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aus der FERNSEH- UND KINO-TECHNIK Heft 7/1987 von N. Bolewski und R. Bücken

Montreux-Symposium und Redaktionsschluß für diese Ausgabe liegen zu nahe zusammen, um nach den vielfältigen Eindrücken dieser Veranstaltung eine detaillierte Berichterstattung noch in diesem Heft zu bieten.

Wir werden aber ab August über mehrere Ausgaben verteilt mit der ausführlichen Berichterstattung über Symposium und Ausstellung beginnen, wie schon bislang auch in bewährter Zusammenarbeit mit dem Institut für Rundfunktechnik und den Rundfunktechnischen Mitteilungen.

Beginnend am letzten regnerischen Tage dieser Messe in Montreux sei aber vorab der Versuch unternommen, einige übergeordnete Aspekte und Tendenzen zu ordnen und gewissermaßen als Momentaufnahme darzustellen.

Keineswegs spektakulär aber sicherlich mit am wichtigsten war die deutlich erkennbare Einführung des digitalen Studiostandards 4:2:2 nach der Recommendation 601. Gab es bereits vor zwei Jahren schon Mischer, Effektgeräte und andere Anlagen, die intern digital arbeiteten, so ist durch die Annahme dieser Recommendation nun eine Norm eingeführt, die derlei Geräte nicht mehr zu digitalen Inseln werden läßt.

Die Kette zwischen digitaler Aufnahme bzw. Abspeicherung ist durchgängig; beliebige digitale Geräte dieser Norm können eingeschleift und untereinander verbunden werden. Die interne digitale Verarbeitung ist ohne jeden Zweifel auch für das heutige Analogstudio wichtig; letztlich lassen sich die Geräte sukzessive in ein digitales Studio überführen. Grundlage eines solchen Studios ist natürlich der Digitalrecorder.

Sony stellte nicht nur digitale Recorder vor, sie sind bereits käuflich zu erwerben. BTS zeigte in Montreux seine Eigenentwicklung eines digitalen Aufzeichnungsgeräts nach dem D1-Standard. Zur Auslieferung wird das Gerät allerdings erst 1989 kommen.

Was solch ein volldigitales Studio zu leisten vermag, demonstrierten insbesondere die beiden Firmen Thomson und Quantel. Durch die digitale Aufzeichnung und die damit mögliche fast unbegrenzte Anzahl von Generationen ergibt sich speziell im Effektbereich eine vollkommen andere Arbeitsweise als bisher.

So ist es kein Problem, komplizierteste Effekte beispielsweise in mehreren Arbeitsgängen auszuführen. Der Digitalrecorder dient als Zwischenspeicher. Das digital gespeicherte Bild wird wiederum als Eingangssignal benutzt, um weitere Manipulationen auszuführen. Da praktisch kein Generationsverlust auftritt, läßt sich die Bearbeitung des jeweils abgespeicherten Bildes beliebig oft wiederholen.

Demonstriert wurde auf der Montreux-Messe von Thomson das "Studio numerique", das erste volldigitale Studio der Welt in Rennes, Frankreich.

Ein weiterer wichtiger Aspekt in Montreux war die Vorstellung von EB- und EFP-Kameras mit Halbleitersensoren. Praktisch alle Kamerahersteller zeigten entsprechende Modelle. Unterschiedlich ist die verwendete CCD-Ausführung; der 1/2"-Frame-Transfer-CCD (FT-CCD) bei BTS bzw. Philips und der 2/3"-interline-CCD (IL-CCD) bzw. 2/3"-interline-Frame-CCD (ILFT-CCD) bei den anderen Herstellern.

Das führte zu einer Reihe von kontroversen Gesprächen zwischen Herstellern und potentiellen Anwendern, wobei überwiegend der Frame-Transfer-Typ beim Fachpublikum favorisiert wurde, so jedenfalls der persönliche Eindruck.

So einfach ist die Sache allerdings nicht, besonders deshalb nicht, weil bei den "Interlines" bemerkenswerte Verbesserungen eingeführt wurden.
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Einer der Mängel von CCD-Bildsensoren ist das sogenannte Fahnenziehen (Smear} heller Flächen im Bild. Der Wert dafür liegt beim FT-Sensor bei rund 0,25%, ist also relativ hoch.

