INHALT. HD Allgemein. Consumer-Speichermedien. Professionelle Speichermedien

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2 INHALT HD Allgemein Was ist HDTV? 4 Warum ist HDTV besser als unser herkömmliches Standard-Fernsehen (SD Standard Defi nition)? 4 Wieso 16:9 statt 4:3? 5 Was ist der Unterschied zwischen progressive (p) und interlaced (i)? 6 Was ist Progressive Scan (de-interlacing)? 7 Welche Aufl ösungen gibt es bei HD? 8 Größenverhältnisse der SD- und HD-Formate 10 Consumer-Speichermedien Blu-ray Disc 12 Spezifi kationen der Blu-ray Disc 13 Spezifi kationen der DVD und der Blu-ray Disc 14 Blu-ray Codecs 16 Was heißt UDF? 18 Was ist BD-J? 18 Was ist BD-Live? 18 Welche Arten von Kopierschutz gibt es? 19 Welche Lizenzen sind für Blu-ray Produktionen nötig? 20 Professionelle Speichermedien DVCProHD 22 HDV 24 XDCAM HD HDCAM und HDCAM SR

3 HD ALLGEMEIN Was ist HDTV? High Defi nition Television, zu deutsch: hochaufl ösendes Fernsehen, ist die momentan ausgereifteste, qualitativ hochwertigste Form digitalen Fernsehens. HD bedeutet für die Fernsehwelt eine ähnlich fundamentale Neuheit wie der Wechsel von Schwarz- Weiß-Fernsehen zum Farb-TV vor ca. 40 Jahren. Warum ist HDTV besser als unser herkömmliches Standard-Fernsehen (SD Standard Definition)? HD-Signale haben im Vergleich zu den herkömmlichen PAL- Signalen eine bis zu fünfmal höhere Bildaufl ösung und bieten damit eine beeindruckende Detailgenauigkeit und Schärfe. Exzellente Kontraste und eine brilliante Farbwiedergabe bescheren dem Zuschauer ein völlig neues Sehgefühl im Kinoformat 16:9. Außerdem ist auch der Klang, Dolby Digital, den die HD-Signale übertragen, eine Verbesserung zum alten TV-Standard :9 (1,78:1) Wieso 16:9 statt 4:3? Das normale und im Moment noch übliche TV-Format ist 4:3, das heißt, das Verhältnis von Breite zu Höhe des Bildes beträgt 4:3. Für HD-Material ist ein Gerät mit einem Bildseitenverhältnis von 16:9 ideal. Bei diesem Format steht der Breite des Bildes die Höhe in einem Verhältnis von 16:9 gegenüber. Oder anders erklärt: Das 16:9 Format ist 33 Prozent breiter als das 4:3 Format. 16:9 entspricht dem menschlichen Auge besser, da es dadurch weniger wandern muss und nicht so schnell ermüdet. Beim 16:9 Format nutzt der Mensch sein peripheres Sehen, d.h., er bekommt außerhalb der Zone, in der er scharf sieht, auch Dinge mit, die um ihn herum passieren. Darum hat man das Gefühl, beim Betrachten von Filmen im 16:9 Format mittendrin im Geschehen zu sein. 4 4:3 (1,33:1) SD (Standard Defi nition) HD (High Defi nition) 4 5

