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4K-Videos So funktioniert Filmen in Ultra HD

Noch sieht man 4K-Videos hauptsächlich auf Messen. Dabei ist die Aufnahmeseite, also das Filmen mit vierfacher HD-Auflösung, schon recht weit entwickelt. Wir schauen hinter die Kulissen.

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Die Zukunft hat wieder einmal begonnen: Seit einigen Wochen verkauft der VHS-Erfinder JVC einen Camcorder im Kompaktformat, der 4.000 Pixel nebeneinander aufzeichnet und 2.000 senkrecht. Das ist das Vierfache von High Definition und entspricht pro Bild etwa einer Datenmenge von acht Megapixeln. HMQ 10 heißt das 5.000 Euro teure Gerät. Es erlaubt Dokumentar-, Porno- und Industriefilmern, aber auch engagierten Privatleuten, 4K-Filme zu drehen.

Die HMQ 10 sieht aus wie eine typische, kompakte Profikamera – und so wird sie auch bedient: entweder manuell oder vollautomatisch – je nach Zeit und Anspruch. Im Betrieb fallen nur eine sehr exakte Schärfekontrolle (Fachwort: Peaking) und die präzise Fokussier-Automatik auf. Beides braucht sie zum Scharfstellen, denn der kleine, eingebaute Monitor zeigt die feinen Details unzureichend, die das Besondere an 4K-Aufnahmen ausmachen. Erst bei der Wiedergabe an großen Bildschirmen würden eventuelle Unschärfen auffallen.

Vier Kartenschlitze nehmen das 4K-Bild bei der HMQ 10 von JVC auf.
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Vier Kartenschlitze nehmen das 4K-Bild bei der HMQ 10 von JVC auf.

Doch auch 4K ist nur eine Stufe auf der Treppe zur Virtual Reality, der virtuellen Darstellung realer Räume, wie sie etwa in der AlloSphere, einem Rundum-Kino an der Universität von Kalifornien, schon mit gutem Erfolg und einem aus zwölf Projektoren zusammengesetzten Bild realisiert wird. Ob allerdings die deutschen Fernsehanstalten irgendwann 4K implementieren werden, ist angesichts ihrer schwindenden Bedeutung unsicher.

Wahrscheinlicher ist, dass Google, Apple und Co. oder die Hersteller von TV-Servern den Standard einfach implementieren. Beispielsweise akzeptiert YouTube 4K-Material bereits seit 2010. Um die 4K-Web-Filmchen zu empfangen, ist jedoch eine sehr schnelle Datenleitung erforderlich.

Der Eingang zur AlloSphere, dem bisher am weitesten entwickelten Raum für die Projektion künstlicher Realität. Hier, in einem kugelförmigen Spezialgebäude an der Universität von Kalifornien, erzeugen zwölf 4K-Projektoren das virtuelle Bild.
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Der Eingang zur AlloSphere, dem bisher am weitesten entwickelten Raum für die Projektion künstlicher Realität. Hier, in einem kugelförmigen Spezialgebäude an der Universität von Kalifornien, erzeugen zwölf 4K-Projektoren das virtuelle Bild.

Scharfe Bilder, schwammige Formate

Wie immer bei Bildformaten ist auch 4K nicht gleich 4K: Im TV-Bereich meint man meist das vierfache Full-HD-Feld, was einem Bildformat von 3.840 x 2.160 Pixeln entspricht. In Serie produzierte 4K-Fernseher werden wohl dieses Format aufweisen, das auch QFHD heißt (Quad Full High Definition).

Kinomacher hingegen promoten Projektor-Panels mit 4.096 x 2.160 Pixeln. In diesem Format werden derzeit die Daten ins Kino geliefert, die von digitalisierten 35-mm-Filmrollen stammen. Oder sie liegen gleich im Format 4.096 x 1.714 vor, wenn sie in CinemaScope mit einem Bildformat von 2,39:1 gefilmt wurden. Da bleiben oben und unten die schwarzen Letterbox-Streifen wie bisher bestehen. 

