HDTV hat zwei Millionen Bildpunkte, doch jetzt kommt die nächste Stufe in der TV- und Videowelt: 4K und Ultra-HDTV. Wir haben zusammengefasst, was es mit der neuen Superauflösung auf sich hat.
Detailreichtum und Bildschärfe werden hauptsächlich von der Anzahl der Bildpunkte bestimmt, aus denen sich das Bild zusammensetzt. Bei der allgemein als Full-HD bezeichneten Auflösung von 1920 x 1080 Pixeln bekommt man rund zwei Millionen Bildpunkte vorgesetzt. Die nächste Entwicklungsstufe wird 4k genannt. Der Ausdruck wird verwendet für Bildschirme oder Videosignale mit rund 4000 Pixeln pro Zeile. In der Praxis kommen zahlreiche Auflösungsstufen zum Einsatz, unter anderem: 4096 x 2160 für digitales Kino, wobei dieser Wert nur die Auflösung der Projektoren beschreibt, während Cinemascope-Film 4096 x 1716 Pixel (Seitenverhältnis 2,4:1) haben und das Flat-Format 3996 x 2160 Pixel (1,85:1) 3840 x 2160 Pixel für die nächste HD-Auflösungsstufe, das Vierfache von Full-HD und Teil der Ultra-HDTV-Norm 3840 x 2400 Pixel als Vierfaches von WUXGA (1920 x 1200, Format 16:10) 4096 x 2304 Pixel bei Aufnahmen mit Red- Kameras und YouTube-Videos in 16:9. 4096 x 2400 Pixel bei JVC-Projektoren für alle Formate von 4k-Cinema bis QWUXGA. 3840 x 2560 Pixel bei einem Panasonic 20-Zoll- Schirm im klassischen Format 3:2. Der Ausdruck 4k steht also für eine ganze Reihe von Pixelformaten mit hoher Auflösung; inzwischen spricht man sogar von weiteren k-Stufen, etwa 5k oder 6k. Auch 8k ist bereits in Erprobung, in sogenannten Super-HiVision des japanischen Senders NHK. Dort arbeitet man mit der 16-fachen Pixelzahl heutiger HD-Sender.
Nächstes TV-Level Ultra-HDTV
Die Pixelzahl allein macht kein neues TV-System. Denn in den knapp 20 Jahren, die seit der internationalen Verständigung auf die heutigen HDTV-Formate 720p und 1080i vergangen sind, hat sich viel verändert. Dem soll die im Sommer 2012 von der ITU verabschiedete Norm Ultra- HDTV gerecht werden; dieser Standard soll endlich weltweit einheitlich gelten, wie bereits auf der FoBTV-Konferenz am 11.11.2011 in Shanghai vereinbart wurde. Noch nicht festgelegt ist, wie die Ultra-Signale zu den Haushalten gelangen sollen, denn es müssen alle Empfangswege offen bleiben. Wahrscheinlich ist, dass man sich auf eine Weiterentwicklung der vom DVB-Konsortium entwickelten Codier- und Fehlerkorrekturverfahren einigen wird, und zwar für terrestrische Ausstrahlung genau wie für Kabel oder Satellit. Aus diesem Grund kann es heute noch keine Empfangsteile in den TV-Geräten geben, die für UHD geeignet sind. Alle 4k-Schirme haben, wenn überhaupt, normale HD-Tuner eingebaut. Für die neue Norm wird man dann auch separate Settop-Boxen brauchen. Von der mit 4k erreichbaren, noch höheren Detailgenauigkeit profitieren vor allem große und sehr große Bilder. Aus diesem Grund werden immer mehr Kinos weltweit mit 4k-Projektoren ausgerüstet. Fürs Heimkino gibt es ebenfalls bereits einen Beamer, den VPL-VW1000. JVC kann mit seinen neuesten Modellen Bilder zwar auf 4k hochrechnen, akzeptiert aber keine solchen Bilder als Signale am Eingang.
Bildschirme mit 4000 Pixeln
Erst seit 2012 sind fast alle großen LCD-Anbieter mit von der Partie, es werden Panels von 50 bis 110 Zoll gezeigt und gefertigt. Der erste 4k-Fernseher auf dem Weltmarkt war der Toshiba 55ZL2, gefolgt von 84 Zoll großen Schirmen von LG und Sony. Für 2013 sind zahlreiche weitere Modelle angekündigt, von Sharp über Philips und Samsung bis Hisense. Auch wenn die ersten Angebote alles andere als preiswert ausfallen, muss ein 4k-LCD künftig nicht dramatisch mehr kosten als ein gleich großer Full-HD-Schirm. Denn die vorhandene Technologie erlaubt Auflösungen dieser Art durchaus, so dass in der Fertigung kaum Mehrkosten anfallen. Teuer ist nur die einmalige Anfangsinvestition. Bei LCD könnte ab einer gewissen Größe und im gehobenen Preissegment 4k eine selbstverständliche Option werden. Anders sieht es bei Plasma aus, wo jede Verkleinerung von Pixeln mit Mehraufwand und vor allem steigendem Energieverbrauch verbunden ist. In dieser Technik wird man daher nur professionelle Monitore sehen, keine Fernseher für den Hausgebrauch. OLED dagegen ist ähnlich wie LCD mit beherrschbaren Mehrkosten auf 4k umstellbar, weshalb Sony und Panasonic gleich mit solchen Fernsehern einsteigen wollen.
