Ultra HDTV

Das steckt hinter der neuen Ultra-HD-Norm

Ultra HD wird immer als die TV-Norm der Zukunft mit vierfach höherer Bildauflösung beschrieben. Warum das nicht reicht, und dass viel mehr dahintersteckt, lesen Sie hier.

home entertainment, fernseher, 4k, ultra hd

© Hersteller/Archiv

home entertainment, fernseher, 4k, ultra hd

Es geht momentan durch alle Medien: Die kommenden Superfernseher werden eine Ultra-HD-Auflösung bekommen, die viermal so viele Pixel bietet wie Full HD und daher viermal so gut aussieht. Auf Messen und den Frühjahrskonferenzen der TV-Hersteller sind neue, riesige Modelle zu sehen, die atemberaubende Bilder liefern.

Vor einigen Monaten haben wir dem Thema Ultra HDTV erstmals eine größere Grundlagengeschichte gewidmet. Seitdem gab es entscheidende Entwicklungen, die erklärt werden müssen, denn sie werfen ein völlig neues Licht auf die kommende Fernsehrevolution.

Neue Standards für Ultra HDTV

Schon kurz nach unserem Artikel wurde von der International Telecommunications Union (ITU) ein Papier namens "Recommendation ITU-R BT.2020: Parameters for ultra-high definition television systems for production and international programme exchange" herausgebracht, das viel technischen Sprengstoff enthält. 

Die vergleichbaren Empfehlungen BT.601 und BT.709 definieren die Standards von Digital-TV und HDTV und gelten als Bibel für die korrekte Umsetzung optimaler Bildqualität. Nach diesen Richtlinien wird produziert, übertragen, entwickelt und auch gemessen. Und die neue Norm BT.2020 enthält Verbesserungen, die weit über das hinausgehen, was man sich qualitativ vom kommenden TV-Standard wünschen würde.

Test: LG 84LM960V

Dabei ist die verbesserte Bildauflösung - das Argument, das als einziges mit der neuen Norm kommuniziert wird - fast das Unwichtigste. Man hat über Jahre viele Experimente durchgeführt, mit welcher Auflösung bei welcher Bildgröße und in welchem Sehabstand der Mensch ein TV-Bild als atemberaubend empfindet. 

Betrachtet man die Ergebnisse nüchtern und vergleicht sie mit der realen Situation in Wohnzimmern, wird man schnell desillusioniert. So reicht ein 55-Zoll-TV bei einem Sehabstand von zwei Metern völlig aus, weil das Auge keine höhere Auflösung besitzt.

UHDTV1 (3.680 x 2.160 Pixel) wird für Fernseher mit 1,5-bis 2,5-Meter-Diagonale empfohlen. Eher für öffentliche Vorführungen gedacht sein soll UHDTV2 (7.680 x 4.320 Pixel). Der ITU-Bericht BT.2246 "aktueller Status von Ultra HDTV" bezweifelt mit Recht, dass die dazu passenden über fünf Meter Bilddiagonale den Weg in private Haushalte finden werden.

Die Probleme der HDTV-Norm

Doch Auflösung und Übergröße sind ja nicht alles. Das haben die Macher der Standards richtig erkannt. Viel wichtiger ist, dass einige Versäumnisse der HDTV-Norm jetzt endlich aus der Welt geschafft werden können. Sie war nämlich mehr eine schleichende Evolution denn eine Bild-Revolution, schleppte sie doch Techniken und Einschränkungen aus der Steinzeit der TV-Technik mit.

Da ist beispielsweise der Farbraum, also die Sattheit und Reinheit der Grundfarben, aus denen sich jedes TV-Bild aufbaut. Die wurden einfach vom Digital-TV übernommen und sind vergleichbar mit der Farbigkeit von PAL zur Einführung des Buntfernsehens.

Schon zum Massenstart von HDTV gab es TV-Geräte, die viel buntere Bilder zeigten (Wide Color Gamut) und die, um den Farben der Norm entsprechen zu können, fahler gemacht werden mussten. Sogar das Zeilensprungverfahren (Interlace) aus den Anfängen der TV-Übertragung wurde optional beibehalten.

Test: Sony KD-84X9005

Dann gibt es die Einschränkung auf 8 Bit pro Komponente, worunter leider auch das High-End-Medium Blu-ray leidet. Diese zu grobe Abstufung von Farbnuancen ist weitaus störender als die ordentliche Pixelzahl. HDTV erlaubt zwar auch mit 10 Bit die vierfache Güte, das wird jedoch nicht genutzt, obwohl mittlerweile jeder gute LCD-TV ebenfalls diese hohe Quantisierung (Bit-Tiefe) anbietet.

Die Ultra-HD-Norm

Schaut man sich die Ultra-HD-Norm an, findet man keine 8 Bit mehr, nur noch 10 oder 12 Bit sollen genutzt werden. Das ermöglicht im besten Fall über viertausendmal so viele Farbabstufungen, wie wir sie heute kennen. Das sollte reichen. Die Bildübertragung in Interlace ist nun ebenfalls Geschichte.

