Aspect

Version vom 11. Oktober 2006, 14:54 Uhr

Der Aspect (ratio) sagt eigentlich nur aus, mit welchem Breiten-/Höhen-Verhältnis das Bildmaterial darzustellen ist, damit es korrekt (unverzerrt) wiedergegeben wird.

Hintergrund

Technik

Die Fernsehübertragungstechnik (PAL) war ursprünglich nur für Bilder mit einem Seitenverhältnis, neudeutsch ‚aspect ratio’, von 4:3 (Breite:Höhe) ausgelegt und im Grunde hat sich daran bis heute nichts geändert.

Abb. 1: 4:3 Bild auf 4:3 TV

breite Bilder

Will man damit ‚breitere’ Bilder, also z.B. mit einem Seitenverhältnis von 16:9 (1,78:1) oder für Kinofilme typische 2.21:1, verzerrungsfrei und vollständig darstellen, so bleibt im ersten Ansatz nur, das Bild aufzufüllen (oben und unten mit schwarzen Bereichen). Das Ganze nennt sich dann neudeutsch ‚Letterbox’ (wie ein Blick durch einen Briefkastenschlitz) und die hinzugefügten Bereiche ‚PAN’. Das hat den Vorteil, dass das auch uralte (4:3-) Fernseher richtig darstellen. Ein großer Teil des Bildes enthält so jedoch keine Informationen (ist schwarz).

Abb. 2: 16:9L-Bild auf 4:3 TV

Im folgenden wird so ein 16:9 letterboxed Bild mit 16:9L bezeichnet. Es handelt sich bei 16:9L jedoch immer noch um ein 4:3-Bild, wobei nur ein Teil des 4:3-Bildes keine Information trägt.

Wird so ein 16:9L-Bild auf einem 16:9-Gerät wiedergegeben, so kann dieses prinzipiell entweder formatfülllend (Abb. 3) oder auf dem 4:3 entsprechenden Teil des 16:9-Bildschirmes dargstellt werden (Abb. 4). In Abb. 3 wird dabei das korrekte Seitenverältniss (= Aspect) nicht eingehalten. In Abb.4 dagegen wird der korrekte Aspect eingehalten, allerdings ist der Großteil des Bildes schwarz.

Abb. 3: 16:9L Bild auf 16:9 TV, formatfüllend aber mit falschem Aspect

Abb. 4: 16:9L Bild auf 16:9 TV, korrekter Aspect im "4:3-Fenster"

Um das 16:9L-Bild nun auf dem 16:9-Bildschirm mit korrektem Aspect formatfüllend darzustellen, muss in das Bild gezoomt werden. Dabei wird auf dem 16:9-TV jedoch Detailtreue (Schärfe) verschenkt, da bei dem 16:9-Bild von 576 Bildzeilnen durch die schwarzen Zeilen nur ~324 Informationen tragen.

Abb. 5: 16:9L Bild auf 16:9 TV,
korrekter Aspect durch Zoom, aber verringerte Bildschärfe

anamorphe Darstellung

Man kann das ‚breitere’ Bild bei der Übertragung aber auch horizontal stauchen und es das Wiedergabegerät wieder auseinander ziehen lassen, um dadurch die volle Schärfe der 576 Zeilen zu erhalten bei 16:9-Bilder zu erhalten. So was nennt man dann neudeutsch ‚anamorph’. Im folgenden werden diese Bilder 16:9A genannt.

Bei der Übertragung und auf einem (alten) 4:3 TV stellt sich so ein 16:9A Bild dann prinzipiell so dar:

Abb. 6: anamophes 16:9 Bild auf 4:3 TV (sog. Eierköpfer, engl. Coneheads)

Auf einem 16:9 TV ist das Bild bei formatfüllender Darstellung wieder entzerrt:

Abb. 7: 16:9A Bild auf 16:9 TV

Aus den zugespielten Bildern allein kann ein 16:9 Wiedergabegerät jedoch nicht eindeutig erkennen, ob es sich z.B. um ein 16:9A oder ein normales 4:3-Bild handelt.

Abb. 8: 4:3 Bild auf 4:3 TV

Abb. 9: 4:3 Bild auf 16:9 TV

Um die anamorphen Bilder korrekt darzustellen sind bedarf es also neben dem reinen Bild zusätzlicher Informationen über den Aspect. Diese zusätlichen Informationen erhält das Wiedergabegerät z.B. durch das s.g. WSS (Wide Screen Signaling) oder einer SCART-Schaltspannung.

Aspect ratio

Der Aspect (ratio) sagt eigentlich (wie oben schon erwähnt) nur aus, mit welchem Breiten-/Höhen-Verhältnis das Bildmaterial darzustellen ist, damit es korrekt (unverzerrt) wiedergegeben wird. In der Regel wird der Aspect dem Wiedergabegerät durch ein Helper-Signal mitgeteilt.