3D-TVs mit 4k-Auflösung
Dass 4k-Bildschirme überhaupt im Wohnzimmer infrage kommen, liegt hauptsächlich an 3D. Denn der erste Fernseher mit dieser Auflösung war der Toshiba 55ZL2, der für Tiefenwirkung ohne Brille gedacht war. Hier hat man versucht, neun verschiedene Perspektiven zu erzeugen, so dass linkes und rechtes Auge des Betrachters an möglichst jeder Position unterschiedliche Bilder sehen und damit einen dreidimensionalen Eindruck bekommen. Hier hat man es aber mit dem Problem zu tun, dass die Gesamtauflösung des Bildschirms sich auf die verschiedenen, vor dem Gerät möglichen Betrachtungspositionen verteilt. Also ist die größtmögliche Auflösung unbedingt nötig, damit an jeder Betrachtungsposition ausreichend Detailschärfe übrigbleibt. So ist das erste Fernsehgerät für brillenloses 3D mit 3840 x 2160 Bildpunkten ausgestattet, im 3D-Betrieb bleiben aber nur noch 1280 x 720 Pixel. Mit der vierfachen Pixelanzahl kann man prinzipiellen Problemen des 3D-Polarisationsverfahrens begegnen. Bei dieser Technik mit den leichten und billigen Brillen werden die beiden Bilder für das linke und das rechte Auge zugleich dargestellt, sie müssen sich also die Gesamtauflösung des Bildschirms teilen. Dadurch bleibt auf einem Full-HD-Bildschirm für jedes Bild nur noch die halbe Auflösung übrig, also 540 Zeilen. Benützt man einen 4k-Bildschirm, bleibt hingegen die volle Auflösung von 1080 Zeilen erhalten. Zweimal Full-HD sozusagen, das bringt das Polarisationsverfahren in dieser Disziplin auf Augenhöhe mit dem Shuttersystem. Schon im digitalen Kino hat man bei der am Anfang verwendeten 2k-Auflösung nicht unbedingt über unscharfe Bilder geklagt – trotzdem setzt sich die höhere Pixelzahl durch, und zwar nicht nur bei ganz großen Leinwänden. Auch im Wohnzimmer hat 4k seine Berechtigung, mehr sogar noch als in einem speziellen Heimkino. Denn 4k erlaubt es, dem Bild auch einmal näher zu kommen, als es nach den Regeln des guten Sehens angebracht wäre. Bei einem Full-HDoder 2k-Bild sagt man, dass die dreifache Bildhöhe als Entfernung nicht unterschritten werden sollte. Denn sonst erkennt man, wenn man gut sieht, die Pixelstruktur, das Bild wirkt unnatürlich und fehlerhaft.
Wer braucht die Pixelmonster?
Im Kino dagegen kann man es sich nicht leisten, vor einer sechs Meter breiten Leinwand die ersten zehn Meter leer zu lassen; die Zuschauer in den ersten Reihen können also durchaus noch einzelne Pixel erkennen. Gleiches gilt im Wohnzimmer, wo auch nicht alle Plätze fest vergeben werden: Einem 84-Zöller kommt man unter Umständen einmal näher als drei Meter, so dass Pixel sichtbar werden, wenn er Full-HD-Auflösung besitzt. Mit 4k spielt das Kriterium Betrachtungsabstand keine Rolle mehr. So gesehen braucht man nicht unbedingt einen Fernseher mit satten acht Megapixeln. Aber es ist schön, wenn man ihm so nahe- kommen kann, wie man möchte – und dann immer noch keine Pixel sieht. Perfektes Bildmaterial für 4k liefern Kameras, die seit Jahrzehnten im Einsatz sind: 35-mm- Filmkameras. Etliche Filme sind in den letzten Jahren neu abgetastet und als 4k-Versionen nochmal in die Kinos gekommen, denn das Zelluloid liefert die entsprechende Qualität – allerdings muss dafür das Originalmaterial wieder hervorgesucht werden. Eine Kopie der vierten oder fünften Generation, wie zu analogen Zeiten nicht zu vermeiden, liegt dagegen meist auf dem Niveau von Full-HD oder sogar darunter.