Deshalb wird während des Ladungstransports in der vertikalen Austastlücke eine mechanische Blende benutzt, um das Bild während des Transports abzudecken.

Damit wird der Effekt vollkommen eliminiert, allerdings um den Preis eines hochpräzise laufenden mechanischen Elements. Und genau das ist es, was die meisten Fernsehtechniker nicht gerade begeistert, aber diese Lösung wegen des vollständigen Eliminierens des Fahnenziehens wohl als zur Zeit die beste ansehen.

Das war ja nicht immer so. Als RCA vor vier Jahren seine erste CCD-Kamera nach diesem System vorstellte, herrschte geradezu Belustigung darüber, wie es ein Hersteller wagen könne, in ein elektronisches Gerät eine mechanische Blende einzubauen.

Das wurde allgemein als archaisch angesehen. Heute ist man bereit, diese mechanische Blende zu akzeptieren mit dem Argument der Verhinderung des Fahnenziehens.

Auf der anderen Seite sind die japanischen Bauelementehersteller nun ihrerseits soweit, "Interlines" herzustellen, bei denen das Fahnenziehen auch eine praktisch bedeutungslose Rolle spielt.

Genau genommen sind IL-Sensoren aufgrund ihrer anderen Konstruktion frei von Fahnenziehen. Ausgelöst durch internes Streulicht (abhängig von der Spektralwellenlänge, meist rot) unter der Sensoroberfläche durch unzureichende Abschirmung der Transportpixel wird in der Praxis ein dem vertikalen Fahnenziehen allerdings sehr ähnlicher Effekt sichtbar.

Störend wird das meistens jedoch nur, wenn helle Lichtquellen, beispielsweise Deckenscheinwerfer, ins Bild kommen. Bei den älteren interline-CCDs lagen hier die Werte zwischen 0,1 und 0,5%.

Durch Verbesserung des internen Aufbaus dieser CCDs mit sogenannten Ableitungsschichten und aufgedampften Infrarotfiltern liegen die Werte heute für einen gewöhnlichen Interline-CCD auch bei unter 0,1% und sind damit recht gering.

Aber die Entwicklung geht noch weiter. Einige dieser Kameras hatten bereits einen Sensortyp, der die Vorteile des Frame-Transfer-CCDs mit denen des Interline-CCDs vereinigt.

Dieser CCD-Sensor nennt sich Interline-Transfer-CCD und enthält ebenfalls einen lichtgeschützten Speicherteil in den das Ladungsbiid zwischengespeichert wird. Man kommt hiermit auf Smear-Werte von 0,01%, also eine ganze Zehnerpotenz besser als bei den Interline-CCDs.

Das bedeutet nach Aussagen der Fachleute, daß erst bei einem Helligkeitskontrast zwischen 7 und 8 Blendenstufen Unterschied ein Fahnenziehen sichtbar wird, ein Kontrastverhältnis, das für normale Aufnahmen weit außerhalb des üblichen liegt. Und dies wird ohne mechanisches Bauelement erreicht.

Das Fahnenziehen kann heute also nicht mehr als Argument für oder gegen die Verwendung eines Interline-Transfer-CCDs sprechen, Die Empfindlichkeit dieses neuen Bausteins ist sogar geringfügig höher als die des Frame-Transfer-CCDs, die Kamerahersteller geben eine minimale Szenen-Beleuchtungsstärke von 20 Lux bei Blende 1,4 und 18dB Verstärkung an, während es beim Frame-Transfer 27 Lux bei gleichen Bedingungen sind.

Allerdings sind solcher Art Angaben wohl immer mit einer gewissen Skepsis zu beurteilen.
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Besser gelöst sein soll auch die Blauempfindlichkeit bei Interline-Transfer-CCDs. Einer der Schwachpunkte der CCDs ist ja ihre geringere Blauempfindlichkeit in der Größenordnung von etwa -6dB gegenüber der Rotempfindlichkeit. Ferner hat der Interline-Transfer im Gegensatz zum Frame-Transfer nur einen Videoausgang anstelle von dreien, die genauestens miteinander abgeglichen werden müssen.


