Die neue Dimension des Fernsehens
HDTV für Einsteiger

Text: Thomas Schmittlein, HIFI-REGLER, 15.09.2005 - Quelle: www.philips.de

Nach der Geburt des Fernsehens in den 30er Jahren und der Einführung des Farbfernsehens 1967 beginnt mit HDTV eine neue Fernseh-Dimension. Aber was ist eigentlich HDTV? Diese und weitere Fragen beantwortet dieser Leitfaden. Wofür steht HDTV? HDTV ist in aller Munde. Aber was bedeutet eigentlich HDTV, was verbirgt sich dahinter und wann werden die ersten Sendungen in diesem neuen Standard ausgestrahlt? Auf diese Fragen versuchen wir eine Antwort zu geben.

Einführung HDTV

HDTV = High Definition Television. Ganz einfach gesagt ist HDTV hochauflösendes Fernsehen und ein weltweiter digitaler TV-Standard, mit dem wesentlich schärfere Konturen, noch brillantere Farben und eine ungeahnte Tiefenschärfe erreicht werden. Im Vergleich zum herkömmlichen PAL-Standard hat HDTV eine bis zu fünfmal so hohe Auflösung. Dadurch bietet es eine erheblich verbesserte Bildqualität hinsichtlich Auflösung und Schärfe des Fernsehbildes – die Konturen sind schärfer, die Farben satter und das Fernsehbild ist detaillierter. Es werden Feinheiten sichtbar, die bislang nicht sichtbar waren. Während man beim Fernsehen im PAL-Standard das Gefühl hat, Bilder nur aus der Ferne zu sehen, besticht HDTV durch einen regelrechten Live-Charakter – als ob man am Geschehen auf dem Bildschirm teilnimmt. Außerdem unterstützt HDTV die menschlichen Sehgewohnheiten, weil es ausschließlich auf das 16:9-Format setzt. So verschwinden bei Spielfilmen die störenden schwarzen Balken, die man vom 4:3-Format her kennt. Und mit der Übertragung des Tons in 5.1.-Dolby-Digital steht dem absoluten Fernsehgenuss nichts mehr im Wege.

Allerdings müssen für das vollkommene HDTV-Erlebnis die gesamten Filmproduktionsabläufe angepasst werden. Das schließt nicht nur die Abspielgeräte wie beispielsweise Fernsehgeräte ein, sondern auch Geräte zur Filmaufnahme wie hochauflösende Kameras und die entsprechende Übertragung in das heimische Wohnzimmer per Satellit oder Kabel. So plant beispielsweise der englische Fernsehsender BBC bis 2007 alle herkömmlichen Kameras gegen HD-Kameras auszutauschen. Und spätestens 2010 wird die komplette Ausstrahlung des BBC Programms in HDTV erfolgen. Diesem Trend werden auch Pay-TV Anbieter folgen. Innerhalb der nächsten Jahre wird HDTV also nicht nur in den USA und Japan, sondern auch endlich auch in Europa zum Standard werden. Nicht nur die Fernsehanstalten rüsten sich für HDTV, auch gespeicherte Filme wird man schon sehr bald im hochauflösenden Format genießen können.

Wann kommt HDTV?

HDTV steht in Deutschland und Österreich schon in den Startlöchern. Einzelne Sendungen werden bereits im HDTV-Format ausgestrahlt. Der Startschuss für HDTV fällt bei Premiere im Herbst 2005 – ein erster Höhepunkt wird dann die komplette Ausstrahlung der FIFA Fussball-Weltmeisterschaft Deutschland 2006^TM sein. Während in den USA und Japan HDTV schon längst Standard ist, startet Premiere im November 2005 mit der Ausstrahlung in HDTV-Qualität auch in Deutschland und Österreich. Dann kann die komplette Umstellung auf hochauflösendes Fernsehen sehr schnell folgen, da viele Spielfilme oder auch Serien bereits in HDTV-Qualität aufgenommen werden. Ein gutes Beispiel hierfür ist die Fernsehserie „Der Clown“ von RTL, die von Beginn an im HDTV-Standard produziert wird.

Große Sportereignisse waren schon in der Vergangenheit ein Motor für Innovationen im Bereich des Fernsehens. So brachte die FIFA-WM 1954 in der Schweiz den Durchbruch für flächendeckendes Fernsehen in Deutschland. 1974 wurde mit der FIFA-WM in Deutschland der Grundstein für die Einführung des Farbfernsehens gelegt. Erstmals war es möglich, die Spiele in Farbe zu sehen. Auch mit der Einführung des HDTV verhält es sich gleich. Zur FIFA WM 2006 wird Premiere alle 64 Spiele in HDTV übertragen. Das wird dann der Durchbruch für HDTV als neuer Fernseh-Standard sein. Davon sind auch die Branchenexperten überzeugt, die davon ausgehen, dass bis 2008 allein in West-Europa 15 Milionen HDTV-fähige Fernsehgeräte verkauft werden.

