HDTV und HDready, Fernsehen der Zukunft

Allgemeines über hochauflösendes Fernsehen

Nach der Einführung des PAL-Farbfernsehens zur 25. Internationalen Funkausstellung im Jahre 1967 in Berlin und dem symbolischen Knopfdruck durch Willy Brandt, sind kaum noch neue Innovationen bezüglich dem eigentlichen Fernsehen zu sehen gewesen. Nun, nach 38 Jahre kommt ein neuer Standard auf uns zu, zunächst wegen der Preise als "Oberschichtenfernsehen".

Bild von ASTRA HD, empfangen am 04. September 2005 mit einer DVB-S-Karte auf dem PC

Man kann derzeit eine Testsendung (MPEG2) via Satellit empfangen, wenn man sich z.B. eine Zusatzkarte für den Computer kauft, z.B. TechniSat SkyStar 2 TV. Ein Sender sorgt dort derzeit mit Endloswiederholungen von Demonstrationsaufnahmen für Stimmung unter den Freunden des hochauflösenden Fernsehens.

Als Technik kommt dabei DVB-S in der bisherigen Form mit MPEG2-Codierung zum Einsatz, was aufgrund der recht großen erforderlichen Datenraten zu hohen Transponderkosten führt. Daher wird MPEG2 nicht das favorisierte System für zukünftiges HDTV sein.

Pay-TV sendet in HDTV ab Dezember 2005 auf drei Kanälen (MPEG4-H.264). Die Fußball-Weltmeisterschaft 2006 soll ebenfalls auf Pay-TV in HDTV gesendet werden.

Free-TV wird von zwei Sendern ab Ende Oktober 2005 auch in HDTV (MPEG4-H.264), wobei auch ältere Aufnahmen auf HDTV von den Sendern hochskaliert werden.

Die öffentlich rechtlichen Sendeanstalten wollen frühestens 2010 in HDTV senden.

Reklametrick: ASTRA HD präsentiert den Qualitätsgewinn im Vergleich zu Stino-TV * wie im Bild oben, allerdings kann man die Beurteilung nicht an Hand dieses Bildchen hier vornehmen, weil das Bild links um den Faktor 1920x1080/720/576 = 5 vergrößert dargestellt worden ist und damit ein falscher Eindruck vermittelt wird. Man muss sich eher klarmachen, daß ein niedrigauflösende Bild für kleine Bildschirme und ein hochauflösende Bild für große Bildschirme und Großprojektionen geeignet ist. Würde man das hochauflösende Bild um den Faktor 5 verkleinern, würde es dann auch nicht mehr so gut aussehen.

Vergleich zweier Frames aus Videos (HD/SD) im richtigen Größenverhältnis.

Das SD-Bild ist nicht weniger scharf, wie oft behauptet wird, es ist nur kleiner!

Das war schon so auch im Film: Super-8mm < 16mm < 35mm!

Das HDTV-Bild gibt es nur noch in 16:9, damit kann man sich vom bisherigen 4:3 Format endgültig verabschieden.

*Stino-TV = Stinknormales Fernsehen von heute

Wahl eines 16:9 Fernsehers:

In den meisten deutschen Wohnzimmern steht noch ein 4:3 Fernseher mit einer Bilddiagonale von 73 cm (sh. dunkelblau im oberen Bild). Da man die Bildhöhe von 43,8 cm mindestens behalten möchte, muss der neue 16:9 Fernseher über eine Bilddiagonale von mindesten 89cm verfügen. Das 16:9 Bild meines alten Panasonic TX-29AD30 hatte noch eine Bilddiagonale von 25,2" = 64cm.

HDready Spezifikation:

Signalverarbeitung: 1080i, 720p, 50 und 60 Hz

Panel-Auflösung: Mindestens 1280 x 720 Bildpunkte

Anschlüsse: DVI oder HDMI mit Kopierschutz HDCP, auch Cinch-YUV-Buchsen sind Pflicht. Wird eine Kopie auf einem solchen Gerät wiedergegeben, dann bleibt der Bildschirm dunkel.

1080i oder 720p, was setzt sich durch?

Die EBU (European Broadcasting Union) hat herausgefunden, dass bei 2,7m Abstand (durchschnittlicher Abstand) vom HDTV-Fernseher die meisten Betrachter keinen Unterschied erkennen können ob das Bildformat 720p oder 1080i angezeigt wird. Erst wenn der Betrachter näher am Bildschirm sitzt, wird die höhere Auflösung erkennbar.

Die Erkenntnisse der EBU beziehen sich auf Bilddiagonalen von 30 und 42 Zoll, wie sie in Europa bevorzugt werden bei einem durchschnittlichen Betrachtungsabstand von 2,7 m. Es geht dabei um Fernseher, nicht Beamer-Projektion.

