High Definition Television
High Definition Television (HDTV, Hochauflösendes Fernsehen) ist ein Sammelbegriff, der eine Reihe von Fernsehnormen bezeichnet, die sich gegenüber dem herkömmlichem Fernsehen durch eine größere (sichtbare) Zeilenzahl (720[750], 960[1050], 1035[1125], 1080[1125], 1152[1250] Zeilen), erhöhte Auflösung und ein verändertes Bild-Seitenverhältnis (5:3 und 16:9) auszeichnen. HDTV kann mit den bekannten Bildwechselraten 25/50 Vollbilder pro Sekunde/50 Halbbilder pro Sekunde (EBU) und 24/30/60 Vollbilder pro Sekunde/60 Halbbilder pro Sekunde (FCC/ATSC-System) arbeiten.Die höhere Zeilenzahl ermöglicht einen geringeren Betrachtungsabstand von etwa dem 1,2- bis 2-fachen der Bildbreite (SDTV: 3 bis 4,5-fach) und damit einen eher dem breitwandigem Kinobild entsprechenden Gesamtbildeindruck. Insgesamt bietet HDTV also wesentliche Verbesserungen der Bildqualität.
Siehe auch: Digital Video Broadcasting (DVB).
Geschichte
Anfänge
Das erste Mal fiel das Wort "High Definition Television" im November 1936.
Allerdings bezeichnete man damit nicht HDTV im heutigen Sinne, sondern Fernsehen
mit 405 Zeilen-System vom Marconi/EMI, was verglichen mit anderen damaligen Versuchen mit 240 Zeilen von Baird (ebenfalls Großbritannien) und 180 Zeilen (Deutschland) viel war.
Die Ausstrahlung erfolgte vom Südost-Turm von Alexandra Palace (Wood Green/London). Eine Tafel http://www.photopolis.co.uk/2signs/tvl.jpg erinnert an dieses ehrwürdige Ereignis.
Das Ergebnis waren damals unzählige nationale Fernsehnormen mit 405 (Großbritannien) bis 819 (Frankreich) Zeilen und Videobandbreiten von drei MHz bis zehn MHz. Besonders die Franzosen taten sich in dieser Zeit im Inkompatiblitätswettwerb hervor. Die Bildfrequenzen wurden den örtlichen Frequenzen des Stromnetzes angepasst. Das ist zwar unschön, weil es davon weltweit zwei verschiedene gibt (50 Hz und 60 Hz), aber es ist sinnvoll, um Geflacker bei Kunstlicht zu vermeiden. So schaffte man es schon damals, ohne Farbe und Stereo oder gar Mehrkanalton, auf beachtliche zwölf verschiedene Schwarzweißnormen.
Von diesen zwölf Normen sind zwar bis heute immerhin zwei Stück ausgestorben (die alten französischen und britischen Varianten) und im UHF-Bereich (470...890 MHz) ist im Gegensatz zum älteren VHF-Bereich zumindest die Frequenzbelegung etwas weniger nationalistisch geraten -- es gibt nur noch zwei Varianten -- aber das ganze wurde mit vielfältigen Farbfernsehnormen (NTSC sowie jeweils mehrere PAL- und SECAM-Versionen) und mehreren Methoden zur Übertragung von Stereo/Zweikanal-Ton ver(un)ziert. Hinzu kommen noch unzählige Videotext/Teletext-Versionen und Erweiterungen dieser (unzählige EPG-Versionen, teilweise von Sender zu Sender unterschiedlich, sind die neueste Kreation).
Weitweg von diesem Kuddelmuddel, in dem damals die Buchstaben DD, dts, MP3, WMA, NEO, DPL, AC3, AAC, MPEG, DVD-V, DVD-A, CD, DVD+-R/RW/ROM etc. noch gar nicht vorkamen, fanden die ersten Versuche zu HDTV Ende der 70er bis Anfang der 80er Jahre statt. Treibende Kraft war die IEEE und die SMPTE.
