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Nicht nur mehr, sondern auch „bessere“ Pixel?

Genug ist nicht genug: Der übernächste Schritt der Bildstandards

Ultra HD -Logo Kommt dem Fernsehen gerade recht, was dem Kino (noch nicht durchweg) gut genug ist? Im Fernsehen ist HDTV 2014 weder auf der Produktions- noch auf der Verbreitungsseite Alltag. Unterdessen drücken die TV-Hersteller auf die Auflösungs-Tube. Seit 2012 gibt es erste Geräte für den Bildstandard UHDTV. Aber (wie bei der Einführung von 16:9 und HDTV) ist an einen Sendebetrieb auch perspektivisch nicht zu denken. Zu denken gibt, nebenbei, auch das Scheitern von stereoskopischen (3D-) Kanälen am TV-Markt mangels Programm-Masse. Fachleute bestreiten, dass UltraHD für normale Zuschauer einen Sinn macht.

Die Kinoleinwände sind in Deutschland Anfang 2014 immerhin zu 95 Prozent digitalisiert; wo das der Fall ist, sorgen in der Regel Projektoren mit 2k (2160 x 1080 Pixel) für das Bild. Die vierfache Auflösung - auf Produktionsseite als 4k bezeichnet - ist in der Film-Produktionskette durchgehend möglich. Aber selbst fürs Kino ist 4k nicht durchweg üblich, weil in der Produktion zu teuer und (wegen der wenigen 4k-Projektoren) auf der Leinwand nicht nativ darstellbar. In 4k Gedrehtes wird daher für die digitale Kino-Projektion üblicherweise auf 2k herunterkonvertiert.

4k-Projektoren für das Kino bietet 2014 wesentlich nur ein Hersteller: Sony, auch Hersteller professioneller Kameratechnik, produzierte bereits etliche Sportaufzeichnungen (u.a. einige Spiele der Fussball-WM 2014 in Brasilien) in 4k - jedoch nicht für das Fernsehen, sondern für eine Doku, die in bester Qualität nur in Kinos mit 4k-Projektion von Sony zu sehen sein kann.

Was das Fernsehen betrifft, ist festzustellen, dass HDTV auch noch lange nach dem offiziellen Beginn der HDTV-Verbreitung von ARD und ZDF ab 2010 in den Infrastrukturen der Programmanbieter noch nicht durchgehend implementiert war. Noch bis August 2015 wurden beispielweise die heute-Sendungen des ZDF im Studio in Standard-Auflösung produziert. Und ein großer Teil der Programmreserven aller TV-Stationen liegt dort in SDTV vor. Die Programmveranstalter wie die Sendenetz-Betreiber müssten wieder einmal Milliarden in ihre Infrastrukturen investieren. Laut Digitalisierungsbericht 2014 nutzten etwa 44 Prozent der 38,6 Mio. deutschen Fernsehhaushalte HDTV-Programme.

Zwischenbemerkung: Kleine Formatkunde und Begriffschaos

Die Bezeichungen 4k und Ultra-HD (oder UHD oder UHDTV) werden gern in einen Topf gerührt. Nimmt man es pedantisch, wird der Begriff 4k für Kinodrehs und die Postproduktion verwendet und meint eine Bildauflösung von 4096 mal 2160 Bildpunkten. Das Kinobild ist also etwas breiter als das des Fernsehens mit seinen 16:9-Proportionen.

Ausgehend von Vorarbeiten vor allem des japanischen Senders NHK mit RAI und der BBC wurde im UltraHD-Standard gleich noch der nächsthöhere „Level“ definiert:
Bildformat Datenrate
UHDTV Level 1 3840 x 2160 Pixel 8 x 1,485 GBit/s
UHDTV Level 2 7680 x 4320 Pixel 16 x 1,485 GBit/s
Für beide Level sind progressive Bilder mit mindestens 50 oder 60 Bildwechseln pro Sekunde definiert. Die Angaben zur Datenrate betreffen die Studioseite, nicht die Ausstrahlung.

Nicht nur mehr, sondern „bessere“ Pixel ...

