Warum Blu-ray und HD-DVD auf der Leinwand ruckelt...
zur Problembeseitigung...
Nun ist es endlich soweit: Sowohl der Blu-ray als auch der HD-DVD - Standard sind auf dem deutschen Markt angekommen. Damit wird es für den Heimkinofan nun endlich möglich, in den HDTV Genuss mit voller Auflösung (1920x1080) zu kommen, ganz ohne die trägen, konservativen und übersparsamen Fernsehanstalten, die sich nur wenig hierzulande um Innovationen kümmern und lieber unsere GEZ-Gebühren alternden und nutzlos überbezahlten "Showmastern" überlassen.
Entsprechender Bildschirm / Beamer vorausgesetzt, bieten beide Standards, die um die Marktführerschaft und Nachfolge der DVD buhlen, eine wesentlich höhere Bildschärfe, weniger Artefakte und besseren Ton als alle bisherigen Kaufmedien für Heimvideos. Die Preise sind dabei besonders im Falle der HD-DVD mehr als fair, so verwundert der schnelle Erfolg unter Enthusiasten nicht.
In unserem Mega-Special haben wir auf über hundert Seiten bereits beide Standards gegenübergestellt. Dabei hat sich herausgestellt, dass sie sich technisch eigentlich in nichts nachstehen, aber bei der Software neue Komprimierungsvarianten die Nase vorn haben. So bleibt das Wettrennen mehr als offen und spannend.
Doch neben all der Vorteile wird in den letzten Wochen zunehmend ein "neues" Phänomen beider Standards diskutiert, mit dem wir in Europa und seinem PAL-Standard bislang nicht konfrontiert wurden. Gemeint ist der "3:2 Pulldown", der ein gewisses Bildruckeln in gleichmäßgen Bewegungen provoziert. Während Amerikaner und Japaner sich schon längst daran gewöhnt haben, erscheint es für viele Heimkinfans hier als fast unzumutbares Bildartefakt. Wieso gab es das Problem hierzulande bislang nicht? Worin liegt es begründet? Gibt es Abhilfe und wenn ja, wie realisiert man sie? All dies sind Fragen, die wir in diesem großen Special beantworten wollen...
Inhaltsverzeichnis:
1. Das -flüssige- PAL (Interlaced)
1.1 Das PAL-System: Darstellung in Halbbildern
1.2 Analoges Zellulloid-Filmmaterial, dargestellt über PAL
1.3 Progressive Scan - PAL in voller Auflösung
1.4 De-Interlacing von Filmmaterial
1.5 Zusamenfassung: Unser bisheriger PAL-Standard
2. Der NTSC Standard: 60Hz statt 50Hz
3. HDTV mit Blu-ray und HDVD: Originale Kinofrequenz auf der Silberscheibe
3.1 HDTV 50Hz, nicht die Lösung?
3.2 Das Maß der Dinge: 1080p / 24
3.2.1 Kaum ein Display / Beamer unterstützt die originale Kinofrequenz
3.2.2 Kein HD-DVD Player und kein Blu-ray Player unterstützt derzeit die originale Kinofrequenz
3.2.3 1080p Ausgabe, das Ziel aber nicht die Regel
3.2.4 Second Generation Player mit 24p Ausgabe
4. Abhilfe: Externe Videoprozessoren renommierter Marken
4.1 De-Interlacing von 1080i / 60Hz - Signalen
4.2 Reverse Pulldown für 1080 / 60p
4.3 48Hz Wiedergabe, manchmal die Lösung
5. Praxistest: Zwei hochwertige Scaler mit HDTV-Reverse-Pulldown
5.1 DVDO iScan VP50
5.1.1 1080i -> 1080p De-Interlacing
5.1.2 1080i Reverse Pulldown
5.1.3 1080p Reverse Pulldown
5.2 Crystalio II VPS3300
5.2.1 1080i -> 1080p De-Interlacing
5.2.2 1080i Reverse Pulldown
5.2.3 1080p Reverse Pulldown
1.0 Das -flüssige- PAL (Interlaced)
Um das Phänomen des "neuen" Bildruckelns zu erläutern, starten wir mit unserem PAL-Standard. Denn ausgerechnet mit unserer "alten" Übertragungsart kam das Problem des Bildruckelns bei Spielfilmen nicht auf. Ist PAL etwa seiner Zeit voraus?
1.1 Das PAL-System: Darstellung in Halbbildern
Das PAL System ist bereits viele
Jahrzehnte alt und unterliegt dementsprechend zahlreichen Limitationen.
Seine vertikale Auflösung beträgt 576 Zeilen bei der
DVD Wiedergabe. Diese Auflösung ist im Grunde akzeptabel, doch
eine große Einschränkung ergibt sich aus dem verwendeten Zeilensprungverfahren
(Interlacing). Hierbei werden zunächst alle ungeraden Zeilen (1,
3, 5, ...) und anschließend alle geraden Zeilen (2, 4, 6, ...) des
Bildes übertragen. Die im Augenblick jeweils nicht übertragenen
Zeilen bleiben schwarz.
Die Darstellung dieser sogenannten "Halbbilder" wiederholt sich
50 mal pro Sekunde. Durch diesen optischen Trick wird die vertikale
Auflösung halbiert. Dies bleibt durch die Trägheit des Auges
bei stehenden Objekten weitgehend unbemerkt.
Abwechselnde Zeilenübertragung
Die Darstellung dieser sogenannten "Halbbilder" wiederholt sich 50 mal pro Sekunde. Durch diesen optischen Trick wird die vertikale Auflösung halbiert. Dies bleibt durch die Trägheit des Auges bei stehenden Objekten weitgehend unbemerkt.
Zwei nacheinander übertragene Halbbilder ergeben ein Vollbild
Tatsächlich leidet aber die Detailtreue erheblich und bei bewegten Bildern wirkt das Bild unruhig bzw. gestreift. Jedes Halbbild stellt ein eigenes Bild mit halber Auflösung dar und ergänzt sich mit dem nächsten Halbbild in bewegten Teilen nicht mehr zu einem Vollbild wie oben.
