Ultra HD, 4K, UHD, 8k, 2160p, 4320p was ist das?

Die­ser Arti­kel soll einen grund­le­gen­den Über­bli­ck über Ultra HD geben und rele­van­te Sach­ver­hal­te klä­ren, ange­fan­gen von der Ent­wick­lung bis hin zur Ein­füh­rung in Deutsch­land. Des wei­te­ren wer­den die gän­gis­ten Begrif­fe erläu­tert.

Ultra HD

Der Begriff Ultra HD (Ultra High Defi­ni­ti­on, kurz UHD) ist ein digi­ta­les Video­for­mat. Ein­ge­führt wur­de es vom NHK Sci­en­ce & Tech­no­lo­gy Rese­ar­ch Labo­ra­to­ries (For­schungs­zen­trum des öffent­li­chen-recht­li­chen Pro­gramm­ver­an­stal­ters NHK) in Japan und als zukünf­ti­ges Fern­seh­for­mat vor­ge­schla­gen. Die Auf­lö­sung in Pixel ist wie folgt:

  • 3840 x 2160 Pixel (4K)
  • 7680 x 4320 Pixel (8K)

Ins­ge­samt hat man bei 4K also 8.294.400 Pixel und somit die 4-fache Pixel­zahl eines Full-HD-Bil­des. Dies ent­spricht also auch unge­fähr der Auf­lö­sung eines Fotos, das mit einer 8 Mega­pi­xel Kame­ra gemacht wurde.Bei 8K sind es schon 33.177.600 Pixel und somit die 16-fache Pixel­zahl eines Full-HD-Bil­des. Also ca. 33 Mega­pi­xel.

Vergleich 8K, 4K, Full HD, HD und PAL Auflösung

Am 18.10.2012 hat sich die CEA ( Con­su­mer Elec­tro­nic Asso­cia­ti­on) für den Begriff „Ultra High Defi­ni­ti­on (Ultra HD)“ aus­ge­spro­chen. Für Ultra HD gibt es der­zeit noch kein offi­zi­el­les Logo. Digi­tal Euro­pe arbei­tet jedoch seit dem Früh­jahr 2013 dar­an.

4K / 8K

Die­se Bezeich­nun­gen sind von der hori­zon­ta­len Auf­lö­sung mit ca. 4000 bzw. 8000 Pixeln abge­lei­tet. Der Prä­fix „k“ steht dabei für „Kilo“ (Tau­send). Zwi­schen 4K und Ultra HD besteht eigent­li­ch kein Unter­schied. Da der Begriff 4K kür­zer ist und als ers­tes für den neu­en Stan­dard genutzt wur­de, wird die­ser vor­wie­gend in der Bran­che und im Inter­net genutzt.

2160p / 4320p

Im all­ge­mei­nen Sprach­ge­brauch wer­den auch oft die Bezeich­nun­gen 2160p bzw. 4320p – ana­log zu z.B. 720p, 1080i oder 1080p – benutzt. Hin­ter den bei­den Zah­len ver­birgt sich die ver­ti­ka­le Auf­lö­sung des Bil­des. Der Prä­fix „p“ beschreibt die pro­gessi­ve Abtas­tung. Abtas­tung im Zei­len­sprung­ver­fah­ren („i“ für inter­la­ced) fin­det bei Ultra HD nicht­mehr statt.

4K Digital Cinema-Format

Die Auf­lö­sung von 4K-Film­ka­me­ras beträgt in der Regel 4096 x 2160 Pixel und ist somit um 256 Pixel brei­ter als der fest­ge­leg­te UHD Stan­dard. Durch Crop­ping wird die Auf­nah­me dann auf das „Stan­dard­maß“ redu­ziert.

Standardisierung von UHDTV

4K sowie 8K Auf­lö­sung wur­den von den Stan­dar­di­sie­rungs­gre­mi­en ITU (Inter­na­tio­nal Tele­com­mu­ni­ca­ti­on Uni­on) SMPTE (Socie­ty of Moti­on Pic­tu­re and Tele­vi­si­on Engi­neers) über­nom­men und unter dem Begriff: Ultra High Defi­ni­ti­on Tele­vi­si­on (UHDTV) stan­dar­di­siert.

