Streifzug durch den Codec-Dschungel Der momentane digitale Leidensweg eines bewegten Bildes

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1 HDV Streifzug durch den Codec-Dschungel Der momentane digitale Leidensweg eines bewegten Bildes Modularbeit für das Bakkalaureat von Markus Kircher DVCPRO HD-EX 1080i50 HDCAM SR 720p50 MPEG-4 / H.264 / AVC DNxHD Seite 1 I-frames, B-frames, P-frames AVC-I DCAM EX ProRes422 HQ Digital Intermediate Betacam SP

2 Vorwort Bei den kleinen Schnittprojekten, an denen ich bisher arbeitete, waren die Aufzeichnungsmethoden und Bildformate stets so vielfältig, dass ich mit Block und Bleistift dasaß, die Füße baumeln ließ, um mir das Projekt von Aufnahme bis Endprodukt jedes Mal auf ein Neues durchzudenken. Dabei ist es nicht nur so, dass man sich in eine technische Welt stürzt, die man zuvor nicht kannte, sondern diese Welt ändert sich ständig, wieder gibt es neue Codecs hier, das soeben verwendete Bandsystem ist nicht mehr auf dem neuesten Stand, nun setze man auf bandlose Aufzeichnung, während der Herr gegenüber bekundet, wie herrlich es doch nicht ist, in seinem Archiv stets auf Bänder zurückzugreifen. Sei s drum. Hiermit will ich versuchen, mich selbst zu orientieren. Die Aufnahmemöglichkeiten möchte ich zwar theoretisch anreißen, indem ich die momentanen Kameras der Filmakademie vorstelle. Mit Formaten und Codecs möchte ich mich danach eingehender beschäftigen. Schließlich sollen auch meine praktischen Workflowbeispiele hier eingebracht und mit theoretischen ergänzt werden. Also dann, auf in den Dschungel! Wien, im Oktober 2009 Markus Kircher Seite 2

3 Die Aufnahme 5 Die Aufnahme auf Film 5 Bolex H16 (Normal 16) 5 ARRI 16ST (Normal 16) 5 ARRI 16SR 1 (Normal 16) 6 ARRI 16SR 2 HS (Super 16) 6 ARRI 16SR 3 (Super 16) 6 Die digitale Aufnahme 7 Aufnahme auf Band 7 Aufnahme auf Flash-Karte 8 Codecs 9 Standard Definition 9 10-bit Uncompressed 4:2:2 9 DV - PAL 10 MPEG 11 Sony 13 DVCAM 13 Betacam SP 13 Digital Betacam 13 IMX 14 Panasonic 14 DVCPRO 14 DVCPRO50 15 High Definition bit Uncompressed 4:2:2 15 H.264 / MPEG-4 / AVC 16 Sony 16 HDV 16 XDCAM HD 17 HDCAM 17 HDCAM-SR 18 XDCAM EX 19 Panasonic 19 DVCPRO HD 19 AVCHD 20 AVC-Intra 20 Mögliche Codecs für die Postproduktion 21 Apple ProRes 21 ProRes ProRes 422 HQ 22 ProRes proxy 23 ProRes LT 23 ProRes Seite 3

4 Avid DNxHD 24 2K und 4K 24 Schnitt und Workflow 25 Praktische Workflows 25 Praktisches Beispiel: Marie 16mm, minidv, DVCproHD 25 Praktisches Beispiel: The Road Home 35mm - DI - 35mm 27 Praktisches Beispiel: Installation Videokapelle DVCPRO HD 29 Praktisches Beispiel: Masken, Masken HDV 31 Theoretische Workflows (Ergänzung) 32 Theoretisches Beispiel: Workflow mit der REDone 32 Theoretisches Beispiel: Timecode auf der Audiospur 33 Farbkorrektur und Mastering 34 Farbkorrektur 34 Die Sehnsucht nach dem universellen Master 35 Bibliographie 36 Weblinks 36 ANMERKUNG: zitiert wird im Format Jahreszahl NACHNAME DES AUTORS ODER DER FIRMA und verweist auf die Bibliographie, bzw. auf die Weblinks am Ende der Arbeit (bei Weblinks wird an die Jahreszahl ein Kleinbuchstabe angehängt) Modularbeit für das Bakkalaureat von Markus Kircher im Modulfach Kamera (Hauptfach: Schnitt) betreut von: Mag. Gabriella Reisinger, Univ.Prof. Mag. Wolfgang Thaler Filmakademie Wien im Oktober 2009 Seite 4

5 1. Die Aufnahme Eingangs möchte ich anhand der momentanen Film- und Videokameraausrüstung der Filmakademie Wien, die uns dort zur Verfügung stehenden Aufzeichnungsmöglichkeiten benennen Die Aufnahme auf Film Im Kameradepartment werden außer dem Kameramann / der Kamerafrau an einem Studentenfilm-Set üblicherweise ein bis zwei weitere Assistenten gebraucht. Der Kameraassistent (engl. first camera-assistant oder focus puller) kümmert sich im technischen Sinne um die Kamera, die Optiken, er ist mit dem gesamten Zubehör vertraut und dafür verantwortlich. Er gestaltet das Bild künstlerisch mit, indem er die Schärfe zieht. Ein Materialassistent (engl. loader) hat das Filmmaterial im Blick, weiß über den Verbrauch Bescheid und sorgt dafür, dass vor jeder Einstellung das gewünschte Material in ausreichenden Metern im Magazin eingelegt ist. Oft schlägt der Materialassistent auch die Klappe (engl. clapper-loader) Bolex H16 (Normal 16) Die Schweizer Bolex H16 ist eine 16mm-Kamera, die 1935 zum ersten Mal gebaut wurde. Sie wird angetrieben durch einen Federmotor (wahlweise auch mit Elektromotor möglich) und kann mit Geschwindigkeiten von 8 bis 64 Bildern pro Sekunde betrieben werden. Format: Dabei wird ein Normal-16mm-Film-Kader (1:1,33) belichtet. Die laufende Bolex ist allerdings recht laut (nicht geblimpt) und das ernsthafte Aufzeichnen eines Synchrontons ist nicht möglich. Bolex H16 Magazin: 30m - Tageslichtrollen können eingelegt werden, bzw. 120m mit einem zusätzlichen Magazin ARRI 16ST (Normal 16) 1 Der Bolex H16 eine sehr ähnliche deutsche Konkurrenz ist die ARRI 16ST. Sie wurde von den 50ern bis Ende der 80er Jahre gebaut und ist ebenso keine geblimpte Kamera. Mit einem Federwerk ist sie nicht ausgestattet, kann also nur mit Motor betrieben werden (4-48 Bilder pro Sekunde sind möglich). Format: Sie ist eine Normal-16-Kamera (1:1,33) und der Umbau auf Super-16 ist leider nicht möglich. ARRI 16ST 1 vgl. 2009g CINEMATECHNIC Seite 5

6 Magazin: Auch hier können 30m - Rollen eingelegt werden, bzw. bis zu 120m in einem Zusatz-Magazin ARRI 16SR 1 (Normal 16) Zum ersten Mal wurde diese Kamera 1975 gebaut. Sie kann mit 24 oder 25 Bildern betrieben werden und ist eine stumme Kamera. Ein Originalton lässt sich synchron aufzeichnen. ARRI 16SR 1 Format: Die Kamera ist eine Normal-16-Kamera (1:1,33). Magazin: Wie ARRIs gesamte 16SR-Serie ist das Magazin coaxial und bis zu 120m können eingelegt werden ARRI 16SR 2 HS (Super 16) Wie die SR 1 ist auch diese Kamera stumm, läuft mit 24 oder 25 Bildern. Da wir die Highspeed-Ausführung und den dazu gehörigen Optikensatz haben, lässt sie sich sogar mit bis zu 150 Bildern betreiben. Das entspricht einer echten 6fachen Zeitlupe. ARRI 16SR 2 (HS) Magazin: Das Magazin ist coaxial und bis zu 120m können eingelegt werden. Format: Die Kamera belichtet einen Super-16mm-Kader (1:1,66). Dazu sollte kein doppelt perforiertes Material eingelegt werden. ARRI 16SR ARRI 16SR 3 (Super 16) Natürlich ist die ARRI 16SR 3 als Weiterentwicklung der SR 2 ebenso laufleise, kann einen Timecode mit auf den Film belichten und kann mit 5 bis 75 Bilder pro Sekunde betrieben werden (als nicht Highspeed-Ausführung). Das elektronische Zubehör für 435/535 ist mit dieser Kamera kompatibel (z.b. das Lens-Control- System). Magazin: Das Magazin ist wiederum coaxial und 120m lassen sich einlegen. Format: Die Kamera belichtet einen Super-16mm-Kader (1:1,66) und wahlweise einen steuerbaren Timecode an den Filmrand. Seite 6