Praxis: 4K-Testbilder zum Download

Progressive Filmbilder müssen sogar nicht mehr ruckeln und können nicht nur mit den aktuellen Bildraten 24p, 50p und 60p, sondern mit bis zu 120 Hertz übertragen werden. Dadurch wird eine exzellente Bewegtbildschärfe möglich - und wieder ist ein Problem der aktuellen HDTV-Technik gelöst. Allein 48p für Kinofilme im HFR-Format (High Frame Rate) wie Der Hobbit fehlt.

4K im Kino, Ultra HD im TV

Kino ist sowieso ein interessanter Aspekt, wenn man über Ultra HD nachdenkt. Obwohl wir viele Kinofilme in optimaler Qualität schauen wollen, bekommt man den Eindruck, beide Medien reden kaum miteinander und entwickeln aneinander vorbei. So ist 4K schon lange Produktions- und Distributionsstandard für Kinofilme.

Hier wird jedoch mit 4.096 und nicht mit 3.840 horizontalen Pixeln gearbeitet und für das Digitalkino (DCI, siehe unter www.dcimovies.com ) wurde eigens ein Farbraum erdacht, der nicht dem von HDTV oder Ultra-HD entspricht. So ist es für die Differenzierung gut, dass die exzellente Auflösung im Kino "4K" und im TV "Ultra HD" heißt.

In Hollywood wird seit Jahren in dieser hohen Qualität abgetastet und gedreht. Die Kinowelt ist damit deutlich weiter als die TV-Produktionsstudios, die jetzt erst darüber nachdenken, wie künftig die Senderwelt auf die neuen Anforderungen umgestellt werden kann. Bedenkt man, dass bei uns momentan nicht einmal progressives Full HD empfangbar ist, erkennt man schnell, dass eine komplette Ultra-HD-Kette von der Kamera zum heimischen TV-Gerät noch ein paar Jahre auf sich warten lassen wird.

Praxis: Ultra HD - TV-Auflösung schärfer als die Realität

Es gab bei den letzten Olympischen Spielen zwar schon 8K-Übertragungen bei Public Viewings und Sky hat ein Fußballspiel in 4K aufgezeichnet, doch das waren nur Prototypen von Machbarkeitsstudien. Der erste 4K-Sender strahlt schon über Eutelsat aus, jedoch mit fast konventioneller Technik. Er nutzt vier normale Full-HD-Transponder - einen für jeweils ein Viertel des Bildes.

Der Video-Codec HEVC

Ein wichtiger Schritt auf dem Weg zur Bildrevolution wurde am 25. Januar manifestiert. Die neue, hoch effiziente Videocodierung HEVC (High Efficiency Video Coding) wurde als neuer Kompressionsstandard von der ITU abgesegnet. Er wird auch oft mit seinem Kosenamen H.265 bezeichnet und in der ISO/IEC-Norm 23008-2 sowie MPEG-H Part 2 beschrieben. Er soll Filmdatenmengen doppelt so gut verkleinern wie sein Vorgänger AVC (Advanced Video Coding, MPEG-4 Part 10, H.264), der im HDTV, auf Blu-ray und im Internet zu finden ist.

Und da sind wir wieder bei der Diskussion, wie Filme in Zukunft nach Hause gelangen. Schon vor Jahren wurde gemutmaßt, dass die Blu-ray überflüssig ist, weil Filme bald nur noch über das Internet nach Hause gestreamt werden. HEVC wird auch beim Internet-Streaming eine wichtige Rolle spielen, doch wird sich trotz seines Einsatzes die Datenmenge (also die Bandbreite) verdoppeln, wenn man von HDTV auf Ultra HD umsteigt.

Kaufberatung: 4K-Blu-ray-Player im Test

Ein guter Blu-ray-Film nutzt durchschnittlich 25 Megabit pro Sekunde und kann in Action-Szenen bis zu 40 MBit/s beanspruchen. Im HDTV werden uns nur knapp über 10 MBit/s geliefert und was bei Video on Demand "hochauflösend" heißt, entspricht meist nicht einmal der Datenrate einer alten DVD (im Durchschnitt 5, maximal 10 MBit/s).

Geht man bei perfektem Ultra HD von einer Datenrate von 100 MBit/s aus, die ohne kleinste Einbrüche stundenlang geliefert werden müssen, sieht man schnell, wie weit Internet-Medien davon entfernt sind. Man erkennt aber auch, dass eine aktuelle Blu-ray mit nur marginalen Änderungen in der Lage wäre, einen Ultra-HD-Film zu transportieren. Mit dem neuen Codec HEVC auf der im PC-Bereich verfügbaren vierlagigen Blu-ray XL wäre ein Ultra-HD-Kinofilm in 24p machbar.