Die ITU ver­wen­det den Begriff UHDTV für 4K und 8K.SMPTE unter­schei­det zwi­schen UHDTV 1 (4K) und UHDTV 2 (8K)

Für bei­de Auf­lö­sun­gen wur­den unter ande­rem fol­gen­de Wer­te fest­ge­legt:

  • Abtast­ras­ter: ortho­go­nal
  • Pixel-Sei­ten­ver­hält­nis: 1:1 (qua­dra­ti­sche Pixel)
  • Bild-Sei­ten­ver­hält­nis: 16:9
  • Bild­wie­der­hol­fre­quenz in Hz: 24, 24/1.001, 25, 30, 30/1.001, 50 ,60, 60/1.001
  • Abtast­ver­hält­nis: 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0
  • Bit­tie­fe in Bit/Pixel: 10, 12

Vorteile für HD- und 3D-TV

Auf lan­ge Sicht wer­den sich Ultra HD-Dis­plays nur mit ent­spre­chen­den nati­ven Ultra HD-Inhal­ten geg­über den HD-Dis­plays durch­set­zen kön­nen. Jedoch schon jetzt bie­ten die ultra-hoch­auf­lö­sen­den Dis­plays einen Mehr­wert für den Zuschau­er:

Hochskalieren – Upscaling

Durch Hoch­s­ka­lie­ren von HD-Pro­gram­men oder Blu-ray Discs im Ultra HD-Dis­play kann bereits eine sicht­ba­re Stei­ge­rung der Bild­qua­li­tät erzielt wer­den. Dabei ist jedoch fest­zu­stel­len, dass die Ergeb­nis­se die­ses Ska­lie­rungs-Pro­zes­ses von Her­stel­ler zu Her­stel­ler unter­schied­li­ch aus­fal­len. Auf­grund der über­schau­ba­ren Anzahl welt­wei­ter Panel-Her­stel­ler steckt zwar in vie­len Ultra HD-Gerä­ten unter­schied­li­cher Anbie­ter das glei­che Dis­play, die umlie­gen­de Tech­nik inkl. des Ska­lie­rers unter­schei­det sich aber von Her­stel­ler zu Her­stel­ler.

Die EBU hat zum Hoch­s­ka­lie­ren Ende Janu­ar 2013 einen Blind-Test durch­ge­führt, bei dem Pro­ban­den unter­schied­li­che Sequen­zen auf einem Ultra HD-Dis­play prä­sen­tiert wur­den. Die Tes­ter sahen dabei kur­ze Clips jeweils zwei­mal hin­ter­ein­an­der in 720p50, 1080i25, 1080p50 oder 2.160p50 (Ultra HD) und soll­ten anschlie­ßend die Qua­li­tät ver­glei­chen. Bei jeder Ses­si­on saßen immer zwei  Test­per­so­nen im Abstand der andert­halb fachen Bild­schirm­hö­he, was dem opti­ma­len Betrach­tungs­ab­stand für Ultra HD-Dis­plays ent­spricht. Zwei wei­te­re Test­per­so­nen saßen im Abstand von 2,7 Metern, der durch­schnitt­li­chen Ent­fer­nung von Fern­se­her in UK-Haus­hal­ten.

Sta­tis­ti­sch gese­hen hat der Test gezeigt, dass die Pro­ban­den von bei­den Posi­tio­nen aus das nati­ve Ultra HDMa­te­ri­al bes­ser bewer­ten als die hoch­s­ka­lier­ten HD-Sequen­zen, aller­dings ist der Qua­li­täts­vor­sprung mar­gi­nal. Dazu muss noch erwähnt wer­den, dass die HD-Sequen­zen durch Run­ter­ska­lie­ren der ori­gi­na­len Ultra HD-Clips gene­riert wur­den und dass die Inhal­te unkom­pri­miert zuge­führt wur­den. Der Test ver­deut­licht so zum einen die Mög­lich­kei­ten des Hoch­s­ka­lie­ren von HD-Inhal­ten auf Ultra HD und zeigt zum ande­ren, dass allein die höhe­re Auf­lö­sung von Ultra HD-Bild­schir­men kei­nen ent­schei­den­den Mehr­wert gene­rie­ren wird, selbst wenn nati­ve Ultra HD-Inhal­te zuge­führt wer­den.

3D in Full-HD

Mit Bli­ck auf das immer wie­der tot­ge­sag­te 3DTV kann die­se höhe­re Auf­lö­sung aber eine ent­schei­den­de Rol­le spie­len, denn sie eli­mi­niert die Schwä­chen des sog. Frame Com­pa­ti­ble For­mat, bei dem durch die „side by side“-Übertragung des lin­ken und rech­ten Bild­si­gnals mit der jeweils hal­ben hori­zon­ta­len Auf­lö­sung am Ende auch nur noch ein hal­bes Full-HD-Bild beim Zuschau­er ankommt. Schaut die­ser zudem noch mit einer pas­si­ven Pola­ri­sa­ti­ons­bril­le 3DTV, dann geht durch die zei­len­wei­se wech­seln­de Dar­stel­lung von L- und R-Bild auch noch die Hälf­te der ver­ti­ka­len Auf­lö­sung ver­lo­ren. Am Ende bleibt ein 3D-Bild in Vier­tel-Full-HD-Auf­lö­sung übrig. Auf­grund der vier­fa­chen Auf­lö­sung von Ultra HD-Dis­plays im Ver­gleich zu Full HD erreicht den Zuschau­er bei glei­chem Betrach­tungs­fall auf einem Ultra HD-Dis­plays vier­mal ein Vier­tel-Full-HD, womit er hier „side by side“ (oder „top and bot­tom“) über­tra­ge­ne 3D-Inhal­te in Full HD genie­ßen kann.