Wodurch unterscheiden sich PAL und HDTV?

Die Unterschiede zwischen PAL und HDTV sind offensichtlich – nicht nur bei der Bildqualität, sondern auch bei der Übertragungstechnik. Hier zeigen wir Ihnen die Unterschiede zwischen PAL und HDTV so wie den beiden HD-Formaten 1080i und 720p.

Vergleich PAL- und HDTV-Bildaufbau: Der bisherige PAL-Standard baut das Fernsehbild im Halbbildverfahren (auch Zeilensprungverfahren oder interlaced genannt) auf. Es werden je zwei Halbbilder zu einem Bild zusammengesetzt. Dabei wird zunächst ein
Halbbild mit den Zeilen 1, 3, 5 usw. nacheinander aufgebaut und ein weiteres mit den Zeilen 2, 4, 6 usw. Bei der Bildübertragung im HDTV-Format gibt es zwei Standards:1080i und 720p. Die HDTV-Version 1080i baut das Bild ebenfalls im Halbbildverfahren auf. Dagegen erzeugt 720p die Fernsehbilder im sogenannten Vollbildverfahren (progressive). Hier wird jede Zeile sequentiell beschrieben. Das HDTV-Fernsehbild wird in beiden HDTV-Standards im 16:9-Format abgebildet.

Vergleich PAL- und HDTV-Auflösung: Betrachtet man die Auflösung, wird der Unterschied dieser beiden Signale noch augenscheinlicher. Während der PAL-Standard mit seiner vertikalen Auflösung von 576 Zeilen und 768 Linien horizontal gerade einmal 442.368 Bildpunkte insgesamt und 11.059.200 Bildpunkte pro Sekunde hat, bestechen die beiden HDTV-Standards mit 2.073.600 Bildpunkten und 51.840.000 pro Sekunde (1080i) beziehungsweise 921.600 Bildpunkten und 46.080.000 pro Sekunde (720p). Damit hat HDTV bis zu fünfmal so viel Bildpunkte im Vergleich zu PAL. Und das kann sich sehen lassen: wesentlich schärfere Konturen, brillantere Farben und höhere Tiefenschärfe des Fernsehbildes. Die Tabelle zeigt Ihnen noch einmal die wichtigsten Daten des Vergleichs von PAL mit HDTV. Wichtig für einen Vergleich der Bildqualität bei den unterschiedlichen Übertragungsformaten PAL und HDTV ist die Bildinformation und damit die Bildpunkte pro Sekunde.

Welche Fernseher sind HDTV-fähig?

Nicht jeder Fernseher kann HDTV im vollen Umfang zeigen. Hier erfahren Sie, auf welches Zeichen Sie besonders achten sollten, damit man bei HDTV nicht in die Röhre guckt: das HD ready Logo.

Nur Plasma- und LCD-Fernseher sind HDTV-fähig
Anders als in den meisten Ländern der Welt, in den HDTV bereits eingeführt ist, hat sich die Industrie in Deutschland entschlossen, nur Plasma-TV- und LCD-TV-Geräte, also nur die sogenannten Flachbild-Fernseher mit HDTV-Fähigkeit auszustatten. Wenn Sie also HDTV auch in Ihrem Wohnzimmer einführen wollen, dann hat der gute alte Röhren-Fernseher endgültig ausgedient.

Das HD ready Logo:
Damit HDTV in ganzer Qualität genossen werden kann, muss der Fernseher dafür entsprechend ausgerüstet sein. Deshalb sollte man grundsätzlich einen Fernseher mit dem HD ready Logo kaufen. Dieses offizielle Gütesiegel wird seit Januar 2005 von der EICTA verliehen. Allerdings werden im Handel auch häufig Bezeichnungen verwendet, wie z. B. HDTV-fähig, HDTV-kompatibel oder HD-kompatibel. Geräte mit dieser Bezeichnung können lediglich ein HD-Signal empfangen, dieses aber nicht in HDTV-Qualität darstellen. Deshalb solte man immer auf das HD ready Logo achten, damit man für die neue Fernseh-Dimension gerüstet ist.

