SPECIAL: 4K - die Auflösung der Zukunft?

23.01.2012 (cr)

Spätestens seit der CES 2012, die vor kurzem zu Ende ging, ist 4K (3840 x 2160 Pixel) eigentlich die vierfache Auflösung vom aktuellen FullHD – für Consumer nochmals deutlich bekannter geworden. Allerdings muss man unterscheiden, denn im Gegensatz um eindeutig definierten FullHD (1920 x 1080 Pixel) gibt es zusätzlich zum obigen 4K noch mehrere Auflösungsvarianten, die als 4K bezeichnet werden: An digitalen Filmstandards gibt es Full Aperture 4K mit 4096 x 3112 Pixeln (1,32:1), Academy 4K mit 3656 x 2664 Pixeln in 1,37:1, Digital Cinema 4K mit 4096 x 1714 Pixel in 2,39:1 und Digital Cinema 4K mit 3996 x 2160 Pixeln im bekannten 1,78:1/16:9 Format. Als gängige Auflösung für die digitale Post-Production gibt es Full Aperture 4K mit 4096 x 3112 Pixeln in 4:3 und Academy 4K mit 3656 x 2664 in 1,37:1. Hinzu kommt als PC-Format QFHD mit einer Auflösung von 3840 x 2160 Pixel. 

Vorzüge von 4K liegen in einer deutlich detailreicheren 2D-Wiedergabe, gerade auf der großen Leinwand ist hier aufgrund der sehr viel höheren Pixeldichte ein Vorteil zu erkennen, und in einer deutlich verbesserten 3D-Wiedergabe, da die aktive Shutterbrille nun für ein FullHD 3D-Bilderlebnis nicht mehr benötigt wird. Es genügt nun eine Polarisationsfilterbrille (Passivbrille), da ein 4K-Panel in der Lage ist, ein FullHD 3D-Bild simultan für das linke und das rechte Auge zur Verfügung zu stellen. Damit ist es nicht mehr, wie bei bisherigen Polfilter-Passiv-3D-Systemen, notwendig, dass die Polfilterbrille pro Auge jede 2. Zeile herausfiltert und somit die Auflösung beim gleichzeitig für das linke und das rechte Auge produzierten Bild halbiert. 

Flachbildschirme, die 4K darstellen, sind noch rar gesät und entweder in der Profitechnik zu finden oder aber nur als Prototyp vorhanden. So stellte beispielsweise LG auf der CES einen 84 Zoll-TV vor, der 3840 x 2160 Pixel Auflösung erbringt. Auch Sharp zeigte auf der CES den „ICC-4K-TV“ mit einer Auflösung von 3840 x 2160 Bildpunkten. „IKK“ steht dabei für „Integrated Cognitive Creation“ und soll eine besonders hochwertige Upconversion von niedriger auflösenden Inhalten auf 4K bieten, die qualitativ nah an dem liegt, was das menschliche Auge bei der Aufnahme gesehen hätte. Sharp plant in den USA noch in diesem Jahr die Markteinführung. Auch war von Sharp ein TV mit einer Auflösung von 7680 x 4320 Pixeln zu sehen – weiter unten geben wir mehr Informationen zu dieser „UHDTV-Auflösung“.