4 HD ALLGEMEIN Was ist der Unterschied zwischen progressive (p) und interlaced (i)? Progressive Bildsignale (Vollbildtechnik) sind in der Computerwelt schon lange Standard. Alle PCs und Monitore arbeiten mit einer progressiven Bildverarbeitung über den VGA-Anschluss. Interlaced Bildsignale (Halbbildtechnik) kommen aus der Fernseh- und Videowelt. Das TV-Signal von den Sendeanstalten, Videorekordern, DVD-Playern oder DVD-Rekordern besteht jeweils aus zwei Halbbildern. Der große Nachteil der Halbbildtechnik liegt darin, dass es zu Bewegungen zwischen den Halbbildern kommen kann: das typische Zeilenfl immern. Halbbild A Halbbild B Aus Halbbild A und B durch Progressive Scan zusammengesetztes Vollbild interlaced (i): Typisches Zeilenfl immern durch die Halbbildtechnik progressive (p): In der Computerwelt schon lange Standard, die Vollbildtechnik Was ist Progressive Scan (de-interlacing)? Progressive Scan beschreibt ein Verfahren zur Darstellung von TV-Bildern im Vollbild-Modus (de-interlacing). Während des Übergangs vom ersten zum zweiten Halbbild im interlaced -Verfahren stimmen die Umrisse eines noch nachleuchtenden Halbbildes nicht mit denen des neu Eingeblendeten überein und Flackern, oder auch Zeilenfl immern entsteht. Hier setzt Progressive Scan an: Ein Verfahren, bei dem zunächst alle Zeilen linear gespeichert und dann in Folge als Vollbild (progressiv) ausgelesen werden. Zeilenfl immern wird zuverlässig verhindert, da die Zeilenstruktur gerade - ungerade durch die konsistente Bildzusammensetzung nicht mehr erkennbar ist. LCD-Fernseher sind generell mit Progressive Scan ausgestattet, da sie keine Halbbilder darstellen können und solche Signale somit erst de-interlacen müssen. 6 7

5 HD ALLGEMEIN Welche Auflösungen gibt es bei HD? Für die Darstellung von HD-Signalen gibt es verschiedene technische Standards. Die wichtigsten HD-Darstellungsverfahren werden häufi g durch Angabe der vertikalen Aufl ösung plus des Anfangsbuchstaben des Bildwiederholungsverfahrens abgekürzt. 720p und 1080i sind die beiden bedeutendsten HD-Bildformate. NTSC (16:9 Decoder) 853 x 480 px PALplus 1024 x 576 px HD 720p 1280 x 720 px HD 1080i/1080p 1920 x 1080 px Wie der Name schon sagt, zeichnet sich das hochaufl ösende Fernsehen durch eine höhere Anzahl von Bildzeilen auf dem Display aus. Der normale Fernseher im PAL-Standard kann 576 Zeilen mit jeweils 768 Bildpunkten, den Pixeln, darstellen. Ein PAL-Bild besteht aus rund Pixeln. PAL hat eine Bildwiederholungsrate von 25 Bildern pro Sekunde. 720p (progressive, Vollbilder): 720p bedeutet, dass 720 Zeilen progressiv, also als komplettes Vollbild, dargestellt werden. Es wechseln 24, 25, 30, 50 oder 60 Vollbilder pro Sekunde. Somit können mit 720p bis zu Bildpunkte auf dem Display erscheinen. 720 Zeilen ist in Sachen Bildaufl ösung die Mindestanforderung für Geräte, die die HD ready-zertifi zierung erhalten können. 1080i (interlaced, Halbbilder): Bei der Aufl ösung eines HD-Bildes mit 1080i steht die Bezeichnung für 1080 Zeilen, die interlaced, d.h. durch Halbbilder dargestellt werden. Es werden 50 bzw. 60 Halbbilder pro Sekunde dargestellt. Diese Aufl ösung, die als Maximalaufl ösung von HD-Bildern gilt, generiert ca. 2 Millionen Bildpunkte. 1080p (progressive, Vollbilder): Das zuletzt erschienene 1080p wird durch 24, 25, 30, 50 oder 60 Vollbilder dargestellt. Es ist aktuell das qualitativ beste HD-Bildformat. 8 9

6 HD ALLGEMEIN Größenverhältnisse der SD- und HD-Formate SD (Standard Definition) HD (High Definition) Format NTSC PAL Horizontal Vertikal (Zeilen) Bildpunkte (Pixel) Seitenverhältnis 4:3 4:3 Pixelverhältnis 1:0,9 1:1,067 Frameraten 60i 50i bzw. Bilder/Sekunde* 720p 1080i 1080p :9 16:9 16:9 Square Pix Square Pix Square Pix 24p, 25p, 30p, 50i oder 60i 24p, 25p, 30p, 50p oder 60p 50p oder 60p * p = progressive, i = interlaced 10 11

