- typische historische Kamera
Zum Auffrischen und Erinnern . . . .
. . . sind diese Seiten hier gedacht, denn viele wissen nicht mehr oder noch nicht, wie es damals angefangen hat und wie das wirklich funktioniert mit dem Fernsehen, den Kameras, den Videorecordern, den Tonband- und den Magnetband- geräten aus alter Zeit. Viele Bilder können Sie durch Anklicken vergrößern.
Der digitale HDTV Gigabit Cassetten Recorder der Fese 1991
- Der BTS HDTV GBR Prototyp
Der digitale HDTV-Kassettenrecorder - Dr. Ing Rolf Hedtke
Dr. Rolf Hedtke war 1991 Abteilungsleiter für VTR- Steuerungen und Software bei der BTS Broadcast Television Systems GmbH, Darmstadt, und zur Zeit dort Projektleiter für den "Gigabit- recorder". Er ist inzwischen Professor an der Fachhochschule Wiesbaden.
Für die Produktion und die Nachbearbeitung von HDTV-Beiträgen ist ein digitaler Kassettenrecorder zwingend notwendig, der nach dem vorgeschlagenen Eureka 95 Format Videoinformationen aufzeichnen kann. Dazu wird eine Datenrate von etwa 1,2 Gbit/s benötigt. Um diese Datenmenge auf einer Kassette unterzubringen, muß die Flächendichte erheblich über den Wert gesteigert werden, der heute für Studioanwendungen üblich ist.
Es werden die unterschiedlichen Möglichkeiten und Grenzen diskutiert. Zukünftige Verbesserungen in der Bandtechnologie werden zu weiteren Verlängerungen der Spielzeit beitragen. Es wird ein Vorschlag für das Spurbild eines digitalen HDTV- Kassettenrecorders vorgestellt, das neben der Videoinformation auch sechs unabhängig editierbare digitale Audiokanäle enthält. Mit diesem Funktionsmuster sind ein sendefähiger Slowmotion-Betrieb im Bereich von ±0,25facher Wiedergabe sowie sichtbarer Suchlauf möglich.
1. Einleitung
Bei der Einführung von HDTV ist es erforderlich, daß entsprechend produzierte Beiträge rechtzeitig zur Verfügung stehen. Damit ist die magnetische Aufzeichnung eine notwendige Komponente bei der HDTV-Produktion. Ein wesentlicher Schwerpunkt wird bei der Produktion von qualitativ hochwertigen Beiträgen liegen, deren Nachbearbeitung eine größere Anzahl von Mehfachüberspielungen benötigen. Bei der analogen Aufzeichnung gibt es einen systematisch bedingten Störabstandsverlust. Die analoge HDTV-Aufzeichnung hat allerdings wegen der größeren Bandbreite bereits in der ersten Generation einen unbewerteten Störabstand, der wesentlich geringer ist, als beim Standardfernsehen. Damit sind schon bei wenigen Generationen Bildqualitätsverschlechterungen zu sehen, die nicht mehr akzeptabel sind. Die einzige Alternative bei der Produktion von HDTV-Beiträgen kann daher nur eine digitale Aufzeichnung sein, die zu praktisch keinen Qualitätsverschlechterungen bei der Überspielung führt.
Dieser Beitrag soll sich ausschließlich auf eine Maschine für die Produktion und Nachbearbeitung beschränken; denn für den reinen Aufzeichnungs- und Abspielbetrieb sind andere Maßstäbe anzusetzen, die zu unterschiedlichen Lösungsansätzen führen können. So ist es für eine reine Sendemaschine nicht notwendig, daß die nahezu unbegrenzten Generationen ohne Qualitätsverlust bei beliebigen Trick- und Mischvorgängen möglich sind. Dafür ist aber die Spielzeit von weitaus größerer Wichtigkeit, als bei einer Produktionsmaschine. Untersuchungen im Hause BTS haben gezeigt, daß für diese Anwendungen eine Datenratenreduktion um den Faktor 2 bis 3 zu keinen wesentlichen subjektiven Qualitätseinbußen führen und daß unter besonderen Bedingungen sogar noch Faktoren von 4 bis 5 tragbar sein können. Dies gilt allerdings nur unter der Voraussetzung, daß keinerlei Bildmanipulation durchgeführt wird.