Toshiba 55ZL2 mit 3840 x 2160 Pixeln Auflösung

Der 55ZL2 wird rund 8000 EUR kosten

Toshiba war ebenfalls auf der CES mit einer 4K-Lösung präsent. Der schon auf der IFA 2011 gezeigte 55ZL2 mit Glasses-free 3D schafft mit 3840 x 2160 das PC-Format QFHD im 2D-Betrieb und ermöglicht im 3D-Betrieb ohne Brille die HD ready-Auflösung von 1280 x 720 Pixel aus jedem Blickwinkel. Rund 8000 EUR kostet der ZL2, was einer enormen Verbreitung doch etwas im Wege stehen könnte. Samsung schert aus dem „Konzert der Großen“ aus und zeigte auf der CES den hauseigenen OLED-TV mit „Ultra Definition“ Auflösung, das entspricht 7680 x 4320 Pixel. Hier reden wir also wieder über einen anderen Standard, UHDTV oder Ultra HDTV mit 7680 x 4320 Pixeln (60 Hz Bildwiederholrate) in 16:9 ist ein digitales High-Resolution Video-Format, das von der japanischen Rundfunkgesellschaft NHK, der britischen BBC und der italienischen RAI zusammen mit der zuständigen Broadcasting-Industrie entwickelt wurde. NHK spricht von „Super Hi-Vision (SHV). Maximal verwendet UHDTV 33 Millionen Bildpunkte. BBC wird mit dieser Super-Auflösung ausgewählte Olympia-Wettkämpfe in 2012 ausstrahlen. Damit auch Zuschauer in Genuss der nativen Güte des extrem hochauflösenden Signals kommen, werden in verschiedenen Public Viewing-Locations entsprechende Großbildschirme aufgestellt. NHK wiederum stellte für Super Hi-Vision-Demos auf der CES Bewegtbilder zur Verfügung, damit die TVs überhaupt mit entsprechendem nativen Material bedient werden konnten – Geheimnis der Hersteller bleibt die Zuspielung, denn kein aktueller HDMI-Standard kann hier weiter helfen. Es gibt Spekulationen, dass mit mehreren HDMI-Anschlüssen gearbeitet wurde, um die Datenflut übertragen zu können. 
Auch wurde LGs 84 Zoll-TV an verschiedenen Orten als „Ultra Definition TV“ bezeichnet, was in Anbetracht der 3840 x 2160 Pixel Auflösung nicht ganz den Tatsachen entspricht, wenn man den UHDTV-Standard herannimmt. vielmehr ist es, wie schon oben beschrieben, ein 4K-Panel. Es herrscht also noch nicht absolute Klarheit über die Begrifflichkeiten. 

3D-4K-Kinoprojektor Sony CineAlta

Im Kino ist 4K schon längst Realität. Die in verschiedenen High-End-Kinosälen installierte 3D-Projektion mit "RealD XLS" und einem Sony CineAlta 4k-Beamer bringt nochmals eine drastische Performance-Steigerung mit sich. Besonders in verschiedenen Cinemaxx Kinosälen ist diese qualitativ hochwertige Lösung derzeit installiert, die den Vorteil hat, dass mit einem Beamer gearbeitet werden kann. Vor dem Hintergrund, dass 3D-Filme im Kino aufgrund gegebener Limitierungen bei der Bandbreite lediglich 2k-Auflösung haben, 4k-Beamer aber die vierfache Auflösung (das Doppelte jeweils in Höhe und Breite) mitbringen, ist es nur folgerichtig, anstelle einer Frame-sequentiellen Projektion (bei der abwechselnd die Bilder für das linke und das rechte Auge, dreimal hintereinander mit 24fps/"Triple Flash" zum Vermeiden von Artefakte und Stroboskob-Effekten, projiziert werden), die beiden Bilder gleichzeitig zu projizieren. Das heißt, der Betrachter im Saal sieht mit beiden Augen gleichzeitig, also zeitgleich und parallel - genauso entspricht es der natürlichen räumlichen Wahrnehmung. Praktisch bedeutet dies, dass vor einem einzelnen Projektor tatsächlich zwei Objektive mit passiven zirkularen Polarisationsfiltern installiert sind (siehe Bild in der Einführung). Die Brillen sind die gleichen, die auch bei anderen RealD-Systemen eingesetzt werden (und von denen es alsbald kleinere Versionen für Kinder, als auch Clip-ons für Brillenträger geben wird). Um aus einem 4K-Beamer einen 3D—fähigen Beamer zu machen, gibt es von Sony einen Adapter. Dieser „erschafft“ aus einem 4k-Beamer einen 3D-Beamer mit der Fähigkeit, simultan ein Bild in 2k-Auflösung fürs linke und das rechte Auge zu produzieren. Der Adapter besteht aus je einer optischen und einer mechanischen Einheit für das Bild für das linke und für das rechte Auge.

Auch das Video-Sharing-Portal YouTube goes 4K. – es ist prinzipiell möglich, Videos mit einer Auflösung von 4096 x 3072 Pixeln hochzuladen, allerdings dürfte das Vorhaben, derartige Videosequenzen hochzuladen, nicht nur daran scheitern, dass man kaum Material in 4K hat, schon gar nichts selbst aufgenommenes, und zum zweiten ist das Hochladen nur mit ultraschneller Internetverbindung überhaupt möglich. Ist der Content dann hochgeladen, ist kaum eine ruckelfreie und dauerhafte Wiedergabe gewährleistet. 

