Bildauflösungen

Siehe auch:
Bildwiedergabetechnologien

Gehe zu:
1,37:1  /  1,78:1  /  1,85:1  /  16:9  /  2,35:1  /  4:3  /  CCIR  /  FCC  /  Gesamtauflösungen  /  HDTV  /  Helpersignal  /  High Definition Television  /  Kernbildsignal  /  Letter Box  /  NTSC  /  NTSC Letter Box  /  PAL  /  PAL Letter Box  /  PALplus  /  Phase Alternating Line  /  Pixelauflösungen  /  SUXGA  /  SVGA  /  SXGA  /  UXGA  /  VGA  /  W-UXGA  /  W-XGA  /  XGA  /  Zeilenauflösungen
Ob TV, PC oder Projektor, die Normenvielfalt macht es schwer, Vergleiche zwischen den einzelnen Technologien anzustellen. Ein besonderes Problem stellen die Bildauflösungen dar, was sich darauf begründet, dass wegen der fortschreitenden Entwicklung unterschiedliche Verfahren entwickelt wurden: Die Bilderzeugung richtet sich nach dem Übertragungsprinzip. Beim analogen Fernsehbild handelt sich um ein amplitudenmoduliertes Analogsignal welches in Europa nach den Standards PAL (Farbkodierung) und CCIR (monochrome Bildkomponenten) definiert wird. Im Gegensatz dazu steht die gegenwärtige Technik, in welcher die Übertragung digitaler Signale inzwischen Standard ist.

Vollbild optimiert: Bildauflösungen
Bildauflösungen
       In der Digitaltechnik, welche dem Computerbereich entstammt, wird bei der Angabe der Bildauflösungen immer von quadratischen Bildpunkten (Pixeln) ausgegangen. Wenn man die Standardauflösung eines PCs von 800 x 600 Bildpunkten auf das Seitenverhältnis untersucht, erhält man hier 1,3 : 1, was in etwa dem Verhältnis von 4 : 3 entspricht. Man spricht hier von Gesamt- oder Pixelauflösungen.

       Ganz anders das analoge Fernsehbild: Die Kodierung, Übertragung und Rückgewinnung eines Analogsignales ist sehr aufwendig und erfordert viele Anpassungen und Tricks. Daher sind die Geräte zur Wiedergabe analoger Signale - unsere altbekannten Fernseher - technologisch stark auf die Analogübertragung angepasst. Das Fernsehbild wird Zeilenweise übertragen. Dabei setzt sich aus physiologischen Gründen ein Ganzbild aus zwei verkämmten Halbbildern zusammen. (Würden nämlich pro Sekunde anstelle von 50 Halbbildern nur 25 Ganzbilder übertragen, so würde sich die Dunkelphase während Rückführung des Elektronenstrahls zwischen den einzelnen Bildern und die Austastung als Flimmern bemerkbar machen.) Aus der Übertragunsweise ergibt sich die Beschreibung der Auflösung von Analogbildern normalerweise in "Zeilen / Halbbilder (Vertikal Frequenz)" oder auch "Zeilen / Vollbilder". Man spricht daher von Zeilenauflösungen.

       Ein weiterer Aspekt bei dem Vergleich der Bildauflösungen liegt darin, dass bei der Erzeugung des Fernsehbildes die benachbarten Bildpunkte einer Zeile auf Grund der horizontalen Führung des Elektronenstrahls ineinander übergehen. Die Bildpunkte eines Fernsehbildes sind folglich nicht quadratisch sondern rechteckig, bzw. horizontal gestreckt (oval). Bei einem Seitenverhältnis von 4 : 3 müssten bei 625 Zeilen theoretisch 625 / 3 x 4 = 833 Spalten übertragen werden. Tatsächlich hat sich aber gezeigt, dass eine um den Faktor 0,77 verringerte Punktdichte ausreicht. D.h. man benötigt für ein unerverfälscht wirkendes analoges Fernsehbild nur 833 x 0,77 = 642 Spalten gegenüber den 833 Spalten, die ein adäquates digitales Bild benötigte.

