Hadmut Danisch

Ansichten eines Informatikers

50 oder 60?

Hadmut
15.1.2018 0:18

Eine Frage zum Verzweifeln.

Ich besitze diverses Zeug (Handy, Kamera, Actioncam, 360°-Kamera,…), das Videos aufnehmen kann. Man drückt auf einen Knopf, und los geht’s.

Aber, ach.

Schwierig wird es, wenn man die Videos zusammenkleistern (im Schnittprogramm zusammenfügen) will, denn dann müssen die ja von der Größe (zumindest vom Bildverhältnis) und der Bildrate (wieviele Einzelbilder pro Sekunde) zusammenpassen. Auflösungen lassen sich rauf- und runterrechnen, aber Bildraten von 50 und 60 Bildern (oder 25 und 30, gar 24) lassen sich nicht ordentlich zu einem einheitlichen Film zusammenpacken, weil’s ruckelt oder nicht gut aussieht. 25 und 50 passt gut zusammen, dann verdoppelt man entweder jedes Bild oder lässt jedes zweite weg, je nachdem, was man im Ergebnis haben will, genauso bei 30/60. Aber das Umrechnen von 25 auf 30 oder umgekehrt ist gruselig, ähnlich, nicht ganz so schlimm, 50 auf 60. Das will man nicht.

Warum gibt es überhaupt verschiedene Bildraten?

Das hat mit der guten alten Zeit zu tun. Der Anfangszeit der Technik.

Die, die damals die Filme mechanisch/chemisch für Kinos gemacht haben, und teils noch mit Muskelkraft kurbelten, versuchten, so sparsam wie möglich zu sein und kamen mit so ungefähr 16 Bildern pro Sekunde (Festgelegt als 1000 pro Minute) daher, weil das die Grenze ist, aber der Menschen Bilder nicht mehr als Einzelbilder, sondern als zusammenhängende Bewegung wahrnehmen. Deshalb sehen alte Filme so eigentümlich flimmernd aus, zumal die damaligen Filme und Objektive keine kürzeren Belichtungszeiten hergaben. Man einigte sich dann auf besser 22 und schließlich 24 Bilder pro Sekunde, die heute noch gängig sind, aber in modernen Digitalsystemen gerne auch auf 48 verdoppelt werden. Die, die sich nämlich auf ein System festgelegt haben, bleiben gerne bei Vielfachen, wenn sie es aktualisieren müssen.

Das andere System war elektronisch, aber lange analog, das Fernsehen. Weil man in der Frühzeit die Fernseher nur sehr einfach bauen konnte und keine präzisen und synchronen Zeitgeber verfügbar (oder nicht bezahlbar und in Masse zu produzieren) waren, nahm man einfach die Netzfrequenz der Wechselstromversorgung als Quelle und leitete die Bildwiederholfrequenz daraus ab, weil man den Wechselstrom leicht als Taktgeber benutzen kann. Damit hat man auch mit primitiven Schaltungen stabile und vor allem gleichgetaktete Frequenzen. Und man hat noch einen Vorteil, denn man schaffte es damals nicht, Fernseher völlig von der Netzfrequenz zu entkoppeln, so dass man den Einfluss der Netzfrequenz immer als Balken durch das Bild wandern sehen würde (sog. Schwebung bei Überlagerung zweier unterschiedlicher, aber nahe beisammenliegender Frequenzen). Ist der Fernseher aber fest an die Netzfrequenz gekoppelt, tritt das Problem nicht auf, weil sie immer phasengleich sind. Im Prinzip gibt es auch sowas wie einen Balken, aber weil der fest im Bild steht, nimmt man ihn nicht wahr.

Das Problem dabei: In den beiden Kulturkreisen, in denen das damals hauptsächlich entwickelt wurde, Europa und USA,unterscheiden sich die Netzfrequenzen. Hier 50 Hz, dort 60. Deshalb haben die dort andere Bildwiederholraten als bei uns – und in der Folge niedrigere Auflösungen, weil die Zahl der übertragenen Bildpunkte pro Sekunde ähnlich ist, aber dort eben durch 60 und bei uns nur durch 50 dividiert werden muss.

