Workshop: Progressive Scan
Progressive Scan ist sein der Einführung der DVD in aller Munde. Für alte Heimkinohasen ist das im Grunde nichts wirklich Neues, schließlich erzeut jeder Linedoubler ein progressives Signal. Nur gibt es seit der DVD auch Alternativen, die preiswerter zum Vollbild führen. Dieser Workshop gibt Ihnen eine Hinweise, wann "Pro-Scan" überhaupt funktioniert, welche Wege gangbar sind und welche Vorteile Sie erwarten dürfen. Aber Vorsicht: ein paar Grundkenntnisse in Videotechnik sind beim Lesen der folgenden Zeilen nicht gerade verkehrt...
Wann macht progressive Scan überhaupt
Sinn? Oder: was braucht man, um progressiv abgetastete Bilder überhaupt
darstellen zu können?
Bevor Sie die Vorteile von "progressiv"
abgetasteten Videobildern nutzen können, müssen Sie möglicherweise
ein bittere Pille schlucken: ein normaler Fernseher reicht dazu
nicht! Der Monitor/Projektor muss mindestens Ablenkfrequenzen von
rund 31,5 kHz verarbeiten können, das ist das Doppelte von dem,
was ein Standardfernsehgerät beherrscht. Bessere Chancen haben
Sie mit einem Projektor, der eine VGA-Buchse besitzt. Ihre
Chancen sind dann mit einem PC als DVD-Abspieler dann am größten.
Optimal wird es, wenn der Projektor zusätzlich "Wideband-YUV"
in Empfang nehmen kann, was allerdings die wenigsten tun (Ausnahme.
Sony VW10HT, Seleco SVD800HD, Barco Cine 7), dann funktionieren
auch die (wenigen) Pro-Scan DVD-Player. Praktisch alle Röhrenprojektoren
mit einen Scanbereich ab 31,kHz kann man mit De-Interlacern (auch
Linedoublern, besser: Videoprozessoren) einsetzen. Gute
Voraussetzungen haben Sie auch mit einen Plasma-Panel, das ja von
hause auf progressiv arbeitet.
Warum verwendet man überhaupt
Interlace?
In den Gründertagen der Fernsehtechnik galt es zu
sparen, was zu sparen war. Besonders knauserig musste man mit der
sogenannten "Bandbreite" umgehen. Techniker verstehen
darunter die Größe des Frequenzbereiches, den ein Videosignal
belegt. Damals galt: Je weniger, desto besser, denn viel
Bandbreite bedeutet hohen technischen Aufwand, der damals, wenn
er überhaupt zur Verfügung stand, sehr teuer zu bezahlen war.
Also suchte man eine Lösung, um den Bedarf an Frequenzen zu zähmen
und verfiel auf die Technik des Zeilensprungs, die auch heute
noch unsere Fernsehnormen beherrscht. Dabei wird die gesamte
Anzahl der Bildzeilen in zwei Teile gesplittet und als zwei
Halbbilder nacheinander übertragen, erst die ungeraden Zeilen,
dann die geraden hinterher. Mit diesem Trick läßt sich die
erforderliche Bandbreite halbieren, trotzdem wird das Bild im
Empfänger häufig genug aufgebaut um Flimmerstörungen zu
minimieren. Im englischen Sprachraum wird der Zeilensprung übrigens
als "interlaced" bezeichnet und bei Auflösungsangaben
mit einem "i" abgekürzt – zum Beispiel steht die
Kennzahl "576i" für eine Zeilenstruktur, wie sie PAL
benutzt. Auch heute sind die Sendeanstalten nicht gerade unglücklich
über die geringe Bandbreite von Videosignalen mit Zeilensprung,
lassen sich doch damit viele Sender in einem begrenzten
Frequenzbereich unterbringen
Welche Artefakte beseitigt progressive
Scan?
Die Nebenwirkungen der Zeilensprungtechnik, tritt
besonders bei Großprojektionen sehr störend in den Vordergrund.