Mehr Tiefe durch Schärfe

Man stellt jedoch auch fest, dass nati­ve Ultra HD-Inhal­te ins­be­son­de­re auf gro­ßen Ultra HD-Dis­plays auch ohne jeg­li­che Form der Ste­reo­sko­pie eine gefühl­te Tie­fe beim Betrach­ter erzie­len kön­nen, was ver­mut­li­ch der höhe­ren Schär­fe und damit der höhe­ren Rea­li­tät der Bil­der geschul­det ist. Unser Gehirn ergänzt dabei offen­sicht­li­ch Tie­fen­in­for­ma­tio­nen durch Erfah­rungs­wer­te und ansons­ten im Bild vor­han­de­ne Hin­wei­se (z.B. Ver­de­ckung).

Ultra HD-Content Gewinnung

Wie bei HDTV gilt auch für Ultra HD: Je bes­ser die Qua­li­tät der Pro­duk­ti­on, desto bes­ser ist auch die Wie­der­ga­be. Das erhöht die Akzep­tanz beim Nut­zer. Bis­her sind jedoch noch recht weni­ge Pro­duk­tio­nen in Ultra HD ver­füg­bar.

Scanning von vorhandenen Filmen

Film­ma­te­ri­al im For­mat 35 mm oder grö­ßer ist zur Erzeu­gung qua­li­ta­tiv hoch­wer­ti­ger Ultra HD-Inhal­te her­vor­ra­gend geeig­net. Das ört­li­che Auf­lö­sungs-Äqui­va­lent von 35 mm-Film liegt nach gän­gi­ger Exper­ten­auf­fas­sung bei 4K Bild­punk­ten hori­zon­tal und ent­spricht somit der ört­li­chen Auf­lö­sung von UHD-1. Film­s­can­ner der füh­ren­den Her­stel­ler sind in der Lage, Film­ma­te­ri­al in der Auf­lö­sung UHD-1 zu digi­ta­li­sie­ren, es sind sogar Scan­ner mit einer ört­li­chen Auf­lö­sung von bis zu UHD-2 ver­füg­bar. Die bis­he­ri­gen Haupt­an­wen­dungs­ge­bie­te der Film­s­can­ner lagen in der Erzeu­gung hoch­auf­lö­sen­der Bild­se­quen­zen für die digi­ta­le Post­pro­duk­ti­on („Digi­tal Inter­me­dia­te“) bezie­hungs­wei­se in der Erzeu­gung von hoch­qua­li­ta­ti­vem Archiv­ma­te­ri­al.

Mit der Gene­rie­rung von Ultra HD-Inhal­ten aus ana­lo­gem Film­ma­te­ri­al wird ein neu­es Anwen­dungs­ge­biet für das Film­s­can­ning hin­zu­kom­men: Über einen hoch­qua­li­ta­ti­ven Scan-Vor­gang kann exis­tie­ren­des 35-mm- oder 70-mm-Bild­ma­te­ri­al in Ultra HD-Bild­se­quen­zen umge­setzt und mit weni­gen Nach­be­ar­bei­tungs­schrit­ten (z.B. Pan&Scan und Crop­ping) unmit­tel­bar für die Ultra HD-Dis­tri­bu­ti­on genutzt wer­den. Auf­grund der tech­ni­schen Eigen­schaf­ten der Scan­ner kön­nen die Inhal­te dabei optio­nal mit einer Farb­auf­lö­sung ( >= 12 bit pro Farb­wert) erzeugt wer­den, die sogar für HDR (High Dyna­mic Range)-Anwendungen geeig­net ist.

Mit Ultra HD wird es somit erst­mals mög­li­ch sein, die vol­le Auf­lö­sung des Ana­log­films in die Wohn­zim­mer der Zuschau­er zu trans­por­tie­ren.

Film-Produktion in Ultra HD

Die Anfor­de­run­gen an die Pro­duk­ti­on von Fil­men für UHD-1 sind ver­gleich­bar mit Anfor­de­run­gen an die Pro­duk­ti­on von Fil­men für das 4K-Digi­tal Cine­ma-For­mat. 4K-Mate­ri­al für Digi­tal Cine­ma wird der­zeit mit einer Bild­wech­sel­fre­quenz von 24 fps (nor­mal), 25 fps (optio­nal) oder 30 fps (maxi­mal) pro­du­ziert. Für TV-Pro­duk­tio­nen könn­te, wenn kei­ne Kino-Aus­wer­tung vor­ge­se­hen ist, auch eine Bild­wech­sel­fre­quenz von 50 Hz , 100 Hz oder 120 Hz ver­wen­det wer­den, wenn es sich um pro­gres­si­ve Bild­über­tra­gung han­delt.