UHD soll „nicht nur mehr, sondern bessere Pixel“ bieten heisst es. Denn selbst für die Befürworter der neuen Technik ist die höhere Bildauflösung allein nicht ausreichend, um UltraHD gegenüber den Verbrauchern zu argumentieren und am Markt durchzusetzen. Verbessert werden sollen daher Bewegungsdarstellung, Kontrast und Farbtiefe. Wobei erstgenanntes nur mit einer höheren Bildwiederholrate (120p) zu leisten ist. Das, ebenso wie eine höhere Farbtiefe, vervielfacht den Bedarf an zu übertragenden Daten. Damit wird die Datenkompression zum Crash- Kriterium für die Einführung von UHDTV im Fernsehen. Das leisten bisher nur neue Verfahren wie High Efficiency Video Coding (HEVC).

85 Zoll UHDTV-Fernseher von Samsung, Modelljahr 2013 85 Zoll-Display bei der IFA-Vorschau 2013 - noch ohne die „besseren“ Pixel. Foto: dehnmedia.
Zwar gibt es schon seit 2013 Filme in „4k“ auf BluRay und HDMI-Kabel können ab der Version 2.0 die notwendige Datenmenge transportieren. Möglich ist natürlich auch das Streaming von 4k-Filmen - wo immer die Netze das hergeben. Aber auch da fehlt es an Empfangsgeräten. Von der besseren Bildqualität profitiert man so oder so aber nur mit einem für die ultrahoch aufgelösten Bilder geeigneten Display. Praktisch wirklich Sinn macht die vergleichsweise ungeheure Auflösung der UHD-Bilder von 33,2 (HDTV: 2,1) Megapixeln bis jetzt nur für Fotos. Das ist, ebenso wie die fehlende technische Perspektive für die „besseren“ Pixel für Verbraucher sicher kein ausreichender Grund, in ein entsprechendes TV-Gerät zu investieren.

Zudem scheint das Upscaling der heute üblichen HDTV- oder gar SDTV-Fernsehbilder für die hohe Auflösung des Displays der neuen teuren Geräte nicht immer den Ansprüchen der Zuschauer zu genügen. Nach Tests stellt die Zeitschrift PC-Welt (Ausgabe 6/2014) fest: „Hat der Fernseher mit diesem Upscaling Probleme, entstehen Fernsehbilder mit starken Flecken sowie wenig Kontrast und Schärfe.“ Zustimmen muss man der Rat der PC-Welt, auf das Vorhandensein einer HDMI 2.0-Schnitttstelle zu achten, wenn man sich dennoch für einen UHD-Fernseher entscheidet.

... kommen erst viel später

Wie weit auch im Frühjahr 2014 der noch theoretische Weg bis zu echtem UHD bis ins Heim ist, räumt selbst Samsung ein. Die nebenstehende im Frühjahr 2014 veröffentlichte Infografik (anclicken zum Vergrößern) macht deutlich, dass sobald nicht mit Fernsehübertragungen (über Demokanäle der Sat-Anbieter hinaus) zu rechnen ist. Pläne für 2016 soll das japanische NHK haben.

Während der IFA 2013 wurden erste Demos mit prototypischer Empfangstechnik via Sat mit DVB-S2 (und an anderer Stelle mit DVB-T2) gezeigt. Dort ging man angesichts der vielen noch zu lösenden technischen Basis-Aufgaben davon aus, dass zunächst ein eher „provisorischer“ Sendestandard - ohne die zusätzlichen Qualitätsmerkmale - kommen wird, um UHD überhaupt auf die Strecke zu bringen. Gleiches betrifft auch die Live-Übertragung eines Bundesligaspiels Ende April 2014 durch Sky via Sat und im HEVC-Codec. Zu sehen war das allerdings nur in der Unterföhringer Sky-Zentrale.

Eine „Notversion“, die die eigentlichen Vorteile von UHD außer Acht lässt, ist wohl auch einem weiteren Problem geschuldet: Laut Fachleuten sind herkömmliche LED-Displays nicht für den angestrebten erweiterten Farbraum (und schon gar nicht für den UHD-Level 2) geeignet. Diese Anforderungen könnten jedoch OLED-Displays leisten.