Als da wäre das Zeilenflackern, das bei dünnen horizontal
orientierten Strukturen auftritt. Diese Informationen sind nur in
einem Halbbild enthalten und werden daher nur 25 mal pro Sekunde
dargestellt. Schlimmer noch: besonders bei Röhrenprojektoren
kann die Zeilenstruktur richtig augenfällig werden, wenn
vertikale Bewegung im Bild auftreten. Das Auge folgt der Bewegung
und "synchronisiert" sich mit einem Halbbild, so dass
die vertikale Auflösung dramatisch abfällt und die Struktur des
Halbbildes extrem in den Vordergrund treten kann. Es geht aber
auch anders. Seit der Einführung des digitalen Fernsehens gilt
der Zeilensprung als ein Relikt aus frühen Tagen, dem man folgen
muss, um kompatibel zu den zig Millionen vorhandenen TV-Geräten
zu bleiben. Kein Wunder, denn digitale Technik stammt vom
Computer und dort arbeitet man im Unterschied zu Video mit "progressiven"
Bildsignalen. Das bedeutet schlicht und einfach, dass pro
dargestelltem Bildschirminhalt alle Zeilen in einem Rutsch übermittelt
werden. Kein Zeilenflackern, keine sichtbare Struktur bei
Bewegung, aber viel mehr Bedarf an Bandbreite. Das ist heutzutage
auch kein ernsthaftes Problem mehr, denn intelligente Verfahren
zur Datenreduktion wie MPEG-2 benötigen noch deutlich weniger
Bandbreite als analoge Zeilensprungsignale. Das lässt sich
sofort bestätigen, wenn man einen Blick auf die Kanalvielfalt
des digitalen Fernsehens wirft.
Wo findet man progressives
Bildmaterial?
Progressiv abgetastete Videosignale lassen sich mit digitaler
Reduktion einfachst übermitteln. Das geschieht auch heute schon,
wenn auch nur hinter vorgehaltener Hand. Wenn das Bildmaterial
einer DVD nämlich von Film abgetastet wurde, kann man nahezu
sicher sein, dass der MPEG-Encoder dieses Bildmaterial im
progressiven Modus auf der DVD hinterlegt und dies auch mit einem
sogenannten "Progressive Flag" als solches kennzeichnet.
Übrigens: Auch bisherige "analoge" Videoquellen können
versteckt progressives Bildmaterial enthalten, nämlich dann,
wenn die Videoabtastung von Film stammt. Allerdings braucht man
unbedingt einen (teuren) De-Interlacer mit Filmmode, um diesen
Vorteil verwerten zu können.
Was macht ein "normaler" DVD-Player
mit progressiven Signalen?
Leider geht der Vorteil der progressiven Bildaufzeichnung vollständig
verloren, wenn man eine Film-DVD über einen handelsüblichen
Player abspielt. Der zerlegt das Vollbild nach alter Sitte in
Halbbilder und gibt diese über seine Videoschnittstellen nach außen.
Das muss auch so sein, sonst könnte man den Player nicht mit
jedem TV-Gerät verbinden. Katerstimmung stellt sich aber spätestens
dann ein, wenn es um eine Großprojektion im Heimkino geht.
Obwohl die DVD ein völlig artefaktfreies Vollbild beinhaltet,
muss man sich mit allen Fehlern des Zeilensprungs herumplagen.
Welche Möglichkeiten gibt es also, das Vollbild im ganzen von
der DVD zu bekommen?