Geringer ist bei den Interline-Transfer-CCDs die Packungsdichte aufgrund des vollkommen anderen Pixel-Anordnungsprinzips. So erreicht der 1/2"-Frame-Transfer-CCD eine Auflösung von 600 Pixeln horizontal, der 2/3" Interline-Transfer-CCD nur 500 Pixel, trotz seiner größeren Fläche.


Aber selbst das läßt sich nicht als Negativum einbringen. Durch die versetzte Anordnung der drei Sensorplatten um einen halben Pixelpunkt (1/2-Pixel-Offset) für R und B gegenüber G und durch entsprechend optische Vorfilterung und Signalverarbeitung läßt sich eine horizontale Auflösung erreichen, die etwa um den Faktor 1,5 höher liegt, also einer Auflösungswirkung von fast 800 Pixeln entspricht.

Durch diese optische Vorfilterung werden auch Aliasfehler wesentlich reduziert. Die hohe Packungsdichte der lichtempfindlichen Elemente beim Frame-Transfer-CCD kommt also bei unserem heutigen Fernsehsystem nicht zum Tragen.
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Bei künftigen CCD-HDTV-Kameras könnte das anders sein, die Herstellung eines 2/3"-Frame-Transfer-CCDs mit über 1000 Bildpunkten liegt im Bereich des Möglichen, andererseits wird aber auch von weiteren Verbesserungen, was die Auflösung anbelangt, bei den Interline-Transfer-CCDs gesprochen.

Unter dem Strich darf man wohl nach Montreux durchaus sagen, daß es scheinbar keine vernünftigen sachlichen Gründe gibt, die den einen Baustein gegenüber dem anderen wesentlich favorisieren.

Die weitere Entwicklung bei allen CCD-Herstellern geht auch in die Richtung einer Art elektronischen Verschlusses, um die Integrations- beziehungsweise Belichtungszeit pro Bild zu reduzieren, was speziell bei Sportaufnahmen von Vorteil sein kann, da das einzelne Bild selbst eine größere Bewegungsschärfe erhält.

Bei beiden CCD-Lösungen werden dafür künftig elektronische "Verschlüsse" eingesetzt. Die schnelle Verbesserung der Sensoren läßt schon heute ahnen, daß es nicht mehr lange dauern wird, bis auch Studiokameras mit CCD-Bauelementen ausgestattet werden.

Von manchen wurde Montreux diesmal als Kampfarena Betacam SP contra MM gesehen. Besondere Dramatik konnten die Berichterstatter allerdings nicht feststellen. Das Betacam-System ist insbesondere in Deutschland zu einem für die Fernsehanstalten wichtigen täglichen Werkzeug geworden, denn bei allen Anstrengungen, die Magnetbandaufzeichnung zu digitalisieren, hat das analoge Aufzeichnuhgsverfahren nach wie vor seine wichtige Bedeutung.

Die Weiterentwicklung von "Betacam" zu "Betacam SP" basiert weitgehend auf der neuen Metallpartikel-Bandtechnologie. Dadurch wird es möglich, die Luminanzbandbreite zu erhöhen, um Signale über 5 MHz aufzeichnen zu können.

Dies sogar bei einem verbesserten Störabstand. Durch Verwendung anderer Aufzeichnungstechniken können gleichzeitig mit den rotierenden Köpfen die Videoinformation und zwei Audiokanäle aufgezeichnet werden (AFM-Technik).

Um eine längere Spielzeit bei Kompatibilität mit den bereits existierenden Systemkomponenten zu realisieren, mußte eine mechanisch größere Kassette eingeführt werden (90-Minuten-Kassette).

