Ultra HD: Es geht voran

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Bericht vom 23. Symposium der Deutschen TV-Plattform in Stuttgart


Autor: Rainer Bücken

(Der Bericht ist in INFODIGITAL & InfoSat Ausgabe 313, April 2014, erschienen. Wir bedanken uns beim Verlag für die Genehmigung zur Nachveröffentlichung.)


Als neuer Vorstandsvorsitzender der Deutschen TV-Plattform eröffnete Wolfgang Elsäßer (ASTRA Deutschland) das 23. Symposium in Stuttgart und verweist auf das Engagement der Infrastrukturbetreiber für das neue Fernsehformat (© Foto: DTVP / Joachim Röttgers, graffiti-foto)

Als neuer Vorstandsvorsitzender der Deutschen TV-Plattform eröffnete Wolfgang Elsäßer (ASTRA Deutschland) das 23. Symposium in Stuttgart und verweist auf das Engagement der Infrastrukturbetreiber für das neue Fernsehformat (© Foto: DTVP / Joachim Röttgers, graffiti-foto)

Wolfgang Elsäßer, frisch gekürter Vorstandsvorsitzender der Deutschen TV-Plattform und Geschäftsführer Astra Deutschland, konnte zur Eröffnung des 23. Symposiums der Deutschen TV-Plattform über 150 Teilnehmer begrüßen. Auf der Tagesordnung stand die Frage „Was bringt Ultra HD?“ Die Deutsche TV-Plattform (www.tv-plattform.de)  ist seit nahezu 25 Jahren in Sachen HDTV unterwegs, und wenn nun das Präfix Ultra hinzukommt, kann das nur eines bedeuten – es geht voran.

Spricht über Akzeptanz und Relevanz - SWR-Intendant Peter Boudgoust

SWR-Intendant Peter Boudgoust spricht als Gastgeber über die Bedeutung der zwei Faktoren Akzeptanz und Relevanz für die Entwicklung neuer Technologien (© Foto: DTVP / Joachim Röttgers, graffiti-foto)

SWR-Intendant Peter Boudgoust spricht als Gastgeber über die Bedeutung der zwei Faktoren Akzeptanz und Relevanz für die Entwicklung neuer Technologien (© Foto: DTVP / Joachim Röttgers, graffiti-foto)

Peter Boudgoust, Intendant des SWR, hat eines nicht getan – Vertretern der privaten und öffentlich-rechtlichen Sender, Gerätehersteller, Forschungseinrichtungen und Infrastrukturbetreibern sowie weiteren Akteure der deutschen Medienlandschaft einen Termin genannt, zu dem Ultra HD ausgestrahlt wird. Trotzdem die Frage: „Ist Ultra HD in absehbarer Zeit ein Massenphänomen oder ein Premium-Produkt für einen Nischenmarkt?“ Für 2013 haben GfK und gfu 9.000 U-HD-Geräte gezählt und vermuten für dieses Jahr immerhin einen Absatz von 200.000 Stück. Selbst wenn 2016 ungefähr 500.000 Ultra HD-Geräte vorhanden sein dürften, mag das für Sky interessant sein, aber kaum für den öffentlich-rechtlichen Rundfunk.