DVB-S2 wird für UHD erweitert

Es fehlte und fehlt 2014 zudem an einem Standard für die TV-Übertragung. Das DVB-Board will das mit der im März 2014 veröffentlichten Erweiterung des Sat-Standards DVB-S2X lösen. Definiert ist die Übertragung im Ku/Ka-Band und die HEVC-Kompression. Eine Live-Demo gab es im März 2014 zwischen London und den USA - mit einer Videobandbreite von stolzen 100 Megabits pro Sekunde über einen 36 MHz-Transponder von Intelsat. Für technisch interessierte: Das UHD-Signal wurde im Modus 4:2:2, 10 bit mit 60 Bildern pro Sekunde und mit Sony-Equipment produziert.

Für die Ausstrahlungsseite sieht Rainer Schäfer (Heinrich-Hertz-Institut) Anfang 2014 folgende Roadmap:
2014:UHD-1 bei 30 Hertz. Nur erhöhte Auflösung, keine Verbesserungen der Bildqualität und Datentiefe. Einsatz: Demo-Sendungen.
Ab 2015:Demo-Sendungen für UHD-1 bei 50/60 Hertz. Erhöhte Datentiefe, kein erweiterter Farbraum. Einsatz: Pay-TV.
Ab 2017:Demo-Sendungen für UHD-1 bei 100/120 Hertz. Erhöhte Datentiefe, erweiterter Farbraum und höherer Kontrast nur auf der Produktionsseite. Bildwandlung im Empfänger.
Ab 2018:Testsendungen in Japan für UHD-2 bei 100/120 Hertz. Regelbetrieb ab 2020 möglich.

Ultra-HD und die Antenne

Für die Antenne stellt sich die Übertragung von der nach dem Schritt von SDTV zu HDTV nochmals vervierfachten Pixelzahl schwierig dar. Ein Projekt von Sky Deutschland anlässlich der deutschen und europäischen Fußball-Pokalfinals im Vorsommer 2015 benötigte eine Bandbreits von 20 Mbit/s für ein UltraHD-Programm.

Aufgrund dieser Problematik kommen für Prof. Ulrich Reimers, einen der Erfinder des digitalen Fernsehens, für eine Weiterentwicklung der Terrestrik nur hybride Verfahren wie Dynamic Broadcast in Betracht. Dort wird der Mobilfunk in das Übertragungssystem eingebunden. Allerdings sind - noch mehr als beim digitalen Radio - die Verbreitungskosten für das Fernsehen mit dem aktuellen Stand des LTE-Mobilfunks aus wirtschaftlicher Sicht indiskutabel. Wird der LTE-Aufsatz eMBMS zur Praxisreife entwickelt, könnte das die Situation eventuell verändern.

Hintergrund

Ultra High Definition TV (UHDTV) basiert auf Entwicklungsarbeiten des japanischen Senders NHK mit RAI und der BBC. 2010 gab es für beide damals noch angedachten UHD-Level nur prototypische Testkameras, Bildbearbeitungs- und Projektionstechnik. An Sendeverfahren war überhaupt nicht zu denken. So wurden Sendetests des BBC im September 2010 (ein Konzert der Band The Charlatans im Level2-Modus und 3D) als Webstream durchgeführt.

Im Mai 2012 empfahl die ITU UHDTV zur Standardisierung.

Eutelsat startete im Januar 2013 auf seinem Trabanten 10A (10,0 Grad Ost) einen Demokanal im UHDTV-Level 1 (also im Modus 2160p/50) in HEVC-Kompression. Diese Testsendungen, darunter eine in 4k mit der Regisseurin Lina Wertmüller und RAI produzierte Städte-Doku, können nur mit speziellem Equipment empfangen werden.

Im Sommer 2013 kündigte auch Astra einen Demo-Kanal an. Und zumindest der Pay-TV Sender Sky Deutschland engagiert sich stark auf dem UHDTV-Gebiet. Am 1. Dezember 2012 wurde Ultra HD erstmals in Deutschland in einer Liveumgebung erprobt: Für Sky Deutschland wurde das Bundesligaspiel FC Bayern vs. Borussia Dortmund mit zwei 4k-Kameras aufgezeichnet. Das Material dient ausschließlich zur internen Evaluation und wird nicht gesendet werden. Im Juli 2014 produzierte Sony ausgewählte Spiele der Fußball-WM; Zusammenschnitte wurden in Outlets übertragen.

Ein provokativer Vorschlag: HDTV in 1080p mit besserem Bild statt 4k?

