Unwort des Jahres (Deutschland) und Geschichte des hochauflösenden Fernsehens: Unterschied zwischen den Seiten

High Definition Television [haɪ ˌdɛfɪˈnɪʃən ˈtɛlɪvɪʒən] (HDTV, engl. für hochauflösendes Fernsehen) ist ein Sammelbegriff, der eine Reihe von Fernsehnormen bezeichnet, die sich gegenüber dem herkömmlichem Fernsehen (Standard Definition, SDTV) durch eine erhöhte vertikale, horizontale oder temporale Auflösung auszeichnen.

„HDTV“ sollte nicht mit 16:9 oder digitalem (DTV, in Europa im DVB-Standard) bzw. digitalem terrestrischen Fernsehen (DTTV, in Europa DVB-T) verwechselt werden, wie es durch die gemeinsame Einführung in manchen Ländern geschieht. Mit EDTV (Enhanced Definition oder Digital Television) werden manchmal Geräte beworben, die SDTV-Signale digital aufbereiten oder HDTV-Signale zwar annehmen und verarbeiten können, diese aber in geringerer Auflösung anzeigen. EDTV wird vor allem außerhalb der EU in Ländern mit NTSC-Fernsehnorm auch zu HDTV gezählt, ist aber dennoch nur die progressive Variante des SDTV.

Zu verschiedenen Zeiten verstand man aufgrund des jeweiligen Standes der Technik andere Auflösungen als hochauflösend. Aktuell sind Vertikalauflösungen von 720 (Vollbilder) und 1080 Zeilen (Halbbilder) gebräuchlich. Die bisherigen Fernsehstandards PAL und SECAM bieten zum Vergleich 576 Zeilen (50 Hz), NTSC 480 (60 Hz), jeweils im Zeilensprungverfahren.

Analog

Schwarzweiß (1930er–1950er)

Plakette des Greater London Council mit Hinweis zum BBC "High Definition" Regelbetrieb 2. November 1936

Im November 1936, zum Sendestart des vollelektronischen BBC Television Service, wurde erstmals das schwarz-weiße 405-Zeilen-System von Marconi/EMI als "hochauflösend" bezeichnet, um es von den anderen damaligen Versuchen mit anfangs nur 30 (ab 1928), später 120 Zeilen von John Logie Baird (ebenfalls Großbritannien) und 180 Zeilen (in Deutschland verwendet durch den Fernsehsender Paul Nipkow) abzugrenzen. Die Ausstrahlung erfolgte vom Südost-Turm des Alexandra Palace (Wood Green, London). Eine Tafel erinnert dort an dieses Ereignis.

Schon bei der Festlegung der normalauflösenden Fernsehnormen der Welt Ende der 1940er Jahre musste man sich bei der Festlegung der Zeilenanzahl und Videobandbreite gegenüber dem Wünschenswerten deutlich einschränken. Praktisch standen zur Übertragung von Fernsehen 80 bis 90 MHz Hochfrequenzbandbreite (HF) zur Verfügung. Beherrschbare und bezahlbare Hochfrequenztechnik endete bei 200 bis 300 MHz. Es dauerte rund 25 Jahre, bis Aufnahme- und Wiedergabetechnik die Formate mit 405 (Großbritannien) bis 819 Zeilen (Frankreich) ansatzweise ausreizten. Die Bildwiederholrate war zur Vermeidung von Flimmern bei Kunstlicht an die Netzfrequenz angepasst und betrug dementsprechend 50 Hz (Europa, Afrika, Asien, Australien) oder 60 Hz (Amerika, Japan, Südkorea), jeweils im Zwischenzeilenverfahren (Interlace) mit 25/ 30 Vollbildern.

Farbe (1950er–1980er)

Die ersten öffentlichen Farb-TV-Sendungen wurden 1953 in den USA im NTSC-System (525 Zeilen, davon maximal 486 sichtbar) ausgestrahlt, Europa folgte ab 1966 mit dem französischen SECAM und dem von Walter Bruch entwickelten PAL-System (625 Zeilen). Bruch (bei Telefunken) hat übrigens auch die Grundlagen für das MAC-System erfunden (1973 als "Trisec" vorgestellt), das später in Europa zu D2-MAC (625 Zeilen) und HD-MAC (1250 Zeilen) weiterentwickelt wurde. Unabhängig von dem Problem der verschiedenen Normen (NTSC, PAL, SECAM) fanden die ersten Versuche zu HDTV Ende der 1970er bis Anfang der 1980er Jahre statt. Treibende Kräfte waren das IEEE und die SMPTE.

Untersuchungsergebnisse

Aus ihren Untersuchungen im Zeitraum 1978 bis 1982 ergaben sich folgende Ziele für ein hochauflösendes Fernsehen: Die Zeilenzahl sollte auf 1125 bis 1500 (Farbe) bzw. 2125 (Schwarz-Weiß) erhöht werden, um die Zeilenstruktur nicht mehr wahrnehmbar zu machen und ein schärferes Bild mit mehr Details zeigen zu können. Das Bildseitenverhältnis sollte von 4:3 auf 5:3 bis 6:3 gestreckt werden, um sich dem menschlichen Gesichtsfeld und der Kinoprojektion anzunähern. Zur Reduzierung des Flimmerns größerer heller Flächen und horizontaler Linien sollte die Halbbildfrequenz mindestens auf 60 Hz erhöht werden und, sobald technisch möglich, durch mehrfaches Auslesen und Anzeigen digitaler Bildspeicher weiter verbessert werden. Durch Erhöhung der Videobandbreite für das Helligkeitssignal auf 20 bis 50 MHz sollte die Bildschärfe verbessert werden. Die getrennte Übertragung von Farbart und Helligkeitssignal mit Bandbreiten zwischen 5,5 und 12,5 MHz würde Cross-Luminance-Störungen (Übersprechen von Farbinformation in die Helligkeitsübertragung) verhindern. Wie schon die Stereo-Audiosignale sollte zukünftig auch Video per Frequenz- statt Amplitudenmodulation übertragen werden, was Rauschen und Geisterbilder sowie andere auftretende Störungen verringern sollte. Da dies ohne die erst später verfügbar gewordene Video-Irrelevanzkodierung jedoch utopisch hohe notwendige HF-Bandbreite bedeuten würde, kämen als Übertragungsverfahren nur Satellit und Glasfaser in Betracht, wobei 60 Standard- und 30 HDTV-Sender angestrebt wurden. Wegen der hohen Kosten, die HDTV damals mit sich gebracht hätte, und der ungewissen technischen Entwicklung im Digitalbereich wurde die Einführung auf unbestimmte Zeit verschoben.

In der Bundesrepublik startete Professor Broder Wendland 1979 erste Forschungen zum HDTV am Institut für Nachrichtentechnik der Universität Dortmund. Professor Wendland erarbeitete technische Grundlagen für ein eigenständiges HDTV-System, die ihrerseits wiederum der Ausgangspunkt für den europäischen, sogenannten „EUREKA-Standard“ als HDTV-Normvorschlag aus Europa bildeten. Auch das Heinrich-Hertz-Institut begann zu Anfang der 1980er Jahre mit seinen Forschungen zur „hochauflösenden Darstellung farbiger Bewegtbilder“ und anderer Fragen von HDTV. Ab 1986 wurde dann die Forschung europaweit im Rahmen der Forschungsinitiative EUREKA koordiniert und gebündelt. In den USA begann das Interesse an HDTV im Jahre 1982, als die National Association of Broadcasters (NAB) ein Advanced Television Systems Committee (ATSC) in Washington gründete. Seitdem gab es in den USA verschiedene Forschungen und Entwicklungen im Bereich von Fernsehsystemen, nicht alleine nur bei HDTV, sondern auch bei Zwischenformen.

Teildigital (1980er–1990er)

MAC

Ende der 80er Jahre kam HDTV in Europa wieder in die Diskussion. Bei diesem Vorstoß konzentrierte man sich im Gegensatz zu den Machbarkeitsstudien zehn Jahre zuvor mehr auf einen gangbaren Aufrüstungspfad und entwickelte das MAC-Verfahren (Multiplexed Analogue Components). HD-MAC sollte die zweite Stufe einer Verbesserung sein, deren erste Stufe das für Satellitenübertragung entwickelte D- bzw. D2-MAC war, das sich allerdings aus verschiedenen Gründen bei Endanwendern (mit Ausnahme skandinavischen Bezahlfernsehens) nicht durchsetzen konnte.

HD-MAC ist ein sehr komplexes analog/digitales Hybridsignal, erzeugt mit einem modifizierten D2-MAC-Encoder. Es überträgt 1250 Zeilen/Bild und 50 Halbbilder/s im 16:9-Format und konnte mit einem 625-Zeilen-D2-MAC-Empfänger in Normalauflösung dekodiert werden, wobei im Gegensatz zu früheren Analogverfahren alle Zeilen für das Bild genutzt werden konnten. Die Olympischen Spiele 1992 in Barcelona wurden teilweise in dieser Norm übertragen und europaweit mit ca. hundert HD-MAC-Empfangsgeräten (zum Teil große Rückprojektionsgeräte) an ausgewählten Standorten vorgeführt. Die Produktion von hochwertigen Videofilmen in HDTV-Qualität und 16:9 wurde noch jahrelang durch die EU finanziell gefördert; deren vierfache Auflösung macht sich bei hochqualitativer PALplus- oder Digital-Aussendung auch auf guten PAL(plus)- bzw. Digital-Empfängern noch bemerkbar.

MUSE

Hauptartikel: MUSE (Fernsehnorm)

In Japan fanden Voruntersuchungen zu HDTV seit 1964 statt. Seit 1989 werden Programme im MUSE-Format über Satellit ausgestrahlt. Die Ausstrahlung ist inkompatibel zum normalen Fernsehen, die Sendungen müssen daher zweimal ausgestrahlt werden, einmal im SDTV-Format mit 480 Zeilen, einmal als HDTV mit 960 Zeilen.

MUSE überträgt Bilder analog, es ist allerdings eine digitale Nachbearbeitung notwendig. Bilder werden vertikal wie horizontal 2:1 unterabgetastet, das Abtastraster wird aber von Bild zu Bild verändert. Stationäre Bildelemente können daher wieder mit voller Auflösung rekonstruiert werden (1600 × 960), bewegte Elemente nur mit halber Auflösung (800 × 480).

PALplus

Ein Ansatz zur Qualitätsverbesserung der Analogtechnik war in Europa Mitte der 1990er PALplus. Das Prinzip verbessert die vertikale Auflösung von Spielfilmen mit Seitenverhältnissen von 16:9 und größer. Die Qualitätsunterschiede sind auf voll PALplus-fähigen 16:9 Geräten (und nur dort!) sehr deutlich sichtbar – etwa vergleichbar anamorpher zu nicht anamorphen DVDs. Die Farbauflösung wird bei PALplus im Vergleich zu Standard-PAL durch den Einsatz von Hilfspulsen verdoppelt. Cross-Colour-Effekte treten nicht mehr auf. PALplus hat sich nicht durchgesetzt, da es zu wenige Sender (in Deutschland nur einige öffentlich-rechtliche, Premiere, ProSieben und FAB) ausstrahlten und die ersten PALplus-Geräte viel zu teuer waren. Zudem kann auf digitalem Übertragungsweg 16:9 auch in anamorpher Weise gesendet werden. ARD, ZDF und einige dritte Programme senden noch heute das 16:9-Format analog über Kabel und Antenne in PALplus.