Damit bietet das komplette Betacam-System dem Anwender die Wahl zwischen dem normalen Oxidband und der neuesten Metallbandtechnologie bei weitgehender Kompatibilität mit den bereits existierenden Geräten.
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Das MII-Verfahren ist ebenfalls ein Komponenten-Aufzeichnungssystem, und zwar mit zeitkomprimierter Chrominanz-Aufzeichnung auf der einen Spur und Luminanz-Aufzeichnung auf der zweiten Spur. Es arbeitet ebenso mit Metallpartikelband und erreicht eine Aufzeichnungsqualität, die der der heutigen 1"-Aufzeichnungsgeräte nahekommt, manche sagen auch, sie erreicht. Aber die Bildqualitäten von MII und Betacam SP kann man wohl als gleichwertig ansehen.

Auf einer Pressekonferenz in Montreux wurden von Panasonic nun nicht nur die PAL-tüchtigen neuen Modelle für MII vorgestellt, sondern es wurde auch bekannt gegeben, daß die private englische Fernsehstation "Thames Television" auf dieses System künftig setzen wird.

Man plant längerfristig gesehen die Anschaffung von über 100 MII-Geräten, die nach und nach die 1"-Anlagen substituieren sollen.

Erste praktische Erfahrungen hat man mit einigen MII-Anlagen bereits gewonnen, und man war sowohl von der Qualität als auch von der Produktpalette sehr angetan. Ob diese Entscheidung aber als Signal für andere Fernsehanstalten gewertet werden kann, bleibt dahingestellt. Marketing hat wohl seine eigenen kaum überschaubaren Regeln, die es schwer machen, Prognosen zu stellen.
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In Japan und in USA gibt es inzwischen ein weiteres Videoformat, genannt S-VHS, was für Super-VHS steht. In Montreux zeigte nun dieses Mal JVC, was S-VHS bietet. Die Bildqualität dieser neuen Aufzeichnungsweise dürfte deutlich über Highband-U-matic liegen und schon dicht an die von Betacam herankommen. Offiziell ist sogar von der Vergleichbarkeit zu 1"-Maschinen die Rede.

Auch wenn der Qualitätssprung von VHS nach S-VHS im NTSC-Format größer sein dürfte als bei PAL, so wird mit S-VHS zwar den Broadcastern keine Alternative ins Haus stehen, aber immerhin den institutionellen Nutzern.

Während mit NTSC beim Standardfernsehen eine horizontale Auflösung von 330 Linien erreicht wird, bietet S-VHS eine Auflösung von über 400 Zeilen (nein !!! hier auch Linien), sodaß Fernsehmitschnitte ohne Qualitätsverluste möglich sein werden. Allerdings ist die Standardisierung für PAL-Geräte noch nicht abgeschlossen.

Anmerkung : Die VHS Kassette kommt auf etwa 240 Linien, Betamax auf etwa 300 Linien, Beta-SP auf etwa 400 Linien und S-VHS soll auch 400 Linien darstellen können, alles bei 525 Zeilen NTSC oder 625 Zeilen bei PAL.

Mit S-VHS, und das wurde bei der Vorführung durch Bell & Howell deutlich, wird aber womöglich auch der Markt für bespielte Videokassetten eine Belebung erfahren.

Sicherlich wird es auch Camcorder nach dem S-VHS-Format geben, denn gerade für den Schnitt wäre eine größere Qualitätsreserve nötig. Die Frage der Kompatibilität ist jedenfalls gelöst : S-VHS-Recorder sind im Aufnahmemodus S-VHS- oder Standard-VHS umschaltbar, und selbst Standard-VHS-Kassetten lassen sich im S-VHS-Gerät bespielen, allerdings nur im Standard-Mode.

S-VHS kann als Teil eines evolutionären Weges der Bildverbesserung für Heimanwendungen gesehen werden: Neben einem besseren Studio- und Übertragungsstandard (4:2:2 bzw. D2-MAC) sind bei den Teilnehmern bessere Empfangsgeräte mit kleinerem Pixelabstand und natürlich auch bessere Videogeräte nötig. Schließlich wird auch die Qualität von Heimvideokameras vorangetrieben, so daß mit S-VHS im Privatbereich eine bessere Bild- und Tonqualität möglich wird als das Fernsehen in die Wohnungen bringt.
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Montreux ist als Ausstellungsplatz für jegliche Art der Bildverbesserung interessant, natürlich auch für D2-MAC. Doch was in diesem Jahr gezeigt wurde, war von der Biidquafität her gesehen nicht gerade überzeugend.