Der Work­flow für die 4K-Film­pro­duk­ti­on ist eta­bliert und Stand der Tech­nik. Im Work­flow der 4K-Post­pro­duk­ti­on für Kino­fil­me wird typi­scher­wei­se durch­ge­hend mit unkom­pri­mier­tem Bild­ma­te­ri­al, aus­ge­hend von den „Raw“-Daten der Kame­ras, gear­bei­tet. Auf­grund der deut­li­ch nied­ri­ge­ren Dis­tri­bu­ti­ons­bi­tra­te bei der TV-Ver­brei­tung (z.B. 20 Mbit/s mit H.265/HEVC bei der TV-Aus­strah­lung im Ver­gleich zu 250 Mbit/s mit JPEG2000 bei D-Cine­ma) ist dies bei rei­nen UHD-1-TV-Pro­duk­tio­nen nicht erfor­der­li­ch. In der UHD-1-Film­pro­duk­ti­on ist daher der Ein­satz einer mode­ra­ten Intraf­rame-Kom­pres­si­on eine Opti­on zur Redu­zie­rung des Spei­cher­be­darfs und damit zur Kos­ten­sen­kung. Die ört­li­che Auf­lö­sung der 4K-Film­ka­me­ras beträgt in der Regel 4.096×2.160 Bild­punk­te, die durch Crop­ping auf UHD-1 redu­ziert wer­den kann. Bei der Auf­nah­me muss dabei eine ent­spre­chen­de „Safe Area“ beach­tet wer­den.

Live-Produktion in Ultra HD

Am Anfang jeder Pro­duk­ti­ons­ket­te steht die eigent­li­che Pro­duk­ti­on der Inhal­te. Die­se gilt ver­ständ­li­cher­wei­se auch bei Ultra HD. In Bezug auf eine Live-Pro­duk­ti­on in Ultra HD sieht man sich der­zeit jedoch noch mit einer Rei­he von Her­aus­for­de­run­gen kon­fron­tiert, die sich im Wesent­li­chen aus der Tat­sa­che ablei­ten, dass nun auf­grund u.a. der höhe­ren Auf­lö­sung, des durch­weg pro­gres­si­ven For­mats und der erhöh­ten Bit­tie­fe von min­des­tens 10 bit eine deut­li­che höhe­re Daten­men­ge anfällt, als dies bis­her bei HD-Pro­duk­tio­nen der Fall ist. Wo heu­te noch ein 1080i25-Signal (4:2:2) mit 8 bit und ins­ge­samt etwa 0,83 Gbit/s pro­blem­los über eine HD SDI-Glas­fa­ser­lei­tung vom Sta­di­on ins Broad­cast Ope­ra­ti­ons Cen­ter (BOC) gelei­tet wer­den kann, fal­len bei 2160p50 (4:2:2) mit 10 bit nun bereits 8,3 Gbit/s und damit die zehn­fa­che Daten­men­ge an. Die­se lässt sich nur noch über eine Bün­de­lung meh­rer Lei­tun­gen ins BOC ver­schi­cken, was einen erhöh­ten Auf­wand und natür­li­ch auch höhe­re Kos­ten mit sich bringt. Dabei sind die­se pro­fes­sio­nel­len Schnitt­stel­len noch nicht in allen Fäl­len stan­dar­di­siert.
Neue Fernsehkonzepte vorgestellt in Ultra HD auf dem Tecwatch Forum

Ähn­li­che Pro­ble­me ent­ste­hen schon bei der Signal­ver­tei­lung von der Ultra HD-Kame­ra zum Ü-Wagen, der wie­der­um heu­te noch nicht Ultra HD-taug­li­ch ist und daher ent­spre­chen­de Signa­le nur mit Hil­fe von Work­a­ro­unds ver­ar­bei­ten kann, bei denen z.B. im Bild­mi­scher vier HD-Kanä­le zu einem Ultra HD-Kanal gebün­delt wer­den, wodurch natür­li­ch auch die Gesamt­ka­pa­zi­tät des Mischers auf ein Vier­tel sinkt. Nicht nur bei der Ver­tei­lung berei­tet die erhöh­te Daten­men­ge Kopf­zer­bre­chen, auch jeg­li­che kurz­fris­ti­ge Spei­che­rung (z.B. für Zeit­lu­pen und Wie­der­ho­lun­gen) als auch lang­fris­ti­ge Archi­vie­rung erfor­dert natür­li­ch erhöh­te Kapa­zi­tä­ten und stei­gert damit die Kos­ten.

