Ultra High Definition Television
Bildschirmauflösung
From Wikipedia, the free encyclopedia
Ultra High Definition Television (Ultra HDTV oder UHDTV) und Ultra High Definition Video (UHDV) bezeichnen digitale Videoformate, welche zwei Bildauflösungen mit gleicher Zeilenzahl wie 4K (2048 Zeilen) und 8K (4096 Zeilen), jedoch im Bildseitenverhältnis 16:9, umfassen. Die niedrigere Auflösung wird meistens als Ultra HD (abgekürzt UHD), aber auch als 4K Ultra HD (4K UHD) oder Ultra HD 4K (UHD 4K) bezeichnet. Für die höhere Auflösung gibt es die Bezeichnungen Full Ultra HD (FUHD), 8K Ultra HD (8K UHD) und Ultra HD 8K (UHD 8K), in Japan auch Super Hi-Vision (スーパーハイビジョン, Sūpāhaibijon; SHV). Dieser Artikel erläutert die Standardisierung dieser Videoformate.
Standardisierung
Die in Genf ansässige UN-Sonderorganisation Internationale Fernmeldeunion (englisch International Telecommunication Union, ITU) konnte sich nicht auf eine Pixelanzahl einigen, daher wurden der Bezeichnung UHDTV gleich zwei Videoauflösungen zugeordnet. Im Mai 2012 wurde UHDTV als Standard angekündigt.[1] und am 23. August 2012 in der ITU-R-Empfehlung BT.2020 veröffentlicht. An der Erarbeitung beteiligt waren unter anderem die italienische RAI, die britische BBC und die japanische Rundfunkgesellschaft NHK in Zusammenarbeit mit der dortigen Geräteindustrie.
Das DVB-Projekt erarbeitete anschließend in drei Phasen eine für Fernsehsender und Gerätehersteller wichtige Standardisierung, die jeweils vom Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (englisch European Telecommunications Standards Institute, ETSI) und der Europäischen Rundfunkunion (englisch European Broadcasting Union, EBU) in der technischen Spezifikation TS 101 154[2] veröffentlicht wurde.
Phase 1 (UHD)
In der ersten Phase ging es um die Erhöhung der Bildauflösung unter Beibehaltung weiterer schon für HDTV gültigen Spezifikationen wie Bildrate, Dynamikumfang und Audio. Im Vortrag von Virginie Drugeon, Chairwoman der DVB-Arbeitsgruppe Technical Module on Audio & Video Coding (DVB TM-AVC) am 8. März 2018 wurde der Standard auch mit DVB-MPEG/UHD phase 1 bezeichnet. Die Arbeitsgruppe verabschiedete ihn Anfang Juli 2014, er wurde im März 2015 in der Version 2.1.1 von ETSI TS 101 154 veröffentlicht und umfasst folgende Spezifikationen[3]:
- Auflösung: 3840 × 2160 Pixel,
- Bildrate: 24, 25, 30, 50 oder 60 Hz[4]
- Videocodec: HEVC Level 5.1 mit Bildrate max. 64 Hz und in der Hauptstufe (Main Tier) Bitrate max. 40 Mbit/s
- Dynamikumfang: SDR[5]
- Farbmetrik gemäß BT.709[6] oder BT.2020[7] mit nicht konstanter Leuchtdichte,
- Farbquantisierung: 8 Bit (wie HDTV) oder 10 Bit, gemäß BT.709 mit 4:2:0-Farbunterabtastung (Chrominanz horizontal und vertikal halbiert) im Consumer-Bereich (H.264/H.265-Streaming), 4:2:2-Farbunterabtastung (Chrominanz horizontal halbiert) beim Broadcasting und 4:4:4-Farbunterabtastung (volle Chrominanz, drei Farbwerte pro Pixel) in der Postproduktion und bei RAW[6] und
- Audio: Mehrkanal-Tonsysteme Dolby Digital (AC-3, bereits im Juli 2000 in der Version 1.4.1 von ETSI TS 101 154 spezifiziert) und 5.1.
Phase 2 (UHD)
In der zweiten Phase ging es u. a. um die Erhöhung der Bildrate und des Dynamikumfangs sowie die Unterstützung weiterer Audio-Standards unter Beibehaltung der Bildauflösung. In dem zuvor erwähnten Vortrag wurde der Standard auch mit DVB-MPEG/UHD phase 2 bezeichnet. Er wurde im Februar 2017 in der Version 2.3.1 von ETSI TS 101 154 veröffentlicht und umfasst folgende Spezifikationen[3]:
- Auflösung: 3840 × 2160 Pixel,
- Bildrate: max. 120 Hz[8],
- Videocodec: HEVC, auch Level 5.2 mit Bildrate max. 128 Hz und in der Hauptstufe (Main Tier) Bitrate max. 60 Mbit/s,
- Dynamikumfang: HDR[5],
- Farbmetrik gemäß BT.2020[7] mit nicht konstanter Leuchtdichte,
- Farbquantisierung: 10 Bit oder 12 Bit mit 4:2:2-Farbunterabtastung im Consumer-Bereich und
- Ton: 22.2-Kanal[9]
- 9 von oben
- 10 auf Ohrhöhe
- 3 von unten
- 2 für Effekte im Bass-Bereich.
Außerdem wird Next Generation Audio (siehe auch Auro-3D, Dolby Atmos und DTS-X) unterstützt. Die maximale Bildrate liegt auch deutlich höher als die bei IMAX-HD und DCI 48P (48 Vollbilder pro Sekunde) verwendete Rate.
Phase 3 (FUHD)
In der dritten Phase wird die Bildauflösung auf 7680 × 4320 Pixel erhöht, löst also in Höhe und Breite jeweils viermal so fein wie Full HD bzw. zweimal so fein wie Ultra HD auf. Die Pixelzahl ist somit sechzehn- bzw. viermal so hoch[10], beträgt rund 33,2 Megapixel und benötigt eine Datenrate von 24 Gbit/s.[11] Die übrigen Spezifikationen entsprechen denen der Phase 2. FUHD bietet eine höhere Auflösung als der 35-mm-Film. Ihr Nutzen wird einerseits mit den immer größer werdenden Bildschirmen und andererseits mit der sogenannten Hyper-Sehschärfe begründet.[12] FUHD wurde in Japan unter der Bezeichnung Super Hi-Vision im Dezember 2018 mittels Satellitenfernsehen eingeführt.[13] In Europa wird FUHD in absehbarer Zeit nicht eingeführt. Die TV-Hersteller konzentrieren sich stattdessen darauf die Kontrast- und Farbqualität bei UHD zu verbessern.[14]