Das mag am Ausgangsmaterial (PAL bzw. Secam) gelegen haben, das umcodiert und dann über den Genfer See und zurück übertragen wurde.

Anmerkung : Das ist natürlich eine ganz dumme Geschichte, Standard TV als HDTV Quelle zu benutzen, egal, welche Norm bei HDTV drunter liegt.

Testbilder und Dias, die auf einem Monitor vorgeführt wurden, überzeugten da schon eher von der möglichen Potenz des Systems. Doch liegt ja viel Programmaterial für eine künftige D2-MAC-Übertragung in den Archiven in Form von PAL- oder Secam-Aufzeichnungen vor, und wenn dann die gleiche (alte) Qualität rüberkommt, wird das potentielle Kunden kaum zu neuen Fernsehgeräten mit integriertem D2-MAC-Decoder treiben.
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Andererseits wird D2-MAC erst interessant, wenn der TV-Sat im Orbit steht, und das wird noch dauern. Auch wenn der D2-MAC-Chip noch nicht ganz spielfertig ist, zur Zeit funktioniert erst die Bild-, nicht aber die Tonsignal Verarbeitung, die Nachfrage nach entsprechenden Geräten wird sich so schnell nicht einstellen.

Erst über einen funktionierenden TV-Sat wird sich das Geschäft mit Anlagen für Satelliten-Direktempfang realisieren lassen, und dann sind die D2-MAC-Geräte gefragt.

Als Strategie für eine kompatible Verbesserung spielt das D2-MAC-Konzept eine zumindest eher theoretische Rolle, denn der Weg hin zu HD-MAC ist praktisch noch nicht vorgeführt. Zur Internationalen Funkausstellung in Berlin (28.8. bis 6.9.1987) soll HD-MAC gezeigt werden, ob es klappt, bleibt abzuwarten.
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Dafür zeigte Thomson in Montreux zwei HDTV-Übertragungen. einmal eine Farbkamera mit 1250 Zeilen, 50 Hz und Zeilensprung 2:1 sowie eine eine Schwarzweiß-Übertragung mit 1250 Zeilen, 50 bzw. 100 Hz und progressive oder besser, sequentielle Abtastung.

Eine sequentiell arbeitende Farbkamera ist für Juni nächsten Jahres (1988) geplant. Immerhin dürften diese Arbeiten den HD-MAC-Weg wohlmöglich doch noch beflügeln.

HDTV par excellence das war eine separate Ausstellung von etwa 20 Firmen, die sich mit HDTV-Kameras, Recordern, Mischern, Projektoren und sogar einem komplett eingerichteten Ü-Wagen präsentierten.

Alle Geräte einschließlich der von BTS funktionierten nach dem Arbeitsstandard 1125/60/2:1.

Überraschend waren zwei digitale HDTV-MAZen von Sony, wobei selbst nach 20 Überspielungen noch keine Fehler erkennbar waren. Auch die MUSE-Vorführungen von NHK waren bestechend, und selbst das erste "Electronic Cinema Festival" war ein voller Erfolg, sieht man einmal von der noch nicht immer ausreichend erscheinenden Lichtleistung ab (was aber möglicherweise an einer "schlechten" Bildwand lag, denn auch die Filmwiedergabe von HDTV-Aufnahmen war deutlich zu dunkel).

So bleibt ein erstes Resümee: Die japanische Industrie ist startbereit für ein neues, allerdings inkompatibles Fernsehsystem, für HDTV. Und damit soll es ab 1990 losgehen.

Allerdings der Traum von einem weltweiten HDTV-Standard wurde in Montreux wohl endgültig zu Grabe getragen. Während Frankreichs Industriepolitiker von 50Hz nicht ablassen wollen, halten die NTSC-Länder am 60Hz-System fest. Und selbst die Sowjetunion hat andere Probleme als die Umkremplung des gesamten Fernsehens.

Dies war nur der Vorbericht von N. Bolewski, R Bücken zur Ausstellung 1987
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