       Schliesslich muss noch erwähnt werden, dass man bei einem Fernsehbild die theoretische und die praktische Zeilenauflösung unterscheiden muss: Theoretisch verfügt das Fernsehbild über 625 Zeilen. Praktisch gehen jedoch einige Zeilen (ca. 5) während des Vertikalrücklaufs verloren. Um eine optimale Synchronisation zu erreichen, werden am Halbbildbeginn und an dessen Ende noch ca. 10 Zeilen ausserhalb des sichtbaren Bereiches geschrieben (Austastung). Der Bildschirm wird also konkret mit nur ca. 576 sichtbaren Zeilen beschrieben. So enthält das Gesamtbild eine sichtbare Bildauflösung von nur ca. 576 x 642 Bildpunkten.


Bildformate:  

Aus den genannten Bedingungen ergibt sich folglich, dass sich aus den verschiedenen Bildformaten (z.B. 4 : 3) nicht immer analog die Bildpunktverhältnisse errechnen lassen (z.B. 844 : 625). Man muss eben die Norm eines Bildes (das Bildformat) von den Normen der Bilderzeugungstechniken (Zeilen- und Gesamt- bzw. Pixelauflösungen) unterscheiden. So meint man, spricht man von Bildformaten, eigentlich die Seitenverhältnisse eines konkreten, sichtbaren Bildes und nicht dessen technische Erzeugung aus quadratischen oder ovalen Bildpunkten.

       Bei den Bildformaten können in der Hauptsache 4 verschiedene Formate unterschieden werden:

1,37:1 (4:3), Seitenverhältnis des konventionellen Fernsehbildes.

1,78:1 (16:9), Breitbildformat, welches u.a. bei HDTV und PALplus zur Anwendung kommt.

Unter HDTV (High Definition Television) versteht man eine Qualitätsebene beim digitalen Fernsehen. Es handelt sich um eine Fernsehnorm mit erhöhter Zeilenzahl (1125 oder 1250) und einem veränderten Bildseitenverhältnis (eben 16:9). Die höhere Zeilenzahl ermöglicht einen geringeren Betrachtungsabstand und damit einen kinoähnlicheren Gesamtbildeindruck.

Während für HDTV ein konkretes 16:9 Bild übermittelt wird, werden beim PALplus-Verfahren, um zum 4:3-Format kompatibel zu bleiben, die ca. 576 Zeilen des aktiven Bildinhalts in ein sogenanntes Kernbildsignal von 432 Zeilen und in ein Helpersignal mit 144 Zeilen aufgeteilt. Auf herkömmlichen Fernsehempfängern werden nur die 432 Zeilen im Letter Box-Format wiedergegeben. (Unter Letter Box versteht man die Wiedergabe von Breitbildformaten auf Bildschirmen mit schmaleren Bildseitenverhältnissen, wobei am oberen und unteren Bildrand schwarze Balken entstehen.) Die beim PALplus-Verfahren entstehenden schwarzen Balken haben somit eine Höhe von je 72 Zeilen. Statt diese Zeilen zur Übertragung auf schwarze Balken zu verschenken, dienen sie bei PALplus-fähigen Geräten dazu, die Auflösung und Qualität im mittleren Bildteil zu erhöhen.

1,85:1 Bildseitenverhältnis amerikanischer Spielfilme.

2,35:1 Gebräuchliches Bildseitenverhältnis der Verfahren Panavision und Cinemascope für die Kinoprojektion.


Zeilenauflösungen:  

Beim Fernsehbild werden bei der Bildauflösung, wie bereits erwähnt, die Zeilenauflösungen und die Anzahl Halbbilder angegeben. Redet man von PAL, so versteht man darunter gewöhnlich neben der Farbkodierung auch die Zeilenauflösung von 625 Zeilen und die Halbbildfrequenz von 50 Hz. Hierzu ist allerdings anzumerken, dass unter PAL im Grunde lediglich ein Verfahren zur Kompensation von Phasenfehlern bei der Übertragung des Farbsignals verstanden wird, welches man als Phase Alternating Line-Verfahren bezeichnet. Durch den Begriff "PAL" wird also eigentlich das Verfahren zur Übertragung der Farben festlegt.