Die damaligen Versuche waren rein analog, obwohl schon damals in die digitale Richtigung gesehen wurde mit dem Wissen, dass das in Kürze eine realisierbare Utopie sein würde. Vor 25 Jahren gab es schon Vorstellungen, die ziemlich dem entsprechen, was heutzutage realisierbar ist.
Mit HDTV wollte man damals zur Genüge bekannte Fehler des normalen Fernsehens beheben,
die da wären:
neu:
D2-MAC benötigt mehr Bandbreite als normale Sender, die PAL benutzen. Die grundlegenden Ideen waren:
Ein letzter Anlauf einer Analogtechnik zur Qualitätverbesserung war Mitte der 90er Jahre PALplus. Das Prinzip ist einfach und verbessert die vertikale Auflösung von Spielfilmen mit Seitenverhältnissen von 16:9 und größer. Im Prinzip ist es eine anamorphe Kodierung von Filmmaterial wie bei der DVD-V ohne Aufgabe der Rückwärtskompatiblität. Das Quellsignal ist anamorph kodiert, das ausgestrahlte, direkt sichtbare Fernsehbild ist allerdings nicht anamorph. Das beim Bildzusammendrücken (vertikales Subsampling) herausgefilterte hochfrequente Signal wird optisch unauffällig in den schwarzen Balken verstaut. Das geschieht durch Pegelverringerung und Modulation mit dem Farbträger. Wenn man genau hinsieht, sieht man das Signal als farbig (dunkelblau) schillernde Stellen in den Balken.
An sich ist PALplus sinnvoll. Encoder (in den Sendeanstalten) und Decoder (in Fernsehgeräten) würden heutzutage kaum Geld kosten, das teuerste sind wahrscheinlich Lizenzgebühren.
Trotzdem hat sich PALplus nicht durchgesetzt. Die Gründe, teils belegt, teils Spekulation:
Im Gegensatz zu Europa wird in diesen Staaten HDTV seit Ende der 80er Jahre im MUSE-Format
über Satellit ausgestrahlt. Die Ausstrahlung ist inkompatibel zum normalen Fernsehen, die
Sender müssen daher zweimal ausgestrahlt werden, einmal im SDTV-Format mit 480 Zeilen, einmal
als HDTV mit 960 Zeilen.
MUSE überträgt Bilder analog, es ist allerdings eine digitale Nachbearbeitung notwendig.
Bilder werden vertikal wie horizontal 2:1 unterabgetastet, das Abtastraster wird aber von
Bild zu Bild verändert. Stationäre Bildelemente können daher wieder mit voller Auflösung
rekonstruiert werden (1600x960), bewegte Elemente nur mit halber Auflösung (800x480).
Siehe auch: http://www.ee.washington.edu/conselec/CE/kuhn/hdtv/95x5.htm
Ende der 80er Jahre sind die ersten größeren Anstrengungen für eine vollständig digitale Übertragung unternommen worden. Aufbauend auf den Erfahrungen der JPEG-Gruppe (Standbildkompression) wurde die MPEG-Gruppe (Bewegtbild + Audio) gegründet. Ziel war die Schaffung von weltweiten Standards, die bei niedrigen Datenraten und bezahlbarer Elektronik eine gute Bildqualität erlauben. Die in den frühen 80er Jahren angedachten Verfahren (ADPCM) sind dafür vollständig ungeeignet, da sie kaum Redundanzen des Bildes ausnutzen. Zum Überblick mal ein paar übliche Datenraten in Bit pro Pixel:
Im Studio arbeitet man übrigens auf DVs mit 54 Mbps, und mir sind Berichte zu Ohren gekommen, in denen das als zu knapp bezeichnet wird, weil damit bei kritischen Passagen schon in der Originalaufnahme, wenn auch geringe, Fehler zu sehen sind.
