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Illegale Farben

Geschrieben von Super User am . Veröffentlicht in Fernsehtechnik || Technik die begeistert

Messmethode im digitalen Fernsehsystemen

RGB und Farbdifferenz Schwingungsverlauf (waveform)

Der Colorist ist gewohnt den Abgleich seines arbeitsgerätes in dem Format rot, grün und blau zu machen, der Techniker bevorzugt die analoge Darstellung von dem matrizierten Signal, die dem Signal für die digitale Kodierung entspricht. Normalerweise wird das digitale Signal durch die direkte Quantisierung und dem Zeitmultiplexverfahren von dem Helligkeits- oder Y'-Signal, und den zwei Farbkomponenten C'b und C'r erzeugt. Diese drei digitalen Komponenten können in das analoge Format gewandelt werden und als Farbdifferenz Schwingungsverlauf oder umgewandelt in die rot, grün und blau Darstellung für den Coloristen angezeigt zu werden.

Die Ausgewogenheit eines Komponenten Signals hängt von dem Abgleich der Pegel, der einzelnen Farbauszüge ab. Wenn irgendeine der Komponenten im Pegel relativ zu den anderen verändert wird, hat dies Auswirkungen auf den Farbort und/oder der Sättigung des Bildes. Da in Farbdifferenz-Formaten, verschiedene Farben, verschiedene Signalpegel der roten, grünen und blauen Farbauszüge beinhalten, ist es nicht immer klar wie die individuellen Farbauszüge eingestellt werden sollen. Um die Justierung eines Videosignals zu erleichtern wurden verschiedene Messgeräte entwickelt.

RGB 100/75% Farbbalken

RGB

Mit dem Vektorscope kann man überprüfen ob die Farbkomponenten im erlaubten Bereich sind. Hierbei fehlt aber die notwendige Einbeziehung der Helligkeits-Information. Um dieses Problem zu überlisten gibt es verschiedene Techniken. Im nachfolgenden stelle ich eine dieser Erfindungen kurz vor.  

Die Diamond (Raute) Anzeigedarstellung

Die von Tektronix entwickelte Diamond-Anzeige erlaubt eine zuverlässige Methode ungültige Farben zu erkennen und ermöglicht die Beseitigung der Fehler. Üblicherweise werden Farben für die letztendliche Bild-Ausgabe im RGB-Format hergestellt. Wird das Signal in diesem Format mit dem Produktionssystem verarbeitet, ist es kein Problem ungültige Signale zu erkennen und man kann sich sicher sein, dass die Signale die Grenzen nicht überschreiten.

Aber viele Studio Systeme verwenden das Y', C'b, C'r-Format für die Datenübertragung und Erzeugung und das Signal wird häufig für die Verbreitung in das PAL- oder NTSC-Format kodiert. Am Ende der Produktions- und Sendekette werden alle Farbvideosignale für die endgültige Darstellung auf einem Bildschirm nach RGB umgewandelt.

Die Diamond-Anzeige resultiert aus der Kombination von R', G' und B' -Signalen. Liegen die Signale in einem anderen Format vor, das 100% Farbbalken verarbeiten kann, werden die Komponenten in ein zulässiges und gültiges Signal nach R', G' und B' konvertiert.

Tektronix Diamond

Die obere Raute bildet B' +G' auf der vertikalen Achse und B' -G' auf der horizontalen Achse ab. Die untere Raute bildet R' +G' auf der Achse und R' -G' auf der horizontalen Achse ab. Die beiden Rauten werden wechselseitig dargestellt um die Doppel-Rauten Darstellung zu erzeugen.

In dem Messweg ist ein 1,5 Mhz Tiefpass-Filter (höher für HD) angewendet um Signalspitzen, die üblicherweise durch die Kombination von Signalen mit verschiedener Bandbreite in Farb-Differenz Formaten entstehen, zu eliminieren.

Um alle drei Komponenten darzustellen müssen diese zwischen weiß, 700 mV und schwarz, 0 V liegen. Messwerte die innerhalb der Skala (gamut) liegen sind zulässiges und gültig, Messwerte die den Rahmen der Rauten verlassen sind nicht zulässiges und gültig. Noch Fragen?

Die Halbbilder

Geschrieben von Super User am . Veröffentlicht in Fernsehtechnik || Technik die begeistert

Die Halbbilder sind aus der Entwicklung der analogen Fernsehtechnik entstanden. Im Gegensatz zur Filmprojektion der Bilder mit der ganzen Fläche wurden/werden beim Fernsehempfang die Bilder punkt- oder zeilenweise aufgebaut. Deshalb wurde für eine flimmerfreie Wiedergabe eine Bildzahl von 50 je Sekunde erforderlich. Das Bild wurde in zwei Teilbilder aufgelöst. Vom ersten Teilbild werden nur die Zeilen 1, 3, 5, 7, ..., vom zweiten Teilbild nur die Zeilen 2, 4, 6, 8 ... übertragen.
Bei diesem Zeilensprungverfahren wird jedes Teilbild in 1/50 Sek., das Gesamtbild in 1/25 Sek. im Ferhnsehempfänger abgebildet. Jedes Halbbild besteht demnach aus 312 1/2 Zeilen. Das zweite Halbbild beginnt nicht am linken Bildrand, sondern in der Mitte der Zeile, und das erste Halbbild hört in der Mitte des unteren Bildrandes auf. Die Gesamtauflösung von den in PAL üblichen 625 Zeilen wurden halbiert und um eine Zeile versetzt nach einander wieder gegeben, so dass man die Bildfrequenz verdoppelt hat, dafür aber pro Halbbild nur die halbe Auflösung.