Die Bananen franzen bei Bewegung (z.B. von rechts nach link) aus
Da sich die Bananen bei jedem Halbbild in einer anderen Position befinden, franzen die Konturen stark aus. Diesen Effekt nennt man Kammeffekt oder "Combing".
Weiterhin werden Details, die so klein
sind, dass sie nur in einer Zeile erscheinen, bei jedem zweiten Halbbild
"verschluckt". Sie tauchen also abwechselnd auf und ab:
Die Haare auf der Kiwi sind so
klein, das ein großer Teil in Halbbild 2 (rechts) verschluckt wird.
Auch im aufgeschnittenen Teil fehlen Details. Diese Details fangen durch
die abwechselnde Darstellung an zu flimmern. Der Effekt heißt "Line
Twitter".
1.2 Analoges Zellulloid-Filmmaterial, dargestellt über PAL
Bei der Filmüberspielung auf Video wird jedes Filmbild in zwei aufeinanderfolgende Halbbilder umgewandelt: Das erste mit allen ungeraden Zeilen, das zweite mit allen geraden. Dieses Verfahren nennt sich 2:2 Pulldown:
2:2 Pulldown
Ein Kinofilm wird mit 24 Bildern pro Sekunde aufgenommen. Wie oben bereits erläutert, arbeitet unser Fernsehsystem jedoch mit 50 Halbbildern pro Sekunde. Da 50 leider kein Vielfaches von 24 ist, wird ein kleiner Trick benutzt, um das Filmmaterial "passend" zu machen: Statt 24 Bilder pro Sekunde werden 25 Bilder pro Sekunde überspielt, also ein Bild zu viel. Diese 25 Bilder werden dann in 50 Halbbilder aufgeteilt, die dann im Halbbildverfahren (Interlaced) auf unseren Fernseher erscheinen, jedes Kinobild ergibt zwei aufeinander folgende Halbbilder.
Aus diesem Trick ergibt sich eine leichte Anhebung (ca. 4%) der Filmgeschwindigkeit. Ein Film, der im Kino z.B. ein Lauflänge von 100 Minuten aufweist, hat in der Homevideo Edition nur noch eine Länge von 96 Minuten, der Film läuft etwas zu schnell. Doch dieser Unterschied ist äußerst gering und nur im direkten A/B Vergleich zu bemerken. Allerdings läuft auch der Ton 4% zu schnell, was manche Heimkino Enthusiasten stört.
1.3 Progressive Scan - PAL in voller Auflösung
Progressive Scan ist eine Weiterentwicklung,
die die Halbbildwiedergabe des herkömmlichen PAL Signals eliminiert.
Statt 50 Halbbildern (288 Zeilen) pro Sekunde werden nun 50 Vollbilder
mit jeweils 576 Zeilen wiedergegeben. Die vertikale Auflösung wird
somit verdoppelt. Dadurch erscheint das übertragene Bild deutlich
klarer und detaillierter. Auch das lästige Zeilenflimmern ist nicht
mehr vorhanden. Progressive Scanning ist im Computer Bereich seit Jahren
Standard (jeder VGA Monitor arbeitet progressiv) und hat auch durch die
DVD-Technologie vermehrt Einzug in die Heimkinowelt genommen.
Für die Heimkinoprojektion ist das Progressive Signal dem Interlaced
Signal unabhängig von dem verwendeten Projektortyp durch seine höhere
Detailtreue auf jeden Fall vorzuziehen.
Durch diese "Erweiterung" der Bildausgabe muss das Ausgangsmaterial,
sprich Videosignal, auf Progressive Scan umgerechnet werden. Dieses Verfahren
heißt "De-Interlacing" und gestaltet sich unter Umständen
als äußerst komplex. (Übrigens: Progressive Scan verbessert lediglich die Auflösung,
jegliche andere Bildmerkmale wie Kontrast, Farbe etc. bleiben unberührt).
1.4 De-Interlacing von Filmmaterial
Filmmaterial wird, wie oben erläutert, in 50 Halbbildern pro Sekunde aufgeteilt, zwei Halbbilder ergeben zusammengesetzt ein Filmbild: Dieses Zusammensetzen muss also bei der Progressive Wiedergabe von den entsprechenden Geräten digital vorgenommen werden. Der DVD Player bzw. TV oder Projektor nimmt zwei aufeinanderfolgende Halbbilder, flechtet sie zu einem Vollbild zusammen und gibt das Bild aus. Dieses sogenannte "Weaving" klingt in der Theorie äußerst einfach, kann in der Praxis jedoch zahlreiche Probleme ergeben.
"Weaving": Aus zwei Video-Halbbildern wird eine Progressive
Bild gemacht
De-Interlacing von Filmmaterial bietet einige Vorteile gegenüber dem interlaced Ausgangsmaterial. Dünne horizontale Linien werden nicht bei jedem zweiten Bild verschluckt, oben beschriebenes "Line Twitter" entfällt. Bei Kameraschwenks (besonders vertikal) wird die volle Auflösung beibehalten, man erkennt keine schwarzen Linien mehr. Bildbereiche mit viel Details rauschen nicht, z.B. bleiben Büsche und Bäume auch bei Kameraschwenks stets scharf.
Für ein perfektes Progressive Bild muss der De-Interlacer allerdings wissen, welche auf der DVD aufgezeichneten Halbbilder als original Filmbild zusammengehören. Dafür sind spezielle Algorithmen notwendig, die Filmmaterial "erkennen". Manche neuere und qualitativ gute Projektoren/Plasmas verfügen bereits über eine solche interne "Film Mode" Erkennung und fügen die Halbbilder zu Original Filmframes zusammen. Je nach Qualität dieser Erkennung ergibt sich kein großer Unterschied zwischen der Verwendung eines herkömmlichen Interlaced DVD Players und eines Progressive DVD Players.