Daraus könnte man schließen, dass das Wohnzimmerfernsehen sich im Consumer-Bereich zunächst auf kostengünstigeres 720p HDTV einschließen wird. Wenn man sich als Verbraucher, der nicht auf 6m Leinwände beamt fernsehmäßig auf dieses Format einschließt, dann wird wohl auch der zugehörige HDV-Camcorder einer mit 720p werden

Aus einem Vergleich der existierenden HD-Standards 720p und 1080i im Rahmen einer Diplomarbeit beim ZDF (T.Schwan, A.Schuh) geht hervor, dass ein 720/50p-Signal, dargestellt auf einem 1.280x720-Pamel, eine deutlich bessere Bildqualität liefert als ein 1.080x50i-Signal, dargestellt auf einem 1.920x1.080-Panel. Folglich musste die Empfehlung für einen Produktions- und Sendestandard im Broadcast-Bereich zugunsten des 720/50p-Systems ausfallen. Progressiv arbeitende System lassen sich um rund 15-20% effektiver komprimieren als vergleichbare Interlaced-Systeme., so dass die Übertragungsrate bei vergleichbarer Qualität um diese 15-20% reduziert werden kann. Dieser nicht unerhebliche wirtschaftliche Aspekt wird durch die Vorteile, die ein progressives System in Bezug auf Techniken wie Chroma-Keying, Slow-Motion oder Standbildwiedergabe besitzt, zusätzlich untermauert. (Quelle: www.film-tv-video.de vom 21.07.2005).

DVB S2

Der bisher zur Übertragung von MPEG2-Signalen verwendete DVB-Standard wurde überarbeitet. Als Ergebnis ist die "DVB-S2" Norm entstanden, wodurch die Übertragung von Satellitensignalen optimiert werden soll. So wird bei gleichen Empfangsbedingungen mit DVB-S2 die effektiv nutzbare Signalbandbreite um 30 Prozent erhöht. DVB-S2 wird für neue Übertragungsvarianten wie IP-basierte Dienste oder HDTV-Übertragungen genutzt. DVB-S2 ermöglicht die Übertragung zweier unabhängiger Transportströme auf einem Transponder, was z.B. die parallele Übertragung eines TV-Programms in HDTV-Auflösung und eines weiteren im normalen Standard ermöglicht.

MPEG 4/H.264

Neuer Kompressionsstandard, der im Vergleich zum bisherigen Standard MPEG 2, die benötigte Bandbreite für HDTV deutlich verringert. So würde ein HDTV-Event unter MPEG2 ca. 25MBit/s beanspruchen, unter MPEG4/H.264 nur noch ca. 6-8 MBit/s. Für eine wirtschaftliche Programmübertragung ist diese Datenkompression somit unumgänglich.

Empfang von HDTV-Signalen

Dafür braucht man eine zusätzliche Set-Top-Box die über DVB-S2 vom Satellit die angebotenen HDTV-Sender empfangen kann. Die Hersteller sind im Verzug bei der Herstellung dieser Receiver geraten. Receiver mit Recorderfunktion soll es erst in der zweiten Jahreshälfte 2006 geben, wobei noch nicht geklärt ist, ob HDTV-Filme aufgenommen werden dürfen.

Zuspieler

Verfügbar sind bereits HDMI-DVD Standalone-Player auch mit wmvHD Abspielfunktion (noch primitive Menüführung). Ferner kann man mit einem Computer aufgezeichnetes HDV und HDTV-Material zuspielen, vorausgesetzt man hat die richtigen Schnittstellen. HDV kann man auch direkt vom HDV-Camcorder auszuspielen. Ferner gibt es da noch die Netzwerkplayer als Schnittstelle zwischen Computer und HDready-panel.

HDTV für den kleinen Mann

Wenn man sich der im Haushalt vorhandenen PC-Technik bedient und sich z.B. noch eine MPEG2-PCI-Karte von TechniSat "SkyStar 2 TV" zulegt und einen CRT-Monitor mit einer Auflösung von 1280 x 1024 einsetzt, dann kann man HDTV bereits erleben und auch den Unterschied zu unserem heutigen Fernsehen sehr gut erkennen. Allerdings gibt es nur einen Demo-Sender, der in MPEG2 sendet. Nach der Umstellung auf MPEG 4/H.264 benötigt man aber eine neue Karte. Ab Anfang Januar 2006 sollen auch diese Karten verfügbar sein.

LCD-Panels:

Eine Lampe (Leuchtstofflicht oder neuerdings auch ein LED-System ) hinter dem Display läßt Flüssigkristale leuchten. Im Prinzip basiert die LCD-Technologie auf der Tatsache, dass Flüssigkristalle in ihrem natürlichen Zustand "verdreht" sind. Die Lichtdurchlässigkeit dieser Flüssigkristalle kann durch elektrischen Strom geändert werden. Scheint Licht durch eine Flüssigkeit mit Kristallen, die sich zwischen zwei polarisierten Glasplatten befindet. Durch die Veränderung der Menge an Licht, die durch diese Flüssigkeit gelassen wird, wird das gewünschte Bild erzeugt.