Auf solche Entwicklungen ist man gekommen, weil in der Analogtechnik die Übertragungsbandbreiten in keinster Weise den heutigen digitalen Möglichkeiten entsprachen und man trotzdem eine halbwegs hohe Auflösung haben wollte, mit einem flimmerfreien Bildeindruck.

Das Bild Zeigt das Schema des Zeilensprungverfahrens für eine geringe Zeilenzahl.

Halbbild Schema bei einem Röhren Bildschrim


Heute sind Aufnahme und wiedergabetechniken mit 50 Vollbildern in wesentlich höhern Auflösungen als bei der damaligen Analogtechnik möglich. Allerdings ist heute weltweit die Entwicklung der Fernsehtechnik aus den 1950er Jahren nicht viel weiter gekommen, als das man die alte Technik nunmehr digital aufzeichnet, sendet und empfängt.
ARD und ZDF werden ab 2010 den Regelbetrieb für die HD Fernsehausstrahlung im Format 720p/50 beginnen. Also 720 Zeilen mit 50 Vollbildern (progressiv). Weitere Infos hier:   http://unternehmen.zdf.de/index.php?id=459


Es wird heute gerne bei massen Fernsehserien mit elektronischen Fernsehkameras 25 volle Bilder aufgezeichnet, d.h die beiden Halbbilder eines Vollbildes sind gleichen Inhalts, also ohne einen Bewegtbild Unterschied zwischen den Halbbildern. Ergibt volle Bildauflösung bei einer schlechteren Bewegungsauflösung. Hierbei sollte man auf schnelle Bewegungen im Bild verzichten, da dabei dann mit starken Artefakten zu rechnen ist.

Definitionen für die Halbbilder:

1. Halbbild als oberes: ungerade, upper, odd 

1. Halbbild als unteres: gerade, lower, even


http://www.lenz-online.de/interlace/

Film Video Auflösung Bildwiederholfrequenz Datenrate

Geschrieben von Super User am . Veröffentlicht in Fernsehtechnik || Technik die begeistert

(Quelle: Wikipedia)

                   
Abkürzung Name X Y SAR DAR PAR Pixel Hz Mpx/s
PAL (DVD) PAL (DVD) 704 576 11∶9 4∶3 1.091 405.504 25 10,1
PAL (DVD) PAL (DVD) 704 576 11∶9 16∶9 1.454 405.504 25 10,1
PAL (DV) PAL (DV) 720 576 5∶4 4∶3 1.066 414.720 25 10,4
PAL (DV) PAL (DV) 720 576 5∶4 16∶9 1.422 414.720 25 10,4
PAL PAL (DVB) 768 576 4∶3 4∶3 1∶1 442.368 25 11,1
PAL PAL (DVB) 768 576 4∶3 16∶9 4∶3 442.368 25 11,1
PAL-wide PAL Widescreen 1024 576 16∶9 16∶9 1∶1 589.824 25 14,7
PAL-opt PAL optimal 960 540 16∶9 16∶9 1∶1 518.400 25 13
                   
NTSC (DVD) NTSC (DVD) 704 480 22∶15 4∶3 0.909 337.920 30 10,1
NTSC (DVD) NTSC (DVD) 704 480 22∶15 16∶9 1.212 337.920 30 10,1
NTSC (DV) NTSC (DV) 720 480 3∶2 4∶3 0.889 345.600 30 10,4
NTSC (DV) NTSC (DV) 720 480 3∶2 16∶9 1.185 345.600 30 10,4
                   
HD720 (DV) HDTV (DV) 960 720 4∶3 16∶9 4∶3 691.200 50 34,6
HD720 (DV) HDTV (DV) 960 720 4∶3 16∶9 4∶3 691.200 60 41,5
HD720 High Definition Television 1280 720 16∶9 16∶9 1∶1 921.600 50 46,1
HD720 HDTV 1280 720 16∶9 16∶9 1∶1 921.600 60 55,3
HD1080 HDTV 1440 1080 4∶3 4∶3 1∶1 1.555.200 25 38,9
HD1080 HDTV 1440 1080 4∶3 4∶3 1∶1 1.555.200 30 46,7
HD1080 (DV) HDTV (DV) 1440 1080 4∶3 16∶9 4∶3 1.555.200 25 38,9
HD1080 (DV) HDTV (DV) 1440 1080 4∶3 16∶9 4∶3 1.555.200 30 46,7
HD1080 Full HDTV 1920 1080 16∶9 16∶9 1∶1 2.073.600 25 51,8
HD1080 Full HDTV 1920 1080 16∶9 16∶9 1∶1 2.073.600 30 62,2
                   