Wichtig wären nur - wie eingangs erwähnt - eine verbesserte Quantisierung (Bit-Tiefe) und der neue Farbraum. Das Medium würde allerdings an seine Grenzen stoßen, wenn man 3D-Filme oder HFR mit 48 bis 120 Bildern pro Sekunde aufzeichnen wollte. Momentan sind vom Blu-ray-Konsortium keine Aussagen über neue Standards zu bekommen.

Neue Anschlussnormen?

Nebenbei müsste auch eine erweiterte Anschlussnorm für Player, Set-Top-Boxen und TV-Geräte definiert werden. Doch als man auf der CES-Messe eine Veröffentlichung von HDMI 2.0 erwartete, wurde die Pressekonferenz kurzfristig abgesagt. Auch hier scheint es hinter verschlossenen Türen zu brodeln.

Ultra HD ist eine junge Technik, doch sie muss sich schnell entwickeln, um dem TV-Markt neue Impulse zu geben. Dass das Bild nicht nur schärfer, sondern auch ultimativ bunt, brillanter, sauberer und fehlerfrei wird, könnte dabei ein wichtiger Aspekt sein. Vielleicht ist der neue Farbraum, der deutlich größer als erwartet ausgefallen ist, etwas, das nur künftige OLED-Displays voll nutzen können.

Momentan können selbst preiswerte LCD-TV-Geräte die HDTV-Norm in sehr guter Qualität darstellen. Da sind Quellsignale, mit denen man das Hervorragende vom Atemberaubenden unterscheiden kann, besonders wichtig für Spitzengeräte. Und hier bietet die neue Norm für Ultra HD ein breites Spektrum an Verbesserungen. Natürlich werden Ultra-HD-Fernseher erst in einigen Jahren alle Möglichkeiten voll ausnutzen können. Jetzt sind sie erst einmal ultimativ scharf.

home entertainment, fernseher, 4k, ultra hd

© Hersteller/Archiv

3D ohne Brille: Toshibas Highlight 55ZL2 kam als erster Fernseher für 3D ohne Brille auf den Markt. Um mehrere Blickwinkel für beide Augen zu produzieren, wurden Linsenfolien auf ein Ultra-HD-Panel aufgebracht. Praktisch war dieser TV also der erste im Breitenmarkt verfügbare 4K-Fernseher - wenn er nur einen HDMI-Eingang für diese Auflösing gehabt hätte. Sensationelle 4K-Demos wurden über eine proprietäre Schnittstelle eingespeist.
home entertainment, fernseher, 4k, ultra hd

© Hersteller/Archiv

Das erste Ultra-HD-TV in unserem Testlabor: In LGs riesigem 84LM960V arbeitet das beste Elektronik-Chassis. Neben dem Spitzenbild ist auch die Bedienung revolutionär.
home entertainment, fernseher, 4k, ultra hd

© Hersteller/Archiv

Farbraum: Die Ecken des schwarzen Dreiecks entsprechen den Grundfarben von PAL und HDTV. Sie lehnen sich an die Phosphore von Bildröhren an. Ultra-HD (weiß) soll einen Farbraum bekommen, der fast alle sichtbaren Töne darstellt.
home entertainment, fernseher, 4k, ultra hd

© Hersteller/Archiv

Sony VPL-VW1000ES: Bereits Anfang 2012 brachte Sony einen waschechten 4K-Beamer auf den Markt: für nur 19.000 Euro. Die SXRD-Chips sind kompaktere Versionen von Sonys Beamern aus dem Digitalkino. Das ist die Revolution des Heimkinos.
home entertainment, fernseher, 4k, ultra hd

© Hersteller/Archiv

Der Business-Gigant TH-152UX1 von Panasonic besitzt eine 3,86-Meter-Diagonale, wiegt über eine Tonne und kostet so viel wie ein Einfamilienhaus.

Mehr zum Thema

Andreas Heyden zeigt Maxdome UHD-Streaming
4K Stream

Zusammen mit Samsung als TV-Hardware-Partner hat Maxdome gezeigt, dass UHD-Streaming möglich ist - und die eigenen UHD-Pläne vorgestellt.
DVB-T2
HDTV via Antenne

Die ARD will die Umstellung auf DVB-T 2 schneller umsetzen als geplant. Der Fortschritt macht den TV-Empfang per Antenne attraktiver. Hier ein…
sky, dfb pokal, dortmund wolfsburg, 4k, ultra hd, sportsbar
DFB-Pokal in 4K

Sky wird das DFB-Pokalfinale am 30. Mai in Ultra HD produzieren. Das Spiel Dortmund gegen Wolfsburg wird in 4K in ausgewählten Sportsbars zu sehen…
Sky zeigt CL in 4K: Torhüter springt nach dem Ball
Juventus gegen Barcelona in 4K

Sky produziert und zeigt das Champions League Finale 2015 mit Juventus Turin gegen FC Barcelona in 13 Sky-Sportsbars in Ultra HD.
sky fußball
Sky sendet in 4K

Sky Deutschland setzt auf Innovation: Am Samstag konnten die Zuschauer in dreizehn Sky-Sportsbars das Pokalfinale live in der höheren UHD-Qualität…