7 CONSUMER Blu-ray Disc Der Name verrät es: Nicht ein roter wie bei einer herkömmlichen DVD oder CD, sondern ein blauvioletter (= blu(e)) Laserstrahl (= ray) tastet die Daten der Blu-ray ab, die im Übrigen das gleiche Äußere wie eine DVD hat. Durch ein wesentliches Merkmal hebt sich die hauptsächlich von Sony entwickelte Blu-ray Disc von der DVD ab: die immense Speicherkapazität. Auf eine zweischichtige Blu-ray passen bequem sechs DVDs bzw. 26 Stunden Filmmaterial in Standard-Qualität. Auf HD-Material heruntergerechnet bedeutet das vier Stunden hochaufl ösendes Seherlebnis, die eine Blu-ray mit ihrer 50 GB-Kapazität bietet. Außerdem sind Discs mit bis zu acht Schichten geplant, die ein Fassungsvermögen von über 200 GB haben sollen. Der blaue Laser arbeitet mit einer geringen Wellenlänge von 405 Nanometer, d.h., der Abstand zwischen Laser und Scheibe ist geringer als bei einer DVD. Somit können die Daten präziser ausgelesen und kompakter gespeichert werden. Mit einer Aufzeichnungsgeschwindigkeit von 36 Mbit/s ist es problemlos möglich, HD-Material direkt auf die Disc zu brennen, ohne Zwischenspeichern zu müssen. Spezifikationen der Blu-ray Disc DVD-Player für Blu-ray Discs von Sony Disc-Durchmesser 12 cm Wellenlänge Laser 405 nm (blau) Speicherkapazität einschichtig 25 GB zweischichtig 50 GB max. Datenrate 35,95 Mbit/s Authoring System BD-J Logisches Dateiformat UDF 2.5 / 2.6 Video Codecs MPEG-2, AVC/MPEG-4/H.264 und VC-1 Kopierschutz AACS mögliche Auflösungen 720p / 1080i / 1080p Eigenheiten kompatibel zur Sony Playstation 3 Blu-ray Disc von Sony 12 13

8 CONSUMER Spezifikationen der DVD und der Blu-ray Disc Medien SD (Standard Definition) DVD Blu-ray Disc HD (High Definition) Disc-Durchmesser Wellenlänge Laser Speicherkapazität einschichtig zweischichtig max. Datenrate Video Codecs 12 cm nm (rot) 4,7 GB 8,54 GB 9,8 Mbit/s MPEG-1, MPEG-2 12 cm 405 nm (blau) 25 GB 50 GB 40 Mbit/s für Video / 13,95 Mbit/s für Audio MPEG-2, AVC/MPEG-4/H.264 und VC-1 Logisches Dateiformat UDF 1.02 UDF 2.5 / 2.6 Kopierschutz mögliche Auflösungen CSS, DVD-Protect, Macrovision PAL / NTSC AACS 720p / 1080i / 1080p 14 15

9 CONSUMER Blu-ray Codecs MPEG-2 Das 1994 von der Motion Pictures Expert Group eingeführte MPEG-2-Komprimierungsverfahren wird zur Kodierung herkömmlicher DVDs benutzt, fi ndet seinen Einsatz aber auch im HD- Bereich. Mit einer durchschnittlichen Datenrate von ca. 20 Mbit/s bei HD-Projekten ist MPEG-2 ein bis heute immer noch qualitativ ausreichender Codec. MPEG-2 hat ausserdem den Vorteil, dass es mit nahezu jedem Video-Player abspielbar ist. VC-1 / WMV HD VC-1 bietet eine signifi kant bessere Bildqualität als MPEG-2, und dies bei geringerem Speicherbedarf und einer niedrigeren durchschnittlichen Datenrate von ca. 9 Mbit/s, was den Codec also äußerst effektiv macht. VC-1 gilt als der Nachfolger von Windows Media 9 und hat zurzeit den besten Kosten-Nutzen- Faktor. Der Komprimierungsstandard ist kompatibel mit dem Windows Media Player und durch Hinzufügen eines Plugins auch mit Apple Quicktime. AVC/MPEG-4 (Part 10)/H.264 Dank extrem fl exibler Möglichkeiten bei der Kodierung (bild- oder szenenweises Optimieren auf Bewegungen, Farben oder Details zwecks Vermeidung von Artefakten) bietet MPEG-4 bei einer durchschnittlichen Datenenrate von ca. 12 Mbit/s eine nahezu doppelte Effi zienz wie das Format MPEG-2. Daraus resultiert eine höhere Qualität bei gleicher Bitrate. Mittel- und langfristig soll MPEG-4 H.264 der bevorzugte HD-Codec werden. Eine Kompatibilität zum Windows Media Player sowie zu Apple s QuickTime und vielen weiteren Video-Playern ist gewährleistet