In den meisten Fällen arbeitet ein guter Progressive DVD Player jedoch besser und stabiler, die Auflösung wird nicht leicht beeinträchtigt, da er direkt digital arbeitet. Ausserdem hat der DVD Player noch die sogenannten DVD Flags zur Analyse des Bildmaterials zur Verfügung.
1.5 Zusamenfassung: Unser bisheriger PAL-Standard
Im Ergebnis halten wir fest: PAL ist in keiner Weise auf analoges Kinomaterial hin optimiert: Die Auflösung unterliegt deutlich dem Potenzial von 35mm bzw 70mm Filmmaterial, die Übertragungsart per Halbbilder machen zahlreiche Tricks und schwierige Algorithmen notwendig. Der einzige Grund, warum PAL bei Spielfilmen kein störendes Ruckeln aufweist, ist der Zufall, dass wir in Europa eine Spannungsfrequenz von 50Hz in unserem Stromnetz haben. 50Hz hat keinerlei gemeinsames Vielfaches und auch keinen Teiler mit den 24Hz des Kinos, so dass der 25Hz Trick (vgl. oben) angewendet wird. Doch dieser hat den Nachteil, dass der Film leicht zu schnell abläuft, worunter vor allem der Ton (zu hoch) leidet. Als perfekt kann die Lösung daher nicht angesehen werden.
2. Der NTSC Standard: 60Hz statt 50Hz
In den USA und Japan sieht die Sache anders aus: Statt 230V bei 50Hz, liegen dort im Stromnetz 120V bei 60Hz an. Aus diesem Grund wurde beim NTSC Videostandard nicht 50Hz (wie bei uns) als Bildfrequenz gewählt, sondern 60Hz. Dies verändert die Lösungsansätze für die Videodarstellung von Filmmaterial ungemein.
Wie unser PAL-Standard funktioniert auch die NTSC-Norm nach dem Halbbildverfahren. Es werden jeweils die geraden oder ungeraden Zeilen übertragen. Die vertikale Auflösung ist dabei deutlich geringer als bei PAL, sie beträgt nur 280 Zeilen. Den Nachteil der geringeren Auflösung macht der NTSC Standards durch weniger Bildflimmern und flüssigere Bewegungen wett, zumindest was Videomaterial betrifft. Denn die Darstellung von Filmmaterial ist bedeutend schwieriger: Wie bereits erläutert arbeitet Fimmaterial in Kinos mit 24 Bildern pro Sekunde (24Hz). Der NTSC Standard "benötigt" aber 60 Halbbilder / Sekunde bzw. 30 Vollbilder / Sekunde. Es fehlen demnach 6 Bilder / Sekunde. Bei PAL war es nur 1 Bild / Sekunde, so dass die kleine Beschleunigung auf 25 Bilder/Sekunde gerade noch in Kauf genommen werden konnte. Eine Beschleunigung von 24Hz auf 30Hz war aber nicht möglich, würde doch mit ihr der Film ganze 25% zu schnell ablaufen. Eine andere Lösung musste also her, um Filmmaterial mit dem NTSC Standard darstellbar zu machen. Dabei kam die einfache Mathematik zur Hilfe:
Zerlegt man jedes Kinobild, wie oben erläutert, in zwei Halbbilder, so erhält man bereits 48 Halbbilder pro Sekunde (=48Hz). Es fehlen also noch weitere 12 Halbbilder, um die 60Hz voll zu machen. 12 ist aber glücklichwerweise ein Teiler von 24 (Kinofrequenz). Wenn man also jedes zweite Kinobild nicht nur verdoppelt auf zwei Halbbilder, sondern verdreifacht auf drei Halbbilder, so geht die Rechnung genau auf:
24 x 2 + (24:2) = 48 +12 = 60
Selbstverständlich muss ein gewisser Rhytmus in die Bildfolge: Man entschied sich, jedes erste Kinobild dreimal darzustellen, jedes zweite zweimal. Dies erklärt den Namen "3:2 Pulldown". Mit Hilfe unseres Bilderschemas wird der Ablauf deutlicher:
Durch den Pulldown werden doppelte Bilder hinzugeschummelt
Wie man dem Schema entnehmen kann, erscheinen manche Halbbilder einfach doppelt auf dem Bildschirm. Es ist leicht einzusehen, dass hierdurch flüssige Bewegungen
anfangen zu stottern und sich das typische Pulldown-Ruckeln einschleicht. Dies ist bei einer Darstellung mit 60Hz unumgänglich, damit leben daher Amerikaner und Japaner seitdem es Heimvideo gibt.
3. HDTV mit Blu-ray und HDVD: Originale Kinofrequenz auf der Silberscheibe
Wieso ruckeln nun die neuen HD-DVDs und Blu-rays hierzulande so, wie die amerikanischen NTSC-Überspielungen? Dies klingt eher nach Rückschritt denn nach technischem Fortschritt. Tatsächlich ergibt sich das Phänomen aus teils sinnvollen Entscheidungen beim Standard und teils technischen Unzulänglichkeiten bisheriger Produkte.
3.1 HDTV 50Hz, nicht die Lösung?
HDTV ist nicht auf eine feste Frequenz geeicht. Während in den USA und Japan 60Hz auch für HDTV übernommen wurden, läge für Europa diesem Schema entsprechend 50Hz nahe. Mit 50Hz wurde der Standard auch eingeführt, erste HDTV Sender, wie z.B. PremiereHD, nutzen HDTV / 50Hz. Dementsprechend ruckelt bei Spielfilmübertragungen auch nichts, sie laufen aber, wie bei PAL, mit 5% erhöhter Geschwindikeit bei 25 Bildern / Sekunde.
Nun wäre es auch möglich, Spielfilm- HD-DVDs und Blu-rays mit 50Hz / 25fps zu mastern, diese würden keine große Umstellung gegenüber unserem bisherigen PAL-Standard ausmachen. Aber Hersteller und Filmstudios entschieden sich dagegen: Man wollte den neuen Standrad nich weiter in Hz-Regionen unterteilen, sondern einheitlich für die ganze Welt einführen. Dies hat auch wirtschaftliche Gründe, schließlich reicht so ein einziges Mastering für die ganze Welt aus. Deswegen entschied man sich, genau die Bildfrequenz aus dem Kino, 24Hz, auf den Spielfilmscheiben zu speichern. Diese Entscheidnung ist nachvollziehbar und macht technisch Sinn. Originalgetreues Abspeichern der einzelnen Kinobilder bietet die beste Ausgangsbasis für eine optimale Bildqualität.
