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| Neue Technologie von NXP (Phillips) beseitigt Bildmängel von Spielfilm bzw. progressiver Aufnahme |
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Das Bildruckeln (Motion Judder ode Shutter) bei progessiver Vollbildaufnahme von Spielfilm ist den meisten nicht wirklich bewußt, stellt aber einen Mangel dar, weil es die Wahrnehmung behindert, weil scharfe Objektkanten von Bild zu Bild zu weit springen und nicht "fließen", was unnatürlich ist (wenn man den Kopf dreht, passiert das nicht). Das Ruckeln entsteht, weil die 24 Bilder pro Sekunde keine immer ausreichende Bewegungsauflösung liefern. Man kann sagen, dass man sich diesen technisch und kostenmäßig bedingten Mangel bei Film im Laufe der Zeit in der Filmindustrie schöngeredet hat. Angefangen hat man mit 16 Bildern, 48 Bilder/s hat man öfters versucht, aber entweder wurden die Rollen so groß, dass der Kameramann die schwere Kamera nicht mehr schultern konnte oder die mögliche Drehzeit pro Filmrolle zur kurz wurde. Auch die Distribution solcher Filme war viel zu teuer (zu schwer, zu groß, doppelt soviel Material und Kopierwerkskosten etc.) Der größte Teil bei Spielfilmen ist aber relative unbewegt, weil er aus Dialogszenen besteht, wo die Darsteller meist sehr nah und groß mit wenig Schärfentiefe gut abgehoben vom Hintergrund zu sehen sind. Auch bei tolaleren Einstellungen wird bei Spielfilm mit geringerer Schärfentiefe gearbeitet, sodass wenig oder keine scharfen Kanten vorhanden sind, die von Bild zu Bild springen. Also je mehr Unschärfe, desto weniger Bildelemente können Ruckeln. Achten sie mal bei Kameraschwenks nicht auf die Bildmitte (den Darsteller), sondern auf die Bildränder bzw. auf scharfe Elemente im Bildhintergrund. Dann fällt der Mangel drastisch bei fast jeder Bewegung auf. Wenn man erst mal gelernt hat, diesen Mangel bewußt wahrzunehmen, kann er einem das Anschauen von Spielfilmen auf großen Fernsehern zu Hause ganz schön verleiden, erst recht im Kino. Je größer das Bild, desto leichter die Wahrnehmung dieses Mangels.
Bei Spielfilm bzw. 35mm Produktionen versucht man zwar mit den "Schwenkregeln" die Kamerabewegungsgeschwindigkeit soweit zu reduzieren, dass das Ruckeln vermieden wird. Aber diese Schwenkregeln kennen viele TV-/Video-Kameramänner nicht, weil bei Videokameras mit 50 (Halb-)Bildern pro Sekunde gedreht wird, also mehr als doppelt so viel Bewegungsauflösung als bei Spielfilm. Die Folge ist, dass seit mit der Einführung von HDTV-Kameras im Profi-Bereich die Kameras wie bei 35mm Film auch mit 24 oder 25 Vollbildern/pro gedreht werden kann, das Bildruckeln zum massiven Problem wird. Da zudem bei TV-Produktionen meist mit Objektiven gedeht wird, die eine sehr hohe Schärfentiefe haben, gerne mit Weitwinkel besonders für Dokumentarfilme gedreht wird: wo dann praktisch alles scharf ist, wird das Bildruckeln drastisch erhöht. Das geht soweit, dass die Bilder unbrauchbar werden und die Kameraleute entsetzt die Geräte zum Händler zuückgeben oder wieder mit 50i also mit 50 Halbbildern pro Sekunde drehen (wenn die Kamera das kann), weil sie sich unfähig fühlen, mit der reduzierten Bildrate (Bewegungsauflösung) umzugehen, also ihren Drehstil anzupassen. Dann wird auch gerne von Redaktueren bzw. Regisseuren in der Fernsehbranche in der Postproduktion (also beim Schnitt des Beitrages) verlangt, aus dem TV-Material mittels Stroboskop-oder Motioneffekten einen quasi "Filmlook" zu generieren. Also aus dem 50i-Material (50 Halbbilder/S) 25p-Bilder (25 Vollbiilder) zu machen. Dabei unterliegt man dem fatalem Irrglauben, das man mittels Bildruckeln der viel höheren bildlichen Qualität von 35mm Spielfilmproduktionen nahe kommen könnte. Die visuell höhere Qualität von Spielfilm kommt aber von dem drastisch höheren Personal und Kostenaufwand, der in Licht, Setdesign, Maske, geringe Schärfentiefe mittels teurer Objektive usw. entsteht. Ein weitere Faktor wird dabei von Fernsehmachern unterschätzt: die Bildgröße von einen durchschnittlichen Fernseherbild ist meist zu klein, um das Phänomen am Fernseher gut zu sehen. Also je größer das Bild, desto stärker wird dieser Mangel wahrnehmbar. In Zukunft werden aber die Bildschirme beim Zuschauer zuhause wesentlich größer und daher wird das Problem für die Masse relevant. Da die meisten auch recht selten ins Kino gehen, und nicht gelernt haben, das Phänomen bewußt wahrzunehmen, hat sich das Problem auch noch nicht wirklich rumgesprochen. Weder beim Zuschauer noch bei den Fernsehmachern. Nun wird die TV-Geräte Industrie das Problem abschaffen. Die ganze Mühe, die ungebildete TV-Macher investieren, durch Bildruckeln die Wertigkeit ihres TV-Filmes vermeintlich zu steigern und es damit besonders für die großen LCD-TVs eigentlich schlechter machen, wird von den zukünftigen HDTV-Displays dann wieder gut gerechnet. Es ist nur seltsam, dass es die TV-Geräteindustrie schafft, sich über die Wahrnehmungspsychologie korrekt zu informieren und damit Technik zu erfinden, die die Wahrnehmung verbessern aber sich viele Inhalteproduzenten im TV-Bereich nicht dem gleichen Ziel verpflichtet scheinen. Nun das liegt sicher daran, dass man es sich als TV-Macher leisten kann, durchaus auch technisch mangelhaftes Material abliefern und senden zu lassen, aber ein TV-Gerätehersteller verkauft nur gut, wenn das Bild auf seinem Gerät besser aussieht als das des Konkurrenten.
