HD-Codecs

Verpackungsfragen

HD_Codecs

Der Codec macht den Unterschied. Was nützt die höchste HD-Auflösung im Kamerachip, wenn die Bildinformationen einfach weggerechnet werden?

Anspruch und Wirklichkeit klaffen insbesondere bei HD oft deutlich auseinander. Hohe Auflösungen wie 2K oder 4K auf der Seite der Chips müssen durch das Nadelöhr der Schnittstelle und des Aufzeichnungsmediums hindurch. Dabei bleiben jede Menge Informationen auf der Strecke. Datenkompression und Datenreduktion, die wir im allgemeinen mit Codecs a la MPEG-2 verbinden, sorgen dafür, dass die gewaltigen Datenmengen auf vernünftigen Speichermedien Platz finden. Für die Distribution in den Kinos, das digitale Verleihen von Filmen, werden inzwischen verschlüsselte Festplatten verwendet, auf denen die Filme in unterschiedlichen Standards abgelegt werden. Hier sieht es inzwischen so aus, als ob die DCI (Digital Cinemas Initiative) eine Gründung von Disney, Fox, MGM, Paramount, Sony Pictures Entertainment, Universal und Warner Brothers, einen Standard Codec für Digitales Kino am Markt hat durchsetzen können: JPEG2000. Auch für die Aufzeichnung beim digitalen Drehen on Location oder im Studio auf Festplatte, Flash-Speicher oder DVD als Datenaufzeichnung, ist es wichtig, die Datenmengen im HD-Bereich auf ein sinnvolles Maß zu reduzieren.

 

Kodierungen

Dabei gibt es zwei Verfahren, die als Masterformat oder im Kinobereich zu Standards werden könnten, die wir uns ein wenig genauer anschauen wollen. Um auf verschiedensten Plattformen digitales Material bearbeiten, vervielfältigen oder im Kino präsentieren zu können, sind Standards dringend erforderlich.

 

MPEG-2 HD

Da ist einmal der altbekannte MPEG-2-Codec, der eine Auflösung von maximal 2K bei 8 Bit Farbtiefe (als RGB) zulässt und mit einer moderaten Datenrate von 80 Mbit in der Sekunde auskommt (zum Vergleich: DVCPRO HD arbeitet mit 100 Mbit in der Sekunde). MPEG schafft durch DCT (Diskrete Cosinustransformation) die Reduzierung der Daten durch Inter- und Intra-Frame-Kodierung, das heißt, es werden sowohl innerhalb des einzelnen Bildes, als auch über eine Folge von Bildern (siehe GOP) Daten reduziert und komprimiert. Die Daten werden hierbei im Verhältnis 30:1 reduziert, bezogen auf 16 Bit Ausgangsmaterial. Dabei bleiben viele Bildinformationen auf der Strecke.

 

JPEG2000

Eine Alternative dazu stellt der Codec JPEG2000 dar, der ein wenig nach digitalem Fotoformat klingt. Dieses Verfahren verzichtet auf die Datenreduktion über viele Bilder hinweg (Interframe) und reduziert per DWT (Diskrete Wavelet Transformation) nur in den einzelnen Bildern (Intraframe) unabhängig voneinander. Im Gegensatz zu MPEG-2 kann es auch 4K-Auflösungen kodieren. Die Datenreduktion beträgt bei 2K 10:1, bezogen auf 16 bit Ausgangsmaterial. Bei 4K allerdings ist die Datenreduktion schon kräftiger, sie liegt bei 41:1. Damit ist dieser Algorithmus schonender, was das Weglassen an Informationen angeht, und deutlich geeigneter, vor allem Bewegungen, die ja im Film die Regel sind, ohne sichtbare Artefakte wiederzugeben. Die Farbtiefe liegt mit 12 Bit deutlich über MPEG-2 und der Farbraum wird in X´Y´Z dargestellt. Diese deutlichen Vorteile werden allerdings durch eine höhere Datenrate von 250 Mbit in der Sekunde erkauft, welche aber bei der momentanen Technik kein größeres Problem mehr darstellt. Ein weiterer Vorteil von JPEG2000 ist es, dass aus ein und demselben Datenstrom wahlweise eine 2K- oder eine 4K-Wiedergabe erfolgen kann, man muss also nicht unterschiedliche Dateien abspeichern, um wahlweise 2K- oder 4K-Kinos bedienen zu können. Auch können Fremdsprachenfassungen per Untertitel einfach ein- oder ausgeschaltet werden, diese werden im Projektor elektronisch in das Filmbild gestanzt.

 

WM9

Ein weiterer Codec für HD stammt von Microsoft, Windows Media 9, der ebenfalls neben reinen Computer-Anwendungen auch in einer Reihe von Kinos zum Einsatz kommt. Allerdings ist der Codec nicht, wie MPEG-2 HD oder JPEG2000 offengelegt, sondern wird von Microsoft unter Verschluss gehalten, was gegen eine allgemeine Verbreitung außerhalb des Media-Players spricht.

 

H.264

Wie sollte es in der Welt der konkurrierenden Betriebssysteme auch anders sein, gibt es selbstverständlich in der Apple-Welt ebenfalls einen HD-Codec, den H.264 für Quicktime. Der Codec ist Bestandteil der MPEG-4-Familie, welche für unterschiedlichste Auflösungen skalierbar ist. H.264 ist mehr als doppelt so effizient in der Datenreduzierung wie MPEG-2. Die Datenrate bei kleiner HD-Auflösung (1280x720) und 25 Bildern pro Sekunde liegt je nach H.264-Level bei 10 bis 20 Mbit (Level 3.1 und 3.2) und bei vollem HD in 2K-Auflösung (1920x1080) bei 50 Mbit in der Sekunde. Für 4K-Auflösung (4096x2048) ist der Level 5.1 bei 30 B/sec und 240 MBit/sec vorgesehen. Im Gegensatz zu WM9 ist H.264 ein offener Standard, welcher es ermöglicht, dass alle Hersteller Geräte und Inhalte konzipieren können, die mit diesem Codec arbeiten.

 

Welche Codecs sich am Markt durchsetzen, das entscheiden vermutlich wieder die Konzerne und die Marktverbreitung entsprechender Geräte und Inhalte. Momentan hat, wie gesagt, in der Kino-Distribution JPEG2000 die Nase vorn.

 

H.265/HEVC

Der Nachfolger von H.264 soll mit einer noch höheren Kodierungseffizienz bestens gerüstet sein für 4K-Anwendungen und damit vermutlich ein Standard werden. Google hat allerdings auch einen neuen Codec im Ärmel, den V9 der im Gegensatz zu H.264 und H.265 lizenzfrei sein soll.

 

Player

Nicht immer sind die von den Betriebssystem-Herstellern mitgelieferten Player in der Lage, alle Codecs abzuspielen. Als besonders vielseitig und zudem offen in der Struktur gilt der M-Player, den man kostenlos downloaden kann (Download unter: M-Player). Noch leistungsfähiger und ebenfalls frei ist der VLC Media-Player. Wenn ein Film nicht abgespielt werden kann, helfen Programme, herauszufinden, welcher Codec fehlt und wo man ihn beschaffen kann. Zu empfehlen ist GSpot. Ebenfalls sehr mächtig und vielseitig: FFDShow.

 

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