In den Leuchtstofflampen befindet sich Quecksilber.

Im Falle LCD bekommt man die volle native HDTV-Auflösung von 1920 x 1080 auf dem Panel, wobei die Farbauflösung (mehrere Millionen von Farben) nicht so hoch ist wie bei einem Plasma, was aber das menschliche Auge kaum bemerkt.

Plasma-Panels:

Zwei Kathoden geben durch Erwärmung Elektronen ab, die auf Quecksillberdampf treffen. Der Quecksilberdampf emittiert ultraviolettes Licht, das auf eine Phosphorschicht trifft und diese zum Leuchten bringt.

Plasmabildschirme sind aus zwei Glasplatten aufgebaut, zwischen denen sich viele kleine Kammern befinden. Drei Kammern zusammen, von denen jede in einer der drei RGB-Farben rot, grün und blau leuchtet, ergeben einen Bildpunkt (Pixel). Die Kammern sind mit einem Gemisch aus Xeon- und Neon-Gas gefüllt. Das Bild wird dadurch erzeugt, dass jede Kammer individuell "gezündet" wird, das heißt, der Aggregatzustand des Gasgemischs wird kurzzeitig geändert. Durch Leuchtstoffe (Phosphore) in den Kammern werden die drei RGB-Farben erzeugt. Dabei wandeln diese das ultraviolette Licht in sichtbares Licht um. Die Helligkeit der Farben wird durch die Dauer der Zündung beeinflusst, das heißt, je länger eine Kammer gezündet wird, desto heller erscheint dem menschlichen Auge die Farbe der jeweiligen Kammer.

In Plasma-Panels sind Lüfter zur Kühlung vorhanden, sie können störende Geräusche erzeugen und für Hausstauballergiker wegen der Luftaufwirbelung ein Problem darstellen.

Plasma-Panels können eine größere Farbtiefe darstellen als LCD-Panels. Mit der hohen Farbauflösung von mehreren Milliarden Farben und Dithering kann ein Plasma-Panel trotz geringer Hardware-Auflösung von z.B. 1024 x 768 Pixel sehr viele Details darstellen Oft werden Hauttöne rotstichig dargestellt.

Anders als bei TVs mit der Kathodestrahlröhre zeigen die "Pixelschieber (LCD/Plasma)" einige Bildschwächen auf, wie zusätzliche Kanten an fliegenden Golfbällen, treppenförmige Linie, Nachzieheffekte, vergrieselte Bilder, Artefakte, Rauschen vom analogen Tuner, kleine Wölkchen in bewegte Objekten, ruckelnde Bilder etc.

Rückprofernseher:

Diese Geräte haben einige Probleme, auf die geachtet werden sollte.

Hotspot

Das Bild von Rückpro-TVs hat immer einen mehr oder weniger stark ausgeprägten "Hotspot", einen besonders hellen Bildbereich. Der Grund: Das Licht muss sehr weitwinklig abgestrahlt werden, um das große Display zu füllen. Der Weg des Lichts zu den Rändern ist viel weiter als der zur Bildmitte, so dass diese dunkler sind (die Lichtstärke nimmt mit dem Quadrat zur Entfernung ab). Bei sehr hochwertigen Geräten ist der Hotspot-Bereich grau getönt und daher die Lichtverteilung gleichmäßiger.

Chromatische Aberration

Der Begriff Chromatische Aberration beschreibt einen Abbildungsfehler von optischen Linsen. Licht mit kurzer Wellenlänge (Blau) wird von der Linse in einem anderen Winkel gebrochen als langwelliges Licht (Rot). Daraus ergeben sich Farbsäume.

In Rückprofenrnsehern sind Lüfter zur Lampen-Kühlung vorhanden, sie können störende Geräusche erzeugen und für Hausstauballergiker wegen der Luftaufwirbelung ein Problem darstellen.

Es ist sehr sehr schwierig für den Verbraucher das richtige Gerät zu finden, welches heutiges PAL-TV noch einwandfrei darstellt und andererseits HDTV in Spitzenqualität zeigt.

Umwelt & Gesundheit:

Elektromagnetischen Strahlung in 30cm Abstand vor den Panels:

LCD-Panels: 60-80 Nanotesla

Plasma-Panels: 200-300 Nanotesla

Verwendetes Meßgerät: Teslameter TM 50

Abstand so halten, dass Belastung auf Dauer < 20 Nanotesla ist.

