Kameras gerne für Horrorfilme genutzt und werden vorrangig Dokumentationen in Stereo-3D gedreht. Diese Filme lassen sich auch von Zelluloid auf digitale Medien und in HD-Auflösung überspielen oder werden direkt digital in HD aufgenommen. Ab Frühjahr 2007 gab es beispielsweise im Kölner Cinedom ein 3D-Kino mit Stundenfilmen ähnlich wie beim IMAX-3D, allerdings projiziert mit einem 3D-DLP-Digitalprojektor. Die dort eingesetzten 3D-Brillen (anfangs elektronische LCD-Shutter, inzwischen Dolby 3D in vier Sälen) sind sehr leicht und fast mit den Polarisations-Brillen zu verwechseln. Der Lichtverlust ist ähnlich hoch, aber dafür ist jetzt die Wiedergabe absolut flimmerfrei und hochwertig, außerdem unabhängig von der Kopfhaltung.

Am 21. November 2005 strahlte der US-amerikanische Fernsehsender NBC die Folge „Still Life“ der in HDTV gesendeten SerieMedium – Nichts bleibt verborgen als 3D-Video aus, in der einige Szenen mit 3D-Effekten aufgewertet wurden.

Es gibt auch Versuche, 3D-HD-Signale auf „autostereoskopische“ 3D-Displays zu bringen, auf denen für den Betrachter der dreidimensionale Effekt ohne 3D-Brille zu erkennen ist. Autostereoskopische Displays werden oft als 3D-LC-Display (Single-User-Display) bezeichnet, wenn der Spezial-Bildschirm nur auf ein Augenpaar eingehen kann. Philips zeigte auf der CeBIT 2006 einen Prototyp, auf dem auch 3D-Material der KUK Filmproduktion GmbH zu sehen war (inzwischen wurde die Entwicklung von Philips eingestellt). Die horizontale Auflösung verringert sich durch die dabei verwendete Technik (Barrieremaske oder Lenticularlinsen).

Die Übertragung der Bilder kann entweder als ein Video-Signalstrom geschehen, in dem beide perspektivischen Teilbilder mit anaglyphem Farbversatz (in der Regel rot/cyan, veraltet) gesendet werden, oder als vollfarbige Zeilensprung-Halbbilder (field sequential – halbierte Vertikalauflösung) oder als vollfarbiges „side-by-side“-Verfahren (Teilbilder nebeneinander 2:1-horizontal komprimiert – halbe Horizontalauflösung). Andere Methoden benötigen zwei getrennte Signalströme für die perspektivischen Teilbilder, und somit wird die doppelte Bandbreite benötigt. HDMI -Highspeed-Kabel bietet dabei genug Bandbreitenreserven, um 1080p24-Datenströme im „frame-packing“-Format vom 3D-Blu-ray-Player zum Display zu übertragen. Um eine einwandfreie Wiedergabe zu gewährleisten, muss die Synchronisation zwischen den beiden getrennten Signalen und ggfs. der 3D-Shutterbrille erhalten bleiben. Ebenso muss das Medium, das diese getrennten Informationen beinhaltet, ausreichend Kapazitäten besitzen und die doppelte Ausgabegeschwindigkeit gewährleisten, genau wie das „HighSpeed“-HDMI-Kabel. Ende 2009 wurde von ETSI der 3D-Blu-ray-Standard mit der erweiterten Schnittstelle HDMI1.4a international festgelegt, die 3D-Wiedergabe-Methode (für passive 3D-Polarisationsbrillen mit halbierter Vertikalauflösung oder für aktive 3D-Shutterbrillen) bleibt den 3D-TV- und 3D-Projektor-Herstellern überlassen.

Auf dem TV-Satelliten Eutelsat 9A war seit Anfang 2009 das HD-Programm „3DSatTV“ auf 11747 MHz frei zu empfangen (Doppelbilder „side-by-side“ nebeneinander), Anfang Juli lief eine 30-minütige Schleife mit räumlichen Animationen, echten 3D-Aufnahmen vom 24-Stunden-Rennen am Nürburgring, Modeaufnahmen, Impressionen aus Venedig und wissenschaftlichen Filmen der NASA über die Stereo-Satellitenmission zur Sonne (Animationen und echte 3D-Videos!). Die 3D-Filme werden im „side-by-side“-Format in einem HDTV-Kanal mit 1920 × 1080 Pixeln ausgestrahlt und zeigen zwei Teilbilder nebeneinander, die horizontal 2:1 anamorph gequetscht wurden. Das 3D-Bildwiedergabegerät zu Hause muss daraus ein vollformatiges 120-Hz-3D-Video mit zwei überlagerten Teilbildern im 16:9-Format machen, damit die über ein Infrarot-Signal synchronisierte LCD-Shutterbrille die beiden stereoskopischen Teilbilder für jeweils das richtige Auge im 60-Hz-Takt durchschalten kann. Die Internationale Funkausstellung Berlin 2009 stand erstmals im Zeichen von 3D-HDTV mit mehreren Anbietern dafür geeigneter TV-Bildschirme, fast alle favorisierten die ausgereifte 120-Hz-LCD-Shutter-Brillen-Technologie. Ab Anfang 2010 wurden auch die ersten preiswerten „3D-ready“-DLP-Projektoren (Auflösung 720p) verfügbar, die von geeigneten PC-Grafikkarten über HDMI1.3-Schnittstellen mit einem 120-Hz-3D-Videosignal angesteuert werden. Passende 3D-Shutterbrillen können wie bei 3D-TV-Geräten über Infrarot-Steuerung (Nvidia „3D-Vision“) oder mit einem speziellen Weißimpuls („DLP-Link“) synchronisiert werden.