(Eigentlich sind es nur 25 bzw. 30, weil die Fernsehsysteme mit Interlace arbeiten, als abwechselnd nur die geraden oder ungeraden Zeilen übertragen, weil die Übertragungsgeschwindigkeit für volle Bilder nur bis 25 oder 30 Bilder reichte, man das Bild aber als besser empfindet, wenn immer nur die Hälfte übertragen wird, aber das doppelt so oft, aber das spielt jetzt hier keine Rolle.)

Dann kam noch das Farbfernsehen dazu. Zuerst erfand man es in den USA und nannte das Verfahren, dort die Farbe im Fernsehsignal zu kodieren, nach dem National Television Systems Committee NTSC. Es war aber nicht gut konstruiert, weil es systembedingt zu wechselnden Farbverfälschungen führte, die man nicht korrigieren konnte, weshalb es auch als Never The Same Color verspottet wurde. In Europa machte man es besser und nannte es PAL.

Es gab also zwei Fernsehnormen, die sich im wesentlichen in

  • Name
  • Bildwiederholrate
  • Bildgröße
  • Farbkodierung

unterschieden. (Es gab noch mehr, Russen und Asiaten hatte auch irgendwas, aber interessiert jetzt hier nicht.)

NTSC hatte dabei noch ein anderes Problem, denn im Antennensignal muss ja auch noch Ton übertragen werden, und der wurde auf eine Frequenz von exakt 4,5 MHz aufmoduliert. Weil das aber ein exaktes Vielfaches der Zeilenfrequenz war, störten sich Ton- und Farbsignal. Man musste also die Bildfrequenz etwas verbiegen, damit das Tonsignal keine Oberwelle der Zeilenfrequenz mehr ist. Bisher hatte man exakt 60 (Halb-)Bilder pro Sekunde, also genau 60.000 Bilder in 1000 Sekunden. Und da meinte man, dass man das so ein kleines bisschen schief macht, um Bild und Ton besser zu entkoppeln, aber an den Fernsehern technisch nichts ändern zu müssen, und man das eine Winzigkeit langsamer macht. Man sich also für diese 60.000 Bilder nicht 1000 sondern 1001 Sekunde Zeit nimmt.

Deshalb beträgt die Bildrate von NTSC im Gegensatz zum vorherigen Schwarzweißfernsehen nicht mehr 60 Halbbilder pro Sekunde, sondern 60.000 / 1001 = 59,94 (Halb-)Bilder pro Sekunde, oder wenn man beide Hälften betrachtet, eben 29,97 Bilder pro Sekunde.

Mit Einführung des Digitalfernsehens hat sich die analoge Farbkodierung erledigt, weil jetzt digital, und seit hochauflösendem Fernsehen und den von FullHD 1920×1080 abgeleiteten Bildgrößen auch die unterschiedlichen Bildgrößen. Aus Rückwärtskompatiblität sind einzig die Bildwiederholraten erhalten geblieben, weil man ja über Jahre hinweg auch noch alte Fernseher betreiben können, also kompatibel bleiben musste.

Obwohl es heute im Zeitalter des modernen Digitalfernsehens keinen vernünftigen Grund mehr dafür gibt, sind deshalb immer noch folgende Bildraten Standard:

  • 24 (Kino)
  • 25 (PAL Vollbilder)
  • 29,97 (von NTSC abgeleitet)
  • 30 (vereinfachte Schreibweise für 29,97, aber auch als bei reiner Digitalübertragung wieder gerundeter exakter Wert)
  • 50 (Pal Halbbilder digital verbessert Vollbilder = 2×25)
  • 59,94 (das gleiche für NTSC)
  • 60 (das gleiche für NTSC digital gerundet)

*Seufz*

Eigentlich wäre das alles ziemlich wurscht, aber alles, was in Europa mit Fernsehen zu tun hat, ist immer noch PAL-rückwärtskompatibel und aus Gründen der Einheitlichkeit auf 50 Bilder (oder Vielfache) geeicht.

In Amerika dagegen steht alles auf 59,94 oder 60 Bilder.

Nun könnte man sagen, was interessiert uns Amerika, aber der Haken ist halt, dass die die Software, Youtube, und sowas alles machen und sich dabei an deren Norm orientieren. Die stehen dort auf 30 und 60 Bilder pro Sekunde.