3.2 Das Maß der Dinge: 1080p / 24
Diese Ausgangsbasis kann aber nur dann so hervorragend genutzt werden, wenn die gesamte Heimkinokette einen entsprechenden Standard unterstützt. Im Idealfall gibt der HD-DVD bzw. Blu-ray Player die originalen 24 Kinobilder progressiv weiter an den Beamer, der diese ebenfalls einzeln mit 24Hz auf die Leinwand projiziert. Dieser Standard wurde auch festgelegt, er heißt "1080p / 24". Mit ihm erreicht man ohne Kompromisse die bestmögliche Bildqualität. Doch in der Praxis gibt es derzeit ein paar "Haken":
3.2.1 Kaum ein Display / Beamer unterstützt die originale Kinofrequenz
Wie nicht selten, hat man sich für den 1080p/24 Standard sehr kurzfristig entschieden. Vor einem Jahr war noch kaum die Rede hiervon, weswegen sich nur die wenigsten Hersteller diesem Thema angenommen haben. Die Quittung bekommt wie immer der Kunde: Kaum ein Beamer und so gut wie kein Flach-TV unterstützt HDTV / 24, verarbeitet werden in der Regel nur HDTV 50Hz / 60Hz. Doch hiermit ergeben sich die Probleme: Da auf der Scheibe 24 Bilder abgespeichert sind, ist eine Umrechnung auf 50Hz durch den Player nicht möglich. Dafür wäre der Rechenaufwand in Echtzeit viel zu hoch, besonders für den Ton. Es verbleibt nur das Ausweichen auf 60Hz, was aber das oben erläuterte Pulldown-Ruckeln zur Folge hat.
Fazit: Wer ein Plasma oder Projektor mit "nur" HDTV 50Hz/60Hz sein Eigen nennt, der muss HD-DVD und Blu-ray mit Rucklern gucken, es führt kein Weg daran vorbei! Erst bei neuen Geräten wird der neue Standard langsam unterstützt, doch dies ist derzeit kein Garant für eine ruckelfreie Darstellung denn:
3.2.2 Kein HD-DVD Player und kein Blu-ray Player unterstützt derzeit die originale Kinofrequenz
So paradox es klingt: Obwohl auf der Scheibe sinvollerweise die originalen Kinobilder in ihrer ursprünglichen Frequenz abgespeichert sind, ist derzeit kein Player hierzulande in der Lage, diese nativ auszugeben. Dabei klingt dies doch wie die technisch einfachste Lösung. In der Praxis ist dies leider anders: Auch die wenigen Decoderchips, die derzeit zur Verfügung stehen und in den Playern verbaut werden, hinken den Standards hinterher und sind auf eine herkömmliche 60Hz Wiedergabe hin optimiert. Mit anderen Worten: Sie unterstützen 24p ebenfalls nicht. Als Ergebnis geben alle bisher in Deutschland erhältliche Blu-ray und HD-DVD Player Kinofilme nur in 60Hz wieder, mit allen oben erläuterten Ruckel-Nachteile. Einziger Lichtblick ist der amerikanische Sony Blu-ray Player, der als erstes Gerät die 24p Ausgabe unterstützt, doch leider, wie überraschend, in dieser Form wahrscheinlich nicht hierzulande erscheinen wird. Doch damit nicht genug, die Decoder erlauben noch nicht einmal ein progressives Auslesen der Bilder:
3.2.3 1080p Ausgabe, das Ziel aber nicht die Regel
Auch hier klingt die Theorie so einfach: Die 24 Bilder / Sek von der Scheibe auslesen und ohne große Modulation progressiv an das Display weitergeben. Doch wieder machen Decoder-Chips einen Strich durch die Rechnung, da sie nur das Halbbildverfahren unterstützen. Um eine 1080p Ausgabe zu ermöglichen, wie sie immerhin die ersten Blu-ray Player anbieten, ist daher wieder ein nachträgliches De-Interlacing notwendig, mit all den Problemen, die seit jeher bei PAL und NTSC bekannt sind. Auch wird das Pulldown-Problem durch eine progressive Darstellung nicht gelöst, da derzeit nur 1080p / 60Hz unterstützt wird. Statt Halbbilder zu verdoppeln, wird bei der progressiven Ausgabe jedes zweite Vollbild verdreifacht:
Der einzige Unterschied ist, dass hierbei ganze Vollbilder wiederholt werden. Daher ruckeln 60p Darstellungen genauso, wie 60i Darstellungen.
3.2.4 Second Generation Player mit 24p Ausgabe
Mittlerweile haben auch die Hersteller den Missstand erkannt und wollen mit den Playern der nächsten Generation die Originalkinofrequenz unterstützen. So soll der kommende 1080p HD-DVD Player von Toshiba über eine 24p Ausgabe verfügen, ebenso der von Pioneer angekündigte 1080p Blu-ray Player. Doch wer denkt, dass diese Modelle direkt die 24p von der Scheibe lesen, der irrt. Auch in diesen Geräten filtert erst eine aufwändige Elektronik aus dem Signal die gewünschte 24Hz Kinofrequenz. Es ist also nicht verwunderlich, dass eine 24p Ausgabe bisher den teureren "High-End"-Varianten vorbehalten bleibt. Zudem muss der Projektor oder das Display auch 24p Signale verarbeiten können. Wie bereits erwähnt: Unterstützt der Projektor lediglich 50Hz oder 60Hz, so gibt es keine Lösung für das Bildruckeln. Auch 48Hz Player wird es wohl in den nächsten Generationen vorerst nicht geben, obwohl viele Projektoren diese Frequenz im Gegensatz zu 24p noch unterstützen.