7 1.2. Die digitale Aufnahme Am Set einer Videoproduktion befinden sich außer dem Kameramann / der Kamerafrau ebenso der oben erwähnte Kameraassistent, allerdings tritt an die Stelle des Materialassistenten der sich in den letzten Jahren etablierende Berufszweig des Digitalen Bildtechnikers (engl. digital imaging technician kurz: DIT). Besonders bei bandlosem Dreh ist er wichtig. Der digital imaging technician DIT ist der technische Daten- und digitale Aufzeichnungs-Spezialist, der sowohl in der Vorproduktion, als auch am Set dem Kameradepartment angehört. Er ist für die Sicherung der digitalen Videodaten am Set verantwortlich (bei kleinen Sets) und weiß über den gesamten Workflow Bescheid und kommuniziert mit der Postproduktion. Weiters steht er dem Kameramann / der Kamerafrau beratend zur Seite, um das aufzuzeichnende Videosignal technisch richtig zu speichern und um dessen Grenzen ausloten zu können. Bei einem professionelleren Set mit digitaler Bildaufzeichnung ist allein für die Datensicherung und den Datenworkflow zusätzlich ein eigener Spezialist, der datawrangler (zu deutsch: derjenige, der sich mit den Daten zankt) zuständig. Ebenso mit an Bord eines professionellen Video-Drehs ist der dailies-colorist. Er ähnelt dem Berufsbild des finalen Coloristen (siehe 4.1), ist allerdings hier nicht für den endgültigen Look zuständig, sondern bringt die aufgezeichneten RAW-Daten eines Drehtages (in voller Dynamik) sofort in eine Ästhetik, wie es sich das Kameradepartment vorstellt, bzw. gibt selbst kreative Vorschläge. Der dailies-colorist kann auch einen mobilen Arbeitsplatz am Set haben Aufnahme auf Band Sony DCR VX 1000E Sony DCR VX 2000E Sony DSR PD 170 Panasonic AJ-HDX 400 Panasonic AJ-HDX 900 Drei Kameramodelle zeichnen auf minidv (siehe 2.1.2) auf. Alle sind 1/3-3CCD-Chip-Kameras mit nativem 4:3-Modus (16:9 ist auch möglich, allerdings kein echtes). Die Sony DCR VX 1000E kann im Gegensatz zu ihrer Nachfolgerin keine progressiven Bilder aufzeichnen, ist also eine reine interlaced- Videokamera kam ihre Nachfolgerin Sony DCR VX 2000E auf den Markt, die in der Handhabung dem Vorgängermodell sehr ähnlich ist, allerdings verfügt sie über einen progressiven Modus. Ebenso an unserer Schule ausfassbar ist die 2007 erschienene Sony DSR PD 170, die interlaced oder wahlweise progressiv aufzeichnen kann, allerdings minidv-bänder auch als professionelleres DVCAM (siehe ) bespielen kann. Seite 7

8 Die HD-Ära läutete schließlich nicht mehr Sony, sondern Panasonic mit seinen Geräten ein. Im HD-Band-Format DVCPRO HD (siehe ) zeichnet die Panasonic AJ-HDX 400, wie auch Nachfolgerin AJ-HDX 900 auf, beide können auch im Longlplay-Modus EX (extended) betrieben werden. Die 3CCD-Chips sind jeweils 2/3 groß und sind nativ 16:9. Die AJ-HDX 900 kann außer in 1080i50 (wahlweise 25p), auch 50 Vollbilder im 720p-Format aufzeichnen. Nicht so ihre Vorgängerin, die AJ-HDX 400. Sie kann nur in 1080i50/p25 aufnehmen, wobei das Chipsignal von 720 Zeilen auf 1080 hochskaliert wird. Die AJ-HDX 900 hat zusätzlich eine flachere Filmlike 3 - Gammakurve mehr als die Vorgängerin (bei ihr gibt es die Gammakurve-Voreinstellung Filmlike 1+2) und es gibt die mit Vorsicht zu genießende Zusatzfunktion DRS (dynamic range stretch), die partielle kritische Bereiche in den Dynamikumfang zurückholt Aufnahme auf Flash-Karte Der nächste Schritt, der schließlich das Band als linearen Datenträger in Frage stellte, war die inzwischen ausreichend Speicher beherbergende Flashkarte, die bei Panasonic P2-Karte heißt und in zwei Kameras der Filmakademie als Datenträger verwendet wird. Panasonic AG-HVX-200 Panasonic AJ-HPX 3000 Panasonic AG HMC 151E Die Panasonic AG-HVX-200 ist eine dankbare 1/3-3CCD-Chip Zwitterkamera, die sowohl DVCPRO-HD auf P2-Karte aufzeichnet (2 Slots sind verfügbar), als auch PAL-SD auf den genannten Speicher oder das ebenso verfügbare MiniDV- Bandlaufwerk. HD-Aufzeichnung auf MiniDV war bei Panasonic niemals vorgesehen. Die Zoomoptik ist fix verbaut, lässt sich also nicht tauschen. Sehr wohl wechseln lässt sich hingegen die Optik bei der Panasonic AJ-HPX Sie zeichnet ausschließlich auf P2-Karten (5 Slots) auf, allerdings nicht gezwungenermaßen im DVCPRO HD-Codec, sondern bietet auch den moderneren AVC-Intra-Codec (siehe ) an. Mit letzterem ist endlich Aufzeichnung im vollen 1920x1080-Pixelraster möglich bei 10 bit und 4:2:2 Chroma-Subsampling. Nicht auf einer P2-, sondern auf einer SDHC-Flashkarte zeichnet die 1/3-3CCD- Chip-Kamera Panasonic AG HMC 151E auf. Für die Kompression kommt der AVCHD-Codec (siehe ) zum Einsatz. Wie bei der AG-HVX-200 ist die Optik nicht wechselbar. Seite 8

