Ultra High Definition Television

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Bildschirmgröße verschiedener Auflösungen bezogen auf gleiche Pixelgröße, in Bezug auf die Pixelgröße von NTSC
8K-Kamera
NHK-Linse für 8K-Kamera

Ultra High Definition Television (UHDTV oder Ultra HDTV) bzw. Ultra High Definition Video (UHDV) ist eine Bezeichnung für ein digitales Videoformat, welches zwei Bildauflösungen (4K und 8K) umfasst. In Japan wird das 8K-Format auch Super Hi-Vision (SHV) genannt.

Details[Bearbeiten]

Die in Genf ansässige UN-Sonderorganisation Internationale Fernmeldeunion (englisch International Telecommunication Union, ITU) konnte sich nicht auf eine Pixelanzahl einigen, daher wurden gleich zwei Videoauflösungen dem Titel UHD zugeordnet. Im Mai 2012 wurde UHD als Standard vorgeschlagen.[1] An der Erarbeitung beteiligt sind u. a. die italienische RAI, die britische BBC und die japanische Rundfunkgesellschaft NHK in Zusammenarbeit mit der dortigen Geräteindustrie. Das weltweit operierende Digital Video Broadcasting Consortium hat Anfang Juli 2014 wichtige Parameter eines UHD-Sendeformates verabschiedet. Das Format UHD-1 Phase 1 erlaubt nun 3840 × 2160 Pixel bei Bildwechselraten von bis zu 60 Bps und durch 10 Bit per Pixel einen massiv erhöhten Bildkontrast. Erst bei UHD-1 Phase 2 wird später auf einen vergrößerten Farbraum nach Rec.2020 bei max. 120 Bps (HFR) und max. 22.2-Kanal-Ton erweitert.

  • Auflösung: 3840 × 2160 (UHD-1) oder 7680 × 4320 Pixel (UHD-2)
  • Bildrate: max. 120 Hz[2]
  • Farbquantisierung: 10 Bit oder 12 Bit mit 4:2:2 Farbunterabtastung (HD: 4:2:0)
  • Ton: 22.2-Kanal[3]
    • 9 von oben
    • 10 auf Ohrhöhe
    • 3 von unten
    • 2 für Effekte im Bass-Bereich.

Die im allgemeinen Sprachgebrauch als 4K bezeichnete Auflösung mit 3840 × 2160 Bildpunkten hat eine viermal so große Pixelzahl wie die gegenwärtig genutzte TV-Auflösung Full-HD. 8K mit 7680 × 4320 Pixeln löst in Höhe und Breite dahingegen 4-mal so fein auf wie Full HD, die Pixelzahl ist somit sechzehnmal höher[4] und benötigt eine Datenrate von 24 Gbit/s.[5] UHDTV bietet damit eine höhere Auflösung als 35-mm-Film und wird zur Bezeichnung von Linsen, Kameras, Projektoren, Displays und Rekordern genutzt. UHDTV verwendet maximal rund 33,2 Megapixel, der Nutzen der höheren Auflösung wird einerseits mit den immer größer werdenden Bildschirmdiagonalen und andererseits mit der sogenannten Hyper-Sehschärfe begründet.[6]

Die im UHDTV definierte Bildwiederholungsrate von max. 120 Vollbilder pro Sekunde liegt auch deutlich höher als die bei IMAX-HD und DCI 48P. (48 Vollbilder pro Sekunde) verwendete Rate. Weiterhin soll in die Übertragungen die Information für eine weitaus breitere Palette an Farben eingebettet werden können.

Inhalte[Bearbeiten]

Das eigentliche Problem von UHDTV liegt momentan (Stand: Januar 2013), ähnlich wie bei der 3D-Technologie, bei den fehlenden Inhalten für den Bereich Heimkino und Unterhaltungselektronik. Zur IFA 2014 sind allerdings schon vereinzelte Erfahrungen mit Netflix-UHD-Streaming aus USA vorhanden (16 Mbit/s Internet-Zugang erforderlich), und ein deutscher Ableger wurde kurzfristig angekündigt. Diverse Consumer-Videokameras liefern neben den Profi-Exemplaren reichlich "4k"-Stoff für YouTube, wenn auch dort nur mit max. 20 Mbit/s als .mp4-Datei codiert. Für Original-Qualität aus einer Sony-AX100 ist bei 60 Mbit/s ein Cloud-Anbieter wie Dropbox vorzuziehen.