Sky orga­ni­sier­te als bis­her ein­zi­ger Broad­cas­ter in Deutsch­land meh­re­re Ultra HD-Test­pro­duk­tio­nen, um Erfah­run­gen auf die­sem neu­en Gebiet zu sam­meln. In Zusam­men­ar­beit mit der Kro­pac Media GmbH aus Ingol­stadt wur­den Test­auf­nah­men von Fuß­ball­spie­len mit einer Ultra HD-Kame­ra durch­ge­führt und anschlie­ßend in der Post­pro­duk­ti­on ent­spre­chen­de Trai­ler erstellt. Dabei ist zu beach­ten, dass bei die­sen ers­ten Tests zunächst die Inhal­te-Akqui­rie­rung im Vor­der­grund stand. Eine Pro­duk­ti­on aus heu­ti­ger Sicht mit einem Live-Kame­ra­sys­tem sowie die nach­fol­gen­den Schrit­te der Kont­ri­bu­ti­on und Dis­tri­bu­ti­on in der Pro­duk­ti­ons­ket­te sind der­zeit noch nicht mög­li­ch, da es weder Infra­struk­tur gibt, noch ent­spre­chen­de Ultra HD-Tech­nik für die gesam­te Ket­te ver­füg­bar ist.

Ultra HD Übertragung

Die vier­fa­che Auf­lö­sung von Ultra HD im Ver­gleich zu Full HD bedeu­tet natür­li­ch auch, dass sich die zu über­tra­ge­ne Daten­men­ge in der Akqui­si­ti­on der Inhal­te ver­vier­facht. In der Pro­duk­ti­on und Post-Pro­duk­ti­on, wo in der Regel mit den unkom­pri­mier­ten Daten gear­bei­tet wird, erzeugt die­se gewal­ti­ge Band­brei­ten-Explo­si­on schon gro­ße Her­aus­for­de­run­gen, doch spä­tes­tens bei der Über­tra­gung der Inhal­te zum Kon­su­men­ten spielt auch die Wirt­schaft­lich­keit der Aus­strah­lung eine ent­schei­den­de Rol­le. Hier kom­men im Bereich des digi­ta­len Fern­se­hens seit jeher Kom­pres­si­ons­ver­fah­ren zum Ein­satz, wel­che die Bitra­te des zu über­tra­ge­nen Signals in gro­ßem Maße redu­zie­ren, bei – idea­ler­wei­se – kei­nen oder nur gerin­gen sicht­ba­ren Ver­lus­ten in der Bild­qua­li­tät.

Nach MPEG-2 in den Anfangs­ta­gen der digi­ta­len TV-Über­tra­gung hat sich mit Ein­füh­rung von HDTV im Wesent­li­chen H.264/AVC durch­ge­setzt. Mit Ultra HD deu­tet sich nun die Ein­füh­rung des neu­en Stan­dards H.265/HEVC an, der gegen­über sei­nem Vor­gän­ger eine Effi­zi­enz­stei­ge­rung von etwa 50% errei­chen soll. Ver­ein­facht aus­ge­drückt erreicht man dadurch, dass sich die Band­brei­te für die Über­tra­gung von Ultra HD-Inhal­ten „nur“ ver­dop­pelt, obwohl sich die ursprüng­li­che Daten­men­ge ver­vier­facht hat. 

Auch wenn die Imple­men­tie­rung des rela­tiv jun­gen HEVC-Stan­dards noch in den Kin­der­schu­hen steckt, sowohl Encoder- als auch Deco­der-sei­tig, so lässt sich bereits aus­sa­gen, dass es kei­ne tech­ni­schen Hin­der­nis­se gibt, die gegen die Ein­füh­rung von HEVC für die Über­tra­gung von Ultra HD-Diens­ten spre­chen wür­den. Einer Ver­brei­tung ent­spre­chen­der Ange­bo­te über Satel­lit und/oder Kabel steht damit theo­re­ti­sch nichts im Wege, allein es schei­tert der­zeit noch an der Ver­füg­bar­keit von HEVC-Echt­zeit-Encodern, auch HEVC-Deco­der-Chip­sets für die Nut­zung in ent­spre­chen­den Recei­vern sind der­zeit noch in einem frü­hen Sta­di­um. Auch der Ver­brei­tungs­weg IP eig­net sich für die Über­tra­gung von Ultra HD-Inhal­ten und es gibt nicht weni­ge, die der Mei­nung sind, dass sich. UHDTV Ange­bo­te über IPTV am schnells­ten ein­zu­füh­ren sei­en. Solan­ge aller­dings HEVC-Echt­zeit-Enco­ding noch nicht ver­füg­bar ist und sich damit Live-Ange­bo­te vor­er­st nicht erstel­len las­sen, wäre durch­aus denk­bar, dass ein ers­ter Schritt in Rich­tung Ultra HD über Abruf-Diens­te (z.B. Media­the­ken) erzielt wer­den kann, beim dem vor­ab HEVC-codier­te Inhal­te über IP ver­trie­ben wer­den.