9 2. Codecs Standard Definition Unter Standard Definition (SD) versteht man in der Videotechnik eine vertikale Bildauflösung von aktiven 480 Zeilen für NTSC (USA, Japan, Südkorea bei 59,94 Hz) und aktiven 576 Zeilen für PAL (Rest der Welt bei 50 Hz) bit Uncompressed 4:2:2 Möchte man sich die Datenrate eines unkomprimierten PAL-Video-Signals errechnen, so darf man nicht mit dem sichtbaren Bildraster operieren (720x576), da für die Abwärtskompatibilität zum analogen Komponentensignal die Addition mit den nicht sichtbaren Zeilen eine effektive Zeilenanzahl von 625 ergibt. Für PAL, sowie auch für NTSC wurde eine einheitliche Abtastfrequenz für das Luminanzsignal (dafür steht der Faktor 4 bei 4:2:2) mit 13,5 MHz festgelegt. Für eine PAL-Zeile bedeutet dies: Hz / 625 Zeilen / 25 Bilder = 864 Abtastwerte pro Zeile. Davon sind 720 Abtastwerte die sichtbaren horizontalen Pixel der Zeile. Die Farbkomponentensignale werden bei 4:2:2 nur mit der halben Frequenz 6,75 MHz abgetastet, das zu je 432 Werten führt. Farbunterabtastung (engl. Chroma-Subsampling) 3 Das Komponentensignal besteht aus drei Komponenten: einer Komponente für die Luminanz/ Helligkeit (Y) und zwei für die Chrominanz/Farbigkeit (R-Y und B-Y oder auch CR und CB). Die Komponenten für die Farbigkeit werden auch Farbdifferenzsignale genannt, da sie den Rot- bzw. Blaukanal in die Differenz zur Helligkeit setzen. Somit lässt sich die dritte Grundfarbe GRÜN daraus freistellen und ist somit im Signal enthalten. 4:4:4 Würde man nun die beiden Farbkomponenten mit der selben Frequenz abtasten, wie die Luminanzkomponente, stünden alle Komponenten im gleichen Verhältnis zueinander, also 4:4:4. Jedem Luminanzwert der Zeile sind die beiden Farbkomponentenwerte CR und CB zugeordnet. 4:2:2 Weil für die menschliche Sehwahrnehmung Helligkeitsunterschiede besser wahrnehmbar sind, als Unterschiede in der Farbigkeit, werden beim Komponentensignal die Chrominanzsignale (auch Farbkomponenten) beispielsweise nur halb so gut aufgelöst. Dafür steht 4:2:2 und spart ein Drittel des Datenstroms gegenüber 4:4:4. Nur jedem zweiten Pixel der Zeile werden die zwei Farbkomponentenwerte zugeordnet. 4:1:1 Um den Datenstrom anhand des Chroma-Subsamplings noch stärker zu komprimieren, kriegt von 4 Pixeln der Zeile nur eines die Farbkomponenteninformationen CR und CB. Im Verhältnis zu 4:4:4 spart man sich hiermit die Hälfte des Datenstroms. Dieses Subsampling-Muster kommt beispielsweise bei NTSC-DV zum Einsatz, aber auch in PAL bei DVCPRO vgl SCHMIDT vgl ERNST vgl. 2009c SONY vgl. 2009d PANASONIC 3 vgl BUTZ Seite 9

10 4:2:0 Eine andere Möglichkeit, die Hälfte des Datenstroms einzusparen, findet bei einem Subsampling von 4:2:0 Anwendung. Dabei kriegt jedes zweite Pixel einer Zeile lediglich eine Farbkomponente CR zugewiesen und jedes zweite Pixel der nächsten Zeile die andere Farbkomponente CB. Diese Methode kommt bei PAL-DV zum Einsatz. Zuletzt muss jeder abgetastete Wert einem Bereich zugeteilt werden, dies nennt man Quantisierung, die mit 8 oder 10 bit vorgenommen werden kann. Bei 8 bit gibt es 2 8 und bei 10 bit 2 10 Abstufungen. Für die Datenrate des Komponentensignals (4:2:2) bedeutet dies: ( ) * 625 * 10 = 10,8 Mbit (270 Mbit/s) für eine Abtastung mit 10 bit oder bei 8 bit = 8,64 Mbit (216 Mbit/s). Hochgerechnet ergibt dies für eine Minute 10-bit Uncompressed 4:2:2- Videomaterial einen Speicheraufwand von 2,025 GB. Eine Stunde davon benötigt 121,5 GB Speicher. Die Datenrate für 625/50 10-bit Uncompressed 4:4:4 liegt bei 405 Mbit/s. Obwohl mit der Farbunterabtastung 4:2:2 bereits eine Komprimierung vorgenommen wurde, ist dieses Signal dennoch als Uncompressed zu verstehen. Um die noch immer große Datenmenge stärken zu komprimieren, kommen verschiedene Codecs von verschiedene Herstellern zum Einsatz DV - PAL DV (Digital Video) ist der Obergriff für den DV-Standard, der 1994 als ¼ - Bandformat eingeführt wurde. minidv - Band Seitenverhältnis: Für DV - PAL sind die sichtbaren Pixel 720x576, das nicht dem Seitenverhältnis 4:3 entspricht. Um dieses dennoch zu erzwingen, sind die Pixel nicht quadratisch sondern rechteckig (1:1,0666). Auch anamorphes PAL ist möglich, dabei werden die Pixel lediglich noch rechteckiger (1:1,42222), das Bild kriegt dann ein Seitenverhältnis von 16:9. Seite 10

11 Halbbilddominanz: Das sichtbare DV-PAL - Bild besteht aus 576 Zeilen (á 720 Pixeln). Bei der Aufzeichnung von Halbbildern 50i (interlaced) wird das untere/gerade Halbbild zeitlich vorher aufgenommen. Wird mit progressiven Bildern 25p gearbeitet, so speichert das Bandformat intern zwar Halbbilder, aber diese sind zum selben Zeitpunkt aufgezeichnet worden und somit progressiv zu behandeln. Halbbilddominanz Außer bei NTSC und dem DV-Standard (dazu gehören auch DVCPRO und DVCPRO 50) ist das dominante (vorher aufgezeichnete) Halbbild immer das obere/ungerade Halbbild. Komprimierung: Bei DV wird nun jedes der 25 vollen oder 50 halben Bilder (auch Felder), die für eine Videosekunde gespeichert werden müssen, einzeln für sich komprimiert, auch Intraframe-Codierung genannt. Hier passiert die Kompression durch die Diskrete Cosinus-Transformation (DCT). Es ist von Vorteil, dass die Anzahl der aktiven Pixel 720x576 durch 8 teilbar ist, da das Bild jetzt in Blöcke zu 8x8 Pixel geteilt wird, die durch einen durchschnittlichen Grauwert und der Ähnlichkeit der Pixelwerte zueinander gerundet und so informationsärmer gespeichert werden können. Durch ein Chroma-Subsampling von 4:2:0 (2:1) und die DCT (8,1:1) bleibt uns bei DV-PAL eine Datenrate von 25 Mbit/s. Die Bildinformation einer Stunde DV- Material benötigt also 11,25 GB MPEG MPEG steht für Motion Picture Experts Group und beschreibt die 350 Experten aus 200 Unternehmen, die sich mehrfach jährlich zu einer mehrtägigen Konferenz treffen, um Komprimierungsformate zu standardisieren. MPEG-1 Dieses Format wurde 1993 entwickelt und anfangs nur für eine geringe Bildauflösung von 352 x 288 Bildpunkten geeignet. MPEG-1 ist nur progressiv, das Zeilensprungverfahren wird nicht unterstützt. MPEG-2 Schon ein Jahr später folgte MPEG-2. Wie bei DV findet auch hier die DCT Anwendung. Doch damit nicht genug. Zusätzlich wird das digitale Bild in 16x16 Makroblöcke aufgeteilt, deren Ähnlichkeit zu zeitlich vorangehenden oder nachfolgenden Bildern informationsärmer (= höher komprimiert) gespeichert werden kann. Das passiert in so genannten Gruppen von Bildern (engl. groups of pictures, GOP). Seite 11