Wie dieses Kapitel zeigt, hinken die Geräte, sowohl bei den Playern als auch bei den Fernsehern / Beamern, dem Standard derzeit hinterher. Sie sind meist nicht in der Lage, das Optimum, 1080p bei 24Hz, auszugeben oder zu verarbeiten. Die Folge ist das störende Pulldown-Ruckeln, das derzeit unausweichlich scheint. Muss man also warten, bis die ersten 24p Player auf den Markt kommen, gibt es keine Lösung, den Film genau wie im Kino zu genießen? Zum Glück gibt es diverse Zubehörhersteller, die sich dem Thema angenommen haben und derzeit Lösungen erarbeiten und anbieten, teils mit mehr, teils mit weniger Erfolg:
4. Abhilfe: Externe Videoprozessoren renommierter Marken
Wenn es der Player nicht kann, muss man sein Ziel durch nachträgliche Bildbearbeitung erreichen. Diese Arbeit wird von externen Videoprozessoren oder Scalern übernommen. Heimkino High-Endern sind diese seit langem bekannt. Nicht selten erreichen die spezialiserten Geräte bessere Ergebnisse im De-Interlacing oder in der Skalierung, als die im Vergleich günstigen Consumer-Produkte. Daher sind Scaler fast schon so alt, wie die Großbildprojektion zu Hause. Nun bekommen sie aufgrund obiger Probleme ein neuartiges Aufgabengebiet: Reverse-Pulldown für HD-Material!
In diesem Kapitel geben wir einen Überblick darüber, wie man das Problem des Ruckelns derzeit technisch lösen kann. Bitte beachten Sie, dass dies nur dann möglich ist, wenn Ihr TV oder Projektor eine 24Hz oder 48Hz Wiedergabe unterstützt!
Wie ist es möglich, die originalen 24 progressiven Bilder des Speichermediums zu rekonstruieren, wenn diese nicht adäquat ausgegeben werden? Je nach Quelle hat der externe Scaler zwei Aufgabengebiete:
4.1 De-Interlacing von 1080i / 60Hz - Signalen
Bei 60Hz Signalen hat der der De-Interlacer bei Filmmaterial zwei Dinge zu erfüllen: Er muss, wie bei PAL, zwei zusammenpassende Halbbilder zu einem Vollbild verflechten, zusätzlich aber noch das überschüssige, doppelte Halbbild aussortieren.
Korrektes 1080i / 60Hz De-Interlacing:
Jeweils zwei zusammengehörige Halbbilder werden zu einem Vollbild verflochten,
überschüssige Halbbilder werden "gelöscht"
Diese Aufgabe ist nicht so einfach, wie sie scheint: Der Scaler muss in Echtzeit (= 60x / Sek) eine Bildanalyse durchführen, den richtigen Rhtymus finden und die richtigen Bilder zusammenfügen bzw. herausschneiden. Pro Bild hat er demnach nur rund 16ms Zeit. Besonders schwierig ist es dabei, die Timings genau einzuhalten. Schon minimale Abweichungen sorgen für Bildruckeln. Wird zudem nur einmal ein falsches Bild herausgeschnitten, kann der Rhytmus empfindlich verletzt werden. Die Wandlung von 1080/60i auf 1080/24p gehört zu den aufwändigsten Aufgaben, die ein Scaler derzeit zu erfüllen hat. Ein wenig einfacher ist es bei eingespeisten 1080p/60Hz - Signalen:
4.2 Reverse Pulldown für 1080 / 60p
Füttert man den Scaler bereits mit progressivem Bildmaterial, so wird ihm die Aufgabe sichtbar erleichtert. Er muss nun nicht mehr selbst entscheiden, welche Halbbilder überflüssig sind und welche Halbbilder ein Kinobild ergeben. Die Aufgabe beschränkt sich darauf, überzählige Vollbilder auszusortieren. Da bei 1080p Material nach 3:2 Pulldown jedes Kinobild zweimal dargestellt wird, und jedes zweite sogar dreimal, ist dei Aufgabe leichter. Der Scaler muss "lediglich" jede Bildwiederholung erkennen und alle doppelten Bilder aussortieren.
Reverse Pulldown für progressives Filmmaterial:
Alle Bildwiederholungen werden gelöscht
Übrig bleiben die 24 Original-Bilder, ohne störendes Ruckeln, die Frequenz entspricht der des Kinos. Die Bilder werden nach 1080/24p mit 24Hz an den Projektor / Plasma weitergeleitet.
4.3 48Hz Wiedergabe, manchmal die Lösung
Vorraussetzung für obige Varianten ist stets, dass der Projektor den neuen Bildstandard "24p"auch verarbeiten kann. Kann er dies nicht, sind beide Prozeduren nicht anwendbar. Wenn man Glück hat, gibt es aber einen "Workaround": Manche Beamer mit besonders flexibler Signalverarbeitung verstehen zwar nicht 24Hz Signale, aber 48Hz Signale, wie sie von jedem PC erzeugt werden können und bei HTPCs auch schon seit Jahren üblich sind. Die Frequenz von 48Hz hat den Vorteil, dass sie ein ganzes Vielfaches der Kinofrequenz darstellt (doppelte Frequenz). Es reicht also, jedes Vollbild einfach zu verdoppeln.
Durch die simple Verdopplung entsteht kein Bildruckeln. 48Hz sind für natives 24Hz Material das selbe, wie PAL für 25Hz Material (vgl. oben). Doch leider gehört die 48Hz Darstellung zu keinem offiziellen Videostandard, weshalb sie von keinem derzeitigen Player ausgegeben wird und auch bei zukünftigen Modellen wahrscheinlich nicht unterstützt wird.
Zum Glück halten sich Scaler-Hersteller nicht ganz so stur an offizielle Normen, weshalb hochwertige Modelle eine 48Hz-Übertragung unterstützen. Bei dem Reverse-Pulldown bzw. De-Interlacing werden die Vollbilder verdoppelt und jeweils zweimal an den Projektor weitergeleitet. Diese Lösung steht der 24p Übertragung in nichts nach, solange die Frequenz vom Projektor / TV ohne Störungen wiedergegeben werden kann.