Volldigital (ab 1990er)

Heutige Verfahren basieren auf reiner Digitaltechnik zwischen dem Sendestudio und dem Wohnzimmer, im Extremfall sogar zwischen Bilderzeugung und Anzeige. Bei volldigitalen Verfahren muss gegenüber analogen Videonormen zur Beurteilung einer tatsächlichen Bildqualität erstmals neben einer Bildauflösung auch der Grad einer Videokompression in eine Bewertung eingerechnet werden. Videokompression wird durch eine Effizienz (bit/px), oder abhängig von einer gewählten Auflösung durch eine Bitrate in Mbit/Sec dargestellt.

Markteinführung

Ende der 1980er Jahre sind die ersten größeren Anstrengungen für eine vollständig digitale Übertragung unternommen worden. Aufbauend auf den Erfahrungen der Joint Photographic Experts Group (JPEG: Standbildkompression) wurde die Moving Picture Experts Group (MPEG: Bewegtbild + Audio) gegründet. Ziel war die Schaffung von weltweiten Standards, die bei niedrigen Datenraten und bezahlbarer Elektronik eine gute Bildqualität erlauben. Die in den frühen 1980ern entwickelten Verfahren (ADPCM) sind dafür vollständig ungeeignet, da sie kaum Redundanzen des Bildes ausnutzen. Folgende Datenraten in Bit pro Pixel sind heutzutage üblich:

Verfahren	Anwendung	Effizienz (bit/px)
RGB 24		24
YCbCr 4:2:2	PostPro, Broadcasting	16
YCbCr 4:2:0		12
ADPCM	Entwurf HDTV über Sat.	5–6
M-JPEG		2,4–3
	DV SP	2,4
	DV LP	1,8
MPEG-1		0,4–0,8
	VCD	0,47
	MVCD (konstante Bitrate)
MPEG-2	MVCD (variable Bitrate)
	SVCD
		0,3–0,6
	DVD	0,4–0,8
M-JPEG 2000	Digital Cinema	0,1-0,8
MPEG-4 ASP	DivX, Xvid	0,2–0,4
MPEG-4 AVC	H.264 (x264, Nero Digital)	0,06-0,10

Der angegebene Bereich ist etwa das, was für befriedigende bis gute Wiedergabe notwendig ist. Moderne Lösungen sind mindestens eine Größenordnung besser als ADPCM. Aufgrund dieser hohen Effizienz können in einem für einen analogen Kanal benötigten Frequenzbereich per Satellit oder Kabel sechs und per terrestrischer Antenne drei bis vier digitale Programme gleich bleibender Qualität übertragen werden – oder ein bis zwei HD-Kanäle.

Weltkarte mit Darstellung der Nutzung von Bildwiederholraten bei HDTV

60 Hz

50 Hz

 50 Hz-Ausstrahlung, 60 Hz-vorbereitet durch europäisches „HD-ready“-Label.

Geplanter HDTV-Betrieb mit ausstehender Entscheidung zur Bildwiederholrate

Keine Information oder kein geplanter HDTV-Betrieb

Nordamerika

Kanada

In Kanada werden zwar auch US-Sender und damit auch deren HD-Ausstrahlungen empfangen, allerdings wurde erst am 22. November 2003 mit dem NHL Eishockey-Spiel zwischen den Edmonton Oilers und den Montreal Canadiens die erste HD-Ausstrahlung des einheimischen CBC durchgeführt. Seitdem senden Bell ExpressVu, ein kanadischer Satellitensender, Rogers Cable und Videotron mehr als 21 HDTV-Sender aus allen Genrebereichen. CTV Toronto und dessen westliches Gegenstück BC CTV waren auch die ersten, die HDTV via terrestrischen ATSC sendeten. Die 2006 NHL Playoffs wurden von einer erneut gesteigerten HDTV-Abdeckung begleitet.

Vereinigte Staaten

In den späten 1980ern begann die Federal Communications Commission (FCC) mit einem Ausschreiben zur Erstellung eines neuen Fernsehstandards für die USA und forderte später dabei sich konkurrierende Firmen auf, ihre Ressourcen und Arbeitskräfte zusammenzulegen. Diese formierten sich unter der Grand Alliance im Jahre 1993. In den 1990ern wurde in den USA ein entscheidender Schritt für die Einführung von HDTV vollzogen: Per Gesetz wurden alle landesweiten Sender (ABC, CBS, NBC, Fox) verpflichtet, ab 2006 digital zu senden, so dass die analoge Ausstrahlung beendet werden kann. Am 23. Juli 1996 strahlte das zu CBS gehörende WRAL aus Raleigh (North Carolina) als erste Fernsehstation der USA ein digitales HD-Signal aus. Diese HDTV-Übertragung war ein Major League Baseball Spiel und wurde auf dem einzigen zu der Zeit erhältlichen HDTV-Display, einem 46 Zoll Panasonic Testmonitor, in einem Dallas Circuit City Store gezeigt. Der Test wurde direkt von Panasonics Fernsehsparte eingerichtet und war die erste offizielle, kommerzielle HD-Übertragung in den USA. Ab 1998 wurden mehr und mehr HDTV-Fernsehgeräte verfügbar und ebenfalls wurde landesweit mit HD-Übertragungen begonnen - die erste war der Start der Raumfähre Discovery und John Glenns Rückkehr in den Weltraum. Dieses wurde teilweise technisch durch die Harris Corporation ermöglicht. Seit dem Jahr 2000 setzen die Sender in den USA vermehrt auf HDTV in der Primetime (abends). Der Absatz von HD-fähigen Fernsehern, LCD- und Plasmabildschirmen, sowie den dazugehörigen HD-Receivern ist groß, und die Nachfrage wächst immer weiter. Trotzdem wurde die festgelegte Abschaltung des analogen Fernsehens im Jahr 2004 auf 2007 verschoben, da man den Aufwand unterschätzt hatte. Die verwendete terrestrische Norm ist ATSC, meist in 1080i60, seltener auch 720p60. Der Mehrkanalton liegt im Dolby-AC3-Format vor. Beim HDTV-Empfang via Satellit gibt es zur Zeit nur noch zwei Anbieter: „DirecTV“ und „Dish Network“ jeweils mit eigenen MPEG2-HD-Receivern, die Umstellung auf das effizientere MPEG4-AVC beginnt Mitte 2006. Laut Betreiberangaben werden Ende 2007 über 100 HDTV Sender über DirecTV zu empfangen sein.

Zentralamerika

Mexiko

Der mexikanische Fernsehkonzern Televisa führte in den frühen 1990ern Experimente in HDTV-Ausstrahlungen in Zusammenarbeit mit dem japanischen NHK. Während der ersten Hälfte von 2005 begann der Kabelanbieter Cablevision, in Mexiko-Stadt fünf HD-Kanäle und Festplattenrekorder anzubieten. 2005 unterzeichnete TV Azteca mit Harris Corporation für digitale TV-Transmitter und HDTV-Encoding-Equipment, um damit High-Definition in neun mexikanische Städte zu bringen. Die Markteinführung wird in zwei Phasen durchgeführt werden. Im dritten Quartal 2006 soll HDTV-Übertragungen in Mexikos größten Märkten, Mexiko-Stadt, Guadalajara und Monterrey, verfügbar sein. Phase zwei wird das nationale Rollout sein, das HDTV-Services an sechs Städte (Matamoros, Reynosa, Nuevo Laredo, Ciudad Juarez, Mexicali und Tijuana) entlang der mexikanischen Grenze zu den USA bringen soll. Dabei soll ausgenutzt werden, dass HD-Receiver dank des früheren HDTV-Starts auf der US-Gegenseite in diesen Gegenden bereits erhältlich sind.

Südamerika

Argentinien

Während der Absatz von HDTV-fähigen Fernsehgeräten steigt gibt es noch keinen einzigen HD-Kanal. Die Regierung steckt immer noch in der Entscheidungsphase, welches Übertragungssystem genutzt werden wird, aber die Wahrscheinlichkeit für eine Entscheidung zu Gunsten des US-amerikanischen ATSC ist sehr hoch.

Brasilien

Seit 2001 werden Fernsehgeräte mit nativer 480p-Auflösung hauptsächlich für SDTV und DVD Benutzung angeboten. Ab 2003 wurden die ersten nativen 720p LCD-Geräte angeboten.

Die brasilianische Regierung benötigte eine lange Zeit um abzuwägen, welcher Standard für das Digitalfernsehen genutzt werden sollte. Am 29. Juni 2006 unterschrieb Präsident Luiz Inácio Lula da Silva ein Dekret zur Einführung von ISDB als nationalen Standard. Der Übergang zu ISDB soll neun Jahre betragen. Die von brasilianischen Forschern vorgeschlagenen Implementierungen von Verbesserungen des Standards, werden wegen Inkompatibilitäten sehr unwahrscheinlich von japanischen ISDB-Verantwortlichen integriert werden, sondern erst in zukünftigen Erweiterungen für alle ISDB-Länder zur Verfügung gestellt werden.

Kolumbien

Im Jahre 2006 wurde die Entscheidung für die Einführung eines terrestrischen digitalen Fernsehstandards getroffen. Am 28 August 2008 war es dann soweit. Die zuständige nationale Fernsehkomission (CNTV) entschied sich nach zweijähriger Analyse für den europäischen Standard für digitales terrestrisches Fernsehen DVB-T. Quelle: CNTV http://www.cntv.org.co/cntv_bop/tdt/contenido16.html

Ostasien

Hongkong

Obwohl die lokalen Behörden Ende 2006 als Zeitpunkt abgesteckt haben, sich auf einen HDTV-Standard festzulegen, gibt es politische und wirtschaftliche Überlegungen. Das chinesische Hauptland wird ein Mitspracherecht bei der Auswahl haben, um dieses Medium im direkten Umland um Hongkong zu überwachen, aber auch, um zu dem eigenen geplanten HDTV, welches ebenfalls noch nicht ausgewählt ist, soweit wie möglich kompatibel zu halten. Die Kompatibilität ist der Grund dafür, warum Hongkong Broadcaster dieses ebenfalls nutzen wollen, um so in den lukrativen südchinesischen Markt ohne kostenintensive Formatkonvertierung übertragen zu können.

Japan und Südkorea

Japan und Südkorea, die traditionell ebenfalls ein NTSC-Format mit 60 Hz nutzen, sind mit der Einführung von HDTV ebenfalls schon weit fortgeschritten. Es werden mehrere Programme über TV-Satellit und terrestrisch ausgestrahlt. Japan entschied sich dabei für das eigene ISDB und Südkorea nutzt das amerikanische ATSC.

Japan nutzte schon analoge Verfahren (MUSE) zur Übertragung von HDTV, allerdings ist der alte Standard nicht fähig gewesen, auch den neuen digitalen Standard zu übertragen. Digitales hochauflösendes Satellitenfernsehen wurde erstmals am 1. Dezember 2000 von NHK mit einer Auflösung von 1920x1080i in der ISDB-S Norm im Regelbetrieb ausgestrahlt. Später folgten weitere HDTV-Kanäle auf der BSAT-Satellitenplattform. Im Dezember 2003 begann man, die regulären terrestrischen Kanäle Japans via ISDB-T auszusenden. Es wird berichtet, dass zwei Millionen HD-Receiver bereits verkauft wurden. (siehe auch: Japanisches Fernsehen)

In Südkorea wird von den Sendern eine Quote von mindestens 10 Stunden pro Woche für Ausstrahlungen in HD im ersten kommerziellen Regelbetriebsjahr verlangt.