Ultra HD Receiver

Die Ein­füh­rung von UHDTV wird zunächst aller Vor­aus­sicht nach mit Hil­fe von geeig­ne­ten Set-top-Boxen umge­setzt. Dies hat im Wesent­li­chen zwei Grün­de:

  1. Wie schon bei der Ein­füh­rung von HDTV wer­den auch bei der Markt­ein­füh­rung von UHDTV die Pay-TV-Anbie­ter die Vor­rei­ter sein. Die­se set­zen im gro­ßen Stil Set-top-Boxen ein, die ihr Benut­zer-Inter­face und Con­di­tio­nal Access Sys­tem beinhal­ten. Auf der ande­ren Sei­te sind sie dadurch auch in der Lage, neue Sys­te­me in der Anfangs­pha­se rela­tiv fle­xi­bel zu unter­stüt­zen.
  2. Da TV-Gerä­te mit gro­ßen Dia­go­na­len heut­zu­ta­ge immer noch eine Inves­ti­ti­on dar­stel­len, haben sie Lebens­dau­ern im Bereich von 10 Jah­ren. Die Imple­men­tie­rung von einem neu­en Fern­seh­sys­tem wird also erst dann erfol­gen, wenn ein Sys­tem aus­ge­reift und im Markt eta­bliert ist.

Obwohl ers­te Über­tra­gungs­ver­su­che on air sind und damit zu rech­nen ist, dass inno­va­ti­ve Pay-TV-Betrei­ber ers­te (Test-)Services schon bald star­ten könn­ten, sind noch bei Wei­tem nicht alle Para­me­ter des kom­men­den UHDTV aus­dis­ku­tiert und in Stan­dards fest­ge­legt. Auch müs­sen die Chip-Kon­zep­te für die benö­tig­ten Algo­rith­men unter den dann getrof­fe­nen Ver­ein­ba­run­gen opti­miert wer­den, um markt­fä­hi­ge Gerä­te ent­wi­ckeln und pro­du­zie­ren zu kön­nen.

Ultra HD Displays

Seit Som­mer 2013 läuft nach und nach auch der Ver­trieb der Ultra HD-Dis­plays in Deutsch­land an – die­se Gerä­te sind aller­dings für die meis­ten Kon­su­men­ten noch deut­li­ch zu teu­er. Es wird noch meh­re­re Jah­re dau­ern, bis eine ent­spre­chend gro­ße Pro­duk­ti­ons­stück­zahl die Prei­se deut­li­ch sin­ken las­sen wird. Die Bild­schirm-Dia­go­na­len vari­ie­ren zwi­schen dem Heim­ki­no-Traum von 85 und 110 Zoll (2,16 m und 2,80 m) sowie den wohn­zim­mer­taug­li­che­ren 55 und 65 Zoll (1,40 m und 1,65 m Dia­go­na­le).

Die offen­sicht­lichs­te Neue­rung des Ultra HD-Stan­dards ist die deut­li­ch ver­grö­ßer­te Bild­auf­lö­sung. Die enor­me Men­ge an Bild­in­for­ma­ti­on führt in Abhän­gig­keit der nati­ven Auf­lö­sung und Pixel­dich­te des Bild­schirms vor allem bei sta­ti­schen Sze­nen zu einer signi­fi­kan­ten Ver­bes­se­rung der Schär­fe- und Detail­wie­der­ga­be. Neben der ver­bes­ser­ten Bild­auf­lö­sung beein­druckt der Ultra HD-Stan­dard dar­über hin­aus mit einer Erhö­hung der Quan­ti­sie­rung auf bis zu 12 bit zur Kon­trast­ver­bes­se­rung, einer Ver­grö­ße­rung des dar­stell­ba­ren Farb­raums und einer extrem hohen Bild­wie­der­hol­fre­quenz von bis zu 120 Hz.

Neben den bereits genann­ten Ver­bes­se­run­gen (bril­lan­te Video­bil­der mit extrem hoher Detail­auf­lö­sung), bie­tet das Ultra HD-Video­for­mat wei­te­re ent­schei­den­de Vor­tei­le gegen­über HDTV. Auf­grund der hohen Pixel­dich­te der ent­spre­chen­den Bild­schir­me kann bei­spiels­wei­se der emp­foh­le­ne Betrach­tungs­ab­stand bei UHD-1 gegen­über dem HDTV-Stan­dard hal­biert wer­den (und bei UHD-2 beträgt er nur noch ein Vier­tel). Die damit ver­bun­de­ne Ver­brei­te­rung des Betrach­tungs­win­kels bewirkt eine Stei­ge­rung der Immer­si­vi­tät und damit ein tie­fe­res emo­tio­na­les Ein­tau­chen in das Seh­er­leb­nis.