12 Group of Pictures (GOP) / Differenzencodierung (DPCM) 4 Da bei Videobildern Bewegungen als sich anderswo wiederholende Pixel verstanden werden können, ist auch dies eine gute Möglichkeit, um bewegte Bilder anhand vorhersehbarer Bewegungen zu komprimieren. Man nehme an, es fliegt ein gelber Ball durch einen sich nicht verändernden Hintergrund. Dieser tritt links ins Bild und braucht 2 Sekunden, um im Bild eine Parabel zu beschreiben und schließlich rechts das Bild zu verlassen. 2 Sekunden entsprechen bei PAL 50 einzelnen Bildern und die Idee bei einer nun einsetzbaren Differenzencodierung (DPCM) ist das bloße Speichern der Veränderung zum vorangegangenen Bild. Das Bild, das die gesamte Bildinformation beinhaltet, wird I-frame genannt. Setzt sich das nächste Bild aus der Differenz zwischen dem vorhergehenden und nachfolgenden Bild zusammen, so ist von einem B-frame die Rede. Besteht ein Bild nur aus der Differenz zu einem Bild aus einer einzigen zeitlichen Richtung, ist das ein P-frame. Beim Erstellen eines MPEG-2-Streams für eine DVD wird beispielsweise bei einer standardmäßigen GOP-Größe von 12 Bilder das Muster IBBPBBPBBPBP verwendet. Somit beinhaltet jedes 13. Bild die volle Bild-Information. Der Vorteil einer GOP-Komprimierung ist ein erhebliches Speicherersparnis (auch interessant als reiner Wiedergabe-Codec), der Nachteil ist die beschränkte Schnittmöglichkeit (da Bilder in Abhängigkeit zueinander stehen und nicht verworfen werden können - ein inzwischen gelöstes Problem, die Prozessorleistung steigt beim GOP-Schnitt allerdings erheblich, weil nicht existierende Bilder stets berechnet werden). Im Gegensatz zu MPEG-1 ist bei MPEG-2 der Komprimierungsfaktor stufenlos regelbar. Auch hat man die Wahl zwischen der Kodierung mit konstanter Bitrate (CBR) oder variabler Bitrate (VBR). Variable Bitraten bedeuten für viel Bewegung eine höhere und für wenig Bewegung eine niedrigere Bitrate. MPEG-2 kann mit Halbbildern umgehen und verwendet eine Datenrate bis 15 Mbit/s. Bei höherer Chrominanz bis 50 Mbit/s. Auf DVDs ist der Videocodec MPEG-2 und die Obergrenze für die Video-Bitrate beträgt hierfür 9 Mbit/s. Weiters wurde MPEG-2 für das digitale Fernsehen interessant. 4 vgl SCHMIDT Seite 12

13 Sony DVCAM DVCAM ist die professionelle ¼ -DV-Band - Variante aus dem Hause Sony. Es komprimiert und funktioniert gleich wie DV (siehe 2.1.2), es hat auch die selbe Bitrate und Anzahl an Tonspuren. Das Band läuft im Gegensatz zum normalen DV - Band mit 4facher Geschwindigkeit, ist somit zuverlässiger was drop-outs anbelangt und hundertprozentig zum Ton synchron. DVCAM - Band Weil es sich um ein DV - Band handelt, ist das untere/gerade Halbbild hier wieder das dominante (zeitlich vorher aufgezeichnet). Die Bitrate beträgt 25 Mbit/s. Die Bänder gibt es in den Längen: small ( Minuten) und large (60 90 Minuten) Betacam SP Betacam SP ist Sonys letztes professionell analoges ½ -Bandformat. Die Luminanz des hier verwendeten Komponentensignals hat eine Bandbreite von 5,5 MHz und die Farbkomponenten teilen sich diese Bandbreite. Es verfügt über 2 Tonspuren und eine Timecodespur. Betacam SP - Bänder Die Bänder gibt es in den Längen: small ( Minuten) und large (60 90 Minuten) Digital Betacam Digital Betacam (auch digibeta genannt) gibt es seit 1993 und ist wohl noch immer das meistbenutzte professionelle digitale Videoband (½ ). Die Bänder gibt es in den Längen: small ( Minuten) und large ( Minuten). digibeta - Bänder Komprimierung Außer einem Color-Subsampling von 4:2:2 ist das 10-bit-Bild DCT-ähnlich komprimiert mit einem Faktor von 2:1. Der genaue Komprimierungscodec ist geheim. Die Bitrate beträgt 126 Mbit/s. Spuren Außer der Videospur und den Timecodespuren (LTC + VITC, siehe Ausführung auf nächster Seite) gibt es vier unkomprimierte digitale Audiospuren (48kHz 20 bit). Halbbilddominanz Im Gegensatz zu DV ist ab diesem Format die Halbbilddominaz stets umgekehrt. Die obere/ungerade Zeile wird zeitlich vorher aufgezeichnet/ ausgelesen. Seite 13

14 LTC und VITC 5 Der Vertical Interval Timecode (VITC-Zeitcode) sitzt in den Austastlücken der Videospuren und ist permanent vorhanden. Der Unterschied des VITC- Codes und dem Longitudinal Timecode (LTC-Code) liegt darin, dass der VITC-Zeitcode bei langsamem Vorlauf und bei Standbildern ausgelesen werden kann, der LTC-Code nur bei laufendem Magnetband. Andererseits kann der VITC-Zeitcode bei schneller Laufgeschwindigkeit Schwierigkeiten beim Auslesen verursachen. Bei professioneller Magnetbandaufzeichnung sind stets beide Arten von Timecode am Band IMX IMX ist als Nachfolger von digibeta gedacht (obwohl stärker komprimiert) und kam 1999 auf den Markt. Die Bänder gibt es in den Längen: small ( Minuten) und large ( Minuten). IMX-Bänder Komprimierung Gleich wie bei digibeta beträgt das Color-Subsampling 4:2:2, allerdings wird das Bild nur mit 8 bit quantisiert. Die verwendete Komprimierung ist jene von MPEG-2, allerdings I-frame-only, damit ist die Schnittfähigkeit gewährleistet. Der Komprimierungsfaktor beträgt 3,1:1 und die Bitrate beträgt 50 Mbit/s Panasonic Spuren Außer der Videospur gibt es acht digitale Audiospuren (48kHz 20 bit) DVCPRO Panasonics Antwort auf DV ist das gleich schmale ¼ DVCPRO - Band, allerdings ist das Bandmaterial etwas dicker. Verfügbare Bandlängen: medium ( Minuten), large ( Minuten) und EXG large für HD-EX (126 Minuten). DVCPRO-Band L Komprimierung Das Chroma-Subsampling beträgt 4:1:1, allerdings wird das Bild nur mit 8 bit quantisiert. Der Komprimierungsfaktor beträgt 5:1 und beruht auf DCT. Die Bitrate beträgt 25 Mbit/s (darum auch DVCPRO 25 genannt). Spuren Außer der Videospur gibt es zwei digitale Audiospuren (48kHz 16 bit). 5 vgl VELTE, WEHR Seite 14

15 DVCPRO50 DVCPRO50 ist eine Weiterentwicklung von DVCPRO25. Dabei wird auf das identische Band mit doppelter Bandgeschwindigkeit aufgenommen, bzw. davon abgespielt. Somit ergeben sich folgende Bandlängen: medium ( ) und large ( Minuten). Komprimierung Das Chroma-Subsampling beträgt wie bei digibeta 4:2:2, quantisiert wird mit 8 bit. Der Komprimierungsfaktor ist 3,3:1. Die Bitrate beträgt 50 Mbit/s. Spuren Außer der Videospur gibt es vier digitale Audiospuren (48kHz 16 bit) High Definition Unter High Definition (HD) versteht man im Vergleich zu Standard Definition ein höher aufgelöstes Videobild mit einer vertikalen Schärfe von 1080 oder 720 sichtbaren Zeilen. Bei einem Raster von 1920x1080 (HD) oder 1280x720 (kleines HD) beträgt das Seitenverhältnis 1:1,78 und entspricht dem von 16:9. Die Pixel sind quadratisch bit Uncompressed 4:2:2 Genauso wie bei SD ist das Ausgangssignal für die Auflösung in High Definition das analoge (HD-)Komponentensignal. Die Abtastfrequenz für die Luminanz Y liegt definiert bei 74,25 MHz (also 5,5 mal höher als bei SD). Von den analogen 1125 Zeilen sind 1080 sichtbar. Für eine HD-Zeile bedeutet dies: Hz / 1125 Zeilen / 25 Bilder = 2640 Abtastwerte pro Zeile. Davon sind 1920 die sichtbaren horizontalen Pixel der Zeile. Die Farbkomponentensignale werden bei 4:2:2 wieder nur jeweils mit der halben Frequenz 37,125 MHz abgetastet, das zu je 1320 Werten führt. Nun werden diese Werte wieder mit 8 oder 10 bit quantisiert. Für die Datenrate des digitalen HD-Signals bedeutet dies: ( ) * 1125 * 10 = 59,4 Mbit (1,485 Gbit/s) für eine Abtastung mit 10 bit oder bei 8 bit = 47,52 Mbit (1,188 Gbit/s). Hochgerechnet ergibt dies für eine Minute 10-bit Uncompressed 4:2:2- Videomaterial einen Speicheraufwand von 11,137 GB. Eine Stunde davon benötigt 668,25 GB Speicher. Die Datenrate für 1080/50 10-bit Uncompressed 4:4:4 liegt bei 2,227 Gbit/s. Bei einer solchen Rate liegt es auf der Hand, dass neue und bessere Codecs her mussten. Seite 15