Weiterhin sind die 50 Hz für eine Darstellung des deutlich größeren Bildes zu wenig, und 100 Hz-HDTV-Fernseher werden noch etliche Zeit auf sich warten lassen. Ein Wechsel auf 60 Hz hätte dieses Problem gelöst und man hätte in ein paar Jahren
weltweit nur noch eine Bildfrequenz gehabt.
Vor- und Nachteile:
50 Hz:
Es könnte alles so schön sein: Wenn die EU-Politik JA gesagt hätte. Hat sie aber nicht. Und: Wird sie auch nicht.
Werfen wir kurz einen Blick in die USA.
Vor Jahren lächelte Europa noch müde über deren NTSC. Heute lacht Amerika über Europa und unser PAL. In Amerika vollzog sich vor einigen Jahren ein entscheidender Schritt für die Einführung von HDTV. Per Gesetz wurden alle nationalen Sender verpflichtet mindestens 80 Prozent ihrer Sendungen in HD-Norm abzustrahlen. Hintergrund für dieses Gesetz war wohl die begründete Befürchtung, dass es ohne klare Rahmenbedingungen kaum Käufer für HDTV-Receiver und produzierende Sender geben würde.
Das Gesetz zeigt Wirkung: Die Verbraucher entschieden und entscheiden sich für HD-TV und heute senden "NBC", "NBC-HD", "Discovery-HD", "CBS-HD", "ABC-HD", "MSG-HD" und Co. Hochauflösendes Fernsehen hat sich durchgesetzt. Über 90 Prozent der Sendungen laufen in HD und die kommende Fußball-Weltmeisterschaft 2006 wird komplett in HDTV übertragen.
Zurück nach Europa. In die Urzeit.
Kein Gesetz regelt hier die Einführung von HDTV. Der Zug ist eigentlich verpasst. Anstatt ganz Deutschland zum Umstieg auf Digital-TV zu bewegen (DVB-T, DVB-S, DVB-C), hätte man gleich auf HDTV setzen sollen. Doch die europäische Union sah keine Notwendigkeit für ein Gesetz. Und deshalb sehen Gerätehersteller und TV-Sender keine Notwendigkeit für HDTV-Technik. Und der Kunde? Nun, der ahnt ja nichts von den Möglichkeiten und legt sich während dessen Digital-TV zu. Es wird wohl kaum möglich sein Endkunden zu erklären, dass ihre neue Set-Top-Box bereits veraltet ist, denn HDTV gibt’s damit nicht.
Dennoch machte sich eine kleine belgische Produktionsfirma auf den HDTV-Himmel über Europa zu erobern. "Euro1080" soll den Durchbruch bringen. Mit großen Zielen, aber ohne Zuschauer und Empfangsgeräten, ging der Sender an den Start. Die Pressearbeit blieb kläglich und das Interesse gering. Deutsche Sender müssen sparen, die Kunden auch.
Bald will TF-1 in Frankreich einen HD-Sender starten. Bald, ... vielleicht aber auch nie. Deutsches als HD ist bei RTL, ARD und Co in den nächsten zehn Jahren nicht geplant.
Doch zurück zur Gegenwart und dem Receiver-Markt.
Auch wenn in der Online-Tauschbörse eBay oder beim Fachhändler "um die Ecke" einige HDTV-Receiver angeboten werden, so ist doch höchste Vorsicht geboten. Das, was derzeit auf den europäischen Markt gebracht und angeboten wird, gleicht einem "Test am lebenden Objekt".
Die Geräte sind technisch unterstes Niveau und wurden "in Windeseile" für Europa umgerüstet. Zwar lebt der HDTV-Markt in Asien und Amerika seit Jahren, doch die dortigen Geräte eignen sich für uns überhaupt nicht. Also wurden einige Module ausgetauscht. Dementsprechend die Lücken in der Ausstattung. Kein wirkliches EPG, kein VPS. Das haben nämlich Amerikaner und Asiaten nicht.