Wie funktioniert diese neue Technik?:
Dabei vergleicht der Bildprozessor einfach zwei aufeinanderfolgende Bilder und berechnet, wie groß die Entfernung einer Objektkante von Bild zu Bild ist. Dann wird berechnet, wo diese Kante bei der entsprechenden Zahl von neuen Zwischenbildern in einen der neuen Bilder stehen müsste. Also wird durch diese vektorbasierte Bildneuberechnung die Bewegungsauflösung bis auf 120 Bilder pro Sekunde erhöht und damit erstmals die tatsächliche Grenzauflösung von ca. 90Hz des menschlichen Auges übertroffen. Das führt auch zu anderen Wahrnehmungsverbesserungen. Z.B. werden bewegte Schriften oft mit einem Schmier- oder Haloeffekte wahrgenommen. Das liegt nur zum Teil an der Trägheit von LCD-Panels. Aber selbst Panels mit nur 8 ms Trägheit könnnen bestimmte Laufschriften nicht scharf darstellen, wenn die Bewegungsauflösung fehlt. Die fehlt insbesondere bei 1080i50 (alle HDTV-Sender zur Zeit in Europa) oder 576i50 (SD, alle herkömmlichen PAL-Sender) gesendetem Material, weil alle LCD-TVs das Bild von 50 Halbbildern/s auf 25 Vollbilder/s herunterrechnen müssen (Deinterlacing), weil sie nur progressive Vollbilder darstellen können. Solche Bilder ruckeln zwar weniger als gleich progressiv aufgenommene Bilder, weil dabei eine Art Bewegungsunschärfe reinkommt, die einer 35mm Filmbildaufnahme ähnlich kommt. Aber sieht dennoch schlechter aus, als 50i auf einer herkömmlichen Bildröhre, die alle 50 Bilder zeigt. Daher wollen die ARD und das ZDF auch in Zukunft übergangsweise HDTV mit 1280x720 bei 50p also mit 50 Vollbildern/s starten, bis man in der Produktion mit 1080p50 kosteneffektiv produzieren kann. Was zur Zeit technisch unmöglich ist. Also wird entweder mit 1280p50 gedreht und gesendet oder mit 1080i50 gedreht und das auf 1280p50 heruntergerechnet bevor es auf Sendung kommt. Dann rechnet der Fernseher 1280p100 oder 1280p120 oder 1080p100 oder 1080p120 daraus. Dann sind zwar noch nicht alle glücklich, aber fast.
Die neue Technik von NXP ist zwar erst 2008 für Bildschirmhersteller verfügbar, aber SAMSUNG hat jetzt schon Geräte ab ca 1500€ auf dem deutschen Markt. Alle neuen 100Hz LCD-TVs von SAMSUNG können das Bildruckeln perfekt herausrechnen. Im übrigen: in Japan kauft keiner mehr Geräte, die das nicht können. Da wir in Deutschland der HDTV-Entwicklung aber mehrere Jahre hinterherhängen, bekommen wir auch nur den "Abfall" der anderen großen Märkte teuer verkauft. Und damit meist nur die Geräte, die in anderen Märkten nicht mehr absetzbar wären. Auf der IFA hat sich gerade zu dem Thema der Chef von Sharp geäußert und die Haltung der deutschen Sender zum Thema HDTV-Umstellung als "pomadig" bezeichnet. Denn die Zurückhaltung bei der HDTV-Umstellung und dem HDTV-Angebot bremst natürlich auch den Verkauf der neuesten TV-Geräte. Wenn man das beschleunigen wollte, müßte man erst einmal die Ausbildungsqualität bei den Fernsehmachern steigern. Denn alle Inhalte die jetzt in SD mittels Halbbildduplizierung oder anderer Methoden auf 25p herunter gerechnet wurden, werden auf großen Displays trotz der Bildneuberechnung schlecht aussehen, weil das Bild besonders durch Halbbildduplizierung etwa 50% an Auflösung verliert, demgegenüber hat dann ein FullHD-TV-Gerät die 8 fache Auflösung. SD-Inhalte mit 50% Pal Auflösung schauen dann unerträglich mies aus mit riesigen Treppen in allen Kanten. Auf herkömmlichen Fernsehern fällt das noch nicht auf, weil die meistens nur 50-70% Pal-Auflösung haben. Aber FullHD-TV-Geräte haben tatsächlich 1920x1080, da rächt sich jeder Mangel drastisch.
