HD Allgemein. Blu-ray Disc 12 HD DVD 14 Spezifikationen der DVD, Blu-ray Disc und HD-DVD 16 Codecs 18

Transkript

1 Are you -Guide?

2 Inhalt HD Allgemein Was ist HD? 4 Warum ist HD besser als unser herkömmliches Standard-Fernsehen (SD - Standard Definition)? 4 Wieso 16:9 statt 4:3? 5 Wo ist der Unterschied zwischen progressive (p) und interlaced (i)? 6 Was ist Progressive Scan (de-interlacing)? 7 Welche Auflösungen gibt es bei HD? 8 Größenverhältnisse der SD- und HD-Formate 10 Consumer-Speichermedien Blu-ray Disc 12 HD DVD 14 Spezifikationen der DVD, Blu-ray Disc und HD-DVD 16 Codecs 18 Was ist UDF? 20 Was ist BD-J? 20 Was ist ihd? 20 Welche Arten von Kopierschutz gibt es? 21 Professionelle Speichermedien HDV 22 HDCAM & HDCAM SR 24 DVCProHD 28 Konvertierung Up-/Down- und Cross-Konvertierungen für HDCAM 30

3 HD Allgemein Was ist HD? High Definition Television, zu deutsch: hochauflösendes 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 HD besser als unser herkömmliches Standard-Fernsehen (SD - Standard Definition)? HD-Signale haben im Vergleich zu den herkömmlichen PAL- Signalen eine bis zu fünfmal höhere Bildauflösung und bieten damit eine beeindruckende Detailgenauigkeit und Schärfe. Exzellente Kontraste und eine brillante 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. SD (Standard Definition) HD (High Definition) : 9 (1,78 : 1) Wieso 16 : 9 statt 4 : 3? 4 : 3 (1,33 : 1) 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 das Sehen von 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 Schauen von Filmen im 16 : 9 Format mittendrin im Geschehen zu sein. 4

4 HD Allgemein Was ist er 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, Videorecordern, DVD-Playern oder DVD-Recordern besteht jeweils aus zwei Halbbildern. Der große Nachteil der Halbbildtechnik liegt darin, dass es zu Bewegungen zwischen den Halbbildern kommen kann: das typische Zeilenflimmern. interlaced (i): Typisches Zeilenflimmern durch die Halbbildtechnik progressive (p): In der Computerwelt schon lange Standard, die Vollbildtechnik Halbbild A Was ist Progressive Scan (de-interlacing)? Halbbild B Aus Halbbild A und B durch Progressive Scan zusammengesetztes Vollbild 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 Zeilenflimmern entsteht. Hier setzt Progressive Scan an: Ein Verfahren, bei dem zunächst alle Zeilen linear gespeichert und dann in Folge als Vollbild (progressiv) ausgelesen werden. Zeilenflimmern 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.

5 HD Allgemein Welche Auflösungen gibt es bei HD? NTSC (16:9 Decoder) 853 x 480 px PAL-plus 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 hochauflösende 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. Am besten schaut man PAL- Material auf Geräten mit bis zu 72 cm Bildschirmdiagonale, auf größen Bildschirmen wirkt das PAL-Bild verschwommen und ohne Kontraste. PAL hat eine Bildwiederholungsrate von 25 Bildern pro Sekunde. Für die Darstellung von HD-Signalen gibt es verschiedene technische Standards. Die wichtigsten HD-Darstellungsverfahren werden häufig durch Angabe der vertikalen Auflösung plus des Anfangsbuchstaben des Bildwiederholungsverfahrens abgekürzt. 720p und 1080i sind die beiden bedeutendsten HD-Bildformate. 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 Bildauflösung die Mindestanforderung für Geräte, die die HD ready-zertifizierung erhalten können. 1080i (interlaced, Halbbilder): Bei der Auflösung eines HD-Bildes mit 1080i steht die Bezeichnung für 1080 Zeilen, die interlaced, d.h. durch Halbbilder dargestellt werden. Es 50 bzw. 60 Halbbilder pro Sekunde werden dargestellt. Diese Auflösung, die als Maximalauflösung von HD-Bildern gilt, generiert ca. 2 Millionen Bildpunkte. 1080p (progressive, Vollbilder): Das zuletzt erschienene 1080p - oder auch Full HD-Format genannt - wird durch 24, 25 oder 30 Vollbilder dargestellt. Es ist das aktuell, qualitativ beste HD-Bildformat.