Wie man an das progressive Signal
gelangt – Methode 1: per Linedoubler
Die bekannteste Methode benutzt ein nachgeschaltetes
elektronisches Gerät, das die verhackstückten Videosignale
wieder zu einem Ganzen zusammenfügt. So etwas nennt man einen
"De-Interlacer" oder populärer ausgedrückt einen
"Linedoubler". Ein typischer Vertreter dieser etwas
exotischen Gerätegattung wie der Faroudja DVP-2200 hat "normale"
Videoeingänge wie FBAS, S-Video oder vielleicht noch das in USA
immer populärere YPrPb-Komponentensignal ("YUV") und
gibt seine umgewandelten progressiven Signale an einer RGBHV-Schnittstelle
an 4 bis 6 BNC-Buchsen nach außen. Diese Methode funktioniert
potenziell gut, hat aber einige Einschränkungen. Erstens ist
eine mehrmalige Umwandlung des Videosignals von digital nach
analog und zurück unumgänglich, was auch bei den besten Geräten
deutlich Spuren im Resultat hinterlässt. Weiterhin kann der
externe Linedoubler nicht erkennen, ob es sich wirklich um eine
Filmabtastung handelt, weil er das "Progressive-Flag"
des DVD-Datenstromes nicht einsehen kann. Er ist also auf die
Intelligenz seiner Datenverarbeitung angewiesen, um diesen
Spezialfall ("Filmmode") sicher zu erkennen. Das
beherrschen die wenigsten Geräte. Und wenn, sind sie oft
empfindlich teuer.
Wie man an das progressive Signal
gelangt – Methode 1: per Pro-Scan Player.
Inzwischen gibt es am US-amerikanischen Markt einige
Player, die das progressive Signal über eine zusätzliche
Schnittstelle nach außen strömen lassen: sogenannte "Progressive
Scan DVD-Player". Zwei Vertreter dieser Sorte von Abspielern
sind der Toshiba SD-9100 und der preiswertere SD-5109 (oben im
Bild). Diese Geräte besitzen einen zusätzlichen YPrPb-Komponentenausgang,
der die Vollbilder mit rund 32kHz Horizontalfrequenz herausgibt.
Noch arbeiten diese Geräte mit herkömmlichen MPEG-Dekodern, die
intern Signale mit Zeilensprung erzeugen, aber diese werden
gleich innerhalb des Gerätes auf digitaler Ebene wieder
rekombiniert. Der De-Interlacer sitzt direkt an der Quelle und
kann auch das "Progressive Flag" auslesen und so
zweifelsfrei erkennen, ob der Datenstrom aus einer Filmabtastung
stammt, die komplizierte und teure Filmmodeerkennung entfällt
also. Ebenso entfällt die mehrfache Digital/Anlog Umwandlung,
weil der De-Interlacer direkten Zugriff auf die digitalen Daten
der DVD hat. Resultat: ein hochaufgelöstes Videosignal mit
voller Bandbreite ohne jegliche Artefakte. Wäre ja schön, wenn
es ohne Problem abginge, aber hier kommt der Pferdefuß: das
"Wideband YPrPb"-Signal aus dem Toshiba-Player können
nur ganz wenige Projektoren (darunter der Sony VW10HT und der
neue Séleco SVD800HD) korrekt verarbeiten. Zudem sind die
derzeitigen De-Interlacing Chips nur für das amerikanische
Videoformat gerüstet und bestreiken deutsche DVDs beharrlich,
auch wenn der Ländercode freigeschaltet ist (siehe weiter unten).
Wie man an das progressive Signal
gelangt – Methode 2: per PC (genauer gesagt per HTPC!)
Die dritte Variante, um ein progressives Bild aus der
DVD zu bekommen führt über einen PC. Dort gibt es standardmäßig
eine RGB-Schnittstelle, so dass eine Ausgabe eine progressiv
abgetasteten Signals der Normal fall ist, ein zusätzlicher
Videoausgang gehört bei PCs her zur Ausnahme. Was im Heimkino
wenig stört, denn wünschenswert ist sowieso das progressive
Bild. Speziell für das Heimkino gerüstete Computer bezeichnet
man ja schon als "HTPC" also "Home Theatre PCs".