5. Praxistest: Zwei hochwertige Scaler mit HDTV-Reverse-Pulldown
Soweit die Theorie, wir haben für dieses Special zwei besonders bekannte und renommierte Scaler auf ihre Leistungsfähigkeit hin untersucht. Denn letztendlich zählt nur die Praxis auf der Leinwand:
In der letzten Zeit hat ein Scaler besonders von sich Reden gemacht: Der iScan VP50 aus dem Hause DVDO. Er bietet eine hochwertige VRS-Signalverarbeitung aus dem Hause Anchor Bay Technologies.
Selbstverständlich bietet ein solcher Videoprozessor auch unzählig viele Funktionen und Möglichkeiten der Bildanpassung und Verbesserung. In einem ausführlichen Bericht werden wir alle Aspekte dieses Modells in Zukunft behandeln. In diesem Know-How Special beschränken wir uns auf HDTV De-Interlacing und Reverse Pulldown.
Der Prozessor wird einfach über einen seiner zahlreichen Eingänge in das Signal eingeschliffen. Über seinen Ausgang gibt er das Signal an den Projektor weiter. Ein angenehmer Nebenenffekt ist dabei, dass so ein Scaler auch als praktischer Umschalter genutzt werden kann, der zudem alle Signale auf einen Ausgang (z.B. HDMI) hin wandelt. Doch zurück zum Thema: Nach der Installation kann im OSD Menü des Scalers die gewünschte Auflösung gewählt werden.
Wie man dem Screenshot oben entnehmen kann, bietet der Prozessor unzählig viele Auflösungsvarianten und Wiederholfrequenzen.
In einem weiteren Menü programmiert der Anwender, wie eingehende Signale verarbeitet werden. Wir bestimmen, dass 1080i/60Hz Material, wie es z.B. von HD-DVD derzeit geliefert wird, auf 1080p/24Hz gewandelt werden soll.
Damit wären wir mit den Vorbereitungen auch schon fertig. Mit diversen Filmszenen, zugespielt von einem Toshiba HD-DVD-Player HD-XA1, haben wir nun die Qualitätseigenschaften des VP50 genauer unter die Lupe genommen:
5.1.1 1080i -> 1080p De-Interlacing
Das Thema ist so alt, wie die DVD: Progressive Scan DVD-Player gehen mittlerweile in die x-te Generation, und noch immer gibt es keine perfekte Lösung, die in jeder Filmszene immer perfekt arbeitet. Dies ist ein Anhaltspunkt, wie komplex ein gutes De-Interlacing tatsächlich ist. Bei HDTV haben wir es nun noch zusätzlich mit einer gesteigerten Auflösung und doppelter Zeilenanzahl zu tun, was die Aufgabe nicht gerade erleichtert.
Die VRS Signalverarbeitung des iScan VP50 zeigte in unseren Tests eine solide Leistung: Auch in fein strukturierten Szenen setzte der Prozessor kleine Details akkurat zusammen, störendes Flimmern oder Interferenzmuster waren die Seltenheit aber stellenweise vorhanden. Hier und da zeigten schräge Kanten leichte Treppenbildung oder feine Strukturen eine Bildunruhe, die Heimkino-Perfektionisten wahrnehmen können. Es gibt also noch Potenzial nach oben, dennoch arbeitete das De-Interlacing des VP50 auf einem sehr hohen Niveau, das nur selten Grund zur Klage lässt. Es ist definitiv eine bildverbessernde Alternative gegenüber den meisten intern verbauten De-Interlacern in Fernsehern oder Projektoren.
Der iScan VP50 ist einer der wenigen, wenn nicht sogar der einzige Scaler, der derzeit eingehende 60Hz Signale wahlweise in 24Hz oder 48Hz wandeln kann und dabei einen Reverse Pulldown durchführt. Wir starteten mit der 24Hz Ausgabe: Der Prozessor erkennt in Bruchteilen von Sekunden das Filmmaterial und führt ein adäquates De-Interlacing durch. Gleichzeitig wandelt er zuverlässig auf 24Hz, das störende Ruckeln ist verschwunden. Es ist schon eine Genugtuung, HDTV in voller Qualität ohne Einschränkungen auf der Leinwand zu bewundern. Wer sich erst einmal an die flüssigen Bewegungsabfläufe der 24Hz Wiedergabe gewöhnt hat, dem erscheint die 60Hz Ruckel-Variante zunehmend unzumutbarer.
Doch wo Licht ist, ist auch Schatten: Bei unseren Testes kam es immer wieder einmal vor, dass der Scaler seinen Rhytmus verlor, störendes Ruckeln war die Folge. Abhilfe schafft ein kurzes Pausieren des Films, dadurch synchronisiert sich der Scaler neu und das Bild läuft wieder flüssig. Dennoch ist es lästig, einen Film ein bis zweimal zu pausieren.
Leichte Schwächen zeigten sich auch bei schnellen Bildwechseln: Besonders bei Aufblitzen, z.B. bei Gewitterszenen, wurde hier und da schnell ein Kinobild übersprungen, was sich in einem kurzen Ruckeln sichtbar macht.
Wir gingen über zu 48Hz, hier bleibt das Bild noch stabiler im Rhytmus, aber die stellenweisen Ruckler bzw. der nur durch Pausieren zu korrigierende Sync kamen auch hier noch vor.
Wie bereits im Laufe dieses Specials erläutert, gestaltet sich der Reverse Pulldown für 1080p zumindest theoretisch etwas leichter, als bei 1080i Material. Der iScan VP50 scheint dies in der Praxis zu bestätigen. Um seine Leistung mit 1080p Material zu überprüfen, schalteten wir auf einen Samsung Blu-ray Player um, der für die 1080p Ausgabe einen eigenen Faroudja-Prozessor eingebaut hat.