Verschiedene Onkyo AV-Receiver können mittels Marvell Qdeo-Chip auf 4K hochskalieren - so auch der 9.2 THX Ultra 2 Plus AV-Receiver Onkyo TX-NR3009

Consumer-Geräte rund um das Thema 4K gibt es wenige. Onkyo allerdings begann schon früh, nämlich in der letztjährigen AV-Receiver-Kollektion, an die Zukunft zu denken. Ab dem TX-NR609 können alle AV-Receiver bis hin zum TX-NR5009 mittels Marvell Qdeo Videochip auf bis zu 4K hochskalieren. Auch der einigen Monaten erscheinenden Sony BDP-S790 Blu-ray-Player beherrscht Dank interner Rechnenpower herkömmliche BDs in 4k-Auflösung auszugeben.


JVC nimmt sich bei den aktuellen D-ILA-Projektoren DLA-X90RBE sowie DLA-X70RBE ebenfalls dem Themenkomplex 4K an. Mittels der hauseigenen E-Shift-Technologie wird hier 4K-Projektion möglich. Dabei wird ein spezielles Verfahren angewendet, in dem mittels dem E-Shift-Element alle Bildpunkte um 0,5 Pixel in diagonaler Richtung verschoben werden. Damit verdoppelt sich praktisch die Pixelanzahl in vertikaler und horizontaler Richtung. So ist es möglich, Bilder in 3.840 x 2160 Pixel 4K-Auflösung zu präsentieren. Also ist es kein „echtes“, das heißt nativ produziertes 4K, sondern durch einen cleveren Trick produziertes 4K - wir staunen trotzdem und freuen uns schon auf unseren DLA-X70RBE. 

Aktuell gibt es vor allem der Frage nach Quellmaterial ein massives Problem: Man kann sicher 2K-Material hochrechnen auf 4K, aber echtes, natives 4K Material gibt es in Verbindung mit normalen Consumer-Zuspielern nicht. Es gibt aktuell noch nicht einmal einen verabschiedeten Standard, wie 4K-Material komprimiert auf irgendein Medium für einen potentiellen Massenmarkt abgespeichert werden kann. Somit liegt natives 4K-Material zumindest momentan noch in weiter Ferne. Allerdings wirbt Sony bereits jetzt mit einer lückenlosen 4K-Kette von Produktion bis Wiedergabe. 

JVC möchte zwar in den USA voraussichtlich im März einen 4K-fähigen Camcorder für rund 5000 Dollar anbieten (JVC GY-HMQ10 mit 10x optischem Zoom und 0,5 Zoll CMOS 8 MP Sensor), der in 3840 x 2160 Pixeln aufnimmt und in Echtzeit die Daten komprimieren kann, aber aufgrund des speziellen Aufnahmeverfahrens ist fraglich, ob sich solche Geräte im Consumerbereich verbreiten werden. Der semiprofessionelle Camcorder arbeitet bei der Aufnahme mit einem speziellen Verfahren, um mit den großen Datenmengen der 4K-Auflösung fertig zu werden: Er teilt das Bild in vier Quadranten auf, und jedes der vier „Teilbilder“ wird im Format MPEG4 H.264 auf einer SDHC- bzw. SDXC-Karte aufgezeichnet. Also sind vier Speicherkarten erforderlich, was in der Praxis zu einem nicht unerheblichen Handlingaufwand führt. Allerdings soll beim Abspielen der aufgenommenen Inhalte eine synchrone Wiedergabe garantiert wer

Konkurrenz aus dem professionellen Bereich bekommt JVC für den doppelten Preis (ab ca. 10.000 Dollar) vom „Red Scarlet X“ Camcorder, der ebenfalls Videos in 4K aufnehmen kann. Die Auflösung beträgt exakt 4096 x 2160 Pixel, sogar 5K (mit 12 Bildern pro Sekunde) mit 5120 x 2700 Pixel sind mit der Scarlet-X möglich. Die Handkamera nimmt Videomaterial im Redcode-Rohformat des Herstellers Red auf, das weniger stark komprimiert als MPEG-Videodaten ist. Eingebaut in die Kamera ist ein SSD-Laufwerk, das komplett resistent gegen Erschütterungen ist, weil keine bewegten Teile verbaut werden. Es ist in verschiedene Größen mit bis zu 256 GB erhältlich. 

Insgesamt ist festzustellen, dass aktuell weder Klarheit über eine einheitliche Auflösung noch über die Beschaffenheit potentieller Kompressionsalgorithmen und Speichermedien herrscht. Daher müssen wir abwarten, wie sich die 4K-Thematik in diesem Jahr weiter entwickelt - wir bleiben für Sie am Ball. 

Text: Carsten Rampacher
Datum: 23.01.2012