Mit Interesse ist ein Vortrags-Bericht im Blog des Berliner Kollegen Norbert Bolewski zur Kenntnis zu nehmen: Die für Ultra-HD-Signale innerhalb der Infrastruktur der Programmveranstalter und für die Übertragung zum Zuschauer notwendigen Bandbreiten sprengen alle aktuellen Möglichkeiten.

Im Sinne des Kernsatzes „nicht nur mehr, sondern bessere Pixel“ kommt er zu der Schlußfolgerung: HDTV in Kombination mit der Kontrasterhöhung (High Dynamic Range - HDR) und der für schnelle Bewegungen im Bild wichtigen höheren Bildzahl pro Sekunde (High Frame Rate - HFR) bringe eine deutlich bessere Bildqualität. Diese sei „so gewaltig, dass alle anderen Maßnahmen, insbesondere die Auflösungserhöhung, dagegen kaum noch ins Gewicht fällt, insbesondere bei Displays im Wohnraum“. Das sei - unter Verzicht auf das bei den privaten HDTV-Programmen noch übliche Halbbildverfahren - nicht nur sinnvoll, sondern vor allem technisch ohne Weiteres beherrschbar.
„So verrückt es klingen mag, aber es wäre der sichtbar bessere Kompromiss, 4K-Displays zu verkaufen, Produktion und Übertragung mit HDR (und vielleicht auch HFR) indessen über 1080p50 abzuwickeln.“

Prof. Dietrich Sauter und Wilhelm Sommerhäuser weisen im Blog der Fernseh- und Kinotechnischen Gesellschaft (FKTG) ergänzend auf einen interessanten Umstand hin: „Um die Schärfe der 4k-Bilder wirklich wahrnehmen zu können, müsste man in einer Entfernung von 1 1/2-fachem der Bildhöhe vor dem Display die Bilder betrachten (bei einem 55 Zoll-Display wären das rund zwei Meter, dehnmedia). Dieser Betrachtungsabstand wird von der überwiegenden Zahl der Zuschauer abgelehnt“, schreibt Sommerhäuser, langjähriger Technik-Chef des SFB. „Damit muss man davon ausgehen, dass der Zuschauer die höhere Auflösung also überhaupt nicht wahrnimmt.“ „Erleben wir den gleichen Flop wie bei 3D? Der Kunde ist wieder der Dumme und den Nutzen hat nur die Empfängerindustrie“, kommentiert Sauter.

Bestandsaufnahme

Äußerungen anlässlich der Funkausstellung 2014 dokumentieren den Sachstand zu Fernsehsendungen in Ultra HD. „Ohne Inhalte hilft die beste Technik nichts“, kommentierte der ARD-Vorsitzender und NDR-Intendant Lutz Marmor - wohl auch stellvertretend für den europäischen Senderverbund EBU, der das sendefähige bessere Bild zur Bedingung für einen Einstieg macht. Selbst Stephan Heimbecher, einer der Förderer von Ultra HD beim Bezahlfernsehen Sky Deutschland, fordert auf: „Man sollte sich davon lösen, dass Ultra-HD einfach nur die vierfache Auflösung hat“.

Da hilft es wenig, dass der Industrieverband Digital Europe anlässlich der IFA 2014 nach HDTV nun auch für Ultra HD ein Logo vorstellte. Es soll aussagen, dass die damit gekennzeichneten Displays „kompatibel mit allen wichtigen Quellen von Ultra HD-Inhalten sind und diese im Ultra HD-Format darstellen können“.

Da fehlen in der Tat nur noch die 4k-Inhalte. Diesem gravierenden Mangel macht die Startankündigung des Shoppingsenders PearlTV UHD und eines Astra Demo-Kanals zum September 2015 überhaupt nicht wett.

Die Bildqualität kann tatsächlich schon in HDTV - deutlich sichtbar für die Zuschauer und finanziell günstig für die Programmanbieter - grundlegend verbessert werden. Die Entscheidung des ZDF, alle Programme seines DVB-T2 HD Multiplexes progressiv zu senden - im Format 1080p/50) ist ein erster Schritt in diese Richtung. Das Halbbildverfahren („die Datenreduktion des analogen Zeitalters“, Andreas Bereczky, ZDF), das die Privatprogramme immer noch benutzen, gehört ohnehin auf den Schrott.