In Plasma-Panels und Rückpro-fernsehern sind Lüfter zur Kühlung vorhanden, sie können störende Geräusche erzeugen und für Hausstauballergiker wegen der Luftaufwirbelung ein Problem darstellen.

Was mir ein renomierter Hersteller aus Deutschland zu Plasma-TV (Loewe) geschrieben hat:

"Wir kaufen die Plasma-Panels bei einem führenden Plasma-Panel-Hersteller, setzen also selber kein Quecksilber ein. Der Hersteller garantiert im übrigen die Unbedenklichkeit beim zweckdienlichen Gebrauch.

Grundsätzlich ist ein Plasma-Panel hermetisch dicht. Von daher gibt es hier keine speziellen Garantien. Undichte Panels würden nicht mehr funktionieren, da ein exakter Druck des enthaltenen Edelgasgemisches notwendig ist.

Die Lebendauer und damit die Dichtigkeit ist übrigens schon größer als bei Bildröhren (ca. Faktor 2 bei modernen Panels). Bei normalem TV-Konsum sind dies zwischen 20-30 Jahre.

In den Backlights (Leuchtstofflampen für die Hintergrundbeleuchtung) ist Quecksilber enthalten, wie in jeder Leuchtstofflampe. Es ist hermetisch eingeschlossen und trägt das gleiche Risiko wie jede andere Leuchtstofflampe.

Der "Geruch" ist von alten Elektronik-Geräten bekannt und basiert in erster Linie auf der Verwendung von Flammhemmern auf Brom- Basis. Diese sind mittlerweile verboten und werden in Europa nicht mehr verwendet. Darüberhinaus verwendet LOEWE vorwiegend Gehäuseteile mit auf Wasserbasis lackierten Oberflächen. Ein "Laufenlassen" auf dem Balkon ist also nicht nötig."

Welchen Bildschirm sollte man wählen?

Optimal ist aus meiner Sicht ein Panel mit einer Hardware-Auflösung von 1920 x 1080 Bildpunkten in der Bildschirmgröße von 94 (37") bis 106 cm (42") , weil dieses dann auch für die Wiedergabe einer hochaulösenden Bilder-Show mit digitalen Bildern sehr gut geeignet ist und diese Bilder nicht herunterskaliert werden müssen.

Die Darstellung auf LCD und Plasma-Panels erfolgst immer progressiv, auch wenn Intelaced-Material in 1080i gesendet wird. Ferner muss das empfangene Originalformat auf die vorhandenen Hardware-Bildschirmauflösungen umgerechnet werden. Die Geräte benötigen daher einen Deinterlacer und einen Skalierer von deren Qualität maßgeblich die empfangene Bildqualität abhängt.

Alle derzeitigen HDready

Betrachtungsabstand bei Pixelfernsehen lt. video 9/2005 Seite 42-43

576 Zeilen: 4-6 x h

720 Zeilen 3-5 x h

1080 Zeilen: 2-3 x h

h = Bildschirmhöhe.

Im Falle des oben abgebildeten 37" Gerätes mit 1080 Zeilen, ist h = 46 cm. Der Sichtabstand sollte nach "video" damit zwischen 0,92 und 1,38 Metern liegen. Wer's mag....

Die darstellbare Realauflösung mit 720p (1280 x 720) ist bei etwa 1030 x 600 Linien (wegen Kell-Faktor mit 1080i (1920 x 1080) dagegen bei etwa 1540 x 720 (ebenfalls wegen Kell-Faktor). Der Kell-Faktor ist sozusagen der Zuschauerfaktor, weil der Fernsehkonsument wegen etwa überlagerter Streifen auf feinen Strukturen automatisch einen größeren Abstand zum TV wählt um die Störungen zu "übersehen" und so reduziert er die sichtbare Auflösung - um den Kell-Faktor (beim Halbbildverfahren = 0,67 bei progressiven Videos 0,8), sh. auch video 7/2005 Seite 38-42.

Linksammlung:

HDTV: Was ist das?

IFA 2005: High Definition TV

Bildergalerie von EURO1080

Kaufberatung

TCO-Vorschriften für Monitore

Fernseher mit LCD oder Plasma - was ist besser?

Dithering am Plasma-TV, weil die volle Auflösung fehlt

Hai-End Angebote

Test-Bilder zur optimalen Einstellung der Panels für das Heimkino

Test-DVD zum Overscan

Weitere Testbilder

Link mit Testbildern

Bild-Güte-Testung

Player für HDTV-Panels:

DVDHDTV-Player

Buffalo-Netzplayer

Pinnacle Show-Center 200

HD-Allesplayer

Denon DVD-1920

Receiver:

Pace DS810 mit MPEG-4 AVC/H.264

Philips DSR 9005

Humax PR-HD1000

HDMI/DVI Umschalter

Adapter und Umschalter

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Anfragen bitte an den Verfasser: Bruno Peter Hennek.