Tatsächlich zeigt der VP50 mit 1080p Signalen einen beeindruckende Leistung: Vereinzelte Ruckler existieren auch bei schnellsten Kameraschnitten oder Blitzlichtern nicht mehr, das Bild läuft stets flüssig wie im Kino. Auch das Verlieren der Synchronisation ist nun eine absolute Seltenheit. Im Schnitt kam es nur noch einmal pro FIlm vor, manchmal läuft ein Film auch ganz durch, ohne dass man ein einziges Mal zur Pausetaste gezwungen wird. Hin und wieder passierte es bei unseren Tests aber dennoch.
Der DVDO iScan VP50 ist eine bezahlbare Lösung, die schon jetzt eine gute Abhilfe gegen das störende 60Hz Ruckeln der neuen Medien bietet. Gutes De-Interlacing und ein leistungsfähiger Reverse-Pulldown lassen den Zuschauer dem echten Kinoerlebnis näher kommen. Doch perfekt ist die Lösung derzeit leider noch nicht. Die stellenweisen Aussetzer bei 1080i Material trüben den sonst guten Gesamteindruck und schüren das Verlangen nach einem Software-Update. Und das Update ist nach unseren Informationen auch in Arbeit, so dass hier noch weitere Verbesserungen zu erwarten sind.
Der zweite High-End Prozessor, den wir genauer angeschaut haben, ist der Crystalio II, der mit einem Preis zwischen €4000.- und €5000.- deutlich teurer ist, als das Modell aus dem Hause DVDO. Bekannt ist der Crystalio im Tandem mit dem Projection-Design model 3, einem der besten 1080p DLP Projektoren am Markt. Wir werden in Kürze einen umfangreichen Test zu dem Projektor und Scaler veröffentlichen.
Der Videoprozessor besticht schon durch sein ansprechendes Äußeres mit dem gut ablesbaren Display, in zwei Varianten (Alu / Schwarz) ist er erhältlich. Auch die Signalverarbeitung bietet Superlative: Gleich zwei Signalprozessoren stehen in dem Crystalio II zur Verfügung: Einer aus dem Hause Faroudja, einer von Gennum. Für die HD-Aufbereitung ist auschließlich letzterer zuständig, der hierfür die VXP Technologie anwendet.
Professionelle Eingänge, sogar eine HD-SDI Version ist erhältlich
Auch bei diesem Prozessor schlossen wir unsere HD-Quellen an und konfigurierten die Bildausgabe wie gewünscht. In Sachen Konfiguration ist der Crystalio II nahezu unschlagbar. Er bietet endlos viele Optionen, die zudem sehr übersichtlich grafisch aufbereitet sind.
Im Screenshot oben ist das Bildausgabe-Menü zu sehen. Wie ein umfangreiches PC-Programm (z.B. Powerstrip) ist hier der Prozessor programmierbar. Besonders lobenswert sind die zahlreichen Syncparameter, die dieses Untermenü bietet. So können alle Eigenheiten des Projektors bei der Signalübertragung berücksichtigt werden. Bei dem Anschluss an einen Sony VPL-VW50 war einiges an "Tweaken" notwendig, bis das Bild akkurat dargestellt wurde. Ein gewisses Maß an Geduld und Erfahrung wird daher vorausgesetzt. Danach lassen sich die Bildeigenschaften beurteilen:
5.2.1 1080i -> 1080p De-Interlacing
Wirklich hervorragende Ergebnisse zeigt der Crystalio in Sachen De-Interlacing. Auch feine Strukturen und schwierige kleine Details werden zuverlässig in stabile Vollbilder verflochten, stellenweise zeigt aber auch der Crystalio leichtes Kantenflimmern oder Interferenzen. Dies ist aber nur bei genauem Hinsehen mit geübten Augen wahrnehmbar. Wie schon der VP50 so übetrifft auch der VPS3300 die meisten internen De-Interlacer von Projektoren und Fernsehern. Besser wird es nur noch mit einer direkten 24p Ausgabe der Player, die aber auch in den nächsten Generationen noch nicht in Sicht ist (kommende 24p Player führen ebenfalls noch ein De-Interlacing durch, anstatt die Bilder direkt progressiv von der Scheibe auszulesen).
Spannend wird es bei dem Reverse-Pulldown, kann der Scaler ohne Störungen die Bewegungsabläufe flüssig erscheinen lassen? Wir beginnen mit einer Einschränkung: Der Crystalio II ist mit derzeitigem Softwarestand lediglich zu einem Reverse Pulldown bei 48Hz möglich, einen "echten" 24p Modus gibt es derzeit nicht. Daher ist das Feature nur mit Projektoren verwendbar, die 48Hz Signale ohne Probleme verarbeiten können. Dies ist aber in Zukunft nicht die Regel, so wird z.B. der kommende JVC DLA-HD1 voraussichtlich nur 24p Signale verarbeiten, mit ihm wäre der Crystalio daher nicht kompatibel. Perfekt hingegen ist er geeignet für den Projection Design model3, der 48Hz Signale ohne Probleme darstellen kann. Vielleicht wird der mangelnde 24p Reverse Pulldown mit einem Firmwareupdate nachgereicht, der Hersteller reagierte aber auf Anfragen unsererseits leider nicht.
Verarbeitet der Projektor aber 48Hz, so zeigt sich auf der Leinwand ein nahezu perfekter Reverse-Pulldown: Mit beeindruckender Sabilität gelingt es dem Prozessor, die Vollbilder angemessen zu reproduzieren und die originale Kinobildfolge einzuhalten. Selbst schwierige Szenen mit schnellen Bildwechseln oder Blitzen brachten den Crystalio nicht aus dem Takt. Nach dem Filmstart muss man sich keine Sorgen über Bildaussetzer oder Ruckler machen, besser geht es fast nicht. Die Betonung liegt auf "fast", denn mit unserem Toshiba HD-DVD-Player zeigten sich stellenweise Kommunikationsschwierigkeiten beim Filmstart. Hier gelang manchmal der HDCP-Handshake nicht, so dass beim Filmstart kein Bild ausgegeben wurde. Ein kompletter Neustart der HD-DVD war dann unumgänglich. Auch viele Kapitelsprünge können den Prozessor aus dem Takt bringen, hier hilft dann ebenfalls nur ein kompletter Neustart. Dennoch: Wenn man den Film startet und "normal" ansieht, ergeben sich keinerlei Probleme, der Film läuft von Anfang bis Ende perfekt durch.