Anschlüsse[Bearbeiten]

UHD-TV benötigt mehr als 10,2 Gigabit pro Sekunde, weshalb HDMI in der Version 2.0 bis zu 18 Gigabit pro Sekunde liefern kann. Das aus 88 verschiedenen Unternehmen aus der Elektronikbranche bestehende HDMI Forum hat in einer Pressemitteilung im September 2013 bekanntgegeben, dass die Spezifikationen der zweiten HDMI-Generation, also HDMI 2.0, verabschiedet worden sind. Hauptänderung ist die Anhebung der maximalen Bandbreite auf 18 GBit/s, wodurch Ultra-HD-Inhalte mit 60 Bildern pro Sekunde wiedergegeben werden können.[7] Allerdings wurde übergangsweise auch eine kleinere Datenrate mit der niedrigen Farbquantisierung 8 Bit und 4:2:0 erlaubt, um vorhandene HDMI-1.4-Chips nutzen zu können. Eine weitere Hürde stellt die neue Kopierschutz-Norm HDCP-2.2 dar, die in vollwertigen HDMI-2.0-Anschlüssen vorgeschrieben ist.

Kinofilme[Bearbeiten]

Hauptartikel: 2K (Film)

Blu-ray[Bearbeiten]

Der japanische Elektronikkonzern Panasonic präsentierte im April 2014 den weltweit ersten 4k Blu Ray Player der eine native 4K (60p) Auflösung realisieren kann.[8] Die Übertragung der Daten vom Player zum UHD-fähigen Monitor bzw. Fernseher (jeweils mit 4k-Auflösung) erfolgt entweder via DisplayPort oder dem im September 2013 vom HDMI-Forum (einem aus 88 verschiedenen Unternehmen aus der Elektronikbranche bestehenden Planungsgremium) beschlossen und verabschiedeten neuen Übertragungs-Standard: HDMI 2.0.[9] Ältere Blu-ray Filme (meist in Full-HD) können mit neueren Blu-ray Playern durch spezielle Upscale-Verfahren in eine 4k-Auflösung hochskaliert werden um eine fast echte 4k Auflösung realisieren zu können.[10] In der zur IFA 2014 veröffentlichten UHD-Blu-ray-Disc-Norm ist eine Mindest-Farbtiefe von 10 bit vorgesehen, was bei 4k@50/60p ca. 14,93 GBit/s Datenrate erfordert.

Streaming[Bearbeiten]

Ein 4K-Videosample von YouTube

Streaming-Portale mit Filmen in höherer Auflösung als Full-HD gibt es bisher neben Netflix u.a. von Sony. Der erste 4k Media-Player soll erstmals für 700 Dollar in den USA verfügbar sein. Der Media-Player von Sony (FMP-X1) besitzt eine 2 TByte Festplatte. Es kommt bereits ab Werk mit diversen Kurz- und zehn Spielfilmen in 4K-Auflösung: „Total Recall“ in der Neuverfilmung, „Bad Teacher“, „The Karate Kid“, „The Amazing Spiderman“, „That’s My Boy“, „Taxi Driver“, „Battle Los Angeles“, „The Other Guys“, „The Bridge on the River Kwai“ sowie „Salt“. Zusätzliche Inhalte können via externe Festplatte an eine der zwei USB-Schnittstellen und per SD-Speicherkarte nachgeliefert werden. Neben Videomaterial per Festplatte befüllt Sony seinen Ultra-HD-Player FMP-X1 auch per Online-Stream. Ebenso bislang nur für die USA geplant, startet der Konzern im Herbst 2013 sein hauseigenes Video-on-Demand-Angebot in 4K-Auflösung. Mit rund 8 Dollar pro ausgeliehenem Film fällt ein Streifen etwa doppelt so teuer aus wie derzeit in Full-HD-Auflösung. Ein zweistündiger 4k-Film benötigt rund 100 GByte Speicherplatz.[10] YouTube ermöglicht eine maximale Upload-Auflösung von 4096 × 3072 (12,6 Megapixel).[11] Seit Ende 2013 kann YouTube die Videos auch in ihrer ursprünglichen Auflösung abspielen.[12] Seit April 2014 streamt das kalifornische Unternehmen Netflix seine Eigenproduktion House of Cards in 4K-Auflösung - wenige Wochen später folgte auch die Serie Breaking Bad. In Deutschland gibt es aktuell noch keinen Anbieter, der kommerzielle 4K-Inhalte den Nutzern zur Verfügung stellt. Der amerikanische Anbieter Netflix hat jedoch für 2014 seinen Deutschland-Start angekündigt.[13] Amazon Instant Video plant ebenfalls, 4K-Inhalte anzubieten. Ein eigenes Team arbeite bereits an der Realisierung für das 4K-Streaming, der Startschuss soll laut britischem Marketing-Direktor Russell Morris noch 2014 fallen.[14]