Canon EOS 1D C mit 4k
Lange Zeit waren elektronische Kameras für 4k Mangelware, einziger Anbieter war Red. Dieser Newcomer wurde allerdings lange Zeit von etablierten Filmern kritisch beäugt, unabhängige Filmemacher dagegen wussten die hohe Auflösung und die robuste Bauart bald zu schätzen. Heute sieht sich Red als Marktführer bei Kino- Kameras. Seit 2012 tut sich aber einiges. Am oberen Ende führte Sony sein Modell PMW-F65 ein, eine Kamera für Spielfilmproduktionen, im bezahlbaren Bereich debütierte JVC mit dem Modell HMQ10. Canon hat Anfang 2013 mit der Auslieferung des 4k-Modells C500 begonnen, Sony sein Programm mit den Typen F55 und F5 nach unten ausgebaut. Auch eine erste Fotokamera kann in 4k filmen, nämlich die Canon EOS 1D C. Angesichts der gerade erst erschienenen Kameras hält sich die Auswahl an 4k-Produktionen noch in engen Grenzen. Noch nicht einmal alle Spielfilme, die mit Red gedreht wurden, lagen in 4k-Versionen fürs Kino vor.
Extra scharfe Fotos in 4k
Ein optimales Ausnützen der 4k Auflösung gibt es im Moment nur bei Standbildern. Hier kommt die 4k-Auflösung von mehr als 8 Megapixeln voll zur Geltung. So sieht man seine Bilder in nie gekannter Schärfe und mit umwerfendem Reichtum an feinsten Details. Allerdings muss man aufpassen: Nicht alle Schirme verarbeiten die Standbilder auch mit 4k-Qualität, etwa der LG 84LM960. In diesem Fall muss man über einen Blu-ray-Player mit 4k-Fotoverarbeitung oder über einen PC zuspielen. Die aktuellen 4k-Bildschirme, etwa von Sony der Projektor VPL-VW1000 und der Fernseher KL-84X9005 genauso wie der LG 84LM960V, haben einen Eingang, der 4k nach Spezifikation 1.4 unterstützt. Darin sind zugelassen 3840 x 2160 Pixel bei 24, 25 und 30 Hertz, die Geräte können das verarbeiten. Kameras, die diese Signale liefern, gibt es noch nicht. Bisher sind einige Blu-ray-Player in der Lage, hochauflösende Standbilder in 4k an diese Bildschirme zu liefern, zahlreiche AVReceiver sind für die Durchleitung der 4k-Signale vorbereitet. Darüber hinaus sind aktuelle Grafikkarten mit AMD-Chips wie dem Radeon HD 7970 in der Lage, 4k-Signale mit bis zu 30 Hertz auszugeben. Damit kann man also die Bildschirme füttern. Ein Aufbohren von HDMI über 1.4 hinaus ist zwar schon länger geplant, aber dafür ist jetzt das neue, erweiterte HDMI-Forum zuständig, und deswegen dauert es länger. Als erster Schritt ist vorgesehen, 4k auch mit 50 und 60 Hertz zuzulassen, allerdings nur in YUVFarbcodierung mit 4:2:0 Abtastung, weil man so innerhalb der Bandbreitenbegrenzung der aktuellen Technik bleibt.
16-fache Full-HD-Auflösung
Auf der IFA 2011 in Berlin war, erstmals außerhalb Japans, das Fernziel der japanischen Industrie zu sehen. Super-HiVision bringt 7680 x 4320 Bildpunkte auf den Bildschirm, das entspricht dem 16-fachen der Full-HD-Auflösung. Auf dem 85 Zoll großen Prototyp eines solchen Bildschirms liefen kurze Demonstrationsaufnahmen, produziert von der Forschungsabteilung der NHK. Noch nie vorher hatte man in Europa Videobilder von dermaßen hoher Auflösung gesehen – und dennoch gingen zahllose Menschen achtlos an dem Bildschirm vorbei. Der Grund dafür liegt in der Tatsache, dass das Bild aus drei oder vier Meter Abstand kaum anders wirkte als eines in normaler HDTV-Qualität. Erst bei näherer Betrachtung erschloss sich der enorme Detailreichtum von Super-HiVision. Der optimale Betrachtungsabstand für Super-HiVision liegt bei Dreiviertel der Bildhöhe. Um auch die kleinsten Details wahrnehmen zu können, musste man sich im vorliegenden Fall also weniger als einen Meter vor dem mächtigen Bildschirm aufhalten. So könnte der Fernsehzuschauer in zehn oder fünfzehn Jahren vor einem Bildschirm sitzen, der eine Wand im Wohnzimmer völlig ausfüllt. Anlässlich der Olympischen Spiele in London im Sommer 2012 produzierte NHK einige Veranstaltungen in dieser Norm und übertrug sie live in mehrere Säle nach Japan. Um diese Qualität möglichst vielen Zuschauern zeigen zu können, waren die Leinwände dafür bis zu 20 Meter breit.