Ultra HD-Dis­plays erlau­ben dar­über hin­aus die simul­ta­ne Anzei­ge von gro­ßen Bild­da­ten­men­gen. Im Bereich der kom­mer­zi­el­len Anwen­dun­gen ist dies bei­spiels­wei­se für Flug­lot­sen oder für Kli­ma­for­scher inter­es­sant, da die­sel­be Bild­punk­te­men­ge son­st mit­tels vier HDTV-Moni­to­ren zusam­men­ge­setzt wer­den müss­te – inklu­si­ve stö­ren­der Dis­play­rän­der. Im pri­va­ten Umfeld ermög­li­chen Ultra HD-Bild­schir­me die Betrach­tung der eige­nen Digi­tal­fo­tos in bis­lang uner­reich­ter Qua­li­tät, da anstatt der 2 Mega­pi­xel des HDTV-Stan­dards nun 8 (UHD-1), bzw. 33 Mega­pi­xel (UHD-2) zur Ver­fü­gung ste­hen.

Die zukünf­ti­ge Wei­ter­ent­wick­lung auf dem Gebiet der Ultra HD-Bild­schir­me im Heim­be­reich wird von den Her­stel­lern und Dienst­leis­tern auf ver­schie­de­nen Ebe­nen vor­an­ge­trie­ben. Zunächst müs­sen ent­spre­chen­de Pro­duk­ti­ons­ka­pa­zi­tä­ten bereit­ge­stellt wer­den. Die Her­stel­ler der TV-Gerä­te wer­den ver­su­chen, Ultra HD-Gerä­te zu markt­fä­hi­gen Prei­sen anbie­ten zu kön­nen. Dies wird ein ent­schei­den­der Fak­tor sein, um die­je­ni­ge kri­ti­sche Mas­se von Kon­su­men­ten zu errei­chen, ab der die ver­schie­de­nen Geschäfts­mo­del­le ren­ta­bel sein wer­den.

Einführung von Ultra HD in Deutschland

Kurz gesagt wird sich die Ein­füh­rung von Ultra HD-Ange­bo­ten nicht so unmit­tel­bar bewerk­stel­li­gen las­sen, wie es die frü­he Ver­füg­bar­keit von ent­spre­chen­den Dis­plays sug­ge­riert. In die­ser Hin­sicht gibt es Par­al­le­len zur Ein­füh­rung von HDTV als die CE-Her­stel­ler auch zu einem Zeit­punkt mit hoch­auf­lö­sen­den Dis­plays in den Markt dräng­ten, als die Inhal­te­an­bie­ter noch gar nicht in der Lage waren, ent­spre­chen­de Pro­gram­me in HDTV-Auf­lö­sung zu ver­brei­ten. Und wäh­rend so man­che Sen­de­an­stalt noch mit der Umstel­lung auf HDTV beschäf­tigt ist, ent­steht durch die zuneh­men­de Prä­senz von Ultra HD-Dis­plays nun bereits Druck in Bezug auf eine wei­te­re Auf­rüs­tung der Pro­duk­ti­ons- und Dis­tri­bu­ti­ons­we­ge.

Doch gen­au hier fin­det man die Pro­ble­me und Schwach­stel­len, die einen eben­so zügi­gen Start von Ultra HDAnge­bo­ten der­zeit noch ver­hin­dern oder zumin­dest ver­lang­sa­men. Führt man sich den Signal­fluss von der (Live-)Produktion über die Post-Pro­duk­ti­on und Dis­tri­bu­ti­on bis hin zum End­kun­den vor Augen, so stellt man fest, dass die­se Ket­te zum jet­zi­gen Zeit­punkt noch nicht geschlos­sen ist. Zum einen fehlt es an geeig­ne­ten­Pro­duk­ti­ons­tech­ni­ken z.B. im Bereich von Live-Sport-Ereig­nis­sen, zum ande­ren sind eini­ge Schnitt­stel­len noch nicht für den Durch­fluss der auf­grund der höhe­ren Auf­lö­sung enorm gestie­ge­nen Daten­men­ge gerüs­tet. In Teil­be­rei­chen kann man sich hier mit Work­a­ro­unds behel­fen, mit­tel- bis lang­fris­tig müs­sen die­se jedoch durch ent­spre­chen­de neue Stan­dards abge­löst wer­den. Und auch das letz­te Stück der Ket­te, die Über­tra­gung vom Inhal­te­an­bie­ter zum Kon­su­men­ten, benö­tigt noch Zeit. Zwar wur­de mit HEVC die Grund­la­ge geschaf­fen, die sehr viel grö­ße­ren Daten­men­gen von Ultra HD effi­zi­ent und wirt­schaft­li­ch sinn­voll zu enco­die­ren und zu ver­sen­den, aller­dings ist die Imple­men­tie­rung die­ses neu­en Stan­dards noch in Arbeit, sowohl auf der Deco­der-Sei­te (also im Recei­ver) als viel­mehr noch im Encoder, der sich der­zeit noch ein gutes Stück von einem Echt­zeit-Betrieb ent­fernt sieht.