Singapur

Am 31. Mai 2006 wurde in Singapur mit den offiziellen HDTV-Tests begonnen. Dabei waren Mediacorp, die HD über DVB-T übertrugen, und Starhub CableVision, die HD über DVB-C übertrugen. Beide sendeten in 1080i und 50 Hz, um bei der Bildwiederholrate konform zum traditionell genutzten PAL zu bleiben. Der Testlauf unter 1000 ausgewählten Teilnehmern wird Ende des Jahres abgeschlossen, wenn auch Mediacorp und Starhub vermutlich den übrigen Kunden den Service öffnen werden.

Australien

Australien war das erste Land mit HDTV-Regelbetrieb in 50 Hz und mit MPEG-2 per DVB (via Satellit und terrestrisch), allerdings werden dort auch einige Auflösungen (z. B. 576p50) als hochaufgelöst betrachtet, die anderswo nur als EDTV eingestuft werden. Australien startete im Januar 2001, aber erst im August 2003 war HD vorgeschrieben. Danach müssen kommerzielle Sender mindestens 1.000 Stunden hochaufgelöst produziertes Material pro Jahr senden (Die nicht kommerzielle ABC darf altes Material konvertieren). Seit 2005 senden alle überregionale Senderketten (ABC, 7, Nine, TEN und SBS) von allen terrestrischen Standorten digital und analog im Parallelbetrieb. Die Sender ABC und SBS darüber hinaus noch je ein zusätzliches digitales TV Programm, sowie zwei digitale Radio Programme.

Europa

Der im Vergleich zu Nordamerika und Südostasien verspätete Start in Europa ermöglicht es den neuen Anbietern, mit moderneren, kostensparenden Verfahren zu starten (MPEG-4-AVC und DVB-S2). Außerdem steht parallel die Markteinführung vorbespielter HD-Medien (Blu-ray Disc) an.

In Europa folgten nach dem Start des neuen, paneuropäischen Satelliten-TV-Senders Euro1080 (inzwischen „HD-1“) ab 2004 in MPEG-2 einige öffentliche Testausstrahlungen, in Deutschland insbesondere der ProSiebenSat.1 Media AG. Neben einigen Live-Großereignissen wie dem Eurovision Song Contest 2003 oder dem Finale des UEFA Cup 2004/05 werden vor allem Dokumentationen, etwa der BBC, schon länger in hoher Auflösung oder auf nachträglich abtastbarem Film produziert, um sie international besser und auch zukünftig noch verkaufen zu können.

In den größten Fernsehmärkten Deutschland, Großbritannien und Frankreich haben die jeweiligen großen Bezahlfernsehanbieter den eigentlich angepeilten HDTV-Start zum Weihnachtsgeschäft 2005 wegen der Entscheidung zur neuen Bandbreite sparenden Norm MPEG-4 AVC verschoben und starteten im ersten Halbjahr 2006. Sie hofften, insbesondere mit der Fußball-WM in Deutschland Zuschauer gewinnen zu können.

Frei empfangbare private und öffentlich-rechtliche Sender halten sich bisher in den meisten europäischen Ländern mit der Einführung noch zurück.

In Deutschland sendete seit dem 26. Oktober 2005 ProSiebenSat.1 Programme parallel zum normalen Betrieb über DVB-S2 in hochkonvertiertem HDTV (1080i), Filme wurden vereinzelt in voller HDTV-Auflösung gesendet (Sender-Logo mit „HD“-Zusatz). Die beiden Sender Pro7HD und Sat.1HD sind seit dem 16. Februar 2008 abgeschaltet, wie ProSiebenSat.1 Media AG am 14. Februar 2008 mitteilte. Ob eine Wiedereinführung im Free-TV oder Pay-TV geplant ist, steht noch nicht fest, gemeldet wurde der Termin 2010. Seit Mai 2006 sendet der frei empfangbare Sender Anixe HD ein Vollprogramm in HD mit Serien, Spielfilmen und Magazinen; zeitweise sind sogar in guter HD-Qualität (1080i) aktuelle Kino-Vorschauen und der Reisekanal „Lastminute.tv“ zu sehen. Einzelne Sportarten der Olympischen Spiele 2008 wurden abends als Wiederholung gezeigt.

Die deutschen öffentlich-rechtlichen Sender geben sich trotz der mittlerweile schnellen Verbreitung entsprechend ausgestatteter Geräte in den Haushalten bisher eher zurückhaltend, wohl aufgrund der nötigen Investitionen für die Produktions- und Sendetechnik. Lediglich ARTE HD sendet seit 1. Juli 2008 parallel zum normalen Fernsehbetrieb auch in hochauflösender Fernsehnorm 720p50. Außer einzelnen echten HDTV-Sendungen werden die meisten Beiträge hochskaliert. Auf der Website von arte werden native HDTV-Sendungen per Logo gekennzeichnet. Der Regelbetrieb soll ab 1. Januar 2009 aufgenommen werden. Zur IFA 2008 sendete Eins Festival rund 120 Stunden in HD. Dreimal im Jahr (Ostern, Weihnachten und zur IFA) sendet EinsFestival über Satellit und Kabel in HDTV (720p50).

ARD und ZDF beginnen mit der Leichtathletik-Weltmeisterschaft im August 2009 in Berlin mit der HDTV-Vorbereitungsphase, weitere Sendungen sind 2009 noch zur IFA sowie an Weihnachten geplant. Mit der Übertragung der Olympischen Winterspiele 2010 wollen sie den Regelbetrieb in HDTV über Satellit starten. Die ersten TV-Serien wurden bereits seit Mitte 2008 auf HD-Produktion umgestellt.

Der Bezahlsender Premiere bot seit dem 3. Dezember 2005 drei HD-Kanäle (1080i) an. Da bei Premiere HD Film von den großen Filmstudios der HDCP-Kopierschutz verlangt wird, ist über die analogen Receiver-Ausgänge nur Standard-Auflösung verfügbar. Bei Premiere HD Sport und Discovery HD wurde dagegen auf dieses Verfahren verzichtet. Ab November 2006 entfiel ein HD-Kanal: Sport- und Filmkanal wurden zu einem Angebot verschmolzen.

In der Schweiz bietet die SRG seit Dezember 2007 auf einem 24-Stunden-Gemeinschaftskanal mit Namen HD suisse Fernsehen in HD-Auflösung (720p) für alle Sprachregionen an. Ab 2012 sollen alle sieben Programme der SRG in HDTV ausgestrahlt werden.

In Österreich sendet seit der Fußball-Europameisterschaft der ORF (Öffentlich rechtliche Sendeanstalt) sein erstes Inlandsprogramm ORF 1 hochauflösend. Übertragen wird im 720p-Verfahren gemäß der weiter unten angeführten EBU-Richtlinie auf einem eigenen Kanal namens ORF 1 HD. Es wurden alle EM-Spiele als auch Studiointerviews hochauflösend in HD übertragen. Weitere Filme und Serien folgen vereinzelt.

Seit Anfang September 2005 sendet der schwedische Pay-TV-Anbieter Canal+ den HD-Sender C More HD über Satellit und nutzt dabei im Gegensatz zu anderen HD-Sendern das ältere DVB-S und MPEG-2 (1080i). Dafür ist das Programm in ganz Skandinavien zu empfangen, mit Originalton und allen skandinavischen Sprachuntertiteln. Der schwedische ÖR-Sender SVT sendet seit Februar 2007 auf dem gleichen Satelliten (Thor, 1 Grad West) ein HDTV-Programm.

In Großbritannien sendet seit dem 22. Mai 2006 Sky sein Bezahlangebot an HD-Kanälen. Von Start an werden HD-fähige Festplattenrekorder angeboten, und für die Anfangszeit wird auf HDCP und Analogausgangsabschaltung verzichtet. Das öffentlich-rechtliche BBC bereitet den HDTV-Regelbetrieb vor und sendete die Spiele der Fußballweltmeisterschaft 2006 über Satellit und in Teilen Londons über DVB-T. Danach begann BBC mit dem „HDTV-Trial“ auf Astra, 28,2° Ost, unverschlüsselt und sendet tagsüber Preview-Trailer aus verschiedenen HD-Produktionen sowie abends Vollprogramm wie Serien und Spielfilme, alles in voller HDTV-Auflösung 1080i.

In Polen senden u.a. drei verschiedene Fernsehplattformen ihr Programm in HD. Cyfrowy Polsat bietet als HD Programme Polsat Sport HD, HBO HD, Eurosport HD und in Kürze BBC HD. Die Fernsehplattform n strahlt als HD Programme TVP HD, TVN HD, MGM HD, Discovery HD, n Sport HD, Eurosport HD, HBO HD und Filmbox HD aus. Die dritte Fernsehplattform Cyfra+ bietet als Programme Canal+ Film HD, Canal+ Sport HD, HBO HD, Filmbox HD, Eurosport HD und National Geographic Channel HD in hochauflösenderer Norm an.

In der Türkei brachte Doğan TV (Kanal D) die HDTV-Technik als Erster ins Fernsehen. Am 27. September 2006 begann Kanal D mit HDTV-Tests; mit der offiziellen Sendung am 1. Oktober 2006. Der Kanal wurde kurze Zeit später eingestellt, da Kanal D zunächst nur die Technik testen und Erfahrungen gewinnen wollte. Nach einer eineinhalbjährigen Pause wurde Kanal D HD im August 2008 regulär im Pay-TV-Angebot von D-Smart gestartet, zusammen mit drei weiteren HD-Sendern (HD Smart, Discovery HD, Eurosport HD). Ein Jahr zuvor hatte bereits der Konkurrent Digiturk erste HD-Sender aufgeschaltet: LİG TV, ein Fußballsender, der u.a. die Türkische Liga (Süper Lig) überträgt, sendet seit dem 20. Juni 2007 auch in HDTV, ebenso wie weitere vier im Laufe des Jahres auf Eutelsat W3A aufgeschaltete HD-Sender, die seit Januar 2008 abonnierbar sind (Moviemax HD, National Geographic HD, Eurosport HD, Spormax HD). Der staatliche Fernsehsender TRT übertrug die Olympischen Spiele 2008 in HDTV, jedoch wurde der Sender TRT 3 HD nach den Spielen wieder abgeschaltet. Konkrete Pläne, zur Fußball-Weltmeisterschaft 2010 einen dauerhaften HD-Sender zu starten, sind vorhanden. Der Privatsender Show TV plant, Ende 2009 über die Plattform Digiturk seine Sendungen in HDTV auszustrahlen.

In Frankreich gab es schon 2005 HD-Testsendungen über Hotbird von TF1 und Canal+, inzwischen sind mehrere Pay-TV-Kanäle aktiv. Der neue TV-Sender mit Beiträgen aus der Welt des Luxus und Glamours, Luxe.TV, strahlt unverschlüsselt via Astra 19 Grad, Astra2 auf 28 Grad und Hotbird9, 9° Ost, auf den beiden letzteren sowohl in SD (DVB) als auch in HDTV (MPEG4/AVC). Das HD-Paket von Sky-Italien umfasst derzeit vier Sender, auf Hotbird 13 Grad Ost gibt es auch noch das polnische HDTV-Paket "N-Sport". Auf diesem Hotbird begann am 25. Mai 2008 „Eurosport HD“ mit Sendungen in 1080i, teilweise hochskaliert von Eurosport-SD-Sendungen (dann fehlt die Einblendung „Full HD“). Die „Intl“-Version mit englischem Kommentar ist zeitweise frei empfangbar.

Weitere europäische Länder

Albanien hat bisher acht HDTV-Kanäle und vier davon für das Sportfernsehen. Die Firma Digitalb richtete diese im Februar 2008 ein.