Update 2016: Aufgebohrtes UltraHD

Während es weiterhin kaum Programme in UltraHD gibt und die Markteinführung der UltraHD BluRay-Scheiben und Abspielgeräte erst bevorsteht, benutzen die Fernseher-Hersteller ein neues Logo, um die UltraHighend-Produkte unter den Highend-Geräten herauszustellen. Die dort eingebaute Technik beherrscht alles, was man sich eigentlich für ein gesendetes HDTV-Bild wünscht: Die Erweiterungen des Kontrastumfangs (High Dynamic Range - HDR) und des Farbraums (ITU Rec2020 statt der uralten Rec709) bedingen, dass das Videosignal von 8 auf 10 Bit je Pixel aufgebohrt werden muss.

Was den Fernseher nicht als Videosignal erreicht, muss im Gerät berechnet werden. Das betrifft sowohl die gegenüber HDTV vierfache Bildauflösung, als auch jene zwei zusätzlichen (angeblichen) „Qualitäts“-Bits. Deren Inhalt wird entweder im Fernseher quasi „dazuerfunden“ oder schlicht mit Nullen gefüllt.

Das aufgebohrte UltraHD ist sendetechnisch noch schwieriger zum Zuschauer zu bringen, als „normales“ UltraHD. Dafür beanspruchten die Testsendungen von Sky fast einen ganzen Sat-Transponder, der üblicherweise um 10 HD-Programme transportiert. Allein das macht deutlich, warum ARD wie ZDF und ProSiebenSat1 wie RTL sich zur Zeit überhaupt nicht mit dem Thema UltraHD befassen wollen. Eine Anfang 2016 in UltraHD produzierte Testsendung des ZDF wird im Originalformat nur online zu sehen sein.

Fazit: UltraHD, ob „Premium“ oder nicht, hat für den Fernseh- und Videoalltag keine Bedeutung und wird dort noch lange keine Rolle spielen.

Links zum Thema
Projektseite zu DVB-S2X von dvb.org.

dehnmedia-Meldung: Mehr Pixel machen das Fernsehbild nicht besser (4.9.2016).
dehnmedia-Meldung: Neues Logo für bessere Bildqualität? (11.2.2016).
dehnmedia-Meldung: UltraHD noch kein Thema für ARD unD ZDF (27.10.2015).
dehnmedia-Meldung: Astra startet Demo-Kanal-via Sat (31.8.2015).
dehnmedia-Meldung: 1080p für den DVB-T2 HD-Mux des ZDF (13.6.2015).
dehnmedia-Meldung: Shoppingsender PearlTV in UltraHD (20.5.2015).
dehnmedia-Meldung: BluRay-Format für 4k mit HDR und HFR (15.5.2015).
dehnmedia-Meldung: 2k und besseres Bild statt 4k?, Quelle: Boljour-Blog (12.4.2015).
dehnmedia-Meldung: DVB bereitet Phase 2-Standard vor (31.1.2015).
dehnmedia-Meldung: DigiTag lotet Perspektiven aus (29.1.2015).
dehnmedia-Meldung: Ultra HD auf der IFA (5.9.2014).
dehnmedia-Meldung: Ultra HD-Logo (5.9.2014).
dehnmedia-Meldung: EBU-Technikkommitee dämpft Erwartungen auf schnelle Einführung (16.7.2014).
dehnmedia-Meldung: Sky überträgt Bundesliga-Kick live in UHD (5.5.2014).
Bericht vom Symposium der TV-Plattform im FKTG-Blog (3.5.2014).
Kritisches Resumee vom Symposium der TV-Plattform im FKTG-Blog (8.3.2014).
FKTG-Blog zum Stand der Codierung mit HEVC (8.3.2014).
dehnmedia-Meldung: Roadmap und Qualitätsprobleme (Mai 2014).
dehnmedia-Meldung: UHDTV im Vorfeld der IFA 2013 (Juli 2013).
Presseinfo von Eutelsat zum UHDTV-Demokanal (Januar 2013).
dehnmedia-Meldung: Sky testet UltraHD-Produktion (November 2012).
dehnmedia-Meludng: ITU empfiehlt UHDTV zur Standardisierung (Mai 2012).
BBC Technik-Blog zum Test mit The Charlatans vom 29. September 2010.




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Diese Seite wurde zuletzt am 4.09.2016 geändert.
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