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Andererseits nehmen Camcorder fürs Kino noch immer gerne im ursprünglichen 4:3-Format auf – mit einer Bildgröße von 4.096 x 3.112 Pixeln oder etwa im alten 35-mm-Academy-Filmstandard mit dem Bildformat 1:3,7 und 3.656 x 2.664 Pixeln. Dieses klassische 35-mm-Format ist dann – horizontal betrachtet – schon recht klein für den Namen 4K.

All diese Formate und ein paar dazu werden in den kommenden Kameragenerationen und in der Nachbearbeitung von Filmen auftreten. Vorerst allerdings herrscht seltene Einmütigkeit: Canons EOS-Geräte mit 4K-Aufzeichnung wie die digitale Kino-Cam EOS C500 nehmen mit dem Projektionsstandard von 4.096 x 2.160 Pixeln auf, genauso wie die Profi-Camcorder RED Scarlet oder EPIC oder etwa die für digitales Kino gemachten Sony-Modelle F65, F55 und F5

Canon liefert ab 2013 auch ein Spiegelreflex-Topmodell namens EOS-1DC mit echter 4K-Aufzeichnung aus. Doch zu früh gefreut: Auch diese Kamera wird etwa 10.000 Euro kosten.
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Canon liefert ab 2013 auch ein Spiegelreflex-Topmodell namens EOS-1DC mit echter 4K-Aufzeichnung aus. Doch zu früh gefreut: Auch diese Kamera wird etwa 10.000 Euro kosten.

Damit wären die weiteren Player im 4K-Markt genannt, die alle im Preisbereich ab 15.000 Euro anzusiedeln sind. Doch schon ab Frühjahr 2013 könnte der Preis deutlich fallen.

Zunächst bietet Canon mit der EOS-1D C die erste Spiegelreflex-Kamera mit 4K-Aufzeichnung an und Sony baut für sein halb so teures Modell FS-700 ein Firmware-Upgrade, das zwar nicht die Aufzeichnung, aber die Ausspielung von 4K-Signalen möglich macht. 

Besonders gespannt beobachten die Filmemacher aber Aptina, den Hersteller von Bildsensoren beispielsweise für Nikon. Dieser hat einen neuen Chip angekündigt, der zehn Megapixel aufnimmt und mit einer Datenrate von 60 Bildern pro Sekunde ausliest. Das würde für 4K reichen. Wie bewerkstelligt nun JVC bereits heute, was Aptina erst plant und bei anderen Herstellern teuerste Profitechnik ist? 

Bei der JVC-Kamera werden die vier Bildausschnitte der SDHC-Karten zum 4K-Bild zusammengenäht. © Medienbureau, Archiv, Hersteller
Bei der JVC-Kamera werden die vier Bildausschnitte der SDHC-Karten zum 4K-Bild zusammengenäht.

Vier Kabel für 4K

Der Trick: JVC baut vier Sensoren und vier HDMI-Buchsen ein, über die vier HD-Signale laufen, aus denen der Monitor das Endbild zusammensetzt. Für die Aufzeichnung im Gerät sind hingegen vier Speicherkarten im SDXC-Format zuständig, deren Viertelbilder erst bei der Übertragung in den Rechner per Software zum Gesamtbild kombiniert werden. 

Für die Live-Übertragung bieten allerdings Hersteller von Videokarten wie AJA (Kona 3G), Blackmagic (Decklink 4K) oder DVS (Atomix HDMI) 4K-Digitalisierungseinschübe für den PC an. Auch sie haben vier Anschlüsse, doch ist HDMI wegen seiner bauartbedingten Instabilität eher selten im Gebrauch. Vorrang hat HD-SDI mit den stabilen BNC-Buchsen.

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Auch die digitalen Kino-Player oder Abspielstationen, auf denen hochauflösende Digitalfilme im Kino oder in Studios lagern, verwenden die Vier-Anschluss-Technik. Im Industriemarkt – also nicht im Media Markt – bekommt man Monitore, die ebenfalls die vier Stecker benutzen. Mitsubishi bietet etwa ein 56-Zoll-Gerät für ca. 30.000 Euro an; TVLogic und EIZO sind weitere Anbieter. 