Im März 2007 begann das kroatische Fernsehen mit der Testausstrahlung von terrestrischem HDTV im Raum der Hauptstadt Zagreb. (siehe Infrastruktur, Verkehr und Telekommunikation in Kroatien)

Zu den Olympischen Spielen sendet auch RTV Slovenija ein terrestrisches HDTV-Signal in der Hauptstadt Ljubljana. Gleichzeitig begann der ungarische TV-Sender M2 mit unverschlüsselten HDTV-Sendungen aus China auf Hotbird 13 Grad Ost.

Technische Parameter

Video

Auflösungsvergleich SDTV zu HDTV

Fisch in Originalgröße im Vergleich zu HDTV- und SDTV-Auflösungen
Zum Vergleich der Auflösung des Fisches zu Gesamtbildauflösung wird jeweils der gleiche Bildausschnitt im 16:9-Seitenverhältnis bei NTSC (480p), PALplus, 720p und 1080p gezeigt.
HD-Fisch
	Ein Quadrat entspricht einem Pixel. HDTV mit vierfacher Pixelzahl im Verhältnis zu SDTV.
SD-Fisch
	Ein Quadrat entspricht einem Pixel. SDTV-Auflösung.
Beide Fische wurden auf die gleichen Ausmaße hochkonvertiert, damit ein Vergleich der Pixelzahl pro Flächeneinheit möglich ist. Die Fische entsprechen in den Originalabmessungen den Fischen im oberen Bild mit den Fernsehauflösungen. Die Schärfewirkung hängt aber wesentlich mehr von Kontrastverhältnissen als von der Auflösung ab.

Nomenklatur

Da die HDTV-Norm eine Zusammenfassung von Bildauflösungen und Bildwiederholraten ist, gibt es zur Unterscheidung eine Grundnomenklatur, um diese zu benennen. Diese setzt sich wie folgt zusammen:

Zeilenzahl + Bildaufbauverfahren + Bildwiederholrate

Bei der Zeilenzahl wird die vertikale Bildauflösung angegeben, beim Verfahren des Bildaufbaus wird Vollbild- (progressive) oder Zeilensprungverfahren (interlaced) abgekürzt mit „p“ oder „i“. Bei der Angabe der Bildwiederholrate gibt es zwei verschiedene Konventionen: Oft wird die Anzahl der Bilder pro Sekunde ohne Unterscheidung zwischen Halb- und Vollbildern angegeben, die Nomenklatur der European Broadcasting Union (EBU), die zusätzlich einen Schrägstrich verwendet, sieht hingegen die Angabe der effektiven Vollbilder pro Sekunde vor (z. B. 720p/50, 1080i/25).

Beispiele:

1. 1080i60 = 1080p/30 = 1920 × 1080 Bildpunkte im Zeilensprungverfahren und 30 Vollbilder oder 60 Halbbilder pro Sekunde
2. 1080p24 = 1080p/24 = 1920 × 1080 Bildpunkte im Vollbildverfahren und 24 (Voll-)Bildern pro Sekunde
3. 720p50 = 720p/50 = 1280 × 720 Bildpunkte im Vollbildverfahren und 50 (Voll-)Bildern pro Sekunde
4. 1152i50 = 1152i/25 = 2048 × 1152 Bildpunkte im Zeilensprungverfahren und 50 Halbbildern pro Sekunde (Alte HD-MAC-Norm)

Bei dieser Regelung gibt es noch zwei zu beachtende Eigenschaften von HDTV, die zu abweichenden Nomenklaturen führen. Zum einen kann es vorkommen, dass in Vollbildern vorliegende Filme, vorrangig Kinoproduktionen, zwar im Zeilensprungverfahren übertragen werden, sich aber der Vollbildcharakter unverändert aus diesen beiden Halbbildern rekonstruieren lässt. Auf dem Papier würde zwar zum Beispiel 1080i50 bzw. 1080i/25 stehen, aber es ist auch als 1080psf25 darstellbar. Das Kürzel für das Bildaufbauverfahren ist das Progressive Segmented Frame (PsF), das anstelle des Interlace-Kürzels geschrieben wird und nur die Übertragungsart genauer beschreibt. Als Folge muss aber die Bildwiederholrate halbiert werden. Und zum anderen sind bei digitalen Kinoproduktionen mit HD-Kameras auch das Kürzel 24p zu finden. Damit kann 1080p24 gemeint sein, aber beim Digitalen Kino kann es sich auch um eine höhere Auflösung handeln.

Auflösung

HDTV wird mit 1080 aktiven Zeilen in Zeilensprungmodus oder 720 Zeilen im Vollbildmodus bei einem Seitenverhältnis von 16:9 in der ITU-R BT.709 festgelegt. Der Ausdruck „high-definition“ kann sich sowohl auf die Auflösungsspezifikation beziehen als auch auf Medien mit ähnlicher Schärfe wie Spielfilme.

Die beiden HDTV-üblichen Bildauflösungen sind 1280×720 Pixel und 1920×1080 Pixel, im Vollformat. Das Seitenverhältnis des Bildes beträgt 16:9. Der Auflösungsunterschied von 1280×720 gegenüber PAL (nach CCIR 601) beträgt das 2,2-fache ((1280×720p)/(720×576i)) und 1920×1080 gegenüber PAL sogar das 5-fache ((1920×1080i)/(720×576i)). - Da die zumeist (USA) verwendete MPEG-2-Komprimierung das Bild in Blöcke von 16×16 Pixel aufteilt, werden bei 1920×1080 tatsächlich 1088 Zeilen übertragen.

Beim Vergleich der Auflösungen progressiver Formate zu Bildern im Zeilensprungverfahren ist zu beachten, dass beim progressiven Format pro Zeiteinheit doppelt so viele Informationen gesendet werden wie beim Zeilensprungverfahren. Insbesondere bei viel Bewegung im Bild lassen sich also Progressive- und Interlaced-Formate nur bedingt vergleichen.

HDTV-Bilder müssen in der Praxis häufig entzerrt werden: Die Übertragung eines 16:9-Bildes wird häufig in ein 4:3-Verhältnis gestaucht, so dass bei 1080 Zeilen nur 1440 statt 1920 Punkte und bei 720 Zeilen nur 960 statt 1280 Punkte zur Verfügung stehen. Der Schärfeverlust kann durch ein gutes Mastering gelindert werden.

Bildfrequenz

Die typischerweise verwendeten Bildfrequenzen betragen bei der Vollbilddarstellung 23,976 Hz, 24 Hz, 25 Hz, 29,97 Hz und 30 Hz, und bei der Halbbilddarstellung 50 Hz, 59,94 Hz und 60 Hz. Wenn es die Kapazität des Übertragungsmediums erlaubt, ist optional auch eine Vollbilddarstellung mit den Halbbildfrequenzen möglich.

Allerdings übersteigt die erforderliche Datenrate von 1080p50 und 1080p60 bei der Verwendung von MPEG-2 das von den eingesetzten Übertragungsverfahren (DVB und ATSC) vorgesehene Maximum.

Die traditionelle Frequenz von 50 bzw. 25 Hz wird für eine Darstellung des deutlich größeren dargestellten Bildes von einigen Experten als zu gering angesehen, weswegen auch in Europa die Nutzung von 60 bzw. 30 Hz erwogen wird.

Die PAL- und SECAM-kompatiblen 50 Hertz haben gegenüber den NTSC-kompatiblen 60 Hertz den offensichtlichen Nachteil eines leichter bemerkbaren Flimmerns, aber den Vorteil einer geringeren Datenrate bei gleicher Kompression oder andersherum. Kinofilme in 24p müssen bei PAL vier Prozent schneller abgespielt werden, bei NTSC können hingegen trotz korrekten Tempos wegen des nötigen Telecine-Verfahrens (3:2-Pull-up) ruckelige Bewegungen auftreten.

Datenrate

Videobandbreite von HDTV

Vollbilder (p)	Halbbilder (i)	Pixelrate (absteigend)
1080p60		1920 × 1080 × 60 Hz = 124,4 Mpx/s
1080p50		1920 × 1080 × 50 Hz = 103,7 Mpx/s
1080p30	1080i60 (psf)	1920 × 1080 × 30 Hz = 62,2 Mpx/s
720p60		1280 × 720 × 60 Hz = 55,3 Mpx/s
1080p25	1080i50 (psf)	1920 × 1080 × 25 Hz = 51,8 Mpx/s
1080p24		1920 × 1080 × 24 Hz = 49,8 Mpx/s
720p50		1280 × 720 × 50 Hz = 46,1 Mpx/s
720p30	720i60 (psf)	1280 × 720 × 30 Hz = 27,6 Mpx/s
720p25	720i50 (psf)	1280 × 720 × 25 Hz = 23 Mpx/s
720p24		1280 × 720 × 24 Hz = 22,1 Mpx/s
Die Bilder geben jeweils das Verhältnis der Bandbreite zum Maximum von 1080p60 an. Die Keilform gibt das Halbbildverfahren wieder, die quadratische Form jeweils das Vollbildverfahren oder Halbbild mit Progressive Segmented Frame (PsF). Die HD-Auflösungen wurden absteigend nach der benötigten Bandbreite sortiert. Allerdings muss bei der Bandbreite noch berücksichtigt werden, dass bei einem Film mit 24 Hz als Quellmaterial ein Pull-Up zu 60 Hz, 50 Hz und 30 Hz vollzogen wird und die fehlenden Bilder durch Interpolation berechnet werden und somit unnötige Bilder als Lückenfüller mit übertragen werden und somit Bandbreite verschwendet wird. Bei 25 Hz kann ein einfacher PAL Speed-up des Quellfilms gemacht werden. Dabei wird der Film lediglich schneller abgespielt, allerdings keine Bilder interpoliert. Somit wird die Bandbreite effizienter genutzt.

Für 1080i50 mit MPEG-2 wird (gemäß ITU) eine Bitrate von 27 Mbit/s empfohlen (0,52 bit/px → ca. 5,4 Mbit/s bei 576i50), bei geringeren Qualitätsanforderungen 22 Mbit/s (0,42 bit/Pixel → 4,4 Mbit/s). HD1 sendet nur mit 18 Mbit/s, also 0,35 bit/px, was etwa 3,6 Mbit/s für SDTV oder 3,75 Mbit/s bei 1,85:1- bzw. 3 Mbit/s bei 2,35:1-DVD-Filmen (Cinemascope) entspricht, wobei DVDs den Vorteil einer dynamisch anpassbaren Bitrate haben.

Um die vorhandenen Datenraten so effizient wie möglich zu nutzen, gibt es mehrere Möglichkeiten. Erstens können Filme mit einem Originalseitenverhältnis von 2,35:1 auf 16:9 beschnitten (gecroppt) und auf das vorgeschriebene 16:9-Verhältnis gebracht werden. Dabei wird kein schwarzer Rand am oberen und unteren Bildrand mitübertragen, da er keine sichtbaren Bildinformationen enthielte und somit überflüssig ist. Jedoch fallen dabei Bildinformationen an den Seiten weg. Da statische schwarze Bereiche sich effizient komprimieren lassen, gibt es nur eine geringe Datenratenersparnis. Dafür wird die Datenrate von einem kleinen erforderlichen Bildbereich auf eine größere Fläche erweitert und somit die Datenrate pro Fläche verringert. Zweitens können nur die sichtbaren Zeilen gespeichert und erst beim Abspielen die schwarzen Balken zum Auffüllen der Bildschirmauflösung eingefügt werden. Beide Verfahren werden angewandt, wenn das Seitenverhältnis von den verlangten 16:9 abweicht, also breiter wird. Eine ähnliche Methode wäre bei 4:3-Filmmaterial auf 16:9 denkbar, und würde die schwarzen Ränder (Pillarbox) an den Seiten ersetzen. Dieses wurde beispielsweise von ProSieben HD und Sat.1 HD angewendet.