Voraussetzungen für das HD ready Logo:
Alle Geräte müssen vier Mindestqualitätsanforderungen erfüllen, damit sie das HD ready Logo tragen dürfen. Welche das sind, sehen Sie hier:

• Das Display verfügt über eine native (tatsächliche) Auflösung von mindestens 720 Zeilen im Breitbildformat
• Es müssen beide HDTV-Formate verarbeitet werden können: 720 progressive und 1080 interlaced
• Das Gerät muss YUV und DVI oder HDMI Anschlüsse besitzen
• Der Kopierschutz HDCP über digitale Schnittstellen muss vorhanden sein

Welche Anschlüsse sind wichtig für HDTV?

Ob ein Gerät die Anforderungen für HDTV erfüllt, hängt zum größten Teil von den Anschlüssen ab. Hier finden Sie die wichtigsten Verbindungen auf einen Blick:

YUV (Componenten-Signal) Auch als Y/Pr/Pb oder Y/Cr/Cb oder Komponenten- Stecker bezeichnet. Eine Verbindung für hervorragende Bildqualität, da alle Signale direkt ohne Qualitätsverlust an das Display geleitet werden. YUV: Y=Helligkeit, U=Farbdifferenzsignal Rot, V=Farbdifferenzsignal Blau Signale werden direkt weitergegeben und im Gerät in RGB umgewandelt Dieser Anschluss arbeitet nur über Cinch-Verbindungen und nicht über Scart Hier werden höhere Bildschärfe, Farbtrennung und -auflösung als bei S-Video-Verbindungen erreicht.
DVI (Digital Visual Interface) Die Anschlussart DVI überträgt mit einer Rate von bis zu 4,9 Gigabits pro Sekunde digitale Signale. Digitale Signale werden direkt und ohne Umwandlung durch Peripherie-Geräte an das TV-Gerät übertragen Tonsignale werden über die separate Cinch-Verbindung bereitgestellt.
HDMI (High-Definition Multimedia Interface) HDMI kombiniert High-Definition Video und Multi-Kanal Audio in einem Anschluss und überträgt wie DVI rein digitale Signale, allerdings sind Tonsignale in das HDMI-Protokoll des Datenstromes integriert. HDMI ist abwärtskompatibel zu DVI, wobei DVI nicht in der Lage ist, die Ton- und Fernbedienungs-Kanäle von HDMI zu übertragen. Diese Lösung arbeitet mit einer Übertragungsbandbreite von bis zu 5 Gigabits Die bi-direktionale, intelligente Kommunikation zwischen den Geräten wird unterstüzt. Beispielsweise werden 16:9 und 4:3-Signale erkannt. Über einen Adapter kann HDMI auch DVI-Signale verarbeiten Auch längere Kabel verursachen keine Qualitätsverluste.
YUV-DVI Adapter Laut EICTA-Norm müssen TV-Geräte sowohl YUV- als auch DVI-Anschlüsse besitzen. Für HD ready ist ein analoger und digitaler Anschluss notwendig Vorsicht! YUV- und DVI-Anschlüsse müssen allerdings nicht gleichzeitig über seperate Buchsen verfügbar sein. Mit einem YUV-DVI-Adapter kann man erreichen, dass man über den DVI-Eingang wahlweise ein YUV-Signal (über DVI-I) oder ein DVI-Signale zuführen kann. (Philips fügt bei seinen Flachfernseher-Modellen einen solchen Adapter standardmäßig bei.)

Wie wird HDTV übertragen?

Eine häufig gestellte Frage. Hier gibt es unterschiedliche Möglichkeiten, die wir im Folgenden näher beschreiben wollen ...

Übertragung
Grundsätzlich gibt es drei Möglichkeiten, Fernsehen zu übertragen. Terrestrisch über DVB-T oder Hausantenne, Kabel oder Satellit. Etwas anders sieht dies bei HDTV aufgrund der höheren Datenmenge aus: Die HDTV-Übertragung via DVB-T/Hausantenne wird es aufgrund der hohen Kosten der Datenübertragung in absehbarer Zeit nicht geben. Die Übertragung via Kabel steht derzeit noch nicht fest, ist aber in Planung. Anders beim Satellit: Schon heute strahlt HD1 – ein belgischer Demokanal – HDTV aus. Um die hohen Datenmengen zu komprimieren, wird derzeit das Komprimierungsverfahren MPEG-2 verwendet. Dies ist vergleichbar mit einer Winzip-Datei. Auch hier werden Daten komprimiert und anschließend wieder dekomprimiert. Eine Weiterentwicklung dieses Verfahrens ist MPEG-4, das die Daten noch weiter komprimiert. Eine weitere Möglichkeit, HDTV-Signale auf den heimischen Bildschirm zu bringen, ist über Festplattenrecorder oder HD DVD / Blu-Ray Disc. Einen Überblick zeigt folgende Grafik:

Welche Sender strahlen schon HDTV aus?