10 CONSUMER Was heißt UDF? Das Universal Disk Format (UDF) ist ein vor allem bei DVDs verwendetes, plattformunabhängiges Dateisystem, welches zukünftig das ISO 9660-Format ablösen soll. Die derzeit aktuellste Version, welche bei Blu-Ray Discs und HD DVDs zum Einsatz kommt ist UDF 2.6. Bei herkömmlichen DVDs ist UDF 1.02 der Standard. Was ist BD-J? BD-J steht für Blu-ray Disc Java und beschreibt ein System, das die Speicherung und die Ausführung von interaktiven Anwendungen auf einer Blu-ray Disc ermöglicht. Was ist BD-Live? BD-Live ist ein neuartiges, interaktives und zudem noch exklusives Feature für aktuelle Blu-ray Disc Player. Die seit dem Blu-ray Profi le 2.0 auftauchende Funktion erlaubt dem Zuschauer sich Zusatzinhalte wie beispielsweise Trailer, Dokumentationen oder sogar Spiele zum eingelegten Film über das Internet herunter zu laden. Grundvoraussetzung für BD-Live ist ein Netzwerkanschluss, um eine Verbindung mit dem Internet herzustellen. Welche Arten von Kopierschutz gibt es? AACS (Blu-ray) Das Advanced Access Content System (AACS) ist ein digitales Rechtemanagement (DRM), welches bei bespielbaren und vorbespielten optischen Medien benutzt wird. Das AACS kommt vor allem bei Blu-Ray und HD DVD als Kopierschutz zum Einsatz. Es verschlüsselt sämtliche Inhalte mit 128 Bit. CSS CSS (Content Scrambling System) ist ein Verfahren zur Verschlüsselung von DVD-Videoinhalten. Im Gegensatz zu dem neuen AACS verschlüsselt CSS die Inhalte mit nur 40 Bit. Macrovision Bei Macrovision wird der Kopierschutz nicht auf der DVD selbst gespeichert. Vielmehr enthält die DVD nur ein Flag (digitale Markierung), das dem Abspielgerät mitteilt, dass es ein Macrovision- Signal ins erzeugte Videosignal einfügen soll

11 CONSUMER Welche Lizenzen sind für Blu-ray Produktionen nötig? AACS für Blu-ray Das Advanced Access Content System (AACS) ist ein für die Blu-ray Disc vorgeschriebener Kopierschutzmechanismus. Der Contentinhaber muss eine AACS License ID besitzen, oder diese beantragen. ISAN für Blu-ray Im Rahmen der Blu-ray Master Erstellung muss der Contentinhaber dem ausführenden Authoring-Studio einen ISAN-Code bereitsstellen. Dieser ist gemäß den Vorgaben seitens der AACS erforderlich und benötigt eine weitere Registrierung. AACS Managed Copy für Blu-ray Ab Anfang 2010 ist es möglich, Kopien der gepressten Blu-ray Disks anzulegen. Die sogenannte Managed Copy soll als Sicherung der Original-Blu-ray dienen. Wie viele Sicherungen sich von einem Film anfertigen lassen, kann der Hersteller der Disk festlegen, mindestens eine Kopie muss jedoch erlaubt sein. Blu-ray Logo Falls auf der Disc oder der Verpackung ein Blu-ray Disc Logo, ein Region Playback Control (RPC) Logo und/oder die Region Protection Control Funktionalität vewendet werden soll, ist eine zusätzliche Registrierung bei der Blu-ray Disc Association notwendig