       Zeilenanzahl, Halbbildwechselanzahl, benötigte Videobandbreite, Tonträgerabstand etc. ist in der Fernsehnorm CCIR ("Comite consultatif international des radiocommunications", ist seit Ende 1992 als ITU-R, der International Telecommunication Union - Radiocommunication, ein Teil der ITU) festgelegt. Dennoch verhält es sich so, dass, spricht man im allgemeinen von PAL, man üblicherweise nicht direkt die Technik der Farbkodierung, sondern die sondern die Kombination 625/50/PAL. Nach CCIR-Kodierung hiesse das: PAL B/G.

       Ähnlich verhält es sich mit der Bezeichnung NTSC (National Television System Committee). Auch hier handelt es sich tatsächlich um eine Technik zur Farbkodierung, die hauptsächlich in den USA und Japan zur Anwendung kommt, wobei man sie im Allgemeinen zur Bezeichnung der Kombination aus Farbkodierung, Zeilenanzahl und Halbbildfrequenz (nach FCC, Federal Communication Commission, 60 Hz) heranzieht. Tatsächlich kann auch NTSC durch CCIR beschrieben werden: NTSC M.

       Das in Frankreich aus politischen Gründen erfundene (Frankreich wollte durch eine von den Nachbarn abweichende Norm Importe von Fernsehgeräten erschweren), im Osten (nach OIRT) und Teilen Afrikas verwendete SECAM erreicht durch seine spezielle Farbkodierungstechnik - ebenso wie PAL - stabilere Farbtöne und vermeidet die Kinderkrankheiten von NTSC. Man unterscheidet sprachlich zwischen SECAM-West und SECAM-Ost.

       Bezüglich PAL und NTSC lassen sich, je nachdem, ob es sich um die gesamte oder eingeschränkte Bildschirmnutzung handelt, mindestens 4 Formate unterscheiden:

PAL mit 576 Zeilen pro Bild. Das konventionelle Fernsehbild.

PAL Letter Box mit 432 Zeilen pro Bild. Die Wiedergabe von Filmen im 16:9-Format auf 4:3-Bildschirmen, wobei am oberen und unteren Bildrand schwarze Balken entstehen. (siehe PALplus)

NTSC mit 480 Zeilen pro Bild. Farbkodierverfahren, das vor allem in den USA und Japan verwendet wird.

NTSC Letter Box mit 360 Zeilen pro Bild, ein - ähnlich PAL Letter Box - zeilenreduziertes NTSC-Bild.

       Musste man früher beim Kauf eines Fernsejgerätes auf den richtigen Tuner achten, so ist dies heute praktisch nicht mehr erforderlich: Moderne Fernsehgeräte verfügen über sogenannte Multinorm-Tuner, welche in der Lage sind, praktisch jede Fernsehnorm wiederzugeben.


Gesamt- bzw. Pixelauflösungen:  

Die Angabe von Gesamt- oder Pixelauflösungen entstammt dem Computer-Bereich, wo u.a. durch die Gesamtauflösung die Leistungsfähigkeit von Monitoren und Grafikkarten definiert wird. Sie gilt für PC's, Projektoren, Digitalkameras usw.

       Hier sind der Vergleichbarkeit wegen auch die umgerechneten Fernsehformate aufgenommen:
Typ H x V Anzahl Pixel
VGA (Video Graphics Array) 640 x 480 307.200
NTSC (National Television System Committee) 640 x 480 307.200
NTSC Letter Box (Letter Box - NTSC) 640 x 320 204.800
PAL (Phase Alternating Line) 642 x 576 369.792
PAL Letter Box (Letter Box - PAL) 642 x 432 277.344
SVGA (Super VGA) 800 x 600 480.000
XGA (Extended GA) 1024 x 768 786.432
W-XGA (Wide XGA) 1280 x 768 983.040
HDTV (High Definition Television) 1366 x 768 1.049.088
SXGA (Super XGA) 1280 x 1024 1.310.720
UXGA (Ultra XGA) 1600 x 1200 1.920.000
W-UXGA (Wide UXGA) 1920 x 1200 2.304.000
SUXGA (Super UXGA) 2048 x 1536 3.145.728
Die gängigsten Gesamt- bzw. Pixelauflösungen
Stephan Gohdes, Deutschland, Feb. 2004
Siehe auch:  Bildwiedergabetechnologien