Fernsehen[Bearbeiten]

Der öffentliche japanische Fernsehsender NHK gab Anfang April 2014 im Rahmen der NAB 2014 in Las Vegas bekannt, dass aktuell geplant wird UHD-Inhalte in 8k-Auflösung auf 8k-fähigen TV-Geräten im Jahr 2020 übertragen zu können.[15] Um die benötigte Bandbreite zur Verfügung zu haben, will NHK seine Satellitenausstrahlung ab 2016 im 12-GHz- und ab 2020 im 20-GHz-Band über Satellit ausstrahlen.[16] Als das Format noch in der Erprobung war, konstruierten die Entwickler der NHK alle benötigten Geräte in enger Zusammenarbeit mit der Geräteindustrie.[17] So verwendeten sie beispielsweise einen Cluster aus 16 HDTV-Videorekordern mit einer Gesamtkapazität von 3,5 Terabyte, um einen 18-minütigen Testfilm aufzunehmen. Die Kamera selbst wurde mit vier 64-mm-CCDs bestückt. Das System wurde in Museen in Japan und auf verschiedenen internationalen Messen wie der International Broadcast Conference, der NAB und der IFA präsentiert.

Der Sender BBC hat ausgewählte Wettkämpfe der Olympischen Sommerspiele 2012 in Ultra HDTV gezeigt. Mangels entsprechender Fernseher oder anderer Wiedergabegeräte wurden in drei Public-Viewing-Areas Großbildschirme aufgestellt, die eine Höhe von rund 15 Metern hatten und 7680 × 4320 Pixel boten.[18] Der Fernsehsender Sky hat im September 2013 ein britisches Fußballspiel mit vier Sony-F55-Kameras in UHD-4k-Auflösung aufgezeichnet.[19] Im Juni 2013 hat die deutsche Firma Futuretainment unter der Leitung der Dierks Studios und deren technischem Leiter Dennis Flüchter eine Live-Musikaufzeichnung mit fünf Sony-F55-Kameras unter Zuhilfenahme des HDSigns-Übertragungswagens der Bavaria aufgezeichnet.[20] Zur Fußball-Weltmeisterschaft 2014 hat Sony in Kooperation mit dem Weltfußballverband (FIFA) insgesamt drei Spiele (jeweils ein Viertelfinale, ein Achtelfinale und das Finale) in UHD mit 4k-Auflösung aufgezeichnet. Die Ultra-HD Aufzeichnungen werden für einen offiziellen Film der FIFA über die Fußball-Weltmeisterschaft verwendet.[21]

Die BBC hat im Rahmen eines Testlaufs[22] drei in Ultra HD produzierte Spiele der Fußball WM 2014 in Ultra HD/4k nach England übertragen. Diese Spiele sollten in Ultra HD via DVB-T2 und parallel über das Internet an geeignete Fernsehgeräte in ausgewählten Entwicklungszentren der BBC gesendet werden. Für die Testausstrahlungen wurde der HEVC-Codec sowohl via DVB-T2 (London K35, Manchester K37 und Glasgow K35) als auch im Internet verwendet. Ein Viertelfinale und das Endspiel in Rio am 4. und 13. Juli wurden außerdem in Ultra HD auf 5° West für ein Kino in London übertragen, allerdings durchgängig verschlüsselt. Zur IFA Berlin 2014 strahlte SES Astra auf drei TV-Kanälen parallel UHD-Demo-Videos mit HEVC-Codierung aus, dabei waren auch Ausschnitte aus Sky-Testaufzeichnungen von Fußball-Bundesliga-Spielen zu sehen.