Für Boudgoust stehen Inhalte und Erzählformen im Vordergrund, weniger die Screens selbst. Bei denen gibt es aber zwei Trends – einmal zu größeren Bildschirmen mit höheren Auflösungen und zu kleineren Bildschirmen, den Smartphones und Tablets. Gerade die jüngere Generation löst sich – so der SWR-Intendant – „von dem einen Weg, Inhalte zu konsumieren und von dogmatischen Qualitätsansprüchen“. So werden Naturdokumentationen in bester Qualität gesehen, aber auch auf Smartphones gedrehte Filme via Youtube. Bleibt die Frage nach den Sehgewohnheiten der Zukunft. Mit einem gemeinsamen multimedialen Jugendangebot wollen ARD und ZDF die Grenzen von Fernsehen, Radio und Internet verschmelzen lassen. Die Medienentwicklung präsentiert sich also janusköpfig: Einerseits nutzen Menschen 55 Zoll große 3D- und Ultra HD-fähige Smart-TVs, andererseits blicken Vertreter der „Head-Down-Generation“ mit geneigtem Kopf auf den Vierzollbildschirm ihrer Smartphones. „Wir müssen auch in der Zukunft all diese Menschen mit ihren unterschiedlichen Nutzungsgewohnheiten erreichen“, resümiert Boudgoust. Doch einfach wird eine Umstellung nicht. Positives Beispiel der Sprung von SD nach HD, auch wenn „wir mit einer leichten Faszination zuschauen, wie ein Teil dieser HD-Programme wieder in SD reconvertiert wird“, womit die Kabelnetzbetreiber gemeint sind. Der öffentlich-rechtliche Rundfunk müsse Dinge vorwärtstreiben, die für Beitragszahler relevant sind und in der Gesellschaft akzeptiert werden.

Dabei steht schon das nächste Ding vor der Tür – das Bildformat 21:9. Ob und welche Innovation von Relevanz sind, wird von André Prahl, Bereichsleiter Programmverbreitung der CBC (Cologne Broadcasting Center) der Mediengruppe RTL und Moderator des Symposiums, problematisiert. Aber nicht nur durch ihn. Zehn Persönlichkeiten haben sich per Videoauftritt zu Wort gemeldet.

Zehn Meinungen zu Ultra HD

ZDF-Intendant Thomas Bellut eröffnet den Reigen. „Gestochen scharfe Bilder auf den riesigen Flatscreens, das hat auch mich sehr beeindruckt. Anders als 3D ist mit Ultra HD der Weg zum Endverbraucher leichter.“ Doch es müssen genügend Endgeräte da sein, um die neue Technologie zum Erfolg zu bringen. „Bei 3D haben wir einige Versuchssendungen gemacht, und das Gleiche würden wir auch bei Ultra HD machen, um zu sehen, wo die Stärken und wo die Schwächen sind. Am Ende wird der Verbraucher entscheiden, ob er sich der neuen Technologie zuwendet. Die Chancen dafür sind jedenfalls da.“

Für Hans W. Geißendörfer, Produzent, Regisseur und Autor, ist das Kino noch immer die Königsdisziplin im Vergleich mit anderen Medien. „Aber jetzt haben wir Ultra HD, und damit wird es Filmemachern möglich sein, auch das kleinste Detail in riesigen Totalen zu setzen. Dazu kommt, dass die Erweiterung des Farbumfanges ein echt kreatives Arbeiten mit Licht und Schatten möglich macht. Ich freue mich auf Ultra HD.“

Für Michael Hagspihl, Geschäftsführer Marketing der Telekom, passt das Thema Ultra HD perfekt zu Entertain; doch er weiß aber auch, dass für Ultra HD diese TV-Plattform ausgebaut werden muss.

Kayser: „Astra spielt bei Ultra HD Vorreiterrolle“

Auch Ferdinand Kayser, Chief Commercial Officer SES, ist von der außerordentlichen Bildqualität durch Ultra HD begeistert. Der Chef von 55 Satelliten mit über 1.700 weltweit übertragenen HD-Kanälen kann die Frage, wann die ersten Programme in Ultra HD zu empfangen sein werden, nur mit einem Wort beantworten: „demnächst“. Kayser ist zuversichtlich, über die am besten geeignete Infrastruktur für Ultra HD-Inhalte zu verfügen. Und: „Astra wird auch bei der Einführung von Ultra HD eine Vorreiterrolle spielen.“

Lutz Marmor, ARD-Vorsitzender und Intendant des NDR, ist froh, den Großteil der HD-Umstellung geschafft zu haben. Ab 2017 soll HD auch terrestrisch über DVB-T2 verbreitet werden. Und er appelliert an die Kabelnetzbetreiber, HD bei den Endkunden möglich zu machen. Bei UHD gibt er sich reserviert: „Ultra HD ist eine spannende Entwicklung, die wir verfolgen, doch bleiben noch eine Reihe von Fragen“.