Für Amerikaner und Asiaten ist das schön, die machen heute einfach alles mit 30 oder 60 Bildern, und gut isses. Passt alles.

Bei uns dagegen besteht das Problem, dass der Standard eben 50 ist und auch alles, was man beim Fernsehen abliefern will, auf 50 drehen muss. Will man es dagegen bei Youtube usw. hochladen, ist 60 angesagt, weil jede Umrechnung immer argen Qualitätsverlust bringt.

Also grüble ich, was ich mache. 50 oder 60? Ich schwanke.

Persönlich ist es mir egal. Ich werde wohl ohnehin nicht für ARD und ZDF produzieren.

Generell wäre mir 50 lieber, weil halt einfach hiesiger Standard, etwas sparsamer und man die Kameras hier so kauft.

Das eigentliche Ziel ist aber, es einheitlich zu machen, damit man Aufnahmen verschiedener Kameras zusammenschneiden kann. Ich wollte also dafür sorgen, alle Kameras auf einen gemeinsamen Standard zu bringen. Damit hadere ich schon seit über einem Jahr. Weil aber inzwischen neue Kameras dazugekommen sind, habe ich mir zunächst angesehen, was sie denn überhaupt alle können.

Leider habe ich einige Kameras, die nur 30/60 können und sich nicht auf 50 umstellen lassen. (Meistens ist es so, dass die NTSC-artigen und die PAL-artigen Frequenzen gar nicht in einer Auswahl angeboten werden, sondern man irgendwo in den Tiefen des Menüs zwischen PAL und NTSC hin- und herschalten kann, obwohl das bei Digitalkameras eigentlich keinen Sinn mehr ergibt, und es eigentlich nur darum geht, ob man die PAL- oder NTSC-Frequenzen nutzt, eben weil die vermeiden wollen, dass man es versehentlich falsch einstellt und es hinterher nicht zu gebrauchen ist. Aber bei einer Nikon 1J5 und einer chinesischen 360°-Kamera geht’s einfach nicht.)

Ich habe es nochmal nachgelesen, Anleitungen geprüft und so weiter, Ich habe Kameras, die können nur die NTSC-Frequenzen, die können keine 50Hz.

Also dachte ich mir, wenn’s denn so sein muss, dann stelle ich halt alles auf 30/60 ein, dann ist es einheitlich und stimmt mit den Standards von Youtube und anderen Portalen überein, denn 30/60 hat sich außerhalb Europas weitgehend als Web-Standard etabliert. (Weshalb manche Hersteller auch gar nicht einsehen, noch 25/50 anzubieten, weil doch sowieso alles auf Youtube oder Tablets landet, und damit dann endlich mal ein weltweiter Standard entstünde.)

Also dachte ich, alles auf 30/60 einzustellen würde das Problem lösen.

Aber, ach.

Ich habe eine Kamera, die ließ sich nicht umstellen, die konnte nur die PAL-mäßigen 25/50.

Mmmh, kann ja nicht sein, die Kamera wird ja weltweit verkauft. Gesucht gefunden, es gibt ein paar magische Tastenkombinationen, mit denen man die Kamera in den Welturzustand (=30/60) zurückversetzen und ein geheimes Menü, in dem man sie je nach Land auch wieder auf die jeweiligen Landeseinstellungen bringen kann. Damit schaffe ich es tatsächlich, auch diese Kamera auf 30/60 zu stellen. Sie kann zwar dann ihre eigenen alten Videos nicht mehr anzeigen, aber egal.

Hurra, dachte ich, jetzt habe ich alles einheitlich, jetzt passt alles zusammen.

Aber, ach.

Ich habe herausgefunden, warum der Hersteller diese Kamera in Deutschland nur mit 25/50 verkauft und die 30/60 sperrt, obwohl die Kamera doch identisch weltweit verkauft wird und damit 30/60 von Natur aus kann.

Nimmt man nämlich mit 30/60 auf, dann flackert (engl. flickert) das Bild recht wüst.

Warum?

Weil die LED Zimmerbeleuchtung natürlich immer noch am 50Hz-Wechselspannungsnetz hängt und damit mit 50 (oder vermutlich durch die Nutzung beider Halbwellen 100) Hz flimmert.