6 HD Allgemein Größenverhältnisse der SD- und HD-Formate SD (Standard Definition) HD (High Definition) Format NTSC PAL 720p 1080i 1080p Horizontal Vertikal (Zeilen) Bildpunkte (Pixel) Seitenverhältnis 4 : 3 4 : 3 / 16 : 9 16 : 9 16 : 9 16 : 9 Pixelverhältnis Square Pix 1 : 1,067 bei 4 : 3 1 : 1,422 bei 16 : 9 Square Pix Square Pix Square Pix Frameraten 60i 50i bzw. Bilder/Sekunde* 24p, 25p, 30p, 50i oder 60i 24p, 25p 50p oder 60p oder 30p * 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 von hauptsächlich 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 hochauflösendes 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 Wellenlänge Laser Speicherkapazität einschichtig zweischichtig max. Datenrate 12 cm 405 nm (blau) 25 GB 50 GB 35,95 Mbit/s Blu-ray Disc von Sony Authoring System BD-J Logisches Dateiformat UDF 2.5 / 2.6 Video Codecs MPEG-2, MPEG-4/H.264 und VC-1 Kopierschutz AACS mögliche Auflösungen 720p / 1080i / 1080p Eigenheiten kompatibel zur Sony Playstation

8 CONSUMER HD-DVD Spezifikationen der HD-DVD HD-DVD-Player von Toshiba Gleichzeitig steht neben Blu-ray Disc die HD-DVD in den Startlöchern, welche unter anderem von Toshiba propagiert wird. Auch bei der HD-DVD wird wie bei Blu-ray ein blauer Laser mit 405 Nanometer Wellenlänge eingesetzt. Zwar besitzt eine doppelschichtige HD-DVD mit 30 GB eine geringere Speicherkapazität als Konkurrent Blu-ray, aber durch die sich mit der herkömmlichen DVD ähnelnden Spezifikationen lässt sich HD-DVD besser in die heutige Fertigungstechnik integrieren. Ergo: Produktionsanlagen müssten nicht umständlich und teuer um- oder neu gebaut werden. Toshiba beispielsweise verwies auf eigene Versuche, in denen HD-DVDs erfolgreich auf einer herkömmlichen DVD-Fertigungsstraße produziert wurden. Disc-Durchmesser Wellenlänge Laser Speicherkapazität einschichtig zweischichtig max. Datenrate Authoring System Logisches Dateiformat Video Codecs Kopierschutz mögliche Auflösungen Eigenheiten 12 cm 405 nm (blau) 15 GB 30 GB 36,55 Mbit/s ihd UDF 2.5 / 2.6 HD-DVD von Toshiba MPEG-2, MPEG-4 / H.264 und VC-1 AACS (DVD-Protect geplant) 720p / 1080i / 1080p kompatibel zur Xbox 360 mit HD-Laufwerk 14 15

9 CONSUMER Spezifikationen der DVD, Blu-ray Disc und HD-DVD SD (Standard Television) HD (High Definition) Medien DVD Blu-ray HD-DVD Disc-Durchmesser 12 cm 12 cm 12 cm Wellenlänge Laser nm (rot) 405 nm (blau) 405 nm (blau) Speicherkapazität einschichtig zweischichtig 4,7 GB 8,54 GB 25 GB 15 GB 50 GB 30 GB max. Datenrate 9,8 Mbit/s 35,95 Mbit/s 36,55 Mbit/s Video Codecs MPEG-1, MPEG-2 MPEG-2, MPEG-4/H.264 und VC-1 MPEG-2, MPEG-4/H.264 und VC-1 Logisches Dateiformat UDF 1.02 UDF 2.5 / 2.6 UDF 2.5 / 2.6 Kopierschutz CSS, DVD-Protect, Macrovision AACS AACS (DVD-Protect geplant) mögliche Auflösungen PAL / NTSC 720p / 1080i / 1080p 720p / 1080i / 1080p 16 17

10 CONSUMER HD-Codecs MPEG-2 Das 1994 von der Motion Pictures Expert Group eingeführte MPEG-2-Komprimierungsverfahren wird zur Kodierung herkömmlicher DVDs benutzt, findet 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, das es mit nahezu jedem Video-Player abspielbar ist. VC-1 / WMV HD VC-1 bietet eine signifikant 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. Das Kodieren ist in Echtzeit möglich, daher kann die Bildqualität sofort kontrolliert werden. VC-1 gilt als der Nachfolger von Windows Media 9 und hat zurzeit den besten Kosten-Nutzen-Faktor. HD-DVDs wurden von Anfang an mit sehr guter Bildqualität mit dem von Microsoft entwickeltem VC-1 kodiert. Mittlerweile findet man den Codec auch auf einigen Blu-ray Discs. Der Komprimierungsstandard ist kompatibel mit dem Windows Media Player und durch hinzufügen eines Plugins auch mit Apple Quicktime. MPEG-4 (Part 10)/H.264/AVC (Advanced Video Coding) Dank extrem flexiblen 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 Effizienz wie das Format MPEG-2. Daraus resultiert eine höhere Qualität bei gleicher Bitrate. Da es mit diesem Codec noch nicht möglich ist in Echtzeit zu kodieren, schlugen erste Versuche Blu-ray Discs und HD-DVDs mit diesem Codec zu fertigen, fehl. Mittel- und langfristig soll MPEG-4 H.264 aber der bevorzugte HD- Codec werden. Eine Kompatibilität zum Windows Media Player sowie zu Apple s Quicktime und vielen weiteren Video-Spielern ist gewährleistet

