Bessere Signale für bessere Darstellungen

Die Distribution von bewegten Bildern für diese fortschrittlichen Consumer-TVs ist zu einer neuen Herausforderung geworden, insbesondere in einer Wel in der steigende Übertragungsbandbreiten und die damit verbundenen Kosten sowohl für OTT- als auch für OTA Distributoren - nicht gerade ideal ist. Die Priorität ist es, deutlich mehr Bilder in ähnliche Datenmengen zu packen. Bessere Codecs helfen aber bei der Optimierung der Kodierung von Helligkeit und Kontrast und sind somit der Schlüssel im Umgang mit HDR-Bildern ohne zusätzliche Bandbreite zu benötigen, welche die jeweligen Programmanbieter nur sehr ungern finanzieren würden.

Helligkeit wird als Zahl dargestellt, aber die Verdopplung dieser Zahl hat noch nie die absolute Lichtmenge ausgedrückt (in Photonen pro Sekunde), die aus dem Display austritt. Die verwendeten mathematischen Verfahren bezogen sich oft auf den Signalpegel an Helligkeit und wie hell das Display damit aussieht, allerdings nur so ungefähr.

Bessere Helligkeit

Die HDR-Standards sind da genauer. Für die Distribution hat die SMPTE-Organisation den Perceptual Quantizer (PQ) entwickelt. PQ basiert auf einer detaillierten Analyse des menschlichen Sehens, so dass jeder digitale Codewert einen extrem ähnlichen, virtuellen Helligkeitszuwachs darstellt. PQ ist so für die Codierung von Helligkeitsstufen zwischen Null und 10.000 nits mit 12 Bit oder 4096 Stufen optimiert. 10.000 nits übersteigen bei weitem die technischen Möglichkeiten von aktuellen Displays und wären somit in den meisten realen Situationen völlig überfordert. 10-Bit-PQ wird allgemein als ausreichend für Display Technologien bis zu einigen Tausend Nits als angemessen angesehen. PQ ist standardisiert als SMPTE ST2084 und wird in der Consumer- sowie Broadcast-Technologie als Bestandteil von HDR10 eingesetzt.

Es entsteht leicht der Eindruck, dass High Dynamic Range und Wide Color Gamut die Fernsehproduktion komplizierter machen. Früher konnten die Crews arbeiten, ohne sich allzu sehr darum zu kümmern, welche Rot-, Grün- und Blautöne zur Farberzeugung verwendet wurden oder wie die Helligkeit funktioniert. Jetzt müssen Produktionen oft sowohl HDR als auch Standard Dynamic Range ausgeben, und Konzepte wie Farbumfang und Helligkeitskodierung können wie neue Ideen erscheinen.

Die gute Nachricht für unter Zeitdruck stehende Techniker ist, dass die zugrunde liegenden Konzepte dieselben bleiben: HDR und WCG sind nicht grundsätzlich komplizierter als traditionelle Ansätze. Die Entwicklung der HDR-Vision könnte sogar einfacher sein, da es weniger notwendig ist, riesige Kontrastbereiche in das begrenzte Bild des herkömmlichen Fernsehens zu packen. Es gibt immer noch dieselben roten, grünen und blauen Grundfarben und Vorstellungen von Helligkeit, die dazu dienen, leistungsfähigere Bilder zu erzeugen. Einige proprietäre Systeme fügen zusätzliche Komplexität hinzu, aber im Prinzip funktionieren HDR- und WCG-Bilder auf die gleiche Weise wie immer - nur eben besser.

Willkommen zu Teil 2 von "HDR & WCG For Broadcast" - einer umfassenden 10-teiligen Untersuchung der Wissenschaft und der praktischen Anwendungen aller Aspekte von High Dynamic Range und Wide Color Gamut für die Broadcast-Produktion.

Teil 2 erörtert die zunehmenden Display-Möglichkeiten und Kameratechnologien sowie die kreativen Vorteile und Produktionsherausforderungen, die HDR & WCG mit sich bringen.

Diese neue Serie greift dieses wichtige Thema auf und belebt es mit einer kompletten Überarbeitung durch den Autor der ursprünglichen Serie, Phil Rhodes. In den letzten fünf Jahren hat sich HDR zu einer Verbrauchererwartung entwickelt und die Palette der Geräte, mit denen Verbraucher auf Inhalte zugreifen, hat sich enorm vergrößert. Die meisten Fernsehsender und Streaming-Anbieter auf der ganzen Welt bieten jetzt sowohl SDR- als auch HDR-Versionen vieler ihrer Inhalte an, so dass der Verbraucher die ultimative Wahl des Empfangsformats hat. Dies bringt eine Reihe von Herausforderungen für Sendeanstalten mit sich, insbesondere bei der Live-Produktion.

Diese Serie befasst sich mit den wichtigsten Grundsätzen der Farbmetrik und den verschiedenen, technischen Formaten sowie Standards, die bei der Erfassung, Produktion und Bereitstellung von SDR und HDR eine Rolle spielen. Anschließend werden die verschiedenen Methoden und Arbeitsabläufe untersucht, die von der Broadcast-Community eingesetzt werden, um eine nahtlose gleichzeitige Produktion und Distribution zu erreichen.