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High Definition Television


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High Definition Television ( HDTV Hochauflösendes Fernsehen ) ist ein Sammelbegriff der eine Reihe Fernsehnormen bezeichnet die sich gegenüber dem herkömmlichem durch eine größere Zeilenzahl (720 1050 1080 1200 oder 1250 Zeilen) erhöhte Auflösung und verändertes Bild-Seitenverhältnis (16:9) auszeichnen. HDTV kann mit bekannten Bildwechselraten 25 Bilder pro Sekunde (PAL-System) 30 Bilder pro Sekunde (NTSC-System) sowie der von Film (24 Bilder pro Sekunde) arbeiten. ist es mit HDTV möglich progressive Bilder verarbeiten (z.B. sog. 24p) also Bilder die nicht wie beim Zeilensprungverfahren in zwei Halbbilder sondern aus einem Vollbild bestehen.

Die höhere Zeilenzahl ermöglicht einen geringeren Betrachtungsabstand von etwa dem 2 5-fachen der und damit einen eher dem breitwandigem Kinobild Gesamtbildeindruck. Insgesamt bietet HDTV also wesentliche Verbesserungen Bildqualität.

Siehe auch: Digital Video Broadcasting (DVB).

Inhaltsverzeichnis

Standardisierung

Nach verschiedenen (außer in Japan) gescheiterten HDTV-Anläufen wie D2-MAC gibt es heute drei verschiedene digitale über die neben dem herkömmlichen Standard Definition Television (SDTV) auch HDTV möglich ist: DVB ATSC (Nordamerika Südkorea) und ISDB (Japan). Alle basieren auf MPEG-2 .

Aus technikhistorischen Gründen wird beim analogen in all seinen Formaten ( PAL NTSC SECAM ) jedes Fernsehbild ( Frame ) in zwei Halbbildern übertragen ( Zeilensprungverfahren interlaced ); abwechselnd un- und gerade Zeilen. Diese besteht auch weiterhin bei HDTV doch kommt Übertragung von Vollbildern ( progressiv ) hinzu. Dies ist zum Beispiel für Kinofilme praktisch da diese schon seit den 20er Jahren des 20. Jahrhunderts durchgängig und weltweit in 24 Vollbildern Sekunde aufgezeichnet werden.

Damit diese Bildwiederholfrequenz von 24 Hertz nicht mehr in die von NTSC konvertiert bzw. für PAL um Prozent auf 25 Hertz beschleunigt ( PAL-Speedup ) werden muss gibt es für progressive ebendiese drei Frequenzen. Halbbilder werden weiterhin in geerbten 50 bzw. 60 Hertz übertragen. Die Bandbreite für ein Vollbild bei 25 Hertz zumindest theoretisch genauso groß wie für zwei bei 50 Hertz.

Gleichzeitig gibt es neben den klassischen von 576 (PAL) bzw. 480 (NTSC) sichtbaren neue Varianten mit 720 und 1080. Das Seitenverhältnis wechselt von 4:3 auf anamorphe 16:9 das den Kinoverhältnissen (hauptsächlich 1:1 und 1:2 35) und dem menschlichen Blickfeld kommt.

Um die vielen verschiedenen möglichen Formate voneinander zu unterscheiden werden sie benannt nach Zeilenanzahl einem Kleinbuchstaben für Voll- oder Halbbilder und der Frequenz z.B. 1080i60 oder 720p24. die Frequenz vom Quellmaterial abhängt fällt sie Angaben zu Fernsehsendern in der Regel weg; senden in der Regel mit 1080i oder mit 720p.

1080i bietet also jeweils ungefähr die vertikale Auflösung wie die bisherigen Fernsehnormen 576i50 und 480i60 (NTSC).

Noch höher auflösende Formate zukünftige HDTV-Formate man beispielsweise als 2K oder 4K ; das "K" steht dabei für die Zeilenzahl in Tausend ("Kilo"). JVC hat bereits Anfang 2002 ein Quad-HDTV-Gerät sowie D-ILA-Projektoren mit einer von 3.840 mal 2.160 Pixeln (2K) vorgestellt.

Im Dezember 2003 wurde die Spezifikation des High-Definition Multimedia Interface (HDMI) vorgestellt; dabei handelt es sich eine zu DVI  1.0 abwärtskompatible Schnittstelle für hochqualitative verschlüsselte digitale und Videoübertragung zwischen Unterhaltungselektronik-Geräten die alle ATSC-HDTV-Standards und dafür nur die Hälfte der insgesamt Verfügung stehenden Bandbreite von 5 Gigabit pro nutzt.

Film- und Videoproduktion

Inzwischen wird HDTV-Technik auch zur Herstellung Videoproduktionen verwendet die nach der Bearbeitung auf 35-mm-Film umkopiert und auch in Kinos vorgeführt können. Unter der Bezeichnung 24p werden HDTV-Videokameras angeboten welche die Aufzeichnung 24 Vollbildern ( progressive ) gegenüber den bei Videoaufzeichnungen sonst üblichen Halbbildern ( interlaced ) ermöglichen; diese Kameras weisen eine auf erhöhte Zeilenzahl bzw. eine Auflösung von 1920 1080 Pixeln auf.