Formate und HD ready

HD-ready-Logo

HD-TV-Logo

Während die EBU ihren Mitgliedern derzeit 720p/50 und als eine zukünftige Option 1080p50/60 in der Produktions- und Sendeseite empfiehlt, vor allem da dies den verbreiteten Anzeigegeräten entgegenkommt, haben sich alle aktiven europäischen HD-Anbieter bisher für 1080i/25 entschieden, halten sich aber andere Optionen offen. Das EICTA-Siegel HD ready trägt dem Rechnung, indem es von Anzeigegeräten die Unterstützung der Formate 1080i und 720p mit 50 und 60 Hertz verlangt.

Darüber hinaus schreibt dieses Emblem, das keine externe Zertifizierung voraussetzt, sowohl eine analoge als auch eine HDCP fähige digitale Schnittstelle wie HDMI oder DVI vor.

Bei entsprechend gesetzten DRM-Daten (Broadcast Flag) wird das digitale Signal nur HDCP-verschlüsselt, also kopiergeschützt, vom Empfangs- zum Anzeigegerät übertragen, was allerdings nicht alle vorhandenen, eigentlich HD-fähigen Bildschirme unterstützen. Kritiker fürchten außerdem, dass die Rechteinhaber die Sender und Hardwarehersteller dazu zwingen werden, die DRM-Parameter so zu setzen, dass an ungeschützten HDTV-Ausgängen, also normales DVI oder analog (z. B. YPbPr-Komponenten-Videokabel), ein qualitativ minderes oder gar kein Signal ausgegeben wird. De facto kann der zukünftige Nutzer von HDTV wohl seine Filme in der höheren Auflösung sehen, das Aufzeichnen wird aber häufig nicht oder nur in minderer Qualität (bestenfalls DVD-ähnlich) gestattet sein.

Audio

Schematische Darstellung von Dolby Digital EX

Grundsätzlich sind bei HDTV alle beim Digitalfernsehen oder auf der DVD zum Einsatz kommenden Tonformate möglich, wobei sich aber Dolby Digital durchsetzt.

In den Transportströmen kann MPEG-1/-2 Audio Layer-2 bis Dolby Digital (AC3) von Mono bis Mehrkanalton genutzt werden.

Da HDTV als Premiumangebot gilt, wird sowohl für das Bild als auch für den Ton mehr Bandbreite bereitgestellt und somit häufig Mehrkanalton angeboten.

Vereinzelt werden noch Filme in Stereo oder gar Mono gesendet, wobei es sich dabei meistens um ältere Filme handelt, bei denen es zur Zeit der Produktion noch kein Mehrkanaltonverfahren gab und eine nachträgliche Bearbeitung des Quelltones nicht durchgeführt wurde.

In Japan wird bei einigen Sendern MPEG-2 Advanced Audio Coding (AAC) verwendet. Zukünftig sollen auch die Weiterentwicklungen Dolby Digital Plus und DTS HD in Fernsehübertragungen und auf Datenträgern genutzt werden, welche effizienter arbeiten und mehr Kanäle und Zusatzfunktionen erlauben sollen.

Übertragungssysteme

Alle gängigen Übertragungssysteme sind möglich. Zurzeit wird hauptsächlich über Satellit und Kabel übertragen, aber auch terrestrische und Übertragung via Internet (IPTV) sind möglich. Die Verteilung auf diese Systeme variiert von Land zu Land.

In Nordamerika wird ATSC als terrestrische Übertragungsart verwendet. Dort ist die maximale Datenübertragungsrate von 19,2 Mbit/s vorgeschrieben, die aber nicht vom Broadcaster bis zum Endkunde gehalten werden kann, da sich innerhalb der Übertragungswege so genannte eigenständige Networks befinden, die das Signal verändern dürfen, um es auf die Gegebenheiten des eigenen Netzteiles anzupassen. Dies geschieht vor allem bei Kabel- und terrestrischer Übertragung. Als Videokomprimierung wird MPEG-2 und als Tonkomprimierung können MPEG Audio und Dolby Digital verwendet werden.

In Europa wird der DVB-Standard verwendet und hauptsächlich über Satellit ausgestrahlt. Erste Kabelunternehmen fangen gerade an, HD-Sender in Ihre Netze aufzunehmen. In Frankreich werden momentan Tests mit dem dort TNT genannten DVB-T durchgeführt. Im Gegensatz zu Deutschland wird dort vom Start weg MPEG-4 als Videokodierung auch für SDTV verwendet, was auch für die HD-Kanäle genutzt werden kann. Englands BBC speist im Großraum London eine BBC-HD-Variante in das Freeview getaufte DVB-T-Netz ein. Dort wird ebenfalls ein Downpush durch Low Bandwidth Broadcasting getestet.

In der frühen Testzeit wurde für die Satellitenübertragung DVB-S genutzt, später aber auf DVB-S2 gewechselt. Die meisten derzeitigen HD-Sender in Europa verwenden DVB-S2 für den Regelbetrieb; bei angekündigten Neuaufschaltungen wird nur DVB-S2 genannt. Es verwendet im Gegensatz zu DVB-S eine verbesserte Fehlerkorrektur bei der Modulation und kann dadurch die Bandbreite bis zu 30 % effektiver nutzen. Im Kabelnetz wird das DVB-C beibehalten; es wird keine erweiterte Version, ähnlich dem DVB-S2, benötigt. Bei allen kommt die effektive MPEG-4/AVC-Videokomprimierung zum Einsatz.

In Australien wird bereits im Regelbetrieb HDTV über DVB-T ausgestrahlt, allerdings mit MPEG-2 codiert. Der deutsch-französische Kultursender Arte startete am 1. Juli 2008 mit seiner HDTV-Test-Ausstrahlung in 720p auf Astra 19 Grad Ost. Nach einer Mitteilung des französischen Ministeriums für Kultur und Kommunikation soll das Programm in MPEG4-Kompression ab 30. Oktober 2008 unverschlüsselt über DVB-T ("Télévision Numérique Terrestre") und später per Kabel und DSL verbreitet werden.

In Japan wird bei Kabel, Sat und Antenne ISDB als Standard genutzt. Für die Tonkanäle wird das effektivere Advanced Audio Coding verwendet.

Die Übertragung im Internet ist möglich, allerdings noch weit entfernt vom Regelbetrieb. Es sind vereinzelt Internetseiten mit HD-Videos zu finden, allerdings handelt es sich lediglich um herunterzuladende Kinotrailer. Via Fernsehen aufgenommene HD-Spielfilme werden manchmal über Tauschbörsen verteilt, hierbei handelt es sich jedoch durchaus um urheberrechtlich bedenkliche Kopien. Kommerzielle Dienste für IPTV oder VoD gibt es für HDTV noch nicht. Die Deutsche Telekom hat einen IPTV-Dienst auf Basis des VDSL-Netzes aufgebaut, in dem u. a. die Premiere-HD Kanäle und Bundesliga-Spiele in HD eingespeist werden. Dieses Netz wird aber zunächst nur in wenigen Ballungszentren eingerichtet.

Tabelle für terrestrische HDTV-Übertragungssysteme

Haupteigenschaften der drei DTTV-Systeme

Systeme	ATSC	DVB-T	ISDB-T
Quellencodierung
Video	Hauptprofilsyntax der ISO/IEC 13818-2 (MPEG-2–Video)
Audio	ATSC-Standard A/52 (Dolby AC-3)	ISO/IEC 13818-2 (MPEG-2–Layer-II-Audio) und Dolby AC-3	ISO/IEC 13818-7 (MPEG-2–AAC-Audio)
Übertragungssystem
Kanalcodierung
Außencodierung	R-S (207, 187, t = 10)	R-S (204, 188, t = 8)
Äußere Verschränkung	52 R-S Block	12 R-S Block
Innencodierung	Trellis-Code mit 2/3-Rate	PCC: Rate 1/2, 2/3, 3/4, 5/6, 7/8; Beschränkungslänge = 7, Polynome (oktal) = 171, 133
Innenverschränkung	12-zu-1-Trellis-Code	bitweise, Frequenz, wählbare Zeit
Datenrandomisierung	Pseudozufällige Binärsequenz der Länge 16 Bit
Modulation	8VSB (Nur bei terristrischer Übertragung verwendet) 16VSB (Für Kabelübertragung entworfen, aber von der Kabelindustrie abgelehnt; Kabel-TV nutzt 64QAM- oder 256QAM-Modulation als De-facto-Standard)	COFDM QPSK, 16QAM und 64QAM Hierarchische Modulation: Multi-Resolution-Konstellation (16QAM und 64QAM) Schutzintervall: 1/32, 1/16, 1/8 & 1/4 of OFDM symbol Zwei Modi: 2k- und 8k-FFT	BST-COFDM mit 13 Frequenzsegmente DQPSK, QPSK, 16QAM and 64QAM Hierarchische Modulation: Wahl zwischen drei verschiedenen Modulationen bei jedem Segment Schutzintervall: 1/32, 1/16, 1/8 & 1/4 of OFDM symbol Drei Modi: 2k-, 4k- und 8k-FFT

Geräte

Bildschirme

HD-ready LCD mit 1366 × 768 Pixel

Bildschirme mit integriertem DVB-Empfangsteil (IDTV) sind immer noch die Ausnahme. Für HDTV in MPEG-2 oder -4 sind sie nur von einzelnen Herstellern verfügbar. Auch die erste Generation dezidierter HDTV-Empfänger war häufig technisch noch nicht ausgereift; einigen fehlte es an etablierten Eigenschaften wie der Elektronische Programmzeitschrift (EPG) oder den für Bezahlfernsehen nötigen Kartenschächten (Common Interface). Für ATSC sieht die Situation besser aus, da HDTV in den USA schon früher eingeführt wurde und dementsprechend mehr Endgeräte auf dem Markt erhältlich sind. Außerdem nutzt die US-Regulierungsbehörde FCC ihre entsprechenden Befugnisse aus, um die Hersteller zu zwingen, DTV-Empfangsteile in TV-Geräten einzubauen.

Zur optimalen Darstellung von HDTV muss das Anzeigegerät eine physikalische Auflösung von 1920 × 1080 Pixel beherrschen. LCD-Fernseher stellen heute überwiegend 1366 × 768 Pixel (bei 16:9) dar, die 720p nicht ohne Interpolation darstellen können und sind daher für das von der EBU favorisierte Format 720p/50 auch nicht optimal geeignet. Daneben gibt es als „PAL optimal“ bezeichnete EDTV-Geräte mit 540 Zeilen (siehe Overscan), welche aufgrund des geraden Teilungsverhältnisses 1920 × 1080 besonders leicht interpolieren können.

Vielfach werden insbesondere Plasmageräte noch mit der NTSC/VGA-Auflösung von 480 Zeilen verkauft (EDTV). Große CRT-Geräte mit 1080 Bildzeilen sind nur in Ländern mit HDTV-Regelbetrieb erhältlich.