AJA bietet mit der Kona 3G eine Computer-Videokarte, über die 4K-Signale via vier SDI-Buchsen Eingang finden. Über die HDMI-1.4-Buchse kann auch ein 4K-Signal zu einem Projektor oder Monitor ausgegeben werden.
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AJA bietet mit der Kona 3G eine Computer-Videokarte, über die 4K-Signale via vier SDI-Buchsen Eingang finden. Über die HDMI-1.4-Buchse kann auch ein 4K-Signal zu einem Projektor oder Monitor ausgegeben werden.

Für Anwendungen in den Bereichen Konstruktion, Medizin oder etwa Messebau gibt es viele 4K-Displays; der Preis spielt hier oft nur eine untergeordnete Rolle. Sony macht es mit einem neuen 30-Zöller nun auch dem Filmer etwas einfacher: Auch dieser PVM-300 besitzt einen Vierfach-Anschluss zu einem deutlich gesenkten Preis.

Projektoren hingegen setzen eher auf Dual-Link-Verbindungen (SDI-Buchsenpaare) oder DVI-Anschlüsse, um die Datenmengen aus Digitalfilm-Zuspielern zu bewältigen. Das erste Gerät überhaupt, das 4K-Filme über eine einzige HDMI-Schnittstelle (Version 1.4a) entgegennehmen konnte, war Anfang 2012 Sonys Projektor VPL-VW1000ES . Dabei werden Bildraten von 24, 25 und 30 Hz unterstützt.

Und dann gibt es noch Schein-4K-Projektoren. Diese besitzen bereits die großen 3.840 x 2.160-Pixel-Panels, blasen aber nur die übliche HD-Auflösung während der Vorführung aufs vierfache Format auf. Dadurch sind zwar nicht mehr Details zu sehen, aber ein eventuell noch vorhandenes Pixelraster verschwindet völlig. Auch hier ist JVC etwa mit seinen Modellen DLA-RS66E, -RS56E und -RS48E ganz vorne dabei. 

So sieht eine 4K-Digitalkino-Workstation aus: Die Clipster von DVS, einer Tochterfirma von Rohde & Schwarz, hält für alle Videosignale bis 4K Anschlüsse bereit und bearbeitet sämtliche Video-Codecs, um am Ende Digitalkinofilme zu erzeugen. Zum System gehören der 4K-Monitor sowie die Editing- und Kolorier-Software.
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So sieht eine 4K-Digitalkino-Workstation aus: Die Clipster von DVS, einer Tochterfirma von Rohde & Schwarz, hält für alle Videosignale bis 4K Anschlüsse bereit und bearbeitet sämtliche Video-Codecs, um am Ende Digitalkinofilme zu erzeugen. Zum System gehören der 4K-Monitor sowie die Editing- und Kolorier-Software.

Datenschlacht im Rechner

Das Bearbeiten von 4K-Videomaterial im Rechner ist paradoxerweise momentan das kleinste Problem. Viele Video-Bearbeitungsprogramme wie etwa After Effects erlauben schon lange den Umgang mit größeren Dateien als Full HD. Und auf Postproduktionssystemen etwa von Autodesk oder Quantel entstehen bereits jede Menge 4K-Spielfilme

Mit der zunehmenden Verbreitung von 4K-Aufzeichnungsgeräten werden jetzt auch die bei ambitionierten Hobbyfilmern sehr beliebten Schnittprogramme 4K-tauglich: etwa Grass Valley EDIUS, Adobe Premiere Pro, Apple Final Cut Pro X, Sony Vegas 9, Avid Media Composer und sogar das preiswerte Cyberlink PowerDirector 11 unterstützen den Medienimport der 4K-Dateien und verfügen über 4K-taugliche Arbeitsoberflächen. 

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Wie schön die 4K-Bearbeitung von Filmszenen etwa einer RED Scarlet-Kamera in Adobe Premiere CS6 klappt, haben wir selbst ausprobiert. Doch 4K-Produktionen sind speicherhungrig: 16 Gigabyte misst etwa ein gut eineinhalb Minuten langer Clip aus der JVC-Kamera.

Die bei Aufnahme und Bearbeitung entstehenden Datenmassen zu verwalten sind denn auch die größten Probleme beim Aufbau eines 4K-Rechners. Mehrere Terabyte sind schnell zusammen und wollen verwaltet, geändert und in mehreren Datenströmen gleichzeitig abgespielt werden. Da kann der Arbeitsspeicher nicht groß genug sein. 