2012 gibt es auf Astra 19° Ost mehrere freie 3D-TV-Demo-Programme, der Pay-TV-Sender „Sky 3D“ ist vormittags meistens mit Demo-Filmen und 3D-Kinofilmtrailern unverschlüsselt empfangbar. Von einigen Firmen werden erste 4K-3D-TVs vorgestellt, die mit passiven Polarisations-3D-Brillen räumliche Full-HD-Auflösung bieten.

Rekorde

  • Das weltgrößte 720p-Display steht im Hard Rock Stadium , dem Footballstadion der Miami Dolphins . Es dient als Anzeige- und Werbetafel, hat eine Bildschirmdiagonale von 44,5 m (1750 Zoll) und ist aus LEDs zusammengesetzt. [9]
  • Das weltgrößte 1080p-Display steht auf der Tokioter Pferderennbahn. Es hat die Abmessungen von 66,5 m × 11,3 m (751,45 m², Diagonale 67,45 m bzw. 2656 Zoll). Auf diesem lassen sich gleichzeitig drei Videoeinblendungen nebeneinander darstellen. Die Anzeigetafel wurde aus 35 Mitsubishi Aurora Vision LED-Displays zusammengesetzt; die Displays werden mit analogen Hi-Vision-HD-Signalen direkt von der Rennbahn gespeist. Für HD-Filme eignet es sich mit einem Seitenverhältnis von 5,89:1 weniger, da dieses kein gängiges Seitenverhältnis ist, es sei denn, man stellt ebenfalls mehrere Filme nebeneinander dar. [10]

Siehe auch

Literatur

  • W. Wunderlich: Digitales Fernsehen HDTV, HDV, AVCHD für Ein- und Umsteiger. Auberge-tv Verlag, 2007, ISBN 978-3-00-023484-2
  • Charles A. Poynton: Digital Video and HDTV – Algorithms Interfaces. Morgan Kaufmann Publishers, 2003, ISBN 1-55860-792-7
  • Dominique Hoffmann: High Definition TV – Theorie und Praxis. Hüthig Verlag, 2005, ISBN 3-7785-3985-X
  • Claudia Udenta: HD 1080/24p – Die neue Dimension des Film(en)s. Mediabook-Verlag Reil, 2002, ISBN 3-932972-11-2
  • Armin Gärtner: Funk und Video in der Medizintechnik, Band 4 Reihe Medizintechnik und Informationstechnologie. TÜV Media Verlag, Köln 2007, ISBN 978-3-8249-1045-8
  • Armin Gärtner: High-Definition Television in der Medizintechnik. In: mt-Medizintechnik. TÜV Media Verlag Köln, Nr. 2, 2007, S. 52–65
  • Gerhard Mahler : Die Grundlagen der Fernsehtechnik. Springer-Verlag, 2005, ISBN 3-540-21900-5 , S. 79–81

Weblinks

Wiktionary: hochauflösendes Fernsehen – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Commons : High Definition Television – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien
Wikinews: High Definition Television – in den Nachrichten

Einzelnachweise

  1. Dokument EBU Tech 3299, High Definition (HD) Image Formats for Television Production , abgerufen am 15. Dezember 2013
  2. EBU-Tech 3312: Digital Terrestrial HDTV Broadcasting in Europe (PDF; 228 kB) auf: www.ebu.ch, Genua, Februar 2006 (englisch)
  3. Maske für HD-Video: Are they ready for a high-definition close-up? auf: telegraph.co.uk . 12. März 2005 (englisch)
  4. hi-def video limits: Paul Cameron and Dion Beebe, ACS push hi-def video to its limits for Collateral, which chronicles a hit man's nocturnal killing spree. auf: theasc.com, Jay Holben, 2004 (englisch)
  5. Kulisse: Star Trek: Biografiedetails von Archer und Sato auf: dailytrek.de
  6. Star Trek: TOS-Remastered: Star Trek – Remastered Trek on Blu-ray? Rumors About That & Other Hi-Def Trek auf: tvshowsondvd.com, David Lambert, 1. August 2007 (englisch)
  7. HDTV im Kino: England fans watch match in cinema auf: en:wikinews, 21. Juni 2006 (englisch)
  8. DCI Kinospezifikation: DCI Cinema System Spec 1.1 ( Memento vom 1. Juli 2007 im Internet Archive ) (PDF; 1,4 MB) auf: dcimovies.com
  9. Größtes 720p-Display: Dolphin Stadium 720p HDTV (worlds largest) unveiled ( Memento des Originals vom 3. September 2006 im Internet Archive ) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. @1 @2 Vorlage:Webachiv/IABot/www.hdbeat.com auf: hdbeat.com, Richard Lawler, 9. April 2006 (englisch)
  10. Größtes 1080p-Display: Weltgrößtes HDTV-Display mit 751 Quadratmetern ( Memento des Originals vom 14. Januar 2007 im Internet Archive ) Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis. @1 @2 Vorlage:Webachiv/IABot/www.chip.de auf: chip.de, 29. Juli 2006