Sportcast hat – wie Ex-Fußballer und Geschäftsführer Josef Nehl berichtet – „schon kleinere Tests mit Ultra HD durchgeführt“ – weitere sind geplant.

RTL Deutschland-Chefin Anke Schäferkordt bleibt bei 3D eher skeptisch, erkennt aber den „Trend zu immer größeren Bildschirmdiagonalen und damit den Wunsch nach einer immer besseren Bildqualität“. Aber: „Wir müssen realistisch sein, was eine Durchdringung im Massenmarkt angeht. Dennoch werden wir die Entwicklung von Ultra HD von der Mediengruppe RTL Deutschland aus unterstützen und begleiten.“

Sky-Chef Sullivan: „Ultra HD großer Teil unserer Zukunft“

Brian Sullivan, CEO Sky Deutschland, sucht „immer nach den besten Wegen, unsere Inhalte in bester Qualität zu unseren Kunden zu bringen“. Und: „Wir sind extrem begeistert von Ultra HD, haben bereits mit Ultra HD-Arbeiten begonnen durch Testübertragungen von Bundesliga- und Champions League-Spielen. Neben dem zusätzlichen Auflösungsgewinn geht es auch um die Innovationen dahinter, eben Super-Zoom oder Super-Zeitlupen.“ Abschließend: „Ultra HD wird ein großer Teil unserer Zukunft sein und wir sind sehr gespannt darauf.“

Hans Wienands, Executive Vice President Samsung Electronics, ist „davon überzeugt, dass UHD eine so große Erfolgsgeschichte wird wie einst Full HD und auch LED TV“ – und begründet es mit besserer Bildqualität und größeren Displays. Zudem würde UHD dem Fernsehen die Faszination zurückbringen.

Für Regisseur Volker Weicker ist Ultra HD ein wunderschönes Thema, genauso, wie es HD und SD war. Er ist aber etwas skeptisch, was die Zukunft von Ultra HD angeht. „Aber ich will niemanden abhalten, die Qualität für den Zuschauer zuhause zu verbessern.“

Displays – die Grundlage des Ganzen

Die Basis höherer Auflösung ist nun einmal die Displaytechnologie. Über den derzeitigen Stand und Perspektiven referiert Norbert Frühauf von der Universität Stuttgart. Der Weg von SD über HD nach 4K (3840 x 2160) und 8K (7680 x 4320) war und ist weit – und längst noch nicht abgewandert. So wurde laut Frühauf im Oktober 2012 das erste UHD-Display in den USA angeboten, damals noch zu einem Verkaufspreis von rund 17.000 Dollar (aber 84 Zoll!), und im Februar 2014 ein 55 Zoll UHD-Display für knapp 3.000 Dollar, 65 Zoll UHD für 4.500 Dollar, „normale“ HD-Displays etwa zum halben Preis.

Zentral die Frage, warum die Entwicklung zu 4K UHD relativ einfach ist, während der Weg zum japanischen 8K UHD recht beschwerlich scheint. Dazu kommen die Grundlagen der LCD-Technik hoch, zunächst die TFT-Dünnfilm-Technik, dann die mit Metall-Oxid (IGZO) Dünnschichttransistoren. „Wir können noch mit amorphem Silizium ein 4K-Display machen, aber es ist grenzwertig. Doch bei 8K geht das nicht mehr, da müssen andere Halbleiter her, eben Indium-Gallium-Zink-Oxid (IGZO)“, erläutert Frühauf, nicht ohne sich auf beliebig viele Formeln und Kurven zu stützen.