11 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 auf und die Ausführung von interaktiven Anwendungen auf einer Blu-ray Disc ermöglicht. Was ist ihd? ihd (Interactive HD) ist wie BD-J ein Authoring-System zum gestalten von interaktiven DVD-Inhalten. Das System findet hingegen nur bei der HD-DVD Verwendung. Welche Arten von Kopierschutz gibt es? AACS Das Advanced Access Content System (AACS) ist ein digitales Rechtemanagement (DRM), welches bei bespielbaren und vorbespielten optischen Medien zum Einsatz kommt. 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. DVD-Protect DVD-Protect stammt aus dem Hause X-Protect und ist ein erpropter, flexibler und erweiterbarer Kopierschutz für DVD-Filme. Er bietet umfassenden Schutz gegen Softwarepiraterie und schützt Filmdaten ohne den DVD-Standard zu beeinträchtigen in dem Dateien z. B. in übergroßen Datenmengen angezeigt werden. Macrovision Bei Macrovision wird der Kopierschutz nicht auf der DVD selbst gespeichert. Vielmehr enthält die DVD nur ein Flag (digitale Mar

12 professionelle HDV High Definition Video, kurz HDV, ist ein Videoformat, das entwickelt wurde, um HDTV-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-Cassetten in zwei möglichen Formaten: HDV 720p: 1280 x 720 Pixel mit den Frameraten 25p, 30p, 50p oder 60p sowie optional 24p HDV 1080i: 1440 x 1080 Pixel mit den Frameraten 50i und 60i sowie optional 24p, 25p oder 30p Beim höher auflösenden 1080i-Format sind die einzelnen Bildpunkte nicht quadratisch, sondern im Faktor 3:4 horizontal, 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. HDV-Band Spezifikationen für HDV: Größe (L x B x H) Bandbreite Bandlängen Datenrate Farbkomponentenauflösung / Abtastrate Audiokanäle mögliche Auflösungen Bildwiederholrate Kompression / Verhältnis minidv: 66 x 48 x 12,2 mm DV: 125 x 78 x 14,6 mm 1/4 Zoll 63, 64, 124, 186 und 276 Min. 19 / 25 Mbit/s YCbCr 4 : 2 : 0 HDV-Recorder von Sony 4 720p / anamorphes 1080i, 1080p 720: 24, 25, 30, 50 und 60p 1080: 50, 60i und 24, 25, 30p MPEG-2 / 5:

13 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 orangefarbigen Rand, HDCAM- SR-Kassetten sind schwarz mit cyanfarbigen Rand. Das Format HDCAM wurde 1999 von Sony entwickelt und ist ein komplettes Produktionsystem zur Herstellung von Kinofilmen und HD (hochauflösendes 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 Farbkomponentenauflösung, 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-Recorder von Sony 24 25

14 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: 64, 94, 124 Min. L: 34, 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: 24, 25, 30, 720: 24, 25, 30, holrate 50 und 60p 50 und 60p 1080: 50, 60i 1080: 50, 60i und 24, 25, 30p und 24, 25, 30p Kompression / DCT / 7 : 1 MPEG-4 / 2,7 : 1 Verhältnis Eigenheiten orangefarbiger Rand cyanfarbiger Rand auf den Tapes auf den Tapes 26 27

15 professionelle DVCProHD HDCAM-SR- Band DVCProHD-Band DVCProHD-Recorder 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 Farbkomponentenauflösung ebenfalls zu den High-End-Produktionssystemen. DVCProHD abreitet 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 arbeiten in einem 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) Bandbreite Bandlängen Datenrate 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 1/4 Zoll DVCProHD: 11, 16, 32 und 63 Min. DVCProHD EX: 23, 33, 64 und 126 Min. 100 Mbit/s Farbkomponenten- YCbCr 4 : 2 : 2 auflösung / Abtastrate Audiokanäle 8 mögliche Auflösungen 720p / 1080i / 1080p Bildwiederholrate 720: 24, 25, 30, 50 und 60p 1080: 50, 60i und 24, 25, 30p Kompression / JPEG / 6,7 : 1 Verhältnis Eigenheiten doppelte Spieldauer im DVCProHD EX Format 28 29

16 Konvertierung Up-/Down- und Crosskonvertierungen für HD CAM Notwendikeit einer Frame-/Auflösungs-Konvertierung mittels hochwertiger Konverter (z.b. VC100 od. Alchemist) Teranex VC100 Snell & Willcox Alchemist Ph.C - HD Zielformat Ausgangsformat HD CAM 1080/24p HD CAM 1080/25p HD CAM 1080/30p (29,97p) HD CAM 1080/50i HD CAM 1080/60i (59,94i) Digi Beta Pal (50i) Digi Beta NTSC (60i) HD CAM 1080/24p HD CAM 1080/25p HD CAM 1080/30p (29,97p) HD CAM 1080/50i HD CAM 1080/60i (59,94i) HD CAM 720/ 24p/25p/30p/50p/60p 30 31

17 KONTAKT Dicentia Germany GmbH Waldmeisterstr München Tel.: Fax: Web: