HD war gestern, jetzt kommt 4k Ultra HD

Must-Have oder Marketing-Hype?

4k Header

Auf Schwarzweiß folgte einst Farbe, auf analog digital, auf SD folgte HD. Und jede einzelne dieser Evolutionsstufen brachte Vorteile für das Fernseh- und Filmerlebnis im Wohnzimmer mit sich:
Bilder wurden farbig, Fehler, die sich auf dem Weg von der Sendeanstalt bis zu Hause einschleichen konnten, wurden durch die digitale Übertragung minimiert, und auch bei größeren Diagonalen des Fernsehgerätes und/oder bei geringerem Sitzabstand blieb das Bild knackscharf.
Zudem spülte der Umstieg von der Röhre auf Flachbildschirme enormes Geld in die Kassen der Fernsehgerätehersteller, denn mit dem „Fernsehbild zum An-die-Wand-Hängen“ ging ein jahrzehntealter Traum der Konsumenten endlich in Erfüllung, was natürlich die Begehrlichkeit der Geräte steigerte und bis heute zu immer noch flacheren Displays führte – wofür gar in Kauf genommen wird, bei der Tonqualität (aus Mangel an Platz) Abstriche machen zu müssen.
Doch wie das selbst bei den besten Zugpferden so ist: Irgendwann sind auch sie totgeritten. Nur „noch flacher“ oder „noch größer“ genügt dann nicht mehr, um dem Konsumenten klar zu machen, dass er etwas Neues braucht, BEVOR sein noch gar nicht so altes Gerät kaputt geht.
Und da es ja bereits einmal gut funktioniert hat, zu neuen Displaytechnologien (Röhre -> LCD/LED/Plasma) einen neuen Übertragunsstandard (PAL -> HD) einzuführen, so wiederholt man das Spiel nun eben ein weiteres Mal:
Zu den kürzlich vorgestellten Curved– und OLED-Geräten gesellt sich nun mit 4k Ultra HD (auch UHD genannt) der (vermeintlich) ideale Spielpartner in Sachen Übertragunsstandard/Auflösung, der bereits seit einigen Jahren auch in digitalen Kinos Anwendung findet und mit 3840×2160 Pixeln die 4-fache HD-Auflösung (diese liegt bei 1920×1080 Pixel) bietet.

 Sieht dann automatisch alles besser aus?

Natürlich bringt eine hohe Displayauflösung nur dann etwas, wenn man auch entsprechendes Material zuspielt. Ein HD-Fernseher spielt auch nur dann sein volles Potenzial aus, wenn man ihn mit möglichst hochwertigem HD-Material füttert (und auch hier gibt es Unterschiede). Gibt man einem 4k-Fernseher nur HD zu „fressen“, so kann auch dieser seinen Auflösungsvorteil nicht nutzen. Hochskalierung (also „Auflösungs-Hochrechnung“) von geringer aufgelöstem Material auf 4k lässt das Bild zwar vielleicht etwas „glatter“ erscheinen, mehr Details fördert sie jedoch nicht zutage.
Es braucht also einen Heimstandard für die Übertragung und Verbreitung von 4k-Inhalten. Neben einer höheren Auflösung möchte man natürlich noch möglichst viele weitere Defizite ausbügeln, die einem perfekten Bewegtbild nach wie vor im Wege stehen. Auch hier ist das Vorbild das digitale Kino: Im dort verwendeten DCI-Standard ist ein erweiterter Farbraum standardisiert, was zu mehr und satteren darstellbaren Farben führt. Außerdem kann seit Kurzem mit höheren Bildraten („HFR„) gearbeitet werden: Die „Hobbit„-Trilogie wurde bereits mit 48 Bildern pro Sekunde („Frames per Second“ = fps) produziert, James Cameron schweben für seine „Avatar„-Fortsetzungen gar 60 fps vor. Das Ende der Fahnenstange ist dort aber noch nicht erreicht, es gibt Bestrebungen, bis zu 120 fps im 4k-Standard möglich zu machen. Gerade bei 3D entspannt dies das Sehen ungemein. A propos 3D: Auch stereoskopisches Sehen in 4k muss natürlich standardisiert werden.
Bis all dies geschehen ist, werden wir uns, nach den aktuellen Planungen der ITU („International Telecommunication Union“, also Internationale Fernmeldeunion, die den Standard maßgeblich definiert), aber wohl am Ende des aktuellen, vielleicht sogar schon im nächsten Jahrzehnt befinden. Die Neuerungen sollen Jahr für Jahr schrittweise eingeführt werden, um den Technologielieferanten, wie TV-Herstellern, aber auch z.B. dem HDMI-Konsortium, genügend Zeit zu geben, um nachziehen und das Beschlossene umsetzen zu können.
Nichtsdestotrotz ist 4k auch in seiner aktuellen Form (HDMI 2.0, 3840×2160 Pixel bei bis zu 60 fps, 48 fps ausgenommen, mit HD-üblichem Farbraum REC. 709) bereits durchaus nutzbar.

Wo soll’s denn herkommen?

Dafür braucht es aber natürlich „echtes“ Material in der 4-fachen HD-Auflösung – aber gibt’s das überhaupt? Müssen nicht erst Inhalte mit speziellen, hochauflösenden Kameras gedreht werden?
Bei Fernsehproduktionen ist dies größtenteils der Fall, da Studiokameras oder solche für Live-Übertragungen selten höhere Auflösungen liefern als für die aktuelle TV-Infrastruktur benötigt.
Bei Kinofilmen sieht die Sache jedoch anders aus: Dort wird seit je her i.d.R. auf Zelluloid gedreht, also „echtem“ chemischem Film, gängigerweise im 35 mm– oder, in Ausnahmefällen, sogar im 70 mm-Format. Und dieses bietet eine höhere physikalische Auflösung als zu Hause gängiges HD – logisch, schließlich wird das Bild ja im Kino gezeigt und dabei durch die Projektion riesengroß „aufgeblasen“, darf dabei aber nicht unscharf werden. Ein 35 mm Film bietet, wenn man ihn sauber abtastet und mastert (man spricht hier dann von einem „Digital Intermediate„) eine Auflösung, die irgendwo zwischen Full-HD und 4k liegt. Bei 70 mm ist die Auflösung sogar 4x so hoch.
Es gibt daher durchaus bereits ein riesiges Filmarchiv, das, im Falle eines Remasterings und einer Neuveröffentlichung, von einer höheren Auflösung als Full-HD profitieren würde.
Ausnahmen finden sich lediglich bei einigen Produktionen jüngerer Zeit:
In den letzten Jahren wurden nämlich vermehrt auch Kinofilme mit digitalen Kameras gedreht. Den Auftakt machte hier 2002 „Star Wars Episode II: Angriff der Klonkrieger„. Was auf Full-HD-Fernsehern zu einem superscharfen und weitestgehend rauschfreien Bildeindruck führte, stellt den Rechteinhaber Disney und die Produktionsfirma Lucasfilm aber in Zukunft spätestens dann vor ein Problem, wenn irgendwann die (unvermeidliche) Wiederveröffentlichung in 4k auf dem Programm steht – denn in dieser Auflösung liegt der Film schlichtweg nicht vor. Zwar liegt das im Kino gängige 2k  auflösungstechnisch  minimal über dem HD-Heimstandard (2048×1080 ggü. 1920×1080), große optische Verbesserungen dürfte dies aber nicht bewirken können. Auch wenn neuere digitale Kameras mittlerweile auch in 4k und darüber hinaus aufzeichnen können, kehren aktuell immer mehr Regisseure zur Aufzeichnung auf analogem, chemischem Zelluloid zurück – wie aktuell auch J.J. Abrams im Falle des kommenden Star Wars Episode VII.

Und wie kommt das zu mir nach Hause? Von der Disc?

Auch wenn es aktuell keinen Disc-Standard gibt, auf dem 4k-Inhalte verbreitet und erworben werden können, so ist dieser doch bereits bei der Blu-ray Disc Association in Arbeit. Man geht derzeit von einer Veröffentlichung 2015, allerspätestens 2016 aus. Zur CES in Las Vegas im Januar 2015, ja vielleicht schon zur IFA im September 2014, dürfte es dazu neue offizielle Informationen geben. Sicher ist bisher lediglich, dass die Discs höhere Speicherkapazitäten als die derzeitige Blu-ray Disc (max. 50 GB bei doppelschichtiger Nutzung) bieten und zum Abspielen neue Player notwendig sein werden. Entgegen anderslautender Hoffnungen aus Fan-Kreisen, wird auch die Playstation 4 keine Spiele in 4k ausgeben können (von grafisch simplen Minigames vielleicht abgesehen) und auch nicht zum Abspielen der neuen 4k-Scheiben in der Lage sein.

Total RecallReines Marketing: Auch wenn der Aufdruck Anderes vermuten lässt, so handelt es sich bei den „Mastered in 4k“-Blu-ray Discs von Sony Pictures um ganz normale Discs in Full-HD-Auflösung, die lediglich (wie fast alle Blu-rays) von einem 4k-Master abgetastet wurden. Auch Herstellerversprechen, in den Metadaten befänden sich spezielle Upscaling-Algorythmen oder ein erweiterter Farbraum, konnten nicht bestätigt werden. Lediglich die durchschnittliche Datenrate fällt, durch das Weglassen von Extras, höher aus als bei der Standardfassung, der optische Unterschied hält sich dennoch sehr in Grenzen

 Oder durch’s Netz?

Wohl aber wird sie 4k-Inhalte aus Sonys Entertainment Network streamen können, die der Hersteller (zumindest für die USA) noch für dieses Jahr angekündigt hat. Video-on-Demand wird sowieso, neben einem neuen Disc-Standard, der zweite Weg sein, auf dem Ultra HD-Inhalte vertrieben werden. Auch US-Marktführer NETFLIX bietet in den USA bereits Filme in 4-facher HD-Auflösung zum Streamen an und will noch dieses Jahr den deutschen Markt betreten. Allerdings ist Streaming für ernsthafte Bild-Gourmets (und bei allen anderen muss die Frage erlaubt sein, was sie überhaupt mit 4k anfangen wollen) aufgrund von Datenraten von 15-20 MBit/s, und der daraus resultierenden, das Potenzial nicht ausschöpfenden, Bildqualität, immer nur maximal die zweite Wahl. Denn bereits eine Blu-ray Disc bietet mit bis zu 48 MBit/s („nur“ bei HD!) ungefähr die dreifache Bitrate. Man muss allerdings anmerken, dass bei 4k auch der neue Datenkomprimierungsstandard H.265 (auch HEVC genannt) zum Einsatz kommt, der in etwa die doppelte Effizienz wie sein, bei HD-Inhalten genutzter, Vorgänger H.264 bietet und damit bei halber Datenrate theoretisch die gleiche Bildqualität bietet. Da Ultra-HD allerdings die 4-fache Auflösung liefert, müsste sich die Datenrate immer noch verdoppeln, um bei der kommenden 4k-Disc ein im Vergleich zur Blu-ray Disc genau so sauberes Bild zu erzeugen.

Oder gar im Fernsehen?

Mit Ultra-HD im deutschen Free-TV braucht man wohl in diesem Jahrzehnt nicht mehr rechnen. Zwar testet Sky derzeit bereits intern die Aufzeichnung und Übertragung von 4k-Inhalten und in Südkorea hat bereits ein freier Sender, der ausschließlich in Ultra HD überträgt, den Regelbetrieb aufgenommen, um den neuen Standard zu pushen. Allerdings haben sich die deutschen Fernsehanstalten bereits bei der Umstellung von PAL auf HD nicht wirklich von ihrer innovationsfreudigen Seite gezeigt, der Wechsel wirkte, ganz im Gegenteil, chaotisch, unkoordiniert und langwierig. Frivolitäten wie die zunächst kostenfreie und später, nach 20-monatiger Sendepause, durch HD+ dann plötzlich kostenpflichtige und mit Restriktionen gekoppelte Ausstrahlung der privaten Sender, der 720p-Alleingang der Öffentlich-Rechtlichen entgegen sämtlicher Gegebenheiten, sowie der allgemeine Branchenaufschrei, die Umstellung wäre ja sooo teuer, unterstrichen zusätzlich den Eindruck eines eher holprigen Starts. 
Es wäre daher sehr optimistisch, zu glauben, dass die deutschen Programmanbieter nur begierig darauf warten würden, endlich erneut investieren zu dürfen, um in 4k senden zu können.

Nachdem wir nun die unterschiedlichen Vertriebswege beleuchtet haben und wissen, dass 4k-Inhalte, zumindest irgendwie, spätestens ab dem kommenden Jahr zu beziehen sein werden, kommen wir nun aber zu der wohl brennendsten Frage: Bringt das Ganze in der Praxis denn überhaupt etwas, und wenn ja, was genau?

Auf die Größe kommt es an

Bei Bildröhren lagen die gängigen Bilddiagonalen seinerzeit zwischen 36 cm und 94 cm, im Bildseitenverhältnis 4:3. Gepaart mit dem damaligen Fernsehstandard PAL, mit seiner Auflösung von 720×576 Bildpunkten („Pixeln“) hieß es immer „Der ideale Betrachtungsabstand sollte ca. Bilddiagonale mal 5 betragen“.
Mit dem Wechsel zum 16:9-Bildseitenverhältnis, bei dem das Bild in der Breite vergrößert wurde, nahm man nicht mehr die Diagonale, sondern die, im Vergleich zu 4:3, konstant gebliebene, Bildhöhe als Maßstab und nannte fortan „Bildhöhe mal 6“ als das Optimum, was quasi auf dasselbe herauskam.
Da der gängige Sitzabstand in den meisten Wohnzimmern irgendwo zwischen 3 und 4 Metern liegt, passten die Größe der Bildröhre, sowie ihre Auflösung, perfekt zusammen.
Schwierig wurde es, wenn man zu nah an das Bild heranrückte, denn dann offenbarte sich seine grobe Stuktur, sowie Flimmerkanten, was das Auge anstrengte und wenig Kinoatmosphäre versprühte.

Bei einer Entfernung von 6-facher Bildhöhe ist das Bild bei PAL scharf, schon bei 3-facher Bildhöhe wird es allerdings grob, bei 1,5-facher Höhe unansehnlich

Mit dem Einzug der Flachfernseher in die heimischen Wohnzimmer nahmen auch die Bildschirmdiagonalen zu – und je größer sie wurden, desto schlechter sah das PAL-Bild aus. Was den Ruf nach HD laut machte: Nicht nur konnte man damit nun größere Fernseher bauen, man durfte sogar dichter an sie heranrücken, ohne dass die Bildqualität sichtbar nachlies – zumindest bis zu einem gewissen Punkt. Das HD-Konsortium, also der Arbeitskreis, der an der Entwicklung des Standards maßgeblich beteiligt war, ermittelte durch diverse Tests und Studien für ein optimales HD-Erlebnis und ein Erkennen-Können sämtlicher Bilddetails einen Betrachtungsabstand von Bildhöhe mal 3 – also in etwa der Hälfte von PAL. Logisch, schließlich haben wir vertikal mit 1080 Zeilen bei HD gegenüber 576 bei PAL knapp die doppelte Anzahl an Informationen. Sehen Sie halb so große Schrift auf Papier, so müssen Sie das Buch auch näher (nämlich halb so weit weg) an ihre Augen heranführen, um genauso entspannt lesen zu können.
Im Umkehrschluss bedeutet dies aber auch: Sitzen Sie nach wie vor in 6-fachem Bildhöhenabstand entfernt, so werden Sie kaum einen Unterschied zwischen HD und PAL erkennen können – zu gering löst unser Auge auf. Es kommt von der gesteigerten Qualität einfach so gut wie nichts mehr bei Ihnen an.

Bei HD bleibt das Bild auch bei einem Betrachtungsabstand von 3-facher Bildhöhe scharf, erst wenn man noch näher heranrückt, offenbart sich seine Pixelstruktur

Beim neuen 4k-Ultra HD-Standard kann man diesen Gedanken nun einfach weiterspinnen: 2160 vertikale Zeilen gegenüber 1080 bei HD entspricht abermals einer Verdopplung der vertikalen Details – weswegen man abermals den Sitzabstand, idealerweise um die Hälfte, reduzieren muss, um die volle Qualität zu sehen – Bildhöhe mal 1,5 also. Was im Klartext bedeutet, dass das Bild bei einem Betrachtungsabstand von 3 Metern 2 Meter hoch sein müsste.
Was, ich sage es platt heraus, für Fernseher relativ absurd ist.
Es gibt keinen Fernseher mit dieser Bildhöhe und wohl auch niemanden, der sich 1,05 Meter vor einen 60-Zöller setzen würde.
Die bessere Qualität aufgrund der feineren Auflösung eines 4k-Bildes ist aus dem üblichen Betrachtungsabstand eines Full-HD-Bildes kaum sichtbar.

Bei 4k-Zuspielung bleibt das Bild auch bei einem extrem nahen Sitzabstand von 1,5-facher Bildhöhe absolut scharf und hochaufgelöst, der sichtbare qualitative Vorteil bei 3-facher Bildhöhe hält sich aber in sehr engen Grenzen

Wer braucht’s?

Somit gibt es für 4k letztendlich nur drei wirklich sinnvolle Anwendungsszenarien:
1. der PC. Als großer, hochauflösender Monitor mit viel Platz auf dem Desktop macht sich ein 4k-Display definitiv gut. Am Schreibtisch klappt’s dann auch am ehesten mit dem passenden Sitzabstand.
2. das Heimkino. Ein hochwertiger 4k-Beamer mit einer entsprechend großen Leinwand macht zweifellos Spaß. Denn genau da kommt 4k her und dafür wurde es konzipiert: Für’s Kino. Hat man die Wahl zwischen einem günstigen 4k-Gerät und einem hochwertigen Full-HD-Gerät, so würde meine Wahl dennoch auf Letzteres fallen – Auflösung ist nämlich, gerade auch beim Beamer-Bild, lange nicht alles.
3. die OLED-Tapete. Auch wenn diese wohl noch 10-15 Jahre auf sich warten lassen wird, so ermöglicht sie dann doch völlig neue Möglichkeiten für die heimische Raumgestaltung: Neben einer kinomäßigen (aber hellraumtauglichen und qualitativ deutlich besseren) Vollbilddarstellung, wird auch die interaktive Raumgestaltung Einzug erhalten: Das Wohnzimmer scheint z.B. randlos in einen Palmenstrand oder wahlweise auch den Las Vegas Strip zu münden – auf Wunsch mit einem kleinen Fernseh- oder PC-Ausschnitt als Bild-im-Bild-Einblendung.

Also Zukunftsmusik?

Die Möglichkeiten sind schier grenzenlos – so grenzenlos, dass selbst die 4k-Auflösung dafür irgendwann nicht mehr ausreichen könnte.
Schaut man sich die Roadmap der ITU etwas genauer an, so werden darin, neben den jährlichen Erweiterungen des 4k-Standards bis 2019, daher bereits auch die ersten Eckdaten für 8k definiert.
Und die japanische Rundfunkgesellschaft NHK forscht bereits an 16k.
Ist 4k also letztendlich nicht mehr als eine „Zwischenlösung“?
Dies bleibt abzuwarten und hängt mit Sicherheit auch von der weiteren Marktentwicklung ab.
Ist verrückt, wer sich heute schon einen 4k-LED-Fernseher kauft?
Mitnichten, denn die Modelle mit Ultra HD-Auflösung markieren aktuell, gerade nach dem Ende der Plasma-Technologie, nicht selten die qualitative Referenz der jeweiligen Hersteller – und bieten neben UHD noch weitere technische Schmankerl wie hohe Bewegungsschärfe, feinfühliges Local-Dimming und sehr gute Farbabstimmung. Alles Dinge, für die man eigentlich kein 4k bräuchte. Da aber bei „normalen“ HD-Geräten der Preisverfall immer größer und die Bereitschaft zu großen Investitionen bei vielen Käufern immer geringer wird, kommen diese Technologien zur Bildverbesserung dort mittlerweile i.d.R., wenn überhaupt, nur noch in abgespeckter Form zum Einsatz.
Ultra HD-Geräte sind daher nicht selten auch die besseren HD-Geräte. Und irgendwann wahrscheinlich sowieso obligatorisch, ähnlich wie heute 3D, das man auch bei fast jedem Modell mittlerweile quasi gratis dazubekommt. Wenn’s dann irgendwann auch noch 4k-Content gibt – umso besser.

Insider-Analyse

Vorteile:
+ mehr Auflösung sorgt für noch mehr Bilddetails
+ noch größere Bilddiagonalen ohne Detailverlust möglich
+ höhere Frameraten und größerer Farbraum in Zukunft möglich

Nachteile:
– bei aktuellen Bildschirmgrößen und Sitzabständen relativ sinnfrei
– Vorteile ohne erhältliches 4k-Material aktuell noch nicht nutzbar
– jährliche Updates des Standards lassen Geräte schnell veralten
– 8k bereits in den Startlöchern, wenn 4k-Standard komplett