Während der Wissenschaftler die Herstellungsmehrkosten von UHD im Vergleich zu Full HD mit 15 bis 20 Prozent angibt, dürften 8K-Panels wesentlich teurer werden (hier wird man erst in den nächsten Jahren mehr erfahren, wenn Sharp, Panasonic & Co. ihre 8K-Displays in größeren Stückzahlen für NHKs Super Hi-Vision  produzieren.) „Doch jetzt haben die Firmen, die UHD-Displays anbieten und zum doppelten Preis verkaufen, eine vernünftige Marge“, ist Frühauf sicher. Und weiter: „Sobald aber die Wald- und Wiesenhersteller nachziehen, werden die Preise noch weiter nach unten gehen. Es gibt produktionsseitig keine Gründe, warum das jetzt doppelt so teuer sein muss. Aber 8K ist eine andere Liga, ist eine enorme Herausforderung.“

Für 4K bleiben noch genügend Aufgaben. Da ist die Frage nach dem Farbraum. Während für HD BT.709 festgeschrieben ist, wird für UHD BT.2020 angestrebt. Doch das dürfte nach Frühauf mit der Flüssigkristalltechnik – allein wegen des notwendigen Schwarzwerts – nicht machbar sein, wohl aber mit OLEDs. Auch die höhere Bildwechselfrequenzen von 100/120 Hz sind eine Herausforderung.

Noch viel zu tun

Rainer Schäfer, Geschäftsfeldleiter Fernsehen beim IRT, macht den Sprung von den Grundlagen zur Anwendung, wobei noch viele Fragen offen bleiben. Das Thema 3D spielt kaum noch eine Rolle – anders 4K fürs Kino mit 4096 x 2160 und fürs Heim (UHD-1) mit 3840 x 2160 Pixeln. Verändert werden Betrachtungswinkel (33° für Full HD, 61° UHD-1 und 106° für UHD-2) sowie Betrachtungsabstände (3H, 1,5H bzw. 0,75H). Bei Bildwechselfrequenzen und Farbräumen bleibt noch einiges zu tun. Immerhin – waren für Europa nur die japanischen 120 Hz in der Diskussion, so bezieht sich das Thema Higher Framerate (HFR) jetzt auch auf 100 Hz. Schließlich sollte der Einfluss der Higher Framerate gegenüber der höheren Auflösung nicht vernachlässigt werden. Und: „Alles ist progressiv, der Zeilensprung hat endgültig ausgedient.“

Dann geht es auch hier in die Details, nämlich der Frage nach Bit/Pixel, also nicht mehr acht, sondern zehn oder gar zwölf. „Da können wir etwas mehr machen mit Kontrast oder Higher Dynamic Range (HDR). Auch extended Color-Gamut ist möglich“, so Schäfer. Ultra HD-1 ist mehr als nur mehr Bildpunkte, es geht um „bessere“. Dabei ist die Baustelle Audio noch offen, eine objektorientierte Darstellung ist ebenso möglich wie eine Variante vom 22.2-Ansatz für Super Hi-Vision.

UHD vor allem bei statischen Szenen und Totalen beeindruckend

Interessant sind dann Ergebnisse verschiedener subjektiver Tests, wo die gezeigten Testsequenzen in UHD-1 produziert, dann auf die verschiedenen HDTV-Systeme runter- und im Empfänger wieder auf 4K hochkonvertiert wurden. Auch Bewegungsunschärfen und eingesetzte Codecs spielen eine Rolle. UHD ist vor allem bei statischen Szenen und Totalen beeindruckend. Und gegen Bewegungsunschärfe gibt es verschiedene Techniken, seien es Shutter in der Kamera oder Schwarzblenden bzw. Zwischenbilder im Display. Beide Verfahren haben Nachteile, und so müsste eigentlich ein Schwenk über die ganze Bildbreite bei HD zehn, bei Ultra HD hingegen 20 Sekunden dauern. „Wenn ich schneller als in 20 Sekunden über die Bildbreite schwenke, brauche ich gar kein UHD und auch kein UHD-Display, HD reicht“, so das provokante Resümee Schäfers zu diesem Punkt. Langsamere Schwenks haben auch einen Nachteil – eine UHD-Produktion wäre dann nicht mehr kompatibel mit der heutigen HD-Produktion. Nun ja, das hatte man beim Übergang von SD nach HD auch behauptet, nahezu alle Kameraleute scheinen das vergessen zu haben. Daher dürften sich Genres wie Fußball eigentlich am allerwenigsten für UHD eignen, es sei denn zur Torwart- oder Zuschauererkennung. Doch Sky & Co. sehen das halt anders.