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]

 Commons: Ultra High Definition Television – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. Sanjay Acharya: Ultra High Definition Television: Threshold of a new age. ITU, 24. Mai 2012, abgerufen am 30. Januar 2013.
  2. Christian Kahle: 7.680 x 4.320 Pixel: HD-Nachfolgestandard steht. winfuture.de, 24. August 2012, abgerufen am 30. Januar 2013.
  3. Kimio Hamasaki, Toshiyuki Nishiguchi, Reiko Okumura, Yasushige Nakayama, Akio Ando: 22.2 Multichannel Sound System for Ultra High-Definition TV. NHK Science & Technical Research Laboratories, Oktober 2008, S. 3, archiviert vom Original am 2. Juli 2010, abgerufen am 30. Januar 2013 (PDF; 833 kB, englisch).
  4. Ulrike Kuhlmann: Displays mit 4K in der Praxis. Heise Zeitschriften Verlag, Dezember 2012, abgerufen am 30. Januar 2013.
  5. Volker Rißka: NHK startet 8K-TV-Ausstrahlung bereits ab 2016. Computer Base, 7. Januar 2013, abgerufen am 31. Januar 2013.
  6. Matthias Proske: UHDTV - Es braucht noch Zeit. ValueTech, 11. Juli 2013, abgerufen am 4. September 2013.
  7. Ben Mueller: HDMI 2.0: UHD-TV BEI 60 HERTZ MIT 18 GIGABIT PRO SEKUNDE. Footsteps Limited, 6. September 2013, abgerufen am 6. September 2013.
  8. Ben Mueller: Panasonic Blu Ray Player DMP-BDT700 mit HDMI 2.0 und 4k (60p) auf uhd-tv.info, 16. April 2014
  9. Ben Mueller: HDMI 2.0: UHD-TV bei 60 Hertz mit 18 Gigabit pro Sekunde auf uhd-tv.info, 6. September 2013
  10. a b  Nico Jurran: Wetten auf die Zukunft - trends der international CES 2013 in Las Vegas. In: Heise Zeitschriften Verlag (Hrsg.): ct. 13/03, 2013, S. 17.
  11. Ramesh Sarukkai: What's bigger than 1080p? 4K video comes to YouTube. 9. Juli 2010. Archiviert vom Original am 16 July 2011. Abgerufen am 20. August 2011.
  12. http://www.mobiflip.de/youtube-player-bekommt-option-fuer-4k-inhalte/
  13. Markus Böhm: Netflix kommt: Deutschlandstart noch dieses Jahr. Spiegel Online, 21. Mai 2014, abgerufen am 16. Juli 2014.
  14. Alexander Mundt: Amazon Instant Video 4K-Streaming startet wohl noch 2014. 4kevolution.de, 16. Juli 2014, abgerufen am 16. Juli 2014.
  15. 8k-UHD News und Infos: Ab 2016 erste Tests, 2020 erste 8k UHD Fernseher erwartet. Footsteps Ltd., 24. April 2014, abgerufen am 24. April 2014.
  16. Martyn Williams: Japan's NHK eyes 8K TV broadcasting from 2016. IDG News Service, 6. Januar 2013, abgerufen am 31. Januar 2013.
  17. JSuper Hi-Vision advances over IP. TVBEurope - Intent Media Ltd, 15. November 2010, abgerufen am 31. Januar 2013.
  18. BBC zeigt Olympia 2012 teilweise in Ultra HDTV. ComputerBase, 28. August 2011, abgerufen am 28. August 2011.
  19. broadbandtvnews.com: „Sky captures first Ultra HD event“ vom 2. September 2013. Abgerufen am 8. September 2013.
  20. Bericht
  21. Sony stellt die Technik: Fussball-Weltmeisterschaft 2014 in Ultra-HD. Footsteps Ltd., 7. April 2014, abgerufen am 7. April 2014.
  22. http://www.bbc.co.uk/rd/blog/2014/07/world-cup-quarter-final-uhd-coverage