Im Grunde genügt für diese Qualifikation ein DVD-Laufwerk, gute
Graphik- und Soundkarte und eine Software, die DVDs abspielen
kann. Doch liegt darin auch gleichzeitig der Haken: es muss alles
zueinander passen. Entweder zählt man sich selbst zu den
unerschrockenen PC-Tüftlern und zimmert eigenhändig ein System
zusammen (der eine oder andere Rückschlag nicht ausgeschlossen...),
oder man verlässt sich auf externe Expertise und kauft einen
fertig konfigurierten HTPC. Viele der heute im Heimkino
verwendeten PCs verlassen sich noch auf Hardwarelösungen, also
auf spezielle Erweiterungskarten, die alle Datenströme der DVD
in Hardware dekodieren. Dann genügt ein relativ einfacher
Prozessor (Richtwert um die 300MHz) um ruckelfreies Video zu
genießen. Für Aufmerksamkeit hat besonders der MPACT-2 "Mediaprozessor"
Chipsatz der US-Firma Chromatic Research gesorgt, der erstmals
eine hochwertige DVD-Darstellung ermöglicht hat und auch gleich
die Audiodatenströme über eigene Schnittstellen weiterleitet.
Die neueste Version der "Mediaware" verarbeitet auch
DTS ohne Klagen. Eine weitere gute Hardwarelösung gibt es von
Real Magic, zum Beispiel auf der DVD-Karte von Videologic
eingesetzt. Auch diese Hardwarelösung verarbeitet im neuesten
Softwareupdate DTS, Dolby Digital geben beide Lösungen
problemlos nach außen.
Geht es beim HTPC auch ohne spezielle
Software?
Aber auch reine Softwarelösungen werden immer häufiger,
wobei es von großem Vorteil sein kann, wenn eine entsprechend
gerüstete Grafikkarte unterstützend mit eingreift und dem
Prozessor bei der Dekodierung helfend zur Hand geht. Besonders
aktiv ist der "Rage 128" von ATI, der neben Motion-Compensation
auch inverse DCT per Hardware erledigt. Auf diese Art laufen die
Bilder auch schon unter 300MHz ganz flüssig. Auch neue Karten
kommen kaum noch ohne DVD-Unterstützung heraus, so ebenfalls die
Flut der Karten die den GeForce-Chip von nVidia einsetzen. Auch
Matrox hat mit der G400 eine interessante Lösung im Programm.
Die meisten Karten bieten nur Motion Compensation in Hardware an,
so dass der Prozessor deutlich mehr schwitzen muss. 450MHz gelten
so als untere Grenze, je mehr, desto besser. Kein einfaches Thema
ist die Ausgabe von digitalem Mehrkanalton, eine Karte mit
entsprechender S/P-DIF Schnittstelle (zum Beispiel "Soundblaster
live 1024 Player") ist Pflicht. Aber auch dann gibt es keine
Garantie, dass die Software auch diesen Ausgang verwendet!
Besonders die ATI-Software, die auf einem Cinemaster-Player
beruht, bockt an dieser Stelle gewaltig. Besserung ist in Sicht:
die WinDVD-Software sollte in dieser Hinsicht besser gerüstet
sein.
Wo ist der Pferdefuss bei der PC-Lösung?
Erschwerend behaupten die Programmierer der
Softwareplayer, dass nicht jede Software mit jedem Chipsatz auf
dem Motherboard zurechtkommt, was in unerklärlichem Ruckeln
gipfelt (im Handbuch des "PowerDVD"-Players nachzulesen).
Sie sehen schon, was PCs betrifft sollte man entweder einen
geduldigen Fachmann kennen oder seinen PC beim Händler
konfigurieren lassen. Als Bildwerfer für den PC lassen sich im
Grund alle Projektoren mit "VGA"-Buchse einsetzen,
wobei die heute übliche Auflösung von 800x600 das Minimum sein
sollte. Allerdings sind längst nicht alle Datenprojektoren für
bewegte Bilder vom PC vorbereitet und erzeugen ihrerseits ein
Ruckeln bei schnellen Bewegungen – daher möglichst vor dem
Kauf testen! Höchst geeignet sind Datenprojektoren auf Röhrenbasis,
die dem progressiven Signal aus der VGA-Buchse ungeahnte
Bildqualitäten entlocken können.