Aktuelle „HD-fähige“-Geräte mit meist 768 Zeilen Auflösung besitzen nur 192 Zeilen mehr als herkömmliche PAL-Geräte. Zu beachten ist erstens das breitere Seitenverhältnis – per anamorpher DVD oder DVB-SD-Ausstrahlung konnten bereits 16:9-Bilder mit den vollen 576 Zeilen aber nur 720 Pixeln pro Zeile geschaut werden. Zweitens zeigt PAL nur 25 Voll- oder 50 Halbbilder pro Sekunde an, 720p50 hingegen 50 Vollbilder, wobei durch digitale Puffer und Filter in sog. 100-Hertz-Fernsehern bereits Verbesserungen in diese Richtung erreicht worden waren.

LCD-Fernseher und fast alle anderen kathodenstrahlröhrenfreien Geräte profitieren besonders von Bildsignalen, die sie nicht auf ihre native Auflösung umrechnen müssen, d. h. üblicherweise 720p60 oder 1080i60.

Computer

Eine der ersten DVB-S2 TV-Karten.

Mit einem PC ist der direkte MPEG2-HDTV-Empfang mittels üblicher Digital-TV-PCI-Karten und entsprechender Software möglich, allerdings sind evtl. integrierte MPEG-Dekodierchips („full featured“) i. d. R. nur auf SDTV ausgelegt. Während das Aufzeichnen auch auf etwas schwächeren Rechnern möglich ist, erfordert das Anschauen einen relativ leistungsfähigen Computer (2-GHz-Prozessor) oder spezielle, bisher kaum erhältliche Dekodierchips. Das Konvertieren in andere Formate ist ohne teure Spezialhardware bisher nicht in Echtzeit möglich.

Die neue europäische HDTV-Variante mit DVB-S2-Satellitensignal und MPEG4/AVC-Codierung (H.264) erfordert neue Empfangskonverter/Karten und sehr leistungsfähige Bildverarbeitung im Rechner. Aktuelle Grafikkarten sollen mit neuester Software auch die MPEG4/AVC-Decodierung unterstützen und so den Prozessor entlasten können.

Zukünftig soll der HDCP-Kopierschutz auch auf Empfangs- und Grafikkarten sowie Computermonitore ausgeweitet werden.

Spielkonsolen

Die beiden Spielkonsolen der siebten Generation Xbox 360 (bis 1080i YPbPr, per Software-Update auch 1080p, bei neueren Konsolen auch HDMI) und Playstation 3 (bis zu 1080i und 1080p HDMI), unterstützen HD-Ausgabe für Spiele und Filme. Nintendos Wii bietet hingegen keine HD-Ausgabe, sondern maximal 480p.
Sie nähern sich so wieder den Auflösungen des PC-Spielebereichs an (dort u. a. üblich: XGA bis UXGA), denn Computermonitore und -grafikkarten verfügen bereits seit etwa zehn Jahren über eine höhere Auflösung als SDTV, d. h. spätestens seit SVGA (siehe auch: Bildauflösung).

Auch die Xbox unterstützt prinzipiell bereits HDTV (1080i YPbPr), allerdings benötigt die PAL-Version dafür einen Umbau per Mod-Chip (enigma switch). Ähnlich wurden ebenfalls für die NTSC-Version der PlayStation 2 einige Spiele mit 1080i-YPbPr-Option angeboten (z.B. Gran Turismo 4).

Receiver

Sky Box HD von Pace. Set-top Box wird mit dem Abonnement von Sky HD ausgeliefert

Für den Empfang von HDTV benötigt man eine HD-taugliche Set-Top-Box. Dies ist ein Empfangsgerät, das die Signale entschlüsseln und verarbeiten kann. Für den Empfang von Premiere HD, das schon die Fußball-WM 2006 in HD ausgestrahlt hat, muss man auf die entsprechende Kompatibilität achten. Dies ist ebenso wenig selbstverständlich wie das Beherrschen des Kompressionsstandards MPEG-4 (statt nur MPEG-2) und der bei HDTV via Satellit üblichen Modulationsnorm DVB-S2 (statt nur DVB-S).

Da HDTV-Übertragungen über Satellit und Kabel erfolgen, aber auch terrestrisch oder über IPTV möglich sind, gibt es für jeden dieser Empfangswege einen eigenen Tuner bzw. Receiver, der nicht zu den anderen kompatibel ist. Doppeltuner für den Mischbetrieb gibt es zur Zeit selten für SDTV und noch gar nicht für HDTV.

Schnittstellen

Video- und Audioschnittstellen

VGA-Anschlussbuchse

Zur Übertragung der dekomprimierten Bild- und Tonsignale können analoge sowie digitale Schnittstellen benutzt werden. Dieses wird nur dadurch eingeschränkt, ob die Schnittstelle die erforderlichen Bandbreiten und Frequenzen beherrscht und ob diese vom Rechteinhaber der Signale dafür freigegeben werden, da durch eine Broadcast Flag und Verschlüsselung bestimmte Schnittstellen abgeschaltet werden und bei den freigegebenen Verschlüsselungen angeschaltet werden.

Zu den analogen HD-fähigen Videoschnittstellen gehören VGA, inklusive DVI-Analog und DVI-Integrated, und Component Video sowie von einigen Herstellern inzwischen auch angeboten Component Video per SCART. Eine YUV-Ausgabe über die drei RGB-Leitungen muss jeweils im Gerätemenü aktiviert/vorausgewählt werden da derzeit kein Sensor Signal am SCART Pin 16 für HDTV definiert ist. Der dreikanalige Komponenten-Anschluss kann zwei unterschiedliche Farb-Pegelungen enthalten, für Standard-TV-Quellen gelten normgemäß andere Pegelverhältnisse zwischen Y (Grün), Pb (Blau) und Pr (Rot) als für HDTV-Quellen. Das resultiert im nicht normgerechten Extremfall in einer farbverfälschten Bildausgabe, z.B. bei aus Kopierschutzgründen auf SD-Qualität heruntergeschalteter Analogausgabe.

Zu den digitalen Videoschnittstellen gehören DVI-Digital und DVI-Integrated. Das Serial Digital Interface findet man vorrangig bei Projektoren für Digitalkinos und es beherrscht HDTV. Im Computerbereich soll zukünftig der DisplayPort eingesetzt werden. Für D-VHS Rekorder und für HDV-Camcorder wird vereinzelt FireWire verwendet. Über das zu DVI kompatible HDMI lassen sich Videodaten und zusätzlich noch Audiodaten und Steuersignale versenden. Bei HDMI gibt es drei Varianten. HDMI 1.0, 1.2 und 1.3 unterscheiden sich nur in den unterstützen Auflösungen, Farbtiefe und Tonnormen. So unterstützt HDMI 1.0 nur direkt die HDTV-Auflösungen, 24 bit Farbtiefe und Dolby Digital, DTS und PCM. HDMI 1.3 unterstützt auch direkt die SDTV-Auflösungen, 48 bit Farbtiefe und Dolby Digital plus (inklusive TrueHD) und DTS HD. HDMI 1.3a sorgt per "Lipsync" für eine Korrektur eventuell auseinanderlaufender Bild- und Tondaten, sollten diese z.B. über einen AV-Receiver geschaltet worden sein. Für die neuen Tonformate können auch HDMI 1.0 oder den SPDIF verwenden, allerdings müssen dazu die Signale in Echtzeit in normales Dolby Digital, DTS oder gar einzelne PCM-Ströme gewandelt werden.

Ein Problem hat sich beim Verbinden verschiedener Fabrikate von Wiedergabegeräten und Displays ergeben, weil die Industrie die digitalen Bildpegelformate "DVI-PC" oder "DVI-Video" (HDMI enthält das gleiche Videoformat wie DVI-Anschlüsse) oft in ihre Geräte implantiert hat, ohne an eine nachträgliche Umstellmöglichkeit zu denken. Der Unterschied: Während bei DVI-PC (Grafikkarten) die Helligkeitspegel von 0 bis 255 reichen, wird bei DVI-Video (Heimelektronik) ein Puffer unter- bzw. oberhalb der Schwarz- und Weißpegel reserviert. Nur manche Videoprojektoren und Flachbildschirme können per Menue zwischen PC-Level (extended/erweitert) und Video-Level (Standard/normal) umgestellt werden. Schwarz ist entweder zu hell oder untere Helligkeitsbereiche werden verschluckt, der Weißpegel ist nicht maximal oder wird übersteuert, alles je nach Geräte-Kombination. Nur bei zufällig gleicher Auslegung des digitalen Videopegels in beiden Geräten stimmt der Kontrastumfang am HDMI-Eingang, der nicht durch Helligkeits- oder Kontrastregler änderbar ist.

Medien

Drehfertige Sony 750 HDCAM mit Angenieux Objektiv

HDV-Camcorder

HD-DVD

Blu-Ray

Profi

Im professionellen Bereich gibt es die Bandformate und HDCAM (SR) von Sony sowie DVCPro HD und D5 HD von Panasonic. HDCAM hält seit 1999 den Löwenanteil des Marktes, D5 HD wurde eingestellt und bandbasiertes DVCPRO HD ist sehr selten geworden. 2005 erschienen auch festplatten-, optische- und kartenbasierende Formate. Für optische Aufzeichnung steht Sonys XDCAM HD-Familie, für Speicherkarten Panasonics P2 und seit 2007 auch XDCAM EX von Sony mit Aufzeichnung auf SxS-Medien. Neben den dutzenden Kameras dieser Hersteller gibt es seit 2007 Kameras, die auf Festplatten aufzeichnen. RED ist die weitverbreitetste, ihre Auflösung liegt über HD. Cineforms Aspect Ratio HD und DNxHD von Avid werden durch je eine Kamera, die Ikegami Editcam HD bzw. die SI-2K von P+S Technik unterstützt.

Privatanwender

Bisher gibt es für Privatanwender neben den auslaufenden D-VHS-Kassetten (alias D-Theater) lediglich proprietäre Kauf-DVD-ROMs mit Filmen im WMV-HD-Format, die zukünftig von der standardisierten Blu-ray Disc abgelöst werden sollen. Das ursprüngliche Konkurrenzformat HD-DVD hat nach dem Ausstieg Toshibas aus dem HD-DVD-Markt im Februar 2008 keine Zukunftsperspektive. Als Videostandard können diese Medien im VC1(WMV-HD)- oder im MPEG4/AVC-Format bespielt sein.

Für Hobbyfilmer wurde der DV- zum HDV-Standard erweitert; entsprechende Videokameras sind bereits erhältlich und bieten eine Auflösung von 1440 × 1080 in anamorphem 16:9 Seitenverhältnis und 50 und 60 Hz Bildwiederholrate im Zeilensprungverfahren.

Sony und Panasonic führen 2006 mit AVCHD ebenfalls einen neuen Camcorderstandard für Hobbyfilmer ein. Das „AVC“ steht für MPEG-4/AVC und gibt dabei den verwendeten Aufnahme-Codec wieder und der Standard definiert eine Auflösung von 1920 × 1080 bei 60 oder 50 Hz im Zeilensprungverfahren und 24 Hz im Vollbildverfahren.

Aufnahmen bestehender Videokassetten können von VHS-Videorekordern über HDTV-Bildschirme wiedergegeben werden, allerdings ist für die Aufzeichnung neuer MPEG2-HD-Aufnahmen ein D-VHS-Videorekorder nötig. HD-taugliche Festplatten-Receiver gab es in Europa anfangs nur in Großbritannien für Sky-HD (Pay-TV). Im letzten Quartal 2007 kommen die ersten Free-TV-HDTV-Receiver mit externen Festplatten auf den Markt.