16 H.264 / MPEG-4 / AVC Dieser Codec ist ein Gemeinschaftsprojekt der ITU (internationale Fernmeldeunion) und der MPEG (Motion Picture Experts Group). Das Ergebnis dieses Projektes war 2002 schließlich ein Codec, der die Datenmenge gegenüber MPEG-2 um ein Drittel verringert, die Rechenleistung bei Aufnahme und Darstellung ist allerdings eine größere Sony Komprimierung Der Codec teilt Szenen in I/B- und P-Frames auf, nur die I-Frames enthalten das komplette Bild. Dazwischen werden per Interpolation und Vorhersagen nur Änderungen im Bild errechnet, die selbst erheblich weniger Daten brauchen (Interframe-Kompression). Gegenüber MPEG-2 viertelt H.264 die Größe der Transformationsblöcke auf 4x4 und passt ihre Größe dynamisch an. Auch das spart Daten und verbessert das Bild. MPEG-2-Kompression errechnet zwar auch schon Bildinhalte aus dem letzten I- oder P-Frame, bei H.264 sind es allerdings bis zu HDV HDV steht für High Definition Video und wurde als Nachfolger von DV von Sony und JVC gemeinsam entwickelt. Aufgezeichnet wird auf herkömmlichen minidv-bändern. HDV wurde in zwei festgelegten Formaten konzipiert: 720p steht für ein Raster von 1280x720 Pixeln mit 25 oder 50 Vollbildern pro Sekunde. Hier sind die Pixel quadratisch und stehen im Verhältnis 16:9. HDV-Bänder 1080i steht für ein Raster von 1440x1080 Pixeln mit 50 Halbbilder oder 25 Vollbildern pro Sekunde. Hier sind die Pixel rechteckig und werden für die Darstellung (wie bei DV) horizontal um den Faktor 1:1,34 gestreckt, um schließlich ebenso im Verhältnis 16:9 zu erscheinen Komprimierung Die HDV-Videodaten werden anhand des MPEG-2-Codecs und durch die damit mögliche GOP-Strukturierung komprimiert. Pro Sekunde werden nur 2 Bilder aufgezeichnet, dazwischen nur die Veränderung. Fällt ein Frame aus, so gehen gleich mindestens zwölf weitere ebenso verloren. Der Codec greift also variabel (VBR) und die Bitraten haben zwar eine festgelegte Obergrenze, werden aber durchaus auch unterschritten. Somit beträgt die Bitrate von 1080i-Material nur ca. 25 Mbit/s, die Bitrate von 720p sogar nur ca. 19 Mbit/s. Man muss sich also nicht wundern, wenn eine eingespielte 1080i HDV-Stunde im nativen Codec weniger Speicherplatz bedarf, als eine Stunde in DV-PAL. Seite 16

17 Der Haken zu Beginn der Einführung war die Unmöglichkeit, das Material ohne eine Konvertierung in einen I-frames-only-Code zu schneiden, wobei Programme wie Final Cut Pro (Apple) damit inzwischen nativ umgehen können. Obwohl HDV eigentlich als Amateurformat gedacht war, kommt es auch bei kleineren Broadcast-Produktionen zum Einsatz XDCAM HD Das professionellere und bandlose Format von Sony ist XDCAM HD. Im April 2008 eingeführt wird nicht länger auf Band aufzeichnet, sondern auf einer wiederbeschreibbaren einfach (25 GB) oder doppelt beschichteten (50 GB) Blu-ray Disc. Diese ist zusätzlich umgeben von einer schützenden Kassette (Cartridge). Das Format kam auch schon 2003 in SD unter dem Namen XDCAM zum Einsatz und ist damit nicht zu verwechseln, wenngleich das Speichermedium dafür das selbe ist. Blu-ray Disc mit Cartridge Komprimierung Komprimiert wird hierbei immer mit einem MPEG-2-Codec. Bei der Aufnahme besteht allerdings die Auswahl zwischen mehreren Bitraten, davon zwei Möglichkeiten: 35 Mbit/s verwendet eine Samplingrate von 4:2:0, ein Pixelraster von 1440x1080 (rechteckige Pixel) und bietet 4 Tonkanäle (48kHz 16 bit). 50 Mbit/s verwendet eine Samplingrate von 4:2:2, ein Pixelraster von entweder vollen 1920x1080 oder 1280x720 (immer quadratische Pixel) und bietet 8 Tonkanäle (48kHz 24 bit). Mit XDCAM HD schließt Sony die Lücke zwischen HDV und dem professionelleren HD-CAM oder HD-CAM-SR-Band HDCAM 1997 führt Sony das HDCAM-Band ein. Wie bei digibeta ist auch hier das ½ - Band im Einsatz. Die Bänder gibt es in den Längen: small ( Minuten) und large ( Minuten). Die Längen stimmen mit denen von digibeta überein, doch laut Sony ist das Bandmaterial ein anderes. HDCAM-Bänder Seite 17

18 Komprimierung Schlechter als bei digibeta ist hier die Abtastfrequenz der einzelnen Komponenten, mit 3:1:1 und einer niedrigeren Quantisierung mit nur 8-bit, die noch DCT-komprimiert werden. HDCAM arbeitet mit einer Auflösung von 1440x1080 und somit mit rechteckigen Pixeln, die genau wie bei HDV für die Darstellung um den Faktor 1:1,34 horizontal gestreckt werden müssen. Der genaue Komprimierungscode ist nicht frei und nur Sony bekannt. Die Bitrate beträgt 144 Mbit/s. Spuren Außer der Bild- und Timecodespur gibt es wie bei digibeta 4 Tonspuren, die mit 48 khz abgetastet und mit 20 bit quantisiert werden HDCAM-SR 2003 veröffentlichte Sony HD-CAM-SR und setzt damit bis heute die Obergrenze in Sachen digitales Videobandformat. SR steht für Superior Resolution. Wieder kleinere Metallpartikel auf dem ½ - Band sind im Einsatz, also lassen sich HDCAM-Bänder nicht für HDCAM-SR verwenden. Die Bänder gibt es in den Längen: SR3 ( Minuten) und SRL3 ( Minuten). HDCAM-SR - Bänder Komprimierung Das HDCAM-SR-Band zeichnet ein fixes Pixelraster von vollem HD auf, nämlich quadratische 1920x1080 Pixel. Die Quantisierung erfolgt immer in 10 bit. Die Kompression funktioniert mit einer fortgeschrittenen MPEG-4 I-frameonly-Kodierung. Nun gibt es zwei Aufzeichnungsmöglichkeiten (SQ oder HQ): HQ 4:4:4 zeichnet ein Studio RGB-Signal auf bei einer Kompressionsrate von 4,1:1. Die Bitrate beträgt dabei 880 Mbit/s. SQ 4:2:2 zeichnet das übliche Komponentensignal Y-CR-CB bei einer Kompressionsrate von 2,7:1 auf. Die Bitrate dabei beträgt 440 Mbit/s. Im HQ-Modus lassen sich auch zwei SQ-Videosignale (über Dual-HD-SDI) simultan auf einem Band aufzeichnen, z.b. für zwei Kameras (3D). Spuren Außer der Bild- und Timecodespur gibt es 12 unkomprimierte Tonspuren, die mit 48 khz abgetastet und mit stolzen 24 bit quantisiert werden. Seite 18