Doch Mitsubishi hat schon einen 4K-Encoder vorgestellt, der statt der heute üblichen MPEG-4-Kompression HEVC einsetzt. Dieser neue Standard soll bei halber Datenrate genauso effizient sein.

25.000 US-Dollar kostet der Sony KD-84X9005, ein 84-Zoll-4K-Fernseher, der in den USA mit einem Server voller Kinofilme geliefert wird. Der REDRAY-4K-Webplayer für 1.450 US-Dollar streamt 4K-Videos mit etwa 2,5 MByte/s aus dem Netz.
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25.000 US-Dollar kostet der Sony KD-84X9005, ein 84-Zoll-4K-Fernseher, der in den USA mit einem Server voller Kinofilme geliefert wird. Der REDRAY-4K-Webplayer für 1.450 US-Dollar streamt 4K-Videos mit etwa 2,5 MByte/s aus dem Netz.

4K macht HD erst schön

Doch bevor die 4K-Welt morgen das Wohnzimmer erobert, sind die Filmer heute schon aus einem ganz anderen Grund scharf auf 4K: Das Riesenbild gibt ihnen die Möglichkeit, ihre Videos perfekt nachzubearbeiten. Sie beschneiden nachträglich den Ausschnitt oder zoomen bis zur vierfachen Vergrößerung ins Bild – ohne Qualitätsverlust.

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Auch perfektes Entwackeln ist nachträglich möglich und 4K-Bilder, die auf ein Full-HD-Bild heruntergerechnet werden, sind quasi rauschfrei – die Qualität steigt. Andererseits: Video entsteht zunehmend am Schneidetisch und 3D-Animationsprogramme integrieren die Camcorder-Aufnahmen mit Fotos und animierten Objekten aus dem Rechner zu den Szenen, die wir heute im Kino als Realität vorgesetzt bekommen. 

In dieser Sparte der Zunft spielt das Format kaum noch eine Rolle. So entstehen bereits heute viele 4K-Movies und Spots, die auch in YouTube eingestellt werden – und darauf warten, bald von vielen 4K-Bildschirmen angeschaut zu werden.

Fünf Gründe, warum 4K kommt

  1. Technische Machbarkeit: Weiter voranschreitende Prozessortechnik und schnellere Rechner sorgen dafür, dass die Übertragungsgeschwindigkeit und das Speichern der Datenmassen keine Probleme mehr darstellen.
  2. Verbesserte Detailwiedergabe: Im Heimkino-Bereich und bei Fernsehern mit über 50 Zoll Bildbreite kann der Mensch noch feinere Pixelabstände wahrnehmen, als sie Full HD Video bietet. Bei kleinen Monitoren allerdings – etwa bei Tablets – ist die maximale Augen-Auflösungsgrenze des Menschen bereits überschritten. Vorteile ergeben sich da durch verbesserte Zoom-Möglichkeiten. 
  3. Foto-/ Videokonvergenz: Jedes der 50 progressiven Bilder aus einer 4K-Videokamera ist ein hochwertiges Foto. Fotografieren wird für viele Anwendungen unnötig, da in einem Video bereits Highspeed-Fotoserien vorliegen. Kein Schnappschuss geht verloren. Die Video-/Diaschau auf dem Fernseher wird zum Erlebnis.
  4. Digitales Kino: 4K-Aufzeichnung reicht für die digitale Kinoproduktion aus. Die Hollywood-Profis streben allerdings 8K (7.680 x 4.320 Pixel) an. Die Technik dahinter ist die gleiche. Diese Standards sollen auch im Endverbrauchermarkt die hohen Entwicklungskosten amortisieren, zumal "Kino-Look" stark angesagt ist bei Hobby-Videofilmern.
  5. Normierung: Die europäischen Normierungsgremien ITU (International Telecommunication Union) und EBU (European Broadcasting Union) haben schon 4K- und8K-Standards verabschiedet. Diese Standards namens UHDTV1 und UHDTV2 bereiten den tragfähigen Boden für zukünftige Geräte- undNetzwerk-Entwicklungen.

 
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