Größtes Problem: Fehlende CI-Schächte. Erst diese ermöglichen mit entsprechenden Modulen (zum Beispiel Alphacrypt) Pay-TV sichtbar zu machen und anbieterunabhängig zu bleiben.
Derzeit wird, und auch nur bei einem Gerät, ein einziges Verschlüsselungssystem angeboten: Irdeto. Bei QS-1080-R ist ein Irdeto-CA eingebaut. Damit kann man "Euro 1080" sehen. Und nur "Euro 1080". "Euro 1080", zum empfangen über Astra 19,2 Ost.
Doch das Programm wird codiert. Passende Karten mit Gerät kosten über 600 Euro und was dann über den Kanal, einen TV-Kanal flimmern soll, wird selbst von "Euro1080" noch schwammig formuliert. Die freigeschaltete Karte ist bis 2010 gültig. Dennoch: die Belgier haben wohl nicht erwartet, dass das Interesse gering ist.
Halten wir also fest: Mit einem HDTV-Receiver bekommen Sie nur EIN Programm in HDTV. Vorausgesetzt Sie erwerben ein Abo.
Und dort läuft weniger etwas, was man als Programm, sondern
eher als Videoclip-Endlosschleife bezeichnen kann. Seit dem
Start werden 200 Stunden Material (das sind acht Tage) in einer
Endlosschleife gezeigt. Wiederholungen garantiert.
Der deutsche Pay-TV-Anbieter "Premiere" zeigte vor kurzem ein Game aus den Staaten in HDTV. Allerdings blieben Besitzer von HD-Geräten außen vor. Grund: Die erwähnten fehlenden CI-Schächte. Nix da mit Vielfalt. Wann es entsprechende Geräte geben wird, ist völlig offen. Welcher Hersteller will schon für die Tonne produzieren, denn der Markt in Europa ist dank fehlender politischer Rahmenbedingungen gering.
Vergleichen wir nur mal Sendungen 4:3 und 16:9. Hier wird deutlich, dass nicht einmal 16:9 Anklang findet. Während die BBC selbst Nachrichten, Frühstückssendungen und Events in 16:9 überträgt, erlebt man in Deutschland "Wetten, dass...?", Tagesschau, Talkshows und Co weiterhin im müden 4:3. Und das seit zehn Jahren.
Also abwarten. HDTV noch nicht kaufen. Die Geräte sind zu teuer und schlecht ausgestattet. Sie können weder DiSEqC 1.3 (USALS) noch sonstige Standards.
Gut, dennoch könnte es ja Leute geben, die allein aus Neugierde oder technischer Liebhaberei 500-700 Euro übrig haben und sich einen HDTV-Receiver zulegen. Diese Pioniere, man könnte auch junge Pflanze eines Zukunftsmarktes sagen, dürfte in naher Zukunft gleich wieder eingehen.
Was viele noch nicht wissen: Alle derzeit angebotenen HDTV-Geräte arbeiten nach dem MPEG-2 Standard. (wie DVB-T oder normale DVB-S Receiver auch). Nur sind Übertragungen von HDTV-Sendungen in der MPEG-2-Norm ziemlich teuer. Deshalb setzen bereits einige Sender in ihren Planungen auf den kostengünstigeren Standard MPEG-4. Und, vielleicht ahnen Sie es schon: Mit MPEG-2 kein MPEG-4.
Heißt: Wer bereits ein Gerät sein Eigen nennt, kann nur HD-Sender sehen, welche in der MPEG-2 Norm senden. Ein Update auf MPEG-4 ist nicht möglich. Dazu braucht es ein neues Gerät. Ärgerlich, wenn bereits "zum Start" Elektronikschrott erworben wird.