Während HDTV in den USA und Japan schon längst Standard ist, fällt in Deutschland und Österreich der Startschuss für hochauflösendes Fernsehen erst Ende 2005. Nur einzelne Sendungen werden Schritt für Schritt vorher im HDTV-Format gesendet. Hier ein Überblick, welche Sender schon im neuen Standard ausstrahlen.

Sendeanstalten
Deutsche Fernsehsendungen wie „Der Clown“ oder „Die Nibelungen“ werden schon lange im HDTV-Format produziert und ausgestrahlt. Gleiches gilt für die Champions League. Den großen Paukenschlag für HDTV gibt es bei Premiere, denn dort wird ab November 2005 die Übertragung von HDTV via Satellit starten. Weitere Sendeanstalten werden aufgrund der rasanten Entwicklung mitziehen und ebenfalls Fernsehformate in hochauflösender Qualität produzieren.

Premiere als Vorreiter von HDTV
Premiere setzt Maßstäbe auf dem deutschsprachigen HDTV-Markt. Bereits im Februar 2004 präsentierte Premiere in einer Sondervorstellung in Berlin das amerikanische Superbowl-Endspiel. Und im November 2005 geht Premiere als erster deutscher Fernsehsender mit HDTV-Sendungen an den Start und bietet drei Programme mit Filmen, Sport und Dokumentationen. Zunächst ist Premiere HD nur über Satellit (Astra 19,2° Ost) zu empfangen. Im Jahr 2006 hat Premiere auch das absolute Highlight in Sachen HDTV: Erstmals werden alle 64 Spiele der WM 2006 in diesem Format gesendet. Damit wird dieses Sportereignis zu einem optischen und akustischen Erlebnis am heimischen Fernsehschirm. Und das sollten Sie sich nicht entgehen lassen.

Welche Set Top Box ist für HDTV geeignet?

Nicht alle Set Top Boxen sind für HDTV geeignet. Wichtig ist, dass die Set Top Boxen mit dem Komprimierungsverfahren MPEG 4 arbeiten. Nur damit kommt man auch zu Hause in den Genuss von HDTV. Um die Bandbreite und so die Kosten für die TV-Anbieter zu reduzieren, werden die Signale komprimiert. Bisher geschah dies mit MPEG 2, wie zum Beispiel bei dem HTDV-Demokanal Astra 1080. Da HDTV aber deutlich mehr Datenmengen produziert, wird in Zukunft mit dem MPEG 4 Format gearbeitet. Dieses komprimiert die Daten noch stärker.

Welche weiteren Quellen gibt es für HDTV?

Nicht nur die Sendeanstalten sind eine Quelle für HDTV. Es gibt auch weitere Medien, mit denen man in den Genuss von HDTV kommt. Welche das sind, sehen Sie hier:

Blu-ray Disc / HD DVD
Diese beiden DVD-Typen werden im Zuge der Einführung von HDTV als Nachfolger der herkömmlichen DVD gehandelt. Denn die bekannte DVD ist wegen ihrer geringen Speicherkapazität von maximal 8,5 GB (double layer) nicht für HDTV geeignet. Für einen 2-Stunden-High-Definition-Film werden mindestens 25 GB benötigt. Diese Speicherkapazität wird von der Blu-ray Disc mit bis zu 54 GB und der HD DVD mit bis zu 30 GByte geboten.

Blu-ray Disc
Die Blu-ray Medien bieten eine Speicherkapazität von 27 GB (single layer) bis 54 GB (double layer) auf einem einzigen Rohling. Damit können HDTV-Filme im üblichen MPEG 2 Format in voller Länge auf eine Disc kopiert werden. Selbstverständlich ist die Speicherkapazität auch ausreichend für Spielfilme im MPEG 4 Format.

HD DVD
Dieses Medium hat eine Speicherkapazität von 15 GB (single layer) und 30 GByte (double layer). Damit können auch auf dieser Disc HDTV-Filme im MPEG 2 Format gespeichert werden. Allerdings reicht die Kapazität damit nur eingeschränkt für hochauflösende Filme im MPEG-4-Format aus.

Vergleich DVD/Blu-ray Disc/HD DVD
HIer finden Sie eine Übersicht über die Vor- und Nachteile der einzelnen Medien für HDTV. Allerdings sollte man beachten, dass die herkömmliche DVD nicht in Betracht kommt. Denn die Speicherkapazität ist zu gering, um HDTV-Filme in voller Länge auf einer Disc zu speichern. Vermutlich aus Kostengründen wird sich die HD DVD durchsetzen; mittelfristig wird die Blu-ray Disc wegen der größeren Speicherkapazität das Rennen machen, da auch fast die gesamte Industrie hinter diesem Standard steht.