Die ein oder andere Kamera kann hier bei künstlicher Beleuchtung, die am Netz hängt, schlicht nicht mit 30/60 aufnehmen. (Die, die man nicht auf 25/50 umstellen kann, scheinen das Problem auf andere Art zu lösen.)

Ich kann die Kameras nicht auf einen einheitlichen Standard umstellen.

Dass eine chinesische Kamera, die nur in China vertrieben wird und die ich mir selbst importiert habe, keine europäischen Normen kann, kann man ihnen nicht wirklich zum Vorwurf machen. Nikon nehme ich das aber übel, dass eine in Deutschland verkaufte Kamera keine PAL-Frequenzen kann. Der Grund dürfte ein schräger Marketing-Trick sein. Die Kamera kann 1080p (progressive, ohne Halbbilder) mit 60 Bildern. Sie wird damit beworben, dass sie auch 4K-tauglich sei. Das ist aber ein Witz, denn dann sinkt die Bildrate auf ein Viertel, nämlich 15 Bilder pro Sekunde (klar: vierfache Bildfläche bei gleicher Rechenleistung). Das ist eigentlich Schwindel, denn sowas kann man nur noch gerade so als Video bezeichnen. Weil so ab 15 Bilder das Hirn gerade anfängt, eine zusammenhängende Bewegung zu sehen. Die ersten Kinofilme aus der Anfangszeit hatten 16 Bilder. Damit ist man dann schon recht wüst drauf. Würden sie aber PAL-Frequenzen mit 25/50 erlauben, dann bekämen sie 4K nicht mit 25 Bildern hin und müssten, damit man es zusammenschneiden kann, auf die Hälfte, nämlich 12,5 Bilder reduzieren. Das kann man aber nicht mehr Video nennen, weil das das Hirn nicht mehr als zusammengehörige Bewegung, sondern als abgehackte Einzelbilder wahrnimmt. Das heißt, dass diese Kamera nach unseren Maßstäben – obwohl und gerade weil sie hier niedriger sind – nicht 4K-tauglich ist, man sie aber unbedingt als 4K-Kamera verkaufen wollte. Offenbar hat man diese Kamera erst nachträglich zur 4K-Kamera gemacht, worauf auch hindeutet, dass die Aufschrift “4K-Video” zwar wie die anderen Beschriftungen der Kamera aussah, aber nur ein Aufkleber war. Die Kamera ist genau auf 1080p (FullHD) und 60 Bilder/sek ausgelegt, kann auch viel, viel höhere Raten bei kleineren Auflösungen, und genau da ist eben Schluss. Dann hat offenbar das Marketing nachträglich vorgegeben, die soll auch irgendwie 4K können, also die vierfache Bildmenge (doppelt breit, doppelt hoch), weil man doch jetzt 4K können muss um Kameras zu verkaufen, und man kam offenbar zu dem Ergebnis, dass man nur mit Softwareänderungen die Rechenleistung nicht erhöhen kann, und sich mit einem Viertel der Bildrate begnügen muss, und das geht eben nur mit NTSC 30/60, weil man für PAL 25/50 bei 12,5 Bildern landen würde, und das kann man nicht mehr als Video ausgeben, das sind Serienbilder. So hat man da wohl die PAL-Fähigkeit dem 4K-Markting geopfert, obwohl eine 4K-Fähigkeit bei 15 Bildern eigentlich nutzlos ist.

Und jetzt weiß ich immer noch nicht, ob ich lieber 50 Bilder mache und zwei Kameras nicht verwenden kann (was mich ärgern würde, weil ich die eine oft dabei habe und die andere nicht zu ersetzen ist) und es nicht so gut zu Youtube passt, oder 60 und Probleme mit künstlicher Beleuchtung bekomme.

Ich werde noch experimentieren müssen.

(Wusstet Ihr schon, dass Fernseh-4K eine Breite von 2*1920 = 3840 meint, während die Kinoleute darauf bestehen, dass 4K 4096 heißt? Man also mit vielen 4K-Kameras gar keine 4K-Aufnahmen machen kann, auch nichts, was sich störungsfrei hochrechnen lässt?)

Es ist alles so grausam… So grausam und unsagbar traurig.