12 PROFESSIONELLE DVCProHD DVCProHD-Band DVCProHD-Rekorder von Panasonic Das im Jahr 2005 von Panasonic entwickelte DVCProHD oder auch DVCPro100 HD gehört mit seiner 100 Mbit/s Datenrate und einem hohen Standard in der Farbkomponentenaufl ösung ebenfalls zu den High-End-Produktionssystemen. DVCProHD arbeitet in Sachen Kompression im Gegensatz zu anderen Systemen mit dem JPEG-Verfahren, womit ein Datenreduktionsfaktor von 6,7:1 erreicht wird. Durch die hohe Datenrate werden rund 10 Generationen (Kopie von der Kopie, von der Kopie) ohne sichtbaren Qualitätsverlust erreicht. Die Kassetten für DVCProHD gibt es in drei Ausführungen M, L und XL mit einer Aufnahmekapazität von Minuten. Einige Maschinen beherrschen einen Longplay-Modus nach dem DVCProHD EX Format, wobei nur auf die halbe Spurbreite aufgezeichnet und somit die doppelte Spielzeit erreicht wird. Spezifikationen für DVCProHD: Größe (L x B x H) M: 97,5 x 64,5 x 14,6 mm L: 125 x 78 x 14,6 mm XL: 174 x 102 x 14,6 mm Bandbreite 1/4 Zoll Bandlängen DVCProHD: 11, 16, 32 und 63 Min. DVCProHD EX: 23, 33, 64 und 126 Min. Datenrate 100 Mbit/s Farbkomponenten- YCbCr 4:2:2 auflösung / Abtastrate Audiokanäle 8 mögliche Auflösungen 720p / 1080i / 1080p Bildwiederholrate 720: 24p, 25p, 30p, 50p und 60p 1080: 50i, 60i und 24p, 25p, 30p Kompression / JPEG / 6,7:1 Verhältnis Eigenheiten doppelte Spieldauer im DVCProHD EX Format 22 23

13 PROFESSIONELLE HDV HDV-Band HDV-Rekorder von Sony High Defi nition Video, kurz HDV, ist ein semiprofessionelles Videoformat, das entwickelt wurde, um HD-Videos mittels herkömmlicher Videoausrüstung aufzuzeichnen. Das HDV-Videoformat wurde 2004 von Sony und JVC eingeführt und wird mittlerweile von 59 Firmen unterstützt. Die Aufzeichnung erfolgt dem Standard entsprechend auf DV- oder MiniDV-Kassetten in zwei möglichen Formaten: HDV 720p: 1280 x 720 Pixel mit den Frameraten 25p, 30p, 50p oder 60p sowie optional 24p HDV 1080i/1080p: 1440 x 1080 Pixel mit den Frameraten 50i und 60i sowie optional 24p, 25p oder 30p Beim höher aufl ösenden 1080i-Format sind die einzelnen Bildpunkte nicht quadratisch, sondern anamorphotisch gestreckt, so dass sich auch hier ein Abbildungsformat von 16:9 ergibt. Die Aufzeichnung der Videos erfolgt komprimiert in MPEG-2 mit einer Datenrate von ca. 19 Mbit/s bei 720p sowie ca. 25 Mbit/s bei 1080i. Spezifikationen für HDV: Größe (L x B x H) minidv: 66 x 48 x 12,2 mm DV: 125 x 78 x 14,6 mm Bandbreite 1/4 Zoll Bandlängen 63, 64, 124, 186 und 276 Min. Datenrate 19 / 25 Mbit/s Farbkomponenten- YCbCr 4:2:0 auflösung / Abtastrate Audiokanäle 4 mögliche Auflösungen 720p / anamorphes 1080i, 1080p Bildwiederholrate 720: 24p, 25p, 30p, 50p und 60p 1080: 50i, 60i und 24p, 25p, 30p Kompression / MPEG-2 / 5:1 Verhältnis 24 25