Die häufigsten Fragen zu HDTV

Kann man allein über die Auflösung bestimmen, ob ein Gerät HD ready ist?
Allein die Auflösung gibt keinen Aufschluss darüber, ob ein Gerät HD ready ist. Neben der erforderlichen Auflösung von mindestens 720 Zeilen sind noch die nötigen Anschlüsse (YUV und DVI/HDMI), der Kopierschutz HDCP sowie die Fähigkeit, 1080i bzw. 720p verarbeiten zu können, notwendig.

Was heißt „HDTV-fähig/-kompatibel“?
Geräte mit dem Zusatz HDTV-fähig/HDTV-kompatibel/HD-kompatibel o. ä. verfügen nicht über die von der EICTA festgelegten Standards und sind somit nicht HD ready. Diese Bezeichnung tragen meist Geräte, die zwar ein HDTV-Bild darstellen können, aber lediglich in der herkömmlichen Auflösung. Werden PAL-Signale auch von HD ready Fernsehern dargestellt? Die aktuellen Flachbild-Fernseher sind natürlich in der Lage, auch PAL-Signale zu verarbeiten. Wann übertragen andere Sendeanstalten in HDTV? Derzeit werden bereits einzelne Sendungen (bspw. „Spider Man“ oder „Man in Black II“ auf Pro Sieben) in HDTV gezeigt. Wann die gesamte Ausstrahlung in HDTV erfolgt, steht noch nicht fest. Allerdings werden schon 40 % der Blockbuster in Hollywood in HDTVaufgenommen.

Welche Bilddarstellung (720p oder 1080i) ist besser?
Nimmt man die Bildpunkte, die die beiden Verfahren pro Sekunde zeigen, so sieht man, dass beide Darstellungen sehr nah beieinander liegen. 1080i ist leicht im Vorteil. (Vgl. 46 Mio. Bildpunkte vs. 51 Mio. Bildpunkte.) Umfangreiche Vergleichs-Untersuchungen, die man vor der Einführung von HDTV in den USA und zum Zwecke der Entscheidung für den einen oder anderen Standard durchgeführt hat, haben erwiesen, dass Betrachter im Blind-Test nicht in der Lage waren, 720p und 1080i zu unterscheiden, sofern das Quellmaterial vergleichbare Qualität aufwies.

Was passiert mit bisherigen Set Top Boxen?
Die derzeit im Markt befindlichen Receiver sind nicht geeignet, Programme in HDTV zu empfangen. Der Grund ist, dass diese nicht in der Lage sind, die mit MPEG 4 komprimierten Daten darzustellen. Rechtzeitig zum Start der HDTV-Programme von Premiere (und von anderen Sendern) wird es aber geeignete HDTV-Receiver geben. So versichert es jedenfalls die Industrie.

Premiere: Wie wird die Übertragung von HDTV erfolgen?
Zunächst wird HDTV via Satellit erfolgen, mittelfristig soll es aber auch ein HDTV-Angebot im Kabel geben.

Ist es möglich, alte Set Top Boxen mit MPEG 2 auf MPEG 4 Format aufzurüsten?
Dies ist nicht möglich, da nicht nur Software, sondern auch Hardware unterschiedlich sind.

Weiterführende Informationen zu HDTV und andere interessante Specials

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Hier finden Sie noch mehr Infos speziell zu HD ready und eine Liste mit einer Auswahl der z.Zt. HD-ready-fähigen Fernseher.

Leider sind fast alle interessanten HDTV-Websites in englischer Sprache. Doch wer diese einigermaßen beherrscht und etwas tiefer ins Thema HDTV einsteigen möchte, dem seien z.B. das HDTV-FAQ und das HDTV-Forum im Forum von AVS-Sience empfohlen. Ein sehr gutes Forum ist auch das vom HDTV-Magazine. Kaum Fragen offen lässt die HDTV-Ausarbeitung von Professor Kelin J. Kuhn von der Washington University of Electrical Engeneering.

Zum europäischen Stand der Technik empfehlen wir die beiden auf der Website der EBU (European Broadcasting Union) veröffentlichten Ausarbeitungen von
David Wood (EBU): High Definition for europe - a progressive approach und von
John Ive (Sony Europe): Image Formats for HDTV
sowie die Website HDTV-Total, auf der Sie alle aktuellen HDTV-Senderfrequenzen nachlesen können.
Und nicht zu vergessen, die u.E. wichtigste HDTV-Site der kommenden Jahre: European HDTV Forum

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