... bei 4:3-Bildschirmen

Ältere oder einfachere 4:3-TV's kennen nur die "normale" 4:3-Darstellung und stellen 16:9A Bilder immer verzerrt dar (siehe Abb. 6). Letterboxed Bilder (z.B. 16:9L) stellen sie für kein Problem dar, da es sich im Prinzip um normale 4:3-Bilder handelt.

Moderne 4:3-TVs können von der anamorphen Darstellung jedoch auch profitieren. Sie sind in der Lage das entsprechende Helper-Signale (WSS, SCART) für anamorphes Bilder zu erkennen und auszuwerten. Sie stauchen das Bild dann in den richtigen Aspect. Einige moderne 4:3 TV können bei 16:9A Bildern sogar ihren Elektronenstrahl anders fokussieren und nur den 16:9-Breich der 4:3-Mattscheibe ausleuchten mit 576 Zeilen. Dadurch kann sich so eine (geringfügig) höhere Bildschärfe im 16:9-Bereich des 4:3-TV's ergeben.

Für 4:3-Bildschirme ist es von daher nur interessant, ob es der Aspect

• 16:9 anamorph
• 4:3 (egal ob letterboxed oder nicht)

ist.

... bei 16:9 Bildschirmen

Abb. 4: 16:9L Bild auf 16:9 TV,
korrekter Aspect im "4:3-Fenster"

16:9 TVs benötigen zusätzliche Informationen neben dem reinen Bild, um das Bild mit korrektem Aspect darzustellen. Ein 16:9-TV muss erstens zwischen 4:3 und 16:9A Bildmaterial unterscheiden (siehe Abb. 5 und Abb. 9).

Des Weiteren muss aber auch 4:3 Material, welches letterboxed gesendet wird, gesondert behandelt werden, sonst ergeben sich unschöne Effekte wie in Abb. 4. Das 16:9-Wiedergabegerät muss den korrekten Zoom-Faktor wählen, um das Bild formatfühlen im richtigen Aspect darzustellen. Prinzipiel lässt der korrekte Zoomfaktor durch Analyse der schwarzen Balken erkennen. Einige moderne TV's versuchen dies auch und zoomen die schwarzen Balken oben und unten weg. Leider hat man in diesem Bereich auch häufig Senderlogos oder Laufschriften, so das je nach Software des TVs mehr oder weniger zuverlässig funktioniert.

Bei 16:9-TVs ergeben sich daher folgende intressante Aspects für das Bildmaterial

• 4:3 Standard-Aspect, sollte ohne Helpersignal angenommen werden. (kurz: 4:3)
• in das 4:3-Bild durch letterboxing eingebettetes Material,
  • 16:9 letterboxed (siehe Abb. X), kurz: 16:9L
  • 14:9 letterboxed, kurz 14:9L
  • >16:9L, z.B. in 4:3 letterboxed Cinemascope (2,21:1). Sollte bei einem 16:9TV die 16:9L behandelt werden.

• 16:9 anamorph (kurz 16:9A), muss anamoph verzerrt werden.

... bei >16:9 Bildschirmen

Im Prinzip ergeben sich hier diesselben Probleme wie bei 16:9 Bildschirmen. Bei in 4:3 letterboxed Material ist dabei wie bei 16:9 der genutze Bildteil interessant und es können ggf. größere Zoom-faktoren (z.B. auf 2,21:1 Cinemascope letterboxed auf 4:3 => 2,21:1L) genutzt werden. Genuso sind 2,21:1 Sendungen bei 16:9A Darstellung auch letterboxed (oben und unten sind schwarze Balken), so das man diese Infomation an ein 2,21:1 Gerät weitergeben könnte (Aspect 16:9A-2,21:1L). Und man könnte z.B. noch einen anamophen 2,21:1 Modus einführen. Da es bis heute jedoch noch keine TVs >16:9 gibt, ist dies erstmal nur Spekulation.

Helper Signal

Die Information über den korrekten Aspect wird dem Wiedergabegerät z.B. durch das s.g. WSS (Wide Screen Signaling) oder durch eine SCART-Schaltspannung mitgeteilt.

Bei SCART erfolgt die über eine Schaltspannung an Pin 8. Dieser führt bei 16:9A eine Spannung von 5-8V und bei 4:3-Material 10-12V.

Bei WSS dagegen wird die Information in "versteckte" Bereiche des Bildes eingefügt. WSS ist dadurch flexibler als die übermittlung per SCART-Schaltpin, allerdings wird WSS nicht von jedem TV unterstützt. Da WSS "im Bild" übertagen wird, bleibt die WSS-Information z.B. auch nach Modulation des Bild-Signals auf ein UHF-Kanal erhalten. Des weiteren ist WSS in der Lage, neben der der Aussage ob es sich um anamorphen 16:9 aspect oder 4:3 aspect handel, auch Informationen über das letterbox Format des 4:3-Bildes mitzuteilen.

Die digitale Welt

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Links

1. WSS
2. SCART
3. AVARDS
4. AVARDS
5. Thread automatische 4:3/16:9-Umschaltung mit Letterbox-Erkennung!