14 PROFESSIONELLE XDCAM HD 422 Spezifikationen für XDCAM HD 422 XDCAM HD ist die HD-Version des von Sony eingeführten Professional Disc Aufzeichnungssystems. Dabei werden Blu-ray Discs verwendet die einfach (25 GB Kapazität) oder zweifach (50 GB Kapazität) beschrieben werden können. Speichermedium Professional Disc (Blu-ray) Spielzeiten 50 Mbit/s: 45 Min. Singel Layer 50 Mbit/s: 105 Min. Dual Layer Datenrate 50 Mbit/s Farbkomponenten- 4:2:2 auflösung / Abtastrate Audiokanäle 8 mögliche Auflösungen 720p / 1080i / 1080p Bildwiederholrate 720: 24p, 25p, 30p, 50p und 60p 1080: 50i, 60i und 24p, 25p, 30p Kompression / Mpeg-2 422P@HL Verhältnis Diese Form der HD-Anwendung fi ndet bei immer mehr professionellen Broadcastern ihre Anwendung. Es besteht Verwechslungsgefahr mit dem XDCAM-Format, welches jedoch nur für SD-Produktionen verwendet wird. Laut Sony soll XDCAM HD die Lücke zwischen HDV und HDCAM schließen

15 PROFESSIONELLE HDCAM und HDCAM SR Die Aufnahmedauer ist bei den Kassetten abhängig von der Bildwiederholrate: Eine 40 Minutenkassette bietet rund 40 Minuten Aufnahmekapazität bei 30p, jedoch rund 50 Minuten bei 24p. HDCAM verwendet das typische Halbzollformat von Sony. Es existieren zwei Kassettengrößen, S und L. HDCAM-Bänder sind üblicherweise schwarz mit orangefarbigem Rand, HDCAM- SR-Kassetten sind schwarz mit cyanfarbigem Rand. Das Format HDCAM wurde 1999 von Sony entwickelt und ist ein komplettes Produktionsystem zur Herstellung von Kinofi lmen und hochaufl ösendem Fernsehen. Es umfasst digitale Kinokameras, Monitore, Sucher, Bandrekorder und Übertragungstechnik und existiert in zwei Unternormen, HDCAM und das seit 2003 existierende HDCAM SR. Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Unterformen liegt in der Farbkomponentenaufl ösung, die bei HDCAM SR deutlich höher liegt. Desweiteren arbeitet HDCAM SR mit einer maximalen Datenrate von 880 Mbit/s und 12 parallelen Audiospuren im Gegensatz zum kleinen Bruder HDCAM der mit 144 Mbit/s und 4 Audiokanälen auskommen muss. Ausserdem verwendet HDCAM SR das neue MPEG-4 Kompressionsverfahren, dass im Gegensatz zu dem von HDCAM verwendeten DCT eine wesentlich niedrigeres Kompressionsverhältnis ermöglicht. HDCAM- Band HDCAM-SR- Band HDCAM-SR-Rekorder von Sony 28 29

16 PROFESSIONELLE Spezifikationen für HDCAM und HDCAM SR: Medien HDCAM HDCAM SR Größe S: 156 x 96 x 25 mm S: 156 x 96 x 25 mm (L x B x H) L: 253 x 145 x 25 mm L: 253 x 145 x 25 mm Bandbreite 1/2 Zoll 1/2 Zoll Bandlängen S: 6, 12, 22, S: 6, 33, 40 Min. 32, 40 Min. L: 34, 64, 94, 124 Min. L: 64, 94, 124 Min. Datenrate 144 Mbit/s 440 Mbit/s / 880 Mbit/s Farbkomponen- YCbCr 3:1:1 YCbCr 4:2:2 tenauflösung / (bei 440 Mbit/s) Abtastrate RGB 4:4:4 (bei 880 Mbit/s) Audiokanäle 4 12 mögliche 720p / 1080i / 1080p 720p / 1080i / 1080p Auflösungen Bildwieder- 720: 24p, 25p, 30p, 720: 24p, 25p, 30p, holrate 50p und 60p 50p und 60p 1080: 50i, 60i 1080: 50i, 60i und 24p, 25p, 30p und 24p, 25p, 30p Kompression / DCT / 7:1 MPEG-4 / 2,7:1 Verhältnis Eigenheiten orangefarbiger Rand cyanfarbiger Rand auf den Tapes auf den Tapes 30 31

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