Was hat ein externer Doubler einen HTPC
oder Pro-Scan Player voraus?
Eines sollte man nicht vergessen: PC- und "Progressive-Scan"-Player
funktionieren ausschließlich mit DVDs. Für alle anderen Quellen
ist nach wie vor ein Videoprozessor mit De-Interlacer
erforderlich. Dazu kommt noch, dass nicht jedes Videosignal
direkt vom Film stammt. Wird das Bildmaterial von einer Kamera
geliefert, hilft die einfache Zusammensetzung der Halbbilder
nichts, weil beide verschiedene Bewegungsphasen beinhalten können.
Dann bedarf es einer ausgeklügelten Interpolation, um ein möglichst
von Artefakten ungetrübtes progressives Bild zu schaffen. An
dieser Stelle brechen PCs gewöhnlich stark ein. Probieren Sie’s
aus: Sobald sich eine Musik-DVD im Laufwerk dreht, hagelt es
gerissene Kanten an allen Ecken und Enden. Die bisherigen DVD-Player
mit "Progressive Scan" Ausgang schlugen sich in dieser
Disziplin sehr tapfer, wenn es auch darauf spezialisierte
Videoprozessoren wie der UP1280 (von Comm-Tec, ab 10.000Mark, Tel.
07161-3000-0) deutlich besser können.
Warum gibt es keine Pro-Scan Player für
625/50 "PAL"-Scheiben?
Weil sich die Filmindustrie querstellt. Vorgeschoben
wird, dass der Pro-Scan Ausgang keinen Kopierschutz beinhaltet
und daher nach DVD-Konsortium nicht zulässig sei.Dass jeder HTPC
so einen Ausgang hat, scheint dabei keine Rolle zu spielen.
Genauso hirnrissig ist, dass die US-Player kein progressives PAL
verarbeiten. Nun ja, den Amerikanern ist PAL eben völlig egal.
Technisch sollte das wohl kein Problem darstellen, aber es wird
nicht freigeschaltet - wahrscheinlich um irgendwelchen Copyright-Problemen
von vorne herein aus dem Weg zu gehen. Traurig, aber wahr.
Was taugen Nachrüstlösungen, die in
Anzeigen abgeboten werden?
Derzeit noch schwer zu sagen, weil ich eine solche Lösung
bisher noch nicht selbst testen konnte. Theoretisch könnte es
gut werden, aber es bleibt die Frage offen, ob der eingebaute De-Interlacer
den progressiven Modus zweifelsfrei erkennen kann. Das kann ich
Ihnen erst sagen, wenn ein modifizierter Player bei mir war - was
bisher noch nicht passiert ist. Daher rate ich Ihnen erstmal, mit
einer Umrüstung zu warten, bis ein Seriengerät (keinen Prototyp!)
so eines Umbaues getestet wurde.
Und das Fazit?
progressive Scan von DVD hat ein unerhörtes Potenzial,
das sich heute nur auf Umwegen oder mit teurer Ausrüstung nutzen
lässt. Der Trend zum Vollbild wird sich weiter fortsetzen, dafür
gibt es zwei Anhaltspunkte: die neuen Displaytechnologien wie
LCD, DLP und Plasma sind auf progressive Signale angewiesen,
besitzen aner oft nur einfache De-Interlacer, die das Vergnügen
merklich trüben. Außerdem kommen in USA beständig neue, HDTV-fähige
Geräte auf den Markt, ebenfalls für progressive Bilder bestens
gerüstet sind. Fragt sich nur, wann die große Welle zu uns herüberschwappt.
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