19 XDCAM EX 2007 wird die XDCAM Familie um XDCAM EX erweitert. Die bedeutende Neuerung dabei ist die Aufzeichnung auf so genannten Flashkarten. Darin sind keine beweglichen Teile mehr verbaut. Sony selbst verwendet in seinen Kameras dafür SxS-Flashkarten, während JVC für die Aufzeichnung mit dem selben Codec in seinen Kameras SDHC-Laufwerke verbaut. SxS - Flashkarte Kompression Hier wird zwar mit 4:2:0-Long-GOPs in MPEG-2 komprimiert, doch arbeitet die Kamera intern immer mit einem Chroma-Subsampling von 4:2:2 und gibt dieses auch aus. Zwei Kompressionsmodi stehen zur Verfügung: 25 Mbit/s (SQ-Modus) verwendet eine konstante Bitrate (CBR) und ein Pixelraster von 1440x1080 (rechteckige Pixel). SDHC - Flashkarte 35 Mbit/s (HQ-Modus) verwendet eine variable Bitrate (VBR) und ein Pixelraster von vollen 1920x1080 (quadratische Pixel) Panasonic DVCPRO HD Panasonics weiterführendes Bandformat von DVCPRO 50 ist DVCPRO HD, auch DVCPRO 100 genannt. Wieder kommen die selben ¼ - Bänder zum Einsatz, wie schon bei DVCPRO 25 und DVCPRO 50. Im Vergleich zu DVCPRO läuft das Band bei der Aufnahme in DVCPRO HD mit vierfacher Geschwindigkeit. Es lassen sich aber nicht nur Bänder damit bespielen, sondern ebenso wie bei Sony greift auch Panasonic zu Flashkarten, nämlich Panasonics P2- Flashkarten. In einer P2-Karte stecken 4 SDHC-Flashkarten im Verbund und erhöhen somit die Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit des Speichers. DVCPRO HD - XL Band P2 - Flashkarte Komprimierung Der DVCPRO HD-Codec arbeitet mit 100 Mbit/s, komprimiert das (nicht quadratische) 1440x1080-Raster I-frames-only, verwendet ein Chroma- Subsampling von 4:2:2 und quantisiert mit 8 bit. Im Vergleich zu Sonys HDCAM, dessen Bitrate um fast ein Drittel höher ist, schneidet DVCPRO HD ziemlich gut ab. Somit ist es nicht wunderlich, dass Panasonic mit seinen HD-Produkten große Sendeanstalten (BBC) und die olympischen Spiele in Turin (erstmal HD-aufgezeichnet) ausstattete. Seite 19

20 DVCPRO HD-EX Eine Weiterentwicklung des Aufnahmekopfs führte zu DVCPRO HD-EX. EX steht für extended (verlängert). Dahinter verbirgt sich ein Longplay (LP) - Modus, der die Datenrate der vollen 100 Mbit/s mit der halben Bandgeschwindigkeit auf die üblichen DVCPRO-Bänder schreibt. So entspricht die Aufnahmelänge pro Band dem von DVCPRO 50. Kamera und MAZ müssen zur Verwendung mit dem EX-Symbol versehen sein. Spuren Neben Video und Timecode sind 4 Audiospuren in 48kHz und 16 bit verfügbar. Auf P2-Karten lässt sich auch das SD-Signal DVCPRO50 aufzeichnen AVCHD AVCHD steht für Advanced Video Codec High Definition und wurde von Panasonic 2006 vorgestellt. Er kann auf DVDs, Festplatten, SD-Karten, Memory-Sticks oder anderem Festspeicher aufgezeichnet werden. Der Codec ist auf den Consumer-Bereich zugeschnitten. Komprimierung AVCHD beruht auf dem H.264 / MPEG-4 / AVC - Kompressionsverfahren (siehe 2.2.4), kennt das gesamte HD-Raster mit 1920x1080, 1440x1080 und das kleine HD-Raster mit 1280x720. Es ist gar abwärtskompatibel zu den SD- Normen. Es kommt ein Chroma-Subsampling von 4:2:0 zum Einsatz, quantisiert wird mit 8 bit und das schon erwähnte MPEG-4 - Kompressionsverfahren tut sein übriges, anhand einer fortgeschrittenen langen Bildergruppen-Kompression die Datenrate auf 24 Mbit/s (VBR) zu quetschen, bzw. 18 Mbit/s für DVD- Aufzeichnung. Spuren Außer einem Timecode können auch 2 Audiospuren oder wahlweise ein 5.1- Kanal als MPEG-2-Transportstream gespeichert werden. AVCHD verwendet das fortgeschrittenere Kompressionsverfahren als HDV und steht ihm dazu in direkter Konkurrenz gegenüber. AVCCAM ist das neue Logo auf Panasonics Camcordern, die Video im AVCHD-Format aufzeichnen. AVCCAM ist KEIN neuer Codec AVC-Intra Ebenso mit MPEG-4 komprimiert Panasonics AVC-Intra-Codec für den professionellen Bereich. Hier findet aber keine GOP-Kompression statt, sondern lediglich eine Intra-frame-Kompression (I-frame-only), die im Vergleich zu der bei DVCPRO HD verwendeten doppelt so effizient ist. Gespeichert wird weiterhin auf P2-Karten. Seite 20

21 Für AVC-Intra gibt es zwei Spezifikationen: AVC-I 50 speichert ein Pixelraster von 1440x1080 (i oder p) oder 960x720 (p), quantisiert die Komponenten 4:2:0 mit 10 bit und führt so zu einer Datenrate von 50 Mbit/s. AVC-I 100 hingegen verwendet das volle HD-Pixelraster von 1920x1080 (i oder p) oder 1280x720 (p), quantisiert die nun in 4:2:2 verwendeten Komponenten mit 10 bit und benötigt dabei die doppelte Datenrate von 100 Mbit/s. AVC-Intra hat die selbe Datenrate wie DVCPRO HD und eine niedrigere als digibeta. Alle drei sind zwar 4:2:2 und außer DVCPRO HD (8 bit) sind die beiden anderen mit 10 bit quantisiert. DVCPRO HD ist zudem in der Auflösung etwas schwächer (1440x1080) und digibeta ist ohnehin nur PAL. Dennoch ist ihre Datenrate fast die selbe. Wie kommt das? Das liegt an der Art des Kompressors, der eingesetzt werden kann und seiner Modernität. Je mehr Algorithmen er in Echtzeit anwenden kann, um Muster zu erkennen, desto kleiner (aber nicht qualitativ schlechter!) wird die Datenmenge. Die Prozessorleistungen steigen nach wie vor enorm an und das bedingt direkt die Möglichkeiten einer noch effizienteren Kompression Mögliche Codecs für die Postproduktion Obwohl viele der oben angeführten Codecs von Schnittsystemen nativ verwendet werden können, so gibt es auch so genannte Arbeits- und Postproduktionscodecs, die von Schnittsystemherstellern wie Apple oder Avid geschrieben werden und ihre eigenen Algorithmen verwenden. So besteht etwa die Möglichkeit, so genannte proxy-videofiles für den Schnitt zu verwenden, um Speicherplatz zu sparen und die Performance während des Schneidens zu erhöhen. Diese Arbeitsweise nennt man auch Offline- Schnitt. Ist der Bildschnitt erledigt, so reicht es, die eingeschnittenen Bilder in einem hochwertigen Codec noch einmal einzuspielen, zu onlinen (möglichst 10 bit, möglichst schwach oder gar nicht komprimiert, das volle Pixelraster verwenden) Apple ProRes 6 Alle 5 Mitglieder der Apple ProRes Familie von Apple sind, im Gegensatz zu allen Bandcodecs, nicht rastergebunden. Jegliche Pixeldarstellung bis 2K ist möglich und die Auflösung lässt sich frei wählen. An dieser Codec-Eigenschaft erfreute ich mich bereits, als ich eine 6-fach-Projektion (siehe 3.1.3) vorbereitete und das Master-file dafür 6144 x 768 Pixel maß. Ebenso ist die Bildrate flexibel. Es lässt sich in 23.98, 24, 25, 29.97, 30, 50, 59,94 und 60 Zeiteinheiten pro Sekunde arbeiten h APPLE Seite 21