Um Lizenzkosten zu umgehen, werden in Taiwan und China eigene Speichermedien und Codecs entwickelt. In Taiwan wird an der Finalized Versatile Disc (FVD) geforscht und in China sind bereits Abspielgeräte und Filme für die Enhanced Versatile Disc (EVD) verfügbar. Beide Formate weisen geringfügig mehr Speicherplatz als die DVD auf, sehen jedoch die effizienteren Codecs VC-1 von Microsoft (FVD) bzw. VP5 und VP6 von On2 (EVD) vor. In erster Linie sind diese Medien Ersatz für die DVD mit standardaufgelöstem Material, aber sie sind auch für HD-Material vorgesehen. China entwickelt zusätzlich eine eigene Abart der HD-DVD. Die FVD, EVD und China HD-DVD sind ausschließlich für den asiatischen Raum gedacht und werden im Rest der Welt nicht vertrieben werden.

Ebenfalls ist eine Verbreitung von HDTV über Video-on-Demand (VoD) für PCs und Festplattenrekorder möglich. Anlässlich einer Erotikmesse stellte Digital Playground als nach eigenen Angaben erstes Unternehmen einen hochaufgelösten Pornofilm zum kostenpflichtigen Download bereit. Die BBC prüft derzeit den Markt und die Machbarkeit, HD-Filme zusätzlich zum Digitalfernsehstrom im Downpush-Verfahren und Low Bandwidth Broadcasting zu senden, um so die HD-Filme zu verteilen und zum Simulcast anbieten zu können.

Steuersignale

Kopierschutz

Hintergrund ist, dass insbesondere die verschiedenen Unternehmen der US-amerikanischen Filmindustrie die global vorangetriebene Umstellung von niedrig aufgelöstem (SDTV) auf hoch aufgelöstes (HDTV) Fernsehen zum Anlass nehmen wollen, die fast überall bestehenden Ausnahmeregelungen zum Urheberschutz für privates Mitschneiden von Rundfunkausstrahlungen auf SDTV-Auflösungen zu beschränken oder ganz zu kappen - da HDTV gegenüber SDTV ohnehin andere Signalverbindungen erfordert, sollen diese statt in analoger Form in einer digitalen Form etabliert werden, und zwar unter Mithilfe von HDCP in einer vor Aufnahme geschützten Form. Die Idee dahinter ist, dass durch das Mitsenden eines Broadcast-Flags der empfangende Receiver dazu aufgefordert wird, die hochauflösenden analogen Bildsignale entweder ganz abzuschalten oder auf SDTV-Auflösung zu reduzieren. Ein Bild in HDTV-Auflösung gibt es dann nur noch über den kopiergeschützten digitalen Bildausgang, der gleichzeitig die HDCP-Verschlüsselung aktiviert. Ungeschützte Sendungen wie z. B. Live-Ausstrahlungen von Sportereignissen ließen sich dann nach wie vor in HDTV-Auflösung mitschneiden, die Ausstrahlung eines Hollywood-Films aber nicht oder nur in eingeschränkter Qualität.

HDTV hat nicht direkt etwas mit Kopierschutz zu tun, der Name HDTV steht nur für hochauflösendes Fernsehen. HDTV-Geräte tragen jedoch meist das HD ready-Logo, und dieses wiederum setzt den Kopierschutz HDCP voraus. Dieser Mechanismus wird jedoch von vielen Verbraucherschützern kritisiert, da damit auch rein private Kopien verhindert werden können. Siehe auch High-bandwidth Digital Content Protection.

Ebenfalls lassen sich alle digitalen Steuerungs-, Verschlüsselungs-, oder Zuordnungsmechanismen anwenden, die auch schon heute in den digitalen Medien genutzt werden. So können Digitale Rechteverwaltung für gezielten Erlaubnisabgleich integriert werden, Verschlüsselung des Signals innerhalb der Hardware unter anderem durch Digital Transmission Content Protection angewendet werden, um ein ungewolltes Abgreifen zu verhindern, und auch Wasserzeichen im Bild-, Audio oder weiteren Bereichen gesetzt werden. Es wird zur Zeit ein für die neue DVB-Version 3.0 Content Protection and Copy Management System (DVB-CPCM) entwickelt, das das Signal nach dem Empfang verschlüsselt und nur von Geräten abspielen lässt, die sich in der Authorized Domain befinden.

Diese Mechanismen sind nicht in der HDTV-Norm vorgesehen, sondern werden wie bei allen digitalen Medien angewendet und durch das annähernd zeitgleiche Erscheinen dieser Techniken auf den Markt wird der Eindruck erweckt, dass HDTV und die genannten Mechanismen zwingend mit einander verflochten sind.

Produktion

Hauptartikel: Filmproduktion

Maske

Die höhere Auflösung bringt feinere Texturen auf den Bildschirm und damit auch teilweise unerwünschte Alterserscheinungen im Gesicht und am restlichen Körper der Personen. Um diese zu überdecken, muss mehr Wert auf die Maske gelegt werden, als es bei SDTV der Fall ist. Wo beim SDTV noch durch oberflächliche Veränderungen wie Abdecken und Pudern das Gesamtbild verbessert werden konnte, werden bei HDTV neue Verfahren wie Airbrush-Makeup angewendet, oder im Zusammenspiel mit der Filmaufnahme nur bestimmte Bildeinstellungen genommen, auf denen die „Schokoladenseite“ zu sehen ist oder Unschärfefilter automatisch über Bildbereiche mit Hauttönen gelegt, um gezielt die Auflösung in einem begrenzten Teil des Bildes herunterzusetzen. So können eventuelle körperliche Unzulänglichkeiten standardmäßig oder auf Wunsch versteckt werden. Es geht so weit, dass Personen, die im Fernsehen zu sehen sind und als hübsch angesehen werden, in HDTV-Aufnahmen als nicht mehr so hübsch wahrgenommen werden. Von Phillip Swann wurde eine HDTV-Bestenliste mit den zehn hübschesten und hässlichsten Personen erstellt.

Beleuchtung

HD-Kameras kommen auch im Gegensatz zu konventionellen Filmkameras ohne großflächige Ausleuchtung der Umgebung aus, allerdings steigt dabei das Bildrauschen (Noise), was durch eine Anpassung des Signal-to-Noise Levels ausgeglichen werden muss. Diese guten Nachtaufnahmeeigenschaften waren auch ausschlaggebend für die Wahl von HD-Cams für die Filme Collateral und Miami Vice (Film) von Michael Mann, deren Handlungen nachts spielen.

Bühnenbild

Beim Kulissen- oder Bühnenbau gibt es auch Unterschiede zu SDTV Sendungen. In vielen Fällen reicht es nicht aus die Kulisse zu übernehmen, da ein für SDTV ausreichend grober Baustil oder eventuelle Beschädigungen, die bei SDTV nicht zu sehen waren, in HDTV erst zum Vorschein kommen oder deutlicher sichtbar sind. Der Umbau der Kulisse geht deshalb meistens zeitgleich mit der Umstellung auf HD-Technik vonstatten, wie man das an der The Late Show with David Letterman im August 2005 erkennen konnte.

Bei Star Trek: Enterprise kam ein anderer Nebeneffekt von HDTV zum Tragen. In der Folge „Im finsteren Spiegel - Teil.2“ gibt es eine Szene, in der biographische Hintergrundinformationen zweier Hauptcharaktere auf einem Bildschirm gezeigt wurden. Nur ein kleiner Teil davon wurde in den Dialogen wiedergegeben und der Rest war in der SDTV-Übertragung nicht zu entziffern. Der Autor Michael Sussman war sich allerdings nicht bewusst, dass der angezeigte Text in HDTV vollkommen zu entziffern und somit lesbar war. Folglich fertigten „Star Trek“-Fans Screenshots davon an und wurden auf einige Fehler im Text aufmerksam, die nicht mit dem strengen „Star Trek Canon“ (anerkannte Fakten und Chronologie innerhalb des fiktiven „Star Trek“-Universums) übereinstimmen. Unter anderem wurde das Datum von Captain Archers Befehlsübernahme der Enterprise falsch angegeben. Dieses fällt zwar nur eingefleischten Fans auf, verdeutlicht aber, dass auch mehr Wert auf Kulissen gelegt werden muss, um solche Fehler zu vermeiden oder um diese als Eastereggs zu verwenden.

Filmabtastung

Alte Filme und auch Serien wurden häufig auf Filmstreifen aufgenommen. Wenn diese Filme noch als Originalmaster vorliegen, können auch von alten Filmen und Serien hochauflösende Transfers hergestellt werden. Dabei muss der Film durch einen digitalen Filmabtaster gescannt werden. Bei alten Filmen auf Celluloid, Celluloseacetat oder Polyester können diese meistens nicht direkt übernommen werden, sondern müssen erst aufwändig restauriert werden. Dieses geht Hand in Hand mit der chemischen Reinigung des Filmstreifens vor dem Scannen und einer anschließenden digitalen Bildaufbereitung. Dieses ist sehr zeit- und kostenintensiv und wird daher nicht bei jedem alten Film zum Zuge kommen. Für einige DVD-Veröffentlichungen wurde es bereits durchgeführt, sodass diese Filme bereits in HD ausgestrahlt werden konnten und auf eine Veröffentlichung im DVD-Nachfolgeformat warten. Diese Filme haben zwar das nicht HDTV-konforme Seitenverhältnis 16:9, bieten aber dennoch die höhere Auflösung (abhängig vom Zustand des Originalmasters). Filmklassiker wie Der Zauberer von Oz und Serien wie Ein Käfig voller Helden wurden in den USA bereits in HD ausgestrahlt.

George Lucas ließ übrigens die alte Star Wars-Trilogie vorsorglich in RGB scannen, um so das bestmögliche Ausgangsmaterial zu haben und die Kosten für eine erneute Bearbeitung für zukünftige HDTV-Versionen zu vermeiden.

Remastering

Für eine hochauflösende Ausstrahlung und Verwertung auf HD-DVD wurde von der Sci-Fi Serie Star Trek: The Original Series nicht nur eine Filmabtastung des auf Zelluloid gedrehten Materials und Restauration vorgenommen, sondern die aus den 60er Jahren stammenden Spezialeffekte und Modelle gegen aktuelle, aus den Computer stammenden Visual Effects ausgetauscht. Dieses Remastering betrifft vor allem die Weltraumszenen mit Außenansichten der Raumschiffe. Wenn sich die Staffeln auf HD-DVD gut verkaufen, dann könnten solche Überarbeitungen auch auf weitere Star Trek Serien ausgeweitet werden, um auch diese erneut, und dieses Mal hochauflösend, veröffentlichen zu können.

Wahrnehmung und Bildwiedergabe

Pixelgröße verschiedener Auflösungen in Bezug auf die Pixelgröße von NTSC. Alles Bezogen auf gleiche Bildschirmgröße

Menschliche Physiologie

Durch die höhere Auflösung von HDTV ist der Betrachtungsabstand, ab dem das Bild unscharf wirkt, bei gleicher Bilddiagonale geringer gegenüber SDTV. Mehr Details können bei HDTV nur wahrgenommen werden, wenn man nah genug am Bild sitzt. Ist der Betrachtungsabstand relativ groß, dann kann man die Auflösung von HDTV nicht von einer niedrigeren Auflösung unterscheiden – rein rechnerisch ergeben sich aus dem Auflösungsvermögen des menschlichen Auges mit ungefähr einer Winkelminute Grenzen von etwa dem 2,3-fachen (Auflösung 1280 × 720) und 1,6-fachen (1920 × 1080) der jeweiligen Bilddiagonalen für die Möglichkeit der Wahrnehmung. Die höhere Auflösung ist also insbesondere vorteilhaft bei Beamern (wenn sie die Auflösung darstellen können) und großen Wiedergabegeräten.