Wirklich schade, denn so dürfte eine absehbare Einführung von HDTV in Europa zum Hürdenlauf für Kunden werden. Hoffentlich bleiben die nicht auf der Strecke.Ende der 40er Jahre bis Anfang der 80er Jahre
Der Traum vom hochauflösenden Fernsehen ist genauso alt wie das Fernsehen selbst. Schon bei der Festlegung der normalauflösenden Fernsehnormen der Welt Ende der 40er Jahre (der 2. Weltkrieg hatte die Entwicklungen Ende der 30er/Anfang der 40er Jahre ruhen lassen) mußte man sich bei der Festlegung der Zeilenanzahl und Videobreite gegenüber dem Wünschenswerten deutlich einschränken, praktisch hatte man zur Übertragung von Fernsehen 80 bis 90 MHz HF-Bandbreite. Beherrschbare und bezahlbare Hochfrequenztechnik endete bei 200 bis 300 MHz. Hinzukommt noch, dass weder Aufnahmetechnik noch
Wiedergabetechnik der damaligen Zeit selbst für ca. 500 Zeilen-Bilder noch nicht in der Lage waren,
ein die Technik auch nur ansatzweise ausreizendes Bild zu liefern. Diesem Zustand näherte man sich erst 25 Jahre später an.
Die damaligen Ansätze liefen alle auf folgendes hinaus:
Ohne die heutzutage übliche Video-Irrelevanzkodierung (MPEG-2 und MPEG-4) klingt das ganze betreffs der notwendigen HF-Bandbreite etwas utopisch und unrealistisch, allerdings ist es nicht so schlimm:
pro Hot Spot beziehungsweise Glasfaser als völlig ausreichend empfunden
Die gesamten mir bekannten Untersuchungen liefen im Zeitraum 1978 bis 1982. Danach wurde es plötzlich sehr still um HDTV. Allerdings war es damals auch schwer an Informationen heranzukommen. Mögliche Gründe (Spekulation!) könnten aber sein
Ende der 80er bis Mitte der 90er (Europa)
Ende der 80er Jahre wurde es auf einmal wieder etwas lauter um HDTV. Bei diesem Vorstoß konzentrierte man sich im Gegensatz zu den Machbarkeitsstudien zehn Jahre zuvor mehr auf einen gangbaren Upgrade-Pfad. HDTV sollte die zweite Stufe einer Verbesserung sein, deren erste Stufe D2MAC hieß. Die HDTV-Version hieß HDMAC. Das Kunstwort MAC ist die Abkürzung von "Multiplexed Analog Components".
Die Probleme von D2-MAC waren:
HD-MAC war ein sehr komplexes analog/digitales Hybrid-Signal, erzeugt mit einem modifizierten D2-MAC-Encoder. Es übertrug 1250 Zeilen/50 Halbbilder im 16:9-Format und konnte mit einem 625 Zeilen-D2MAC-Empfänger in Normalauflösung decodiert werden! Die olympischen Spiele 1992 in Barcelona wurden teilweise in dieser Norm übertragen und europaweit mit ca. 100 HD-MAC-Empfangsgeräten (z.T. große Rückprojektionsgeräte) an ausgewählten Standorten vorgeführt. Die Produktion von hochwertigen Feature-Filmen in HDTV-Qualität und 16:9 wurde noch jahrelang durch die EU finanziell gefördert. Die vierfach höhere Auflösung dieser Bilder macht sich bei hochqualitativer PAL-Aussendung (z.B. SWR, BR, 3Sat) auch in guten PAL-Empfängern noch bemerkbar.
--
Die Qualitätsunterschiede sind deutlich sichtbar -- vergleichbar mit denen zwischen DVD anamorph abgespielt und nicht anamorph abgespielt.Japan (Voruntersuchungen ab 1964, Ausstrahlung ab 1989)
USA (Voruntersuchungen ab 1977, Ausstrahlung ab 1997)
Europa (Voruntersuchungen ab 1986, Probebetroeb ab 2003)
Anfang der 90er bis heute
Heutige Verfahren basieren auf reiner Digitaltechnik zwischem dem Sendestudio und dem Wohnzimmer. Bei rein digitalen Filmen wie "Toy Story" und "Das große Krabbeln" wird das Signal erst im Wohnzimmer des Zuschauers zum ersten mal in ein analoges Signal gewandelt.