Hier nun die Hersteller Information:
Die Technologie des neuen Video-Postprozessors Nexperia™ PNX5100 von NXP kombiniert Funktionen für Movie Judder Cancellation (MJC), Bewegungsschärfe (Motion Sharpness) und Vivid Color Management. Sichtbare Halo- und Unschärfe-Effekte bei schnellen Bildszenen werden dadurch erfolgreich beseitigt. Der Zuschauer kann Sportübertragungen und Actionfilme zukünftig in besserer Bildqualität genießen. Die Motion Accurate Picture Processing (MAPP) Technologie von NXP nutzt ein revolutionäres Upconversion-Verfahren in Verbindung mit einer über drei Bildausschnitte arbeitenden HD Movie Judder Cancellation für flimmerfreien Empfang und einer Full Motion kompensierten Upconversion auf 1920x1080p @ 120 Hz. Die automatische Bildkontrolle (APC) passt sich dynamisch den Verarbeitungsparametern an, um eine optimale Verbesserung bei jedem Bildausschnitt zu erreichen. Mit dem PNX5100 von NXP können die TV-Hersteller die neuesten Geräte mit einer Auflösung von 1920x1080p @ 120 Hz und großem Farbumfang einsetzen und somit höchste Bildschärfe, brillante Farben, hohe Bewegungsschärfe und hohen Kontrast erreichen. "Verschwommene Bilder auf großen HDTV-Geräten sind ein stetes Ärgernis für die Zuschauer und die Hersteller hatten bislang keine effektive Lösung dafür", sagt Shyam Nagrani, Principal Analyst, Display Electronics, bei iSuppli Corporation. "Die neue Technologie von NXP stellt eine aussichtsreiche Lösung dar, um die Halo-Effekte wirkungsvoll zu reduzieren, so dass die Konsumenten nun eine wirklich hochwertige Bildqualität genießen können." "Bis jetzt haben die Zuschauer nur die erste Phase der HDTV-Evolution erlebt. NXP meldet hinsichtlich der Bildqualität von bewegten HD-Bildern einen entscheidenden Fortschritt und läutet damit die zweite Generation von HDTV ein", meint Jos Klippert, Senior Marketing Manager Digital TV Systems bei NXP Semiconductors. "Motion Accurate Picture Processing (MAPP) von NXP ist eine revolutionäre Technologie, die dynamische Verbesserungen bei Bewegung, Schärfe, Kontrast und Farbe ermöglicht und damit dem Zuschauer eine erstklassige Bildqualität bietet. Zudem verdeutlicht dies unsere Führungsposition in der Forschung und Entwicklung sowie unser Verständnis hinsichtlich der Verbrauchererwartungen bei HDTV heute und in der nahen Zukunft." Bei der Chiplösung PNX5100 von NXP mit Motion Accurate Picture Processing Technologie (MAPP) handelt es sich um eine bahnbrechende Produktneuheit. Sie unterstreicht die Fokussierung der NXP Business Unit Home auf Digital-TV. Sie bestätigt die Roadmap des Leadership-Programms, das CEO Frans van Houten zum Jahrestag der Unternehmensgründung vorstellt. Diese sieht eine Konzentration der F&E-Investitionen in der Business Unit Home auf anwendungsspezifische Systeme, digitale Consumer-Systeme sowie Sicherheitsvideosysteme und IP-Kameras vor. Der integrierte Mediaprozessor-Core Nexperia PNX5100 stellt eine leistungsfähige Videoverarbeitungsplattform für Motion Estimation und Upconversion zur Verfügung. Die Leistung lässt sich durch Hardware Pre- und Post-Videoverarbeitungsfunktionen mittels eines UIP (Universal Input Processor) und einer CPIPE (Video Composition Pipe) erweitern. Enthalten sind ein zweikanaliger LVDS-Empfänger und zwei zweikanalige LVDS-Sender. Der fortschrittliche Postprozessor beinhaltet zudem PiP- (Bild in Bild) und OSD-Grafikfunktionen. Der PNX5100 unterstützt Highend-Flachbildschirmauflösungen und Bildwiederholfrequenzen einschließlich der Formate 1366×768 @ 120Hz und 1920×1080 @ 120Hz. Der PNX5100 wird mit einem Referenz-Design-Toolkit geliefert, durch das die TV-Hersteller die Time-to-Market und die Entwicklungsrisiken reduzieren können. Zudem kann es als eigenständiger Video-Postprozessor oder als ein Begleit-IC für einen TV-Prozessor genutzt werden, wodurch eine bewegungsgenaue Bildverarbeitung als Zusatzfunktion integriert werden kann.
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