Ultra HD „Massenmarkt“ erst ab 2023?

Eine von SES in Auf­trag gege­be­ne Stu­die von IHS zum The­ma Ultra High Defi­ni­ti­on vom April 2013 kommt zu dem Schluss, dass ein kom­plet­tes tech­ni­sches Öko­sys­tem erst im Jahr 2017 exis­tiert, wel­ches dann einen kom­mer­zi­el­len Mas­sen­markt mit Ultra HD ab 2023 ermög­li­chen wür­de. Die Stu­die zieht dabei eben­falls Par­al­le­len mit der Ein­füh­rung von HDTV und wirft außer auf die oben bereits erwähn­ten Pro­duk­ti­ons- und Dis­tri­bu­ti­ons­be­rei­che auch einen Bli­ck auf die Markt­durch­drin­gung mit Ultra HD-Dis­plays.

Wie schon bei HDTV dürf­ten auch beim Start von Ultra HD die Pay-TV-Anbie­ter dann die­sen ers­ten Schritt machen. Bis dahin wer­den sport­li­che Groß­er­eig­nis­se wie die Fuß­ball-Welt­meis­ter­schaft in Bra­si­li­en im Som­mer 2014 sowie die Olym­pi­schen Som­mer­spie­le in Rio de Janei­ro als auch die Fuß­ball-Euro­pa­meis­ter­schaft in Frank­reich im Jahr 2016 die Trei­ber für wei­te­re Ent­wick­lun­gen sein und gleich­zei­tig Mög­lich­kei­ten für Test­aus­strah­lun­gen und Ultra HD-Demo­ka­nä­le bie­ten. Dabei muss der Markt Schritt für Schritt eine Balan­ce fin­den zwi­schen dem, was sich der Kun­de von Ultra HD wünscht bzw. erwar­tet und dem, was zum jewei­li­gen Zeit­punkt tech­ni­sch mach­bar ist.

Auch IP-basier­tes Video On Demand (VOD) ist mit Ultra HD-Inhal­ten heu­te bereits mög­li­ch und ver­füg­bar. Auf der Video­platt­form YouTube z.B. ste­hen schon zahl­rei­che Inhal­te in Ultra HD bereit, die mit Hil­fe eines PCs mit 4K-Gra­fik­kar­te über HDMI an einem Ultra HD-Dis­play betrach­tet wer­den kön­nen. Mit Smart TVs in Ultra HDAuf­lö­sung ist dies dann auch ohne den zusätz­li­chen PC mög­li­ch. Sony bie­tet für sei­ne Ultra HD-Dis­plays in Form des Sony 4K Ultra HD Media Play­ers (der­zeit nur in den USA) ein tech­ni­sch ähn­li­ches Pro­dukt bereits kom­mer­zi­ell an, das zehn Hol­ly­wood-Fil­me in hoher Auf­lö­sung beinhal­tet, die in Kür­ze auch über Down­load ergänzt wer­den sol­len. Ande­re Her­stel­ler und Anbie­ter pla­nen ähn­li­che Diens­te.

Für den tech­nik­in­ter­es­sier­ten Medi­en­fan ermög­licht Ultra HD daher bereits jetzt den Ein­stieg in eine neue Bil­der­welt mit grö­ße­ren Bild­schir­men, höhe­ren Auf­lö­sun­gen und ver­bes­ser­ter Bild­qua­li­tät. Dabei wird die neue Tech­no­lo­gie erst mit der Ver­füg­bar­keit von Ele­men­ten wie erwei­ter­tem Farb­raum, höhe­rem Kon­trast­be­reich, höhe­ren Frame­ra­ten und einem dem ver­bes­ser­ten Bild­ein­druck ent­spre­chen­den erwei­ter­ten Audio-Sur­round-Sys­tem sei­ne Vor­tei­le gänz­li­ch aus­spie­len kön­nen und erhöh­te Rea­li­tät und Immer­si­vi­tät bie­ten. Damit ist mit­tel­fris­tig nicht vor 2017 zu rech­nen, wobei ers­te UHDTV-(Test-)Ausstrahlungen bereits 2014/2015 begin­nen dürf­ten.

Quel­le: Deut­sche TV-Platt­form Whi­te-Book Bey­ond HD 2013