22 White Paper Apple ProRes 10 Um höchste Schnittfähigkeit und Rendergeschwindigkeit zu garantieren, sind alle ProRes-Codecs Data Rate reine intra-frame-codecs, d.h. es wird I-frame-only-komprimiert - jeder The Kader Apple ProRes ist unabhängig family spans für a broad sich gespeichert. range of data rates to support a variety of Um workflow dennoch and die application Datenmenge purposes. klein This zu section kriegen describes wird mit how einer Apple variablen ProRes data Bitrate (VBR) rates gearbeitet, compare to each somit other braucht and to ein uncompressed detailreiches video. Bild The mehr section und also ein illustrates detailarmes Bild how weniger frame size Speicherplatz. and frame rate affect Apple ProRes data rates. Finally, the text includes information on the variable bit rate (VBR) nature of the Apple ProRes codec family. Die Unterscheidung der Codecs untereinander liegt in der Quantisierung, am The bar chart below shows how the data rate of each Apple ProRes format compares Chroma-Subsampling und dem Kodierungsfaktor. Somit ist für die jeweiligen to uncompressed, full-width (1920 x 1080), 4:4:4 12-bit and 4:2:2 10-bit image Ansprüche sequences ein at anderer frames/sec. Codec The von chart Nutzen. shows that even the two highest-quality Apple ProRes formats Apple ProRes 4444 and Apple ProRes 422 (HQ) offer significantly lower data rates than their uncompressed counterparts. Data Rates - Uncompressed and Apple ProRes at 1920 x 1080, fps 3,000 2,250 4:4:4 formats 4:2:2 formats 2,237 Mb/s 1,500 1, Uncompressed ProRes 12-bit 4:4: [no alpha] Uncompressed 10-bit 4:2:2 220 ProRes 422 (HQ) 147 ProRes ProRes 422 (LT) 45 ProRes 422 (Proxy) The data rates shown on the bar chart above are for full-width (1920 x 1080) HD Der frames Apple at ProRes frames/sec. Codec ist The ein Apple offener ProRes Codec family also und supports lässt sich the an 720p Mac- HD oder PC- Systemen format at kodieren its full width und (1280 dekodieren. x 720). In addition to full-width HD formats, Apple ProRes codecs support three different partial-width HD video formats used as the recording resolutions in a number of popular HD camcorders: 1280 x 1080, 1440 x 1080, and 960 x 720. While Apple ProRes formats can encode image frames of any dimensions, Apple ProRes 422 steht für einen nicht bandbasierten Codec, der ein Chromaonly the SD, partial-width HD, full-width HD, and 2K frame sizes are supported for Subsampling real-time editing von in Final 4:2:2 Cut verwendet Pro. und eine Quantisierung von 10 bit ProRes 422 PAL Die Datenrate eines 720 x 576 aufgelösten Bildes beträgt mit diesem Codec 41 Mbit/s. Im Vergleich zu 625/50 10-bit Uncompressed 4:2:2 (216 Mbit/s) ist der Kompressionsfaktor 5,2:1. Eine Stunde PAL Apple ProRes 422 Material benötigt also 18 GB. Das ist nicht ganz das Doppelte von DV-PAL, dafür eignet er sich aber schon für semi-professionelle Farbkorrektur. HD Die Datenrate eines 1920x1080 aufgelösten Bildes bei 50i oder 25p beträgt mit diesem Codec 122 Mbit/s, eine Stunde benötigt also 55 GB ProRes 422 HQ Bei höheren Ansprüchen steht der ProRes 422 HQ bereit, der um ca. 1/3 weniger stark komprimiert, sonst identisch mit ProRes 422 ist. Seite 22

23 PAL Die Datenrate eines von 625/50-PAL-Bildes beträgt nun 61 Mbit/s und komprimiert also nur im Verhältnis 3,5:1. Eine Stunde PAL ProRes 422 HQ benötigt ein Drittel mehr als 28 GB. HD Die Datenrate eines 1920x1080 aufgelösten Bildes bei 50i oder 25p beträgt 184 Mbit/s und eine Stunde selben Materials beansprucht 83 GB. Mit dem brandneuen Final Cut Studio 3 wurde die ProRes-Familie im Sommer 2009 um drei Mitglieder erweitert ProRes proxy HD Der neue Winzling speichert ein volles 10-bit 4:2:2 HD-Raster (1920x1080) bei 50i/25p mit einer Datenrate von 38 Mbit/s. Damit benötigt eine Stunde HD-Material gerade einmal 17 GB. PAL Bei einem 625/50-PAL-Bild liegt die Datenrate bei 12 Mbit/s, eine Stunde PAL-Material in diesem Code benötigt folglich 6 GB. Dieser stark komprimierende Codec findet speziell beim Offline-Schnitt Anwendung, so lassen sich auch auf einem durchschnittlichen Notebook Stunden über Stunden an Material sichten und auch schon schneiden ProRes LT ProRes LT arbeitet mit halber Bitrate von ProRes HQ, das bedeutet: PAL Ein 625/50-PAL-Bild benötigt eine Datenrate von 28 Mbit/s, damit erübrige man für eine Stunde Material 13 GB Speicher. HD Ein volles HD-Bild bei 50i/25p hat eine Datenrate von 85 Mbit/s, eine Stunde braucht 38 GB. Dieser Codec ist speziell für einen mobilen Mehrkamera-Schnitt interessant, da sich auf einem Notebook ohne Konvertieren bereits 4 Kameras in voller HD- Auflösung in Echtzeit montieren lassen (ein professioneller Standrechner könnte sogar 15 Kameras in diesem Codec in Echtzeit zueinander schneiden) ProRes 4444 Der neue große Bruder in Apples Codec-Familie ist der ProRes 4444 (sprich 4 mal 4). Beim Speichern eines Bildes in diesem Codec findet überhaupt kein Chroma- Subsampling statt, sondern die Komponenten werden 4:4:4 abgetastet. Weiters unterstützt der Codec den bei HDCAM SR möglichen RGB-Modus. Auch die 10 bit reichen bei diesem professionellen High-End-Codec nicht mehr aus. Er quantisiert bis zu 12 bit pro Kanal (sei es RGB oder übliches Komponentensignal), das ermöglicht jedem Pixel eine Abstufung von 4096 Werten, im Gegensatz zu den 1024 bei 10 bit. Seite 23

24 Die letzte 4 steht für die zusätzliche Speichermöglichkeit eines Alpha-Kanals (z.b. für Masken oder Untertitel), der sogar in einer 16 bit-quantisierung gespeichert werden kann, das steht für über 65 Tausend Grauabstufungen pro Pixel (z.b. Maskenverlauf). PAL Ohne Alphakanal benötigt ein 625/50-PAL-Bild eine anständige Datenrate von 92 Mbit/s (1 Stunde: 41 GB). HD Ein volles HD-Bild ohne Alphakanal bei 50i/25p hat eine Datenrate von 264 Mbit/s (1 Stunde: 119 GB). Vergleicht man diese Datenrate von 1080p25 ProRes 4444 bei 12bit mit der von 1080p25 10bit Uncompressed, so lässt sich ein Kompressionsfaktor von 5,6:1 feststellen Avid DNxHD 7 Der im Avid werkelnde Codec heißt DNxHD und ist Avids Gegenstück zu Apples ProRes-Codec. Während sich in Apple Final Cut Pro die Codecs innerhalb einer Sequenz gar mischen lassen, so verfolgen die Avid-Systeme in der Hinsicht eine puristischere Philosophie. Alle Videodateien, die in den Avid geladen werden, können beim Einspielen von Band nur in besagtem Codec gespeichert werden. Stammen die Videodateien nicht von einem Band, sondern wurden bei der Aufnahme auf Festspeicher oder Ähnlichem aufgezeichnet, so kommt man beim Import in den Avid an einer Konvertierung nach DNxHD nicht vorbei. Die Qualitätsstufen des DNxHD-Codecs reichen von 10-bit bei 220 Mbit/s bis zu einer proxy-qualität von 8-bit bei 36 Mbit/s. Die Abstufungen sind ähnlich zum ProRes Codec. DNxHD bietet lediglich nach oben hin die Einschränkung, dass in 12 bit und 4:4:4 (noch) nicht kodiert werden kann K und 4K Da für digitale Kinoproduktionen eine vielfach höhere Auflösung gebraucht wird, als HD, wird hier mit 2K und 4K-aufgelösten Bildern gearbeitet. Im Gegensatz zu der horizontalen Auflösungsangabe in Zeilen bei SD und HD, wird die Schärfe bei diesen Formaten in horizontalen Pixeln angegeben. Somit entspricht beispielsweise ein 2K- Scan eines vollen 35mm-Kaders (Seitenverhältnis 1:1.33) einem Raster von 2048 x 1536 und ein 4K-Scan einer Auflösung von 4096 x Die dabei üblicherweise verwendeten Datenformate sind Bildsequenzen im.tiff oder.dpx-format. Eine Bildsequenz speichert im Gegensatz zu einem Videofile jeden Kader einzeln. So liegen bei einem 90-minütigen Spielfilm bei 25 Bildern satte Einzelbilder- Daten in einem Ordner bereit i AVID Seite 24