Der angegebene Bereich ist etwa das, was für befriedigende bis gute Wiedergabe notwendig ist. Wie man leicht sieht, sind die modernen Lösungen mindestens eine Größenordnung von ADPCM entfernt. Auf Grund dieser hohen Effizienz entsteht die paradoxe Situation, dass in einem Frequenzbereich, wo früher ein analoger Kanal übertragen wurde, auf einmal sechs digitale Kanäle übertragen werden können, und das in deutlich besserer Qualität. Leider verführt die mögliche flexible Bitratenzuteilung auch immer mehr dazu, nicht sechs mal so gute Qualität, sondern acht mal brauchbare oder zehn mal mittelmäßige Qualität zu senden, weil das mehr Einnahmen bringt und die meisten Kunden, die beim Fernsehen eh kein gutes Bild gewohnt sind, sich das problemlos bieten lassen.Euro1080, what's wrong?
Die Fehler reichen von indiskutablem Marketing über fehlende Gedanken über den Übergang zu HDTV bis hin zu technischen Problemen. Fangen wir in dieser Reihenfolge an:Marketing
Ohne Kommentare nur ein paar Stichpunkte
Übergang zu HDTV
Der Übergang zu HDTV sollte idealerweise so erfolgen, dass man etwa zum Sendestart von HDTV zwei Gattungen von Geräten auf den Markt wirft:
Das könnten zum Beispiel HDTV-DVB-Empfänger, dazu geeignete Beamer sowie "normale" 82 cm-16:9-100 Hz-Fernseher sein, die HDTV mit geringerer Bildwiederholrate als Standard-TV ausgeben können, HDTV in den USA wurde zum Beispiel so dimensioniert.
Beispiele sind im Anhang 2 "100 Hz-Fernsehgeräte mit 31,2...33,8 kHz" und "Fernsehgeräte mit 45 bis 48 kHz". Der technische Aufwand dafür ist vergleichsweise gering. Der Kunde kann sich dann überlegen, ob er für 1200 Euro das "normale" Modell oder für 1300 Euro das HDTV-taugliche Modell mit außerdem einem zusätzlichen YUV-Eingang nimmt.Technische Probleme
Zum einen ein sehr objektives Problem: Mit 18 Mbps ist die Datenrate für 1080i50 im MPEG-2-Verfahren deutlich zu niedrig. Schon bei normalen Spielfilmen sind Artefakte bei dieser Datenrate zu erkennen, bei Bühnenshows mit typischen Problemfällen ist die Bildqualität regelrecht mies. 18 Mbps im HDTV-Verfahren entsprechen etwa 3,75 Mbps bei 1,85:1-DVD-Filmen beziehungsweise 3 Mbps bei 2,35:1-DVD-Filmen, wobei die Filme auf DVD den Vorteil einer dynamisch anpassbaren Bitrate haben, die bei Sendungen nicht möglich ist. Wenn man die Sendungen auf einem 82cm-Fernsehgerät wiedergibt, sind diese Fehler bei normalem Abstand zwar nicht so auffällig wie bei einer 3 &;1/2-Stunden-Film-Raubkopie auf einer DVD-R, wenn allerdings richtige HDTV-Beamer zum Einsatz kommen, dann sind diese deutlich sichtbar bis ziemlich störend. Normalerweise wird für 1080i 27 Mbps empfohlen, bei geringeren Qualitätsanforderungen 22 Mbps. Euro1080 sendet dennoch nur mit 18 Mbps.
60 Hz:
Wenn man es schon unterschiedlich zur US-Norm machen will, dann hätte man das Ganze auch gleich für die CCIR-Norm optimieren können. Das Ergebnis wäre 1152i50 gewesen statt 1080i50.Die "bunte" Welt der HDTV Receiver in Europa