2. Aufzeichnungsparameter
- Flächendichte digitaler HDTV Recorder
Für die transparente Produktionsmaschine bedeutet das nach dem Eureka-Vorschlag EU95 für das 1250-Zeilen-System eine Datenrate von etwa 1,2 Gbit/s. Diese enorme Datenmenge muß nun möglichst ökonomisch auf dem Band untergebracht werden. Ein wesentlicher Parameter für die Aufzeichnung ist die Flächendichte (Bild 1). Sie sagt aus, wieviel Mbit pro cm2 gespeichert werden können. Sie berechnet sich zum einen aus der minimal aufgezeichneten Wellenlänge und zum anderen aus dem Abstand der Videospuren.
Das Dl-Format liegt mit 45um Spurabstand und 0,9 um Wellenlänge bei einer Flächendichte von ungefähr 5 Mbit/cm2, der D2-PAL-Standard bei etwa 7 Mbit/cm2 und der NHK- Vorschlag für einen digitalen 1-inch-HDTV-Open-Reel- Recorder bei etwa 8 Mbit/cm2. Das heißt, alle heutigen digitalen Studioformate liegen unter 8 Mbit/cm2. Nur das von der NHK angekündigte DX-PAL- bzw. DH-Format hat eine Flächendichte von etwa 15 Mbit/cm2, da hier auf einem 1/2-inch-Band eine sehr kleine Spurbreite von 18 ßm erreicht werden soll. Dabei müssen allerdings auch spezielle Verfahren zur Spurhaltung eingebaut werden, die bei einem Gerät für HDTV-Aufzeichnung nicht angewendet werden können.
Die Spielzeit und die Speicherdichte
- Gigabit-Recorder: Spielzeit in Abhängigkeit von der Speicherdichte bei unterschiedlichen Kassettentypen (1 = D2-L, 2 = DX-XL, 3 = D2-M, 4 - Beta-L, 5 = VHS)
Eine Kassettenmaschine hat große betriebliche Vorteile und ist inzwischen im Studiobereich eingeführt. Daher muß auch eine zukünftige HDTV-MAZ mit einer Kassette arbeiten. Eine neue Kassette zu entwickeln ist sehr langwierig und teuer, so daß man zunächst sehen muß, ob es nicht existierende Kassetten gibt, die auch für HDTV-Aufzeichnung zu verwenden sind. Ein wesentlicher Faktor für die Auswahl einer Kassette ist die Spielzeit (Bild 2). Sie ist davon abhängig, wieviel Quadratmeter Bandfläche in eine Kassette paßt und wie dicht die Information auf dem Band gespeichert ist, also von der Flächendichte.
Legt man die heutige Technologie mit weniger als 8 Mbit/cm2 zugrunde, läge die Spielzeit für den HDTV-Recorder bei Verwendung der VHS-Kassette deutlich unter 5 min. Auch die große Beta-Kassette erreicht nur eine Spielzeit von 10 min. Die neu vorgestellte größte DX-Kassette und die mittlere D2-Kassette liegen in der gleichen Größenordnung. Auf beiden Kassetten kann nicht mehr als 20 min aufgezeichnet werden. Für einige Anwendungsbereiche in der Nachbearbeitung könnte allerdings auch das eine interessante Erweiterung sein. Einzig die große D2-Kassette ist in der Lage, mehr als 30 min aufzeichnen zu können. Es ist auch zu erkennen, daß selbst bei einer Erhöhung der Flächendichte nur diese Kassette zu vertretbaren Spielzeiten führt.