Die Auflösung dieser HDTV-Kameras ist etwa so hoch wie die von 35-mm-Film; auch Merkmale wie Kontrastumfang Belichtungstoleranz und Tiefenschärfe können noch nicht mit der Qualität analoger Aufnahmetechnik

Videokomprimierung

Durch die höhere Auflösung steigt natürlich zu übertragene Datenmenge (1080p30: 1 4 GBit/s) nicht nur aus Kostengründen eine Komprimierung der Videodaten angebracht ist.

Die u.a. bei DVB und DVDs Codierungstechnik für diese Videokomprimierung von HDTV ist MPEG-2 (ISO 13813). Dabei werden Datenraten im Bereich 16 bis 25 MBit/s angestrebt was ungefähr unkomprimierten SDTV-Sendung entspricht. MPEG-3 mit 1.920 × Pixeln bei 30 Hertz wurde zwar speziell HDTV entwickelt wurde jedoch aufgegeben da HDTV in MPEG-2 integrierbar war.

Möglicherweise werden zukünftige HDTV-DVDs auf MPEG-4 oder einem verwandten Verfahren basieren das eine höhere Datenreduktion bei gleicher Qualität ermöglicht und HDTV-Inhalte in Spielfilmlänge auch auf den bisher DVD-Medien erlauben würde. Verwendete man MPEG-2 so hochkapazitve Medien wie die Blu-ray Disc benötigt (100 min bei 20 MBit/s ca. 15 Gigabyte).

HDTV am PC

Bisher unterstützen drei PC-Codecs Auflösungen im

  • Quicktime von Apple
  • Windows Media von Microsoft - ab Version 9 mit bis 720 Zeilen
  • RealVideo von Real Networks - unterstützt ab 9 alle HDTV-Formate und Auflösungen.

Ebenfalls in Frage kommt die vom Joint Video Team (JVT) MPEG-4-Erweiterung H.264 das die beiden ursprünglich konkurrierenden Formate MPEG-4 und ITU-T H.26L kombiniert. Diese ist Anfang 2004 ) theoretisch fertiggestellt es mangelt aber noch Soft- und Hardware welche die Komprimierung und Dekomprimierung bezahlbar zugleich mit akzeptabler Geschwindgkeit durchfüren kann.

Entwicklung und Geschichte

HDTV geht zurück auf eine Entwicklung von Sony und NHK von Anfang der 80er Jahre die NHK Hi-vision bekannt ist und in 1.125 Zeilen 60 Hz auflöste. 1986 fanden in Japan erste Testsendungen in einer analogen HDTV-Übertragungstechnik Heute gibt es in Japan reguläre HDTV-Sendungen zahlreichen Live-Übertragungen von Sportereignissen und Konzerten ( MUSE ) der aber bis 2007 eingestellt und HDTV auf digitaler Basis abgelöst werden soll.

HDTV sollte in Europa ursprünglich zu den Olympischen Spielen in Barcelona im Jahr 1992 nach HD-MAC -Norm (1250 Zeilen) eingeführt werden; die flächendeckende scheiterte jedoch an technischen Problemen; so war damals verwendete Übertragungsstandard HD-MAC noch teilweise analog.

In den USA wurde 1998 mit der Einführung von digitalem HDTV das erheblich weniger Bandbreite für die Übertragung als die analoge Variante. Inzwischen sind dort als 700 digitale Sender in Betrieb (Quelle: [1] ).

Seit Ende der 90er Jahre kommen den USA und Japan Spielfilme auf D-VHS-Bändern HD-Auflösung (Datenrate: 28 Mbit/s) auf den Markt; auf der Produktionsseite gewinnt HDTV durch das wieder an Attraktivität.

Auf der IFA 2003 in Berlin stellte Samsung den HDTV-Digitalvideorekorder Samsung BD-1000 mit Blu-ray-Disc und einer Speicherkapazität von 23 3 vor; auf den entsprechenden Discs können bis 2 5 Stunden Video in der HDTV-Auflösung 1.920 x 1.080 Bildpunkten aufgezeichnet werden.

Das europäisches HDTV-Projekt Euro1080 hat am 1. Januar 2004 mit zwei Kanälen für HDTV den über den Satelliten Astra aufgenommen. Euro1080 sendet im 1080i-Standard also 1080 Zeilen die interlaced d.h. im Zeilensprungverfahren werden. Ob zukünftig weitere HDTV-Sendungen in 1080i in 720p (720 Zeilen in progressive d.h. Vollbildverfahren) gesendet werden bleibt abzuwarten. Wie aus der Hersteller von HDTV-Hardware zu erfahren ist Anwender-Tests ergeben haben dass zwischen 1080i und kein wesentlicher Unterschied in der Bildqualität erkannt

Weblinks




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