Sicherlich nimmt die Datenrate bei der Aufnahme mit höherer Auflösung, höheren Bildwechsel- und Bitraten zu, können von 166 Mbit/s (SDTV) über 8,3 Gbit/s (UHD-1 v1) bis 95 Gbit/s (UHD-2 v3) reichen. Codecs müssen diese Datenraten dann eindampfen, die HEVC-Technik kommt dafür gerade recht. Auch wird über neue Modulationsverfahren nachgedacht. Ein etwaiger Zeitplan könnte laut Schäfer daher so aussehen:

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Heute gibt es erste Demos für UHD-1 @ 30 Hz, soll heißen, 8 Bit, BT.709, kein HDR, kein HFR;

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morgen, also 2015 bis 2017, UHD-1 @ 50/60 Hz mit 8 oder 10 Bit, aber noch kein real genutzter erweiterter Farbraum und kein HFR, kein HDR; Einsatz für ausgewählte Genres und Inhalte (Pay-TV), sonst Upscaling;

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übermorgen, also ab 2017, dann UHD-1 @ 100(?)/120 Hz, 10 Bit oder mehr für HDR, erweiterter Farbraum nach BT.2020 für Produktion und Ausstrahlung, Konversion im Empfänger; also HFR, doch HDR bleibt ein Fragezeichen. Offen das Thema Kompatibilität zu den Vorgänger-, sprich Legacy-Geräten.

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In Japan gibt es ab 2016 UHD-2 @ 120 Hz, zunächst testweise, ab 2020 dann im Regelbetrieb. Auf dem Weg dorthin fand vor kurzem sogar eine terrestrische 8K-UHD-Ausstrahlung mit 183 Mb/s über 27 km statt. Also – Fernsehtechnik mit Open End.

Fernsehstudios – noch keine Umrüstung geplant

Rüdiger Kupke, Bereichsleiter Systems & Technology bei CBC Cologne Broadcasting Center, technischer Dienstleister für die Mediengruppe RTL Deutschland, hat sich bereits wiederholt mit der UHD-Contentproduktion und -Übertragung beschäftigt. Trotzdem: „Wir haben gerade auf Full HD umgestellt, und das funktioniert wunderbar, obwohl noch teilweise SD produziert wird“, ist Kupke stolz. „Bedeutet dann UHD, dass wir alles wieder ausbauen müssen und komplett neu aufrüsten müssen?“ In der Tat – darum geht es. Vor allem sind es die 8,3 Millionen Pixel, die den Sendern Bauchschmerzen machen, besonders wenn es um Datenraten und Speicherkapazitäten geht. Je nach Kamerasystem und Kompressionsfaktor kommen Datenraten von rund 500 Mbit/s zustande. Umgerechnet auf den Speicherbedarf ergeben sich Datenmengen von rund 200 GByte pro Stunde. „Aber bei monatlich 11.000 Stunden Material wird es eng“, so Kupke. Codecs brechen die Datenraten runter auf 160 bis 430 Mbit/s, es kommen Datenmengen von 70 bis 190 GByte/h zustande, die durch HEVC auf 36 GByte/h eingedampft werden können. Noch sind keine UHD-Blu-rays verfügbar, 100 GByte – und mehr – werden angestrebt. „Für die Übertragung gehen Experten durchaus von 15 Mbit/s aus“, stellt Kupke fest. Dann würde ein 90-min-Film in UHD rund 10 GByte brauchen.