25 3. Schnitt und Workflow 3.1. Praktische Workflows Praktisches Beispiel: Marie 16mm, minidv, DVCproHD R+K: Bernadette Weigel B: Bernadette Weigel, Anatol Vitouch P: Theres Seemann S: Markus Kircher Marie durchwandert in sieben Szenen und einem Prolog fragmentarisch die Biographie der gleichnamigen Frau, ihre Ängste und ihren Umgang mit denselben. Formal hängen die ins Surreale kippenden Szenen nicht unmittelbar zusammen, sind allerdings chronologisch geordnet. So ist Marie in jeder Szene neu besetzt. Dabei sollte es der Geschichte dienen, auch den Kamera-Look durch die Szenen zu mischen. So wurden von acht Szenen 1, 2, 3, 5 und 8 mit der ARRI-SR3 auf Super16mm gedreht, Szenen 4 und 7 mit der Panasonic HVX-200 in DVCPRO HD auf P2-Karten aufgezeichnet und Szene 6 mit der selben Kamera allerdings auf minidv (50i). ARRI-SR 3 Panasonic HVX-200 Panasonic HVX-200 good light Abtastung AJ-PCS060 Backup am Set auf Platte digibeta P2 - Karte 1080p DVCPROHD minidv Sicherung der DVCPRO HD-Daten Capturen / Konvertierung in DV PAL (progressiv) onlinen / Konvertierung in PAL ProRes422 HQ (progressiv) Mastering offline-schnitt Seite 25 Farbkorrektur digibeta

26 Gedreht wurde mit einer Ausnahme immer mit 25 Bildern, bzw. 50 Halbbildern bei der Seeszene 7 auf minidv. Zwei Einstellungen mit 28 Bildern Um zwei Einstellungen der Wirtshausszene 5 (S16mm) eine leichte Zeitlupe zu verpassen, wurde mit einer Geschwindigkeit von 28 Bildern pro Sekunde gedreht. Um dafür dennoch den Ton synchron legen zu können, verlangsamten wir diesen nachträglich auf 89%, wie wir vorher ausprobiert hatten, schlugen aber dennoch ein Anfangs- und eine Schlussklappe, um dafür 2 Synchronpunkte zu haben. Der Ton musste wieder in der Tonhöhe korrigiert werden (pitchshift) - so wurde er dann vor dem Bildschnitt schon angelegt. Codecs und Workflow Weil unser Endprodukt eine digibeta werden sollte, war klar, dass wir mit 25 Bildern und einem Seitenverhältnis von 16:9 arbeiten würden. Beim Dreh auf S16mm-Filmmaterial (1:1,66) hat Bernadette bereits mit einer 1:1,78-Mattscheibe kadriert, wobei wir in der telecine noch die Möglichkeit hatten, leicht nach oben oder unten auszugleichen und schließlich mit einer goodlight-abtastung auf digibeta ausspielten. Die HDX-200 zeichnete für zwei Szenen ein 1080p-DVCPRO HD-Signal auf P2- Karten auf, das zum einen am Set bereits immer ge-backuped wurde und nachträglich am RAID der Schule und einer weiteren Festplatte gesichert wurde. Für die Szene am See wurde mit der selben Kamera auf minidv aufgezeichnet, um den Geschmack einer Amatuerkamera während des Picknicks beizumengen. Dabei wurde interlaced gedreht. Zum Schneiden verwendete ich einheitlich den simplen DV-PAL-Codec (anamorph), um Speicher- und Prozessorressourcen wenig zu beanspruchen. Auch das 1080p-DVCPRO HD-Material konvertierte ich in den selben Codec, um einheitlich zu arbeiten. Nach Bildschluss spielte ich den Schnitt mit einigen Kadern Überlappung von den originalen Bändern im PAL ProRes422 HQ-Codec erneut ein. Das 1080p- DVCPRO HD-Material skalierte und konvertierte ich mit Apples Shake (besserer Algorithmus dafür) in ebenso diesen Postproduction-Codec. Nun konnte ich auch die wenigen Compositing-Arbeiten (Retusche von Stativen, Spinat zwischen den Zähnen) im Shake erledigen und schickte die Compositing- Einstellungen zurück ins Final Cut Pro. Einfacherweise passierte auch die Farbkorrektur im Final Cut Pro, so war es ein Leichtes, das Projekt hierfür vorzubereiten. Nach der Farbkorrektur (wo auch die Seeszene mit einem guten Algorithmus de-interlaced wurde) wurde das Signal legalisiert und das PAL ProRes422 HQ-File spielte ich als Master auf vier digibeta-bänder (2x Originalfassung, 1x OmeU, 1x OmspanU). Seite 26

27 Praktisches Beispiel: The Road Home 35mm - DI - 35mm R: Rahul Gandotra P: Ameenah Ayub, Rahul Gandotra B: Milja Fenger, Rahul Gandotra K: Christoph Brunner S: Markus Kircher M: Walter Mair A: Marie Lanna Im November 2008 hatte ich das Glück, beim Dreh zu The Road Home als Christoph Brunners Kameraassistent an einem Spielfilmset im Norden von Indien dabei zu sein. Der Film war das Abschlussprojekt von Rahul Gandotra, der die Filmschule (LFS) in London besuchte. Weil Rahul noch niemanden für den Schnitt gefunden hatte, war mir das Glück in dieser Hinsicht ein weiteres Mal hold. So schnitt ich schließlich den Film. Codecs und Workflow Gedreht wurde mit der ARRI-535B auf 35mm (4-perf) und 24 Bildern/s. Durch eine Mattscheibe mit 1:2,35-Begrenzung kadrierte Christoph für dieses Seitenverhältnis. Nach Drehschluss wurde gleich in Bombay auf minidv abgetastet und zwar in PAL und fullframe (4:3). ARRI-535B 24p / 1:2,35 / 35mm onelight Abtastung TELECINE 35mm Filmkopie ARRILASER Compositing + Farbkorrektur HDCAM-SR 24p MASTER-File in 2K HDCAM 24p DVD (PAL/NTSC) Blu-ray (24p) digibeta PAL/NTSC Rate: 24 (inkl.: 25, 29.97) KEYCODES telecine- Session-Liste Tonmischung minidv (50i) 2K / 4K Scans (dpx-dateien) Digital Intermediate Tonschnitt KEYCODEs CinemaTools einbrennen der KEYCODES ins Bild und in die Mediafiles interpretiert als 24 Bilder offline-schnitt DV PAL Betrachtung von Schnittsequenzen in Echtzeit via Internet mit dem Regisseur Seite 27