1080p Material verarbeitete unser Testgerät in Verbindung mit unserem Blu-ray Player leider nicht. Dieser gab in Verbindung mit dem Crystalio kein progressives FullHD Signal aus. Daher bietet sich der Crystalio hier nicht als Lösung an.
Der Crystalio II VPS3300 zeigt, wie einwandfrei ein Reverse-Pulldown bei gleichzeitigem De-Interlacing von 1080i/60Hz Signalen sein kann. Als erstem Gerät gelingt es dem Prozessor, einen Film ohne Störungen komplett zuverlässig durchgehend flüssig zu zeigen. Soviel Präzision in den Sync-Timings ist uns bisher noch nicht untergekommen. Doch der Scaler zeigte auch Schwächen: So bietet er derzeit noch keinen Reverse-Pulldown für 24p, der HDCP-Handshake führte in Verbindung mit dem Toshiba Player stellenweise zu Problemen und mit einer XBOX360 + HD-DVD kam der Scaler gar nicht zurecht. Auch die mangelnde 1080p Unterstützung bei Blu-ray stellte eine gewisse Einschränkung dar, die in Anbetracht der hervorragenden De-Interlacing Eigenschaften zwar zu verschmerzen ist, aber in dieser Preisklasse dennoch nicht sein sollte. Wer aber einen 48Hz FullHD Projektor sein Eigen nennt (z.B. einen Sony VPL VW 50 / 100 oder Projection Design model3) und genug Kleingeld für den Scaler übrig hat, der sollte sich den Crystalio II einmal genauer ansehen.
Dieses Special zeigt: Neue Technologien sind anfangs nie perfekt. Sowohl die HD-DVD als auch die Blu-ray sind als Standard hervorragend durchdacht und theoretisch zu einer nach heutigen Maßstäben perfekten Bilddarstellung in der Lage. Auch die Möglichkeit, 24 Vollbilder auf den Scheiben zu speichern, originale Kinofrequenz, ist zu begrüßen und zu loben. Sie ist ein Grundstein für eine artefaktfreie Reproduktion ohne aufwändige Signalaufbereitung.
Doch so gut der Standard auch erdacht sein mag, der derzeitige Stand der "Consumer-Technik" hinkt dem maximal Machbaren hinterher. Unser großes Vergleichsspecial zeigte bereits auf, dass bei der Blu-ray z.B. die neuen Komprimierungsstandards meist noch nicht genutzt werden, wodurch die Bildqualität leidet. Ähnliches gilt nun auch für die Bildgebiete "De-Interlacing" und "Bildfrequenz". Derzeitig verbaute Videodecoder sind nicht in der Lage, die auf der Silberscheibe abgespeicherten Bilddaten nativ in 24 Vollbildern direkt auszulesen. Stattdessen wird das Bild nach dem herkömmlichen 1080i-Standard ausgelesen und, je nach Player, anschließend wieder durch einen zusätzlichen De-Interlacer in Vollbilder zusammengesetzt. Gleiches gilt für die Frequenz, statt 24Hz geben aktuelle Player lediglich 60Hz mit entsprechenden Bildrucklern aus. Kommende Modelle errechnen wenigstens die 24Hz durch eine aufwändige Signalelektronik, eine native 24p Ausgabe ist aber noch nicht in Sicht.
Abhilfe schaffen derzeit bestimmte externe Videoprozessoren, wie von uns vorgestellt. Doch auch sie haben noch die ein oder andere Kinderkrankheit, die aber derzeit in Kauf genommen werden kann und durch Updates hoffentlich beseitigt wird.
Und dann wären noch die Projektoren & TVs: Nur die wenigsten verarbeiten 24p oder 48p Signale, so dass der ruckelfreie HD-Genuss mit den meisten Projektoren nicht möglich sein wird. Dies ist aber kein Fehler der neuen Standards, sondern der Hardware-Hersteller, die nicht weit genug in die Zukunft gedacht haben. Wer also Blu-ray und HD-DVD ruckelfrei in Kinoqualität bewundern möchte, der muss sich für den einen oder anderen Schritt entscheiden:
- Neukauf eines Projektors / TVs, falls das vorhandene Gerät nur 50Hz bzw. 60Hz unterstützt.
- Kauf eines hochwertigen Videoprozessors, der über einen Reverse-Pulldown zu 48Hz bzw. 24Hz in der Lage ist.
- Wenn kein Prozessor erwünscht, Warten auf die ersten 24p HD-DVD / Blu-ray Player
Wie man sieht, HDTV ist nicht gleich HDTV und HDready ist nicht gleich HDready. Viele werden sich über den derzeitigen Stand der Technik ärgern, denn nicht zuletzt ist der Signalwirrwar mit zusätzlichen Kosten, egal für welche Lösung man sich entscheidet, verbunden. Wir meinen aber: Man sollte bei derartig neuen und komplexen Technologien nicht zu negativ sein, sondern auch Verständnis für die Hersteller haben. Das perfekte Gerät von "Tag Eins" an anzubieten, ist ein Ding der Unmöglichkeit, das noch niemals, egal welche Technologie, gegeben war. Die Hersteller sind zunehmend bemüht, künftige Modelle schnell flexibler zu gestalten, was man an den ersten Ankündigungen erkennen kann. Und "last but not least": Ewig warten bringt den Heimkinofan um viele Stunden Spaß. Denn selbst mit 3:2 Pulldown ist HDTV ein Erlebnis für sich, und hat man erst einmal die perfekte Lösung in den eigenen Wänden realisiert, so hat man auf lange Zeit Ruhe, denn HDTV wird uns viele Jahre als bestmöglicher Standard begleiten.
2. Januar 2007, Ekkehart Schmitt