UHD, 2160p Ultra High Definition, „4K“ 3840 2160 16∶9 16∶9 1∶1 8.294.400    
QWUXGA Quad WUXGA 3840 2400 8∶5 8∶5 1∶1 9.216.000    
WQUXGA Wide QUXGA 3840 2400 8∶5 8∶5 1∶1 9.216.000    
HXGA Hex XGA 4096 3072 4∶3 4∶3 1∶1 12.582.912    
UHD+ Ultra High Definition Plus, „5K“ 5120 2880 16∶9 16∶9 1∶1 14.745.600    
WHXGA Wide HXGA 5120 3200 8∶5 8∶5 1∶1 16.384.000    
HSXGA Hex SXGA 5120 4096 5∶4 5∶4 1∶1 20.971.520    
WHSXGA Wide HSXGA 6400 4096 25∶16 25∶16 1∶1 26.214.400    
HUXGA Hex UXGA 6400 4800 4∶3 4∶3 1∶1 30.720.000    
FUHD, 4320p Full UHD, „8K“ 7680 4320 16∶9 16∶9 1∶1 33.177.600    
WHUXGA Wide HUXGA 7680 4800 8∶5 8∶5 1∶1 36.864.000    
QUHD, 8640p Quad UHD, „16K“ 15360 8640 16∶9 16∶9 1∶1 132.710.400    
                   
SAR = Storage Aspect Ratio x/y-Verhältnis der gespeicherten Auflösung (Anzahl der Pixel), z. B. 720/576      
DAR = Display Aspect Ratio x/y-Verhältnis des darzustellenden Bildes, z. B. 4/3 oder 16/9        
PAR = pixel aspect ratio x/y-Verhältnis eines einzelnen Pixels            
OAR= Original Aspect Ratio (OAR) steht für das Originalseitenverhältnis.          

 

Die DCI-Spezifikation

(Quelle: Wikipedia)

Die DCI hat ihre technische Spezifikation eines Speicher- und Transportformats für digitalen Film festgelegt und der SMPTE mitgeteilt.

Im Juli 2005 wurde die Version 1.0, im April 2007 die Version 1.1 der DCI System Requirements and Specifications for Digital Cinema veröffentlicht.[4]

Dabei haben sich die Mitglieder für den Codec Motion JPEG 2000 entschieden. Die Master-Auflösung kann 2K, 4K und 2K in 3D betragen. Je nach Kamera und Projektor werden niedrigere Auflösungen festgelegt. Verwendet wird ISO/IEC 15444-1 „JPEG2000“ (.jp2) im CIE-XYZ-Farbraum mit 12 bit je Komponente bei 1/2.6 Gamut kodiert zu 16 bit RGBA 4444. Der Audiokanal enthält Bitströme mit 24 Bit bei 48 kHz oder 96 kHz Abtastrate. Der Datencontainer ist MXF-konform mit XML-kodiertem Inhaltsverzeichnis und maximal 250 MBit/s. 24 und 48 Bilder sind pro Sekunde bei 2K spezifiziert, 25 werden eingearbeitet, 30 sind in der Planung, 4K ist bei 24 Hz. Projekte wie der zweite Teil von Avatar – Aufbruch nach Pandora (Regie: James Cameron) sowie die Hobbit-Trilogie (Regie: Peter Jackson) werden jedoch bereits mit 48 Bildern pro Sekunde produziert und verlangen für eine Projektion in 3D somit (je nach Projektionstechnik) sogar 96 Hz.[5]

Das Format bietet genügend Spielraum für die technische Weiterentwicklung. Durch Verwendung von Alphakanälen und mehrerer Ebenen können beispielsweise Untertitel integriert werden. Der Löwenanteil der tausenden digitalen Säle verwendet 2K. Die DCI hat das Standardisierungsverfahren offiziell abgeschlossen, erarbeitet aber weitere Details, welche unter anderem Sicherheitsfragen und 3D-Projektion betreffen.

 

Normen

Video:

2048×1080 2K bei 24 oder 48 Hz und 4096×2160 4K bei 24 Hz; 3×12 bit Farbtiefe im XYZ-Farbraum.

ISO 15444 (Motion JPEG 2000) mit 250 Mbit/s Datenrate

Audio:

Bis zu 16 Kanäle

24 bit linear PCM, 48 oder 96 kHz Abtastrate, unkomprimiert

Die gesamte Datenrate (Bild und Ton) beträgt damit 113 bis 129 GByte/h (112,5 GByte/h für Bild, 0,52 bis 16,59 GByte/h für Ton).

 

Verbreitung

Hauptanbieter in der Projektorenherstellung sind Christie, NEC und Barco mit DLP-Projektoren und Sony mit Projektoren auf Basis der LCoS-Technik.[7] Christie hält laut Eigenaussagen ca. 80 Prozent Marktanteil bei Projektoren mit 2K-Auflösung. Über 98 Prozent aller Installationen sind in 2K-Auflösung. Rund 20 Prozent sind 3D-fähig.