Dolby, Philips und BBC

Gamma-Kurve und HDR auf Erfolgkurs

  1. HDR-TV-Standards: Welche Technik setzt sich durch?
  2. Gamma-Kurve und HDR auf Erfolgkurs

Die passende Kurve

Der BBC-Ansatz liegt ausschließlich in der Ausgestaltung der "Gamma-Kurve". Diese definiert bei Bildern, welche Schattierungen zwischen den Extrempunkten hellstes Weiß und tiefstes Schwarz exakt darstellbar sind.

So sieht der Mensch

© White Book "Beyond HD", Deutsche TV-Plattform

Dem menschlichen Auge sind Wahrnehmungsgrenzen gesetzt. Die Lichtstärke wird unter anderem in Candela pro Quadratmeter (cd/m²) gemessen. Die Grafik zeigt, wie hell oder dunkel typische Lichtsituationen sind und in welchem Bereich demgegenüber das Auge störungsfrei sehen kann. Daher muss es abdunkeln, sodass wir letztlich in einem Lichtbereich zwischen etwas über 0,01 cd/m² und 10.000 cd/m² wahrnehmen. Weiter zeigt die Grafik, in welchem Lichtbereich sich derzeit Kino und Fernsehen bewegen.

Die Grafik "Plastizität dank Schattierungen" verdeutlicht nicht nur die Bedeutung der Anzahl von Helligkeitsschritten. Sie zeigt auch auf, dass die mögliche Anzahl der Schritte begrenzt ist. Dolby will mit 12 Bits arbeiten, Philips und die BBC mit 10 Bits. Zusätzliche Bildinfos benötigt man für HDR laut den Tests des britischen Programmanbieters dennoch nicht.

Man will sich vielmehr ein Wahrnehmungsphänomen des menschlichen Auges zunutze machen. Denn das Auge nimmt im Dunkeln Helligkeitsunterschiede viel deutlicher wahr als im Hellen. Dies berücksichtigen zwar alle drei HDR-Ansätze und verbrauchen einen großen Teil der verwendbaren Zwischenschritte für die verfeinerte Wiedergabe dunkler Bildanteile. Die BBC stützt sich jedoch als einzige ausschließlich auf die hilfreiche Wahrnehmungseigenheit: Ganz ohne HDR-Zusatzinfos verteilt der Ideengeber die Zwischenschritte einfach neu. Dabei nimmt er in Kauf, dass die Schritte deutlich größer ausfallen, je heller die Schattierungen werden bis hin zu den 5000 Nits. Die ausgeklügelte Verteilung der Schritte führt letztlich dennoch dazu, dass auch in den hellen Bildpartien keine Bildfehler entstehen.

HDR auf Erfolgskurs

Welche dieser Techniken und welche Kurve das Heimkinodasein zukünftig bestimmen wird, ist offen und macht HDR derzeit zum spannenden Diskussionsthema. Denkbar ist dabei, dass verschiedene Ansätze zum Zug kommen. Dolby beginnt gerade, sich in der Hollywood- und Blu-ray-Szene zu etablieren. Die BBC könnte sich unter Umständen bei den TV-Programm-anbietern oder im Streamingbereich durchsetzen.

Zwei wichtige Hürden für eine Vereinheitlichung wurden bereits genommen. Das Normengremium Society of Motion Picture & Television Engineers (SMPTE) hat für Wieder-gabegeräte eine Gammakurve mit 10 Bits Daten-Codierung standardisiert, ohne einen fixen Helligkeitswert festzuzurren. Es gibt jedoch eine Maximalvorgabe, die sich mit 10.000 Nits an Dolby Vision anlehnt. Diese Norm trägt die Bezeichnung ST-2084. Des Weiteren schreibt die Norm vor, dass die ersten 50 Prozent der Helligkeitsschritte im Bereich zwischen 0 und 100 Nits liegen müssen. 25 Prozent folgen zwischen 100 und 1000 Nits. Die restlichen 25 Prozent warten zwischen 1000 und 10.000 Nits auf.

Der zweite wichtige Standard heißt ST-2086 und legt fest, in welcher Form via HDMI die bereits erläuterten Metadaten zur Beschreibung von HDR-Signalen übertragen werden. Nur HDMI-Buchsen mit dem Zusatz "2.0a" beherrschen diese Norm. Für die im nächsten Jahr erwartete UHD-Blu-ray wurden beide Normen übernommen. Unterm Strich können die HDR-Schmieden ihre drei Ansätze im neuen Blu-ray-Standard also wiederfinden. Wie letztlich damit umgegangen wird, muss sich noch zeigen.

Die vorhandenen Unklarheiten spiegeln sich noch im Heimkino wieder. Zwar geben einige TV-Modelle in ihrer Beschreibung an, HDR zu beherrschen. Wie aber "ihr" HDR genau aussieht, erläutern sie nicht. Immerhin gibt Panasonic auf Anfrage an, dass die Elektronik der Spitzen-TVs des Japaners kompatibel mit den beiden Standards ST-2084 und 2086 sei. Das mit eigenen ausgefeilten Messmethoden ermittelte TV-Testergebnis von video überzeugt bereits eindeutig.

Helligkeitsabstufungen

© Weka/ Archiv

Je mehr Helligkeitsabstufungen, desto feiner die Schattierungen der Bilder auf dem TV-Schirm. In der Digitalwelt bestehen Informationen aus Bits. Zwei Helligkeitsabstufungen pro Farbe können mit 1 Informationsbit wiedergegeben werden (obere Zeile). Mit jedem zusätzlichen Bit erhöht sich die Zahl der darstellbaren Helligkeitsstufen pro Farbe. Der HDTV-Standard umfasst 8 Bit und damit 256 Helligkeitsstufen (untere Zeile). Das neue UHD-Format ist mit 10 Bit und daher mit satten 1024 Abstufungen normiert.

Die jeweilige Elektronik reagierte auf die neuen Normen beim Zuspiel entsprechender Bilder prompt und veränderte die Bilddarstellung, indem sie auf eine andere Gammakurve "umschaltete". Dabei passte sie die Helligkeitsdarstellung den individuellen Möglichkeiten des TVs an. Zu erkennen ist, dass eine gelungen feine Auflösung der dunklen Bildanteile fehlende Helligkeitswerte ein Stück weit ausgleichen kann. Insofern können bereits zahlreiche Modelle HDR-Tauglichkeit vorweisen.

Nicht nur Blu-ray und TV-Hersteller, auch Filmdistributoren wie die großen US-Internet-Plattformen für Video on Demand Amazon und Net-flix können es kaum erwarten, mit HDR zu punkten. Mit Amazon haben große Markenhersteller wie Samsung und LG sogar Kooperationen angekündigt. Zur Übertragungsweise liefert Amazon aber noch keine Details. Netflix wiederum gibt im Interview mit video an, dass Dolby-Technik zum Zug kommen soll, was ein hochgestecktes Ziel wäre.

Als TV-Programmanbieter hat sich Sky Deutschland bereits für den Super-Kontrast ausgesprochen. Sky befindet sich nach eigener Aussage in der Testphase. HDR sei im Rahmen der UHD-Einführung ein heißes Thema. Der Regelbetrieb könnte im Laufe des Jahres 2016 starten. So gilt also trotz aller noch offenen Fragen: Freie Bahn für Qualität und neuen Mega-Kontrast!

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