Größere Investitionen ab 2017, 2018

Die Produktionskette ist unterschiedlich kompliziert auf UHD umzustellen. Kameras sind verfügbar und werden im Werbe- bzw. Kinobereich bereits eingesetzt. Das Netzwerk bei CBC hat heute einen Durchsatz von 320 Gbit/s und 310 TB/Tag. Bei UHD rechnet Kupke mit 30 bis 40 Prozent mehr Speichervolumen, soll heißen, „selbst bei guten Codecs reden wir von mindestens 500 Terabyte pro Tag“. Problematisch sind die Wide- oder Metro-Area-Networks, die für 10 Gbit/s ausgelegt sind. „Da kann man mit UHD nicht viel machen“, muss Kupke konstatieren. Auf die zentralen Speicher können bei CBC insgesamt 2.000 Journalisten zugreifen, 11.000 Stunden online und 210.000 Stunden auf Datenbändern, allerdings 75 Prozent noch immer in SD, die nicht wirklich hochzukonvertieren sind. Gute Filme lassen sich neu abtasten und erste Dokumentationen und Sport-Events in 4K aufnehmen. „Das Ganze ist kein Big Bang. Wir glauben, dass ab 2017, 2018 größere Investitionen in UHD auf uns zukommen“, so die Perspektive. Immerhin – schon jetzt verdient RTL mit UHD schon gutes Geld – durch Verkauf entsprechender Werbezeiten für UHD-Fernseher. „Und das freut uns natürlich sehr“. Man kann es verstehen.

Japan und Südkorea als Vorreiter

Alexander Mogg von der Unternehmensberatung Roland Berger hat Ultra HD als die nächste TV-Entwicklung ausgemacht, wobei er den Höhepunkt bereits für 2018 sieht, bevor dann der Übergang zu 8K auf der Tagesordnung stehen könnte. Noch bewegt sich der UHD-Absatz selbst 2016/2017 noch in homöopathischen Dosen, auch wenn jährlich weltweit etwa 17 Million Endgeräte verkauft werden. „Die Vorreiter werden – wie auch schon bei HD – USA, Japan und Südkorea sein“, so Mogg. Allerdings – NHK hat mit 4K nichts am Hut, arbeitet massiv an 8K und das dürfte sich dort entsprechend niederschlagen. „Deutschland tut sich grundsätzlich ein bisschen schwerer im Annehmen neuer Technologien“, ist der Marktforscher sicher. So rechnet Mogg hier mit einem UHD-Absatz von 200.000 im nächsten Jahr und 400.000 in 2016. Ein Jahr später könnten es dann 700.000 werden. In Summe sollen dann 1,5 bzw. 1,6 Millionen Geräte in den Haushalten stehen. Bei HD war das Interesse anders, da kamen neues 16:9-Format, Flachdisplay-, Digitaltechnik und höhere Auflösung zusammen. „Dadurch wurden die Konsumenten in die Geschäfte getrieben“, ist Mogg sicher.

Appetit auf bessere Bildqualität, weiterer Preisverfall, wachsende Zahl der Pay-TV-Kundschaft, ausgebaute Infrastruktur – das sind Treiber für den Weg von HD nach UHD. Auch der selbstproduzierte und heruntergeladene Content spielt eine Rolle, die Broadcaster kommen da erst ziemlich weit hinten, wenn überhaupt. Es werden zunächst die kommerziellen TV-Plattformen sein, die Ultra HD puschen, allen voran eben Pay-TV- und On-Demand-Plattformen, aber auch Netflix & Co. Alles andere ist abwartungsbedürftig.


Text: © Rainer Bücken

Erstveröffentlichung: © INFODIGITAL & InfoSat (April 2014)                                      

 

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