Bei HDTV sinkt die Gefahr des Zeilenflimmerns (1080i) oder verschwindet ganz (720p). 720p wird bei Sehtests auf Bildschirmen üblicher Größe, d. h. bis zu einer Bildschirmdiagonale von etwa einem Meter, von den meisten Menschen gegenüber 1080i vorgezogen. Die EBU empfiehlt ihren Mitgliedern 720p wegen der geringeren benötigten Datenrate und außerdem wegen des nur höchstens einmal im Sendezentrum und dort mit professioneller Hardware nötigen Deinterlacings.

Bildwiedergabe

Artefakte

Bild mit Artefakten

Artefakte (oder auch Macroblocking genannt) können beim digitalen Fernsehen bei einem zu geringen Verhältnis von Bildneuauflösung und Bandbreite entstehen oder bei nicht effizienten Kompressionsalgorithmen und -equipment von Seiten des Anbieters (Sendeanstalt, Medienautoren, etc). Vor allem bei schnellen Szenen mit hoher Bildbewegung tritt diese „Blöckchenbildung“ auf. Auch wenn eine höhere Bandbreite und neuere effizientere Codecs im Gegensatz zu SDTV benutzt werden, können auch hier Artefakte durch Bandbreitenengstellen auftreten.

Glitch

Bildaussetzer (Glitch) im Zusammenhang mit HDTV wurden bei den ersten HD-Receivern gemeldet. Dieses konnte auf die frühe Firmware der Geräte, der höheren Bandbreite des Senders und den Einsatz von HDCP zurückgeführt werden. Da die HDCP-Verschlüsselung beim Umschalten zu einem Sender, der dieses verlangt, überprüft und aktiviert werden muss, konnte es vorkommen, dass in den ersten Augenblicken nach Erscheinen des Fernsehbildes kurze Bildaussetzer gefolgt von weiteren Nebenerscheinungen, wie Grünstich oder Artefakten, auftraten.

Beim Abspielen von HD-Aufnahmen (DVR-Zwischenspeicherungen) kann es vorkommen, dass wegen der hohen Bandbreite und einem nicht ausreichend leistungsfähigen Abspielgerät nicht alle Daten geladen werden - obwohl die Daten an sich unbeschädigt und vollständig vorliegen.

Wenn bei der Aufnahme wegen eines gestörten Empfangssignals, zum Beispiel durch Gewitter oder technischer Probleme des Senders Daten unvollständig vorliegen, werden sie beim Abspielen durch Interpolation hochgerechnet - was ebenfalls zu Glitches führen kann.

Moiré-Effekt

Ein Moiré-Muster verursacht durch falsches Downsampling

Werden zur Bilderzeugung günstige Wandlerbausteine verwendet, d.h. alle drei Grundfarben auf einem CCD abgetastet, so kann dies zu deutlich erkennbaren Abtastfehlern führen. Vereinfacht ausgedrückt führt eine Ungleichgewichtung der Farbabtastung zu wiederkehrenden Bildfehlern, welche besonders stark auffallen, hat das abgetastete Bild ein ungünstiges Verhältnis zur Bildsensorauflösung. Bei 3CCD Lösungen tritt dieser Bildfehler nicht auf.

Je höher die Auflösung eines Bildes und je höher der Detailgrad im Bild desto höher die Wahrscheinlichkeit für den Moiré-Effekt. Dieser Effekt tritt bei einer Überlagerung sich periodisch wiederholender Bildmuster auf. Im Fernsehen ist dies an Personen mit karierter Kleidung („Fischgrätenmuster“) zu sehen. Dieser Effekt dürfte bei HDTV wegen der höheren Details sogar stärker auftreten (sofern die Kleidung der Moderatoren, Bühnenbilder u. ä. nicht entsprechend gewählt werden).

Hochskalierung

Datei:Bild interpolation.png

Interpolation einer Linie

Das Hochskalieren (engl. Upscaling) ist ein Echtzeitinterpolieren einer geringeren Auflösung zu einer höheren; selbstverständlich wird dabei das Bild nicht detailreicher.

Verschiedene Geräte können empfangene oder ausgelesene SD-Signale in HDTV-Auflösungen umwandeln und an ihren Schnittstellen ausgeben. Zum Beispiel wird in DVD-Spielern ein DVD-Film mit PAL-Auflösung (720 × 576 Pixel) hochgerechnet und meist über digitale Ausgänge (DVI, HDMI) an den Monitor ausgegeben. Erhält ein Anzeigegerät über seine Eingänge eine Auflösung, die es nicht nativ darstellen kann, muss die stets integrierte Upscale-Einheit das Signal anpassen. Einige Geräte mit hoher Anzeigeauflösung werden dafür kritisiert, dass alle eingehenden Signale einer Skalierung unterzogen werden, wobei die Zwischenauflösung mitunter nicht der nativen Auflösung entspricht und so Detailschärfe verloren geht. Eine dritte Variante sind spezialisierte externe Geräte, die zwischen Empfangs- und Anzeigegerät geschaltet ausschließlich für die Signalkonvertierung zuständig sind. Die erzielten Ergebnisse können beim Heimequipment, abhängig von der verwendeten Einsatzart und der Leistung der Geräte, erheblich variieren.

Das Hochskalieren wird auch von einigen Sendeanstalten vorgenommen, um SD-Sendungen innerhalb eines HDTV-Angebotes auszustrahlen. Die dafür verwendeten professionellen Geräte erreichen zwar in der Regel bessere Resultate als übliches Endanwenderequipment und das Signal profitiert üblicherweise von der im Vergleich zur parallelen SD-Ausstrahlung höheren zur Verfügung stehenden Datenrate (annähernd DVD-Qualität, „near DVD“), aber die Qualität von echten HD-Quellen erreichen sie nicht.

Eine Skalierung kann auch nötig sein, wenn das Seitenverhältnis des Signals (z. B. 4:3) und des Bildschirms (z. B. 16:9) nicht übereinstimmen. Das „harte“ Einfügen schwarzer Balken (Letterbox, oben und unten, bzw. Pillarbox, links und rechts) ist im Digitalfernsehen nur noch begrenzt nötig, nämlich bei Formaten breiter als 16:9, wird aber von manchen Sendeanstalten trotzdem gemacht, da sich die schwarzen Bereiche sehr effizient komprimieren lassen. Es gibt neben schwarzen Balken auch andere Verfahren zur Anpassung von Signalen mit abweichenden Bildseitenverhältnisse in Endgeräten, darunter Abschneiden (Pan and Scan), lineares Aufblasen (Zoom) oder Stauchen in eine Richtung, ggf. in ein Zwischenformat (16:10, 14:9, 5:3) und nichtlineares Aufblasen, bei dem das Bildzentrum weniger verzerrt wird als die Außenbereiche.

Die Chips, die diese und weitere Funktionen bereitstellen, werden von Unternehmen wie Faroudja oder Pixelworks erzeugt und in Fernseher, Projektoren, etc. verbaut.

Weiterentwicklung

Datei:CeBIT 2006 Chi Mei Optoelectronics 56LCD QuadHDTV by HDTVTotalDOTcom.jpg

QuadHDTV-Display Prototyp

Auf der CeBIT 2006 wurde ein Prototyp mit vierfacher Pixelanzahl (3840 × 2160 Pixel) von HDTV vorgestellt. Diese Displays sollen bevorzugt in Bereichen eingesetzt werden, in denen äußerst detailreiche digitale Bilder benötigt werden, wie technische Zeichnungen oder Röntgenaufnahmen. Die doppelte Zeilen- sowie Spaltenanzahl erleichtert das Hochskalieren von HDTV, da jedes Pixel der 1080i/p Quelle exakt vier Pixel der QuadHDTV Auflösung entspricht. Dieses interpolieren bringt zwar keine neuen Bilddetails, aber löst das Interpolationsproblem von PAL zu HDTV, da dort keine ganzzahligen Multiplikationen möglich sind. Wann diese Displays auf dem Markt erhältlich sind ist unbekannt.

In Japan testet der Fernsehsender NHK bereits eine Weiterentwicklung von HDTV namens Ultra High Definition Video (UHDV). Dieses Format hat eine Auflösung von 7680 × 4320 Pixel, ist ausschließlich für 60 Vollbilder pro Sekunde ausgelegt und unterstützt bis zu 22.2 Audiokanäle. Das Format wurde zwar für den Fernseheinsatz entwickelt, schließt aber auch die Lücke zwischen Fernsehen und digitalem Kino, da HDTV keine ausreichende Auflösung besitzt, die das digitale Kino vorschreibt. Um eine einfache Skalierung zu ermöglichen wurde die vierfache Zeilen- sowie Spaltenanzahl zu HDTV genutzt. UHDV befindet sich in einer sehr frühen Entwicklungsphase und bevor dieses im Sendebetrieb eingesetzt werden kann, müssen unter anderem die massiven Voraussetzungen an Bandbreite gelöst werden und weitere effizientere Komprimierungsmethoden entwickelt werden.

Digitalkino

Fußballfans schauen ein Englandspiel in HDTV im Kino. Zu sehen ist HD-1

Beim Wechsel vom analogen Kino mit Filmen auf Polyester oder einem anderen Trägermaterial hin zum Digitalkino mit digitalen Filmen, Zuspielungen und Projektion wurden auch Vorschläge unterbreitet, die HDTV-Auflösungen in den sich im Entstehen befindenden Digitalkinostandard zu integrieren. Das Gremium ITU-R SG 6 der International Telecommunications Union, welche eine UN-Einrichtung ist, vertrat die Broadcastseite und hat unter anderem den HDTV-Standard erarbeitet. Die ITU versuchte, den HD-Standard 1080p als Grundlage für D-Cinema zu etablieren. Auch wenn sich diese Norm nicht etablierte und die Verleihe dieses Vorhaben zurückwiesen, da die Bildqualität von HD nicht für die Kinoprojektion ausreiche, sind dennoch fast ausnahmslos alle digital produzierten Kinospielfilme 1080p (siehe auch digitale Kinokamera).

Die Digital Cinema Initiative (DCI) legte im September 2004 in Version 1.0 ihrer 'unverbindlichen technischen Spezifikation' ein Speicher- und Transportformat für digitalen Film fest und teilte dieses der SMPTE mit. Darin beträgt die Master-Auflösung 2K und 4K: Gemäß DCI 1.1., Abschnitt 3.2.1.2. sowie 3.2.1.8 beträgt die Auflösung .

• bei einem Seitenverhältnis von 1,85 1998×1080 Pixel für 2K und 3996×2160 bei 4K.
• bei einem Seitenverhältnis von 2,39 (Cinemascope) 2048×858 bei 2K und 4096×1716 bei 4K.

Dennoch stellt die 1080p Bildauflösung den Löwenanteil der digitalen Kinospielfilme dar, obwohl HDTV-Bildauflösungen als unzureichend abgelehnt wurden. Der Löwenanteil der digitalen Projektoren in Kinos stellen 1080p oder 2K dar, 4K-Projektoren sind äußerst rar - während tausende 1080p/2K-Kinos existieren (alleine in den USA über 3000), sind es in 4K grade ein paar Dutzend. Das Kino kann von HDTV-Ausstrahlungen profitieren, da sich zusätzliche Einnahmequellen außerhalb des Kerngeschäftes erschließen lassen. So können besondere Events wie Sportübertragungen und Konzerte live in Kinos übertragen werden, da sich Empfänger für digitale Signale einfach in das vorhandene digitale Kinoequipment einfügen lassen. Und auch wenn die Auflösung von HDTV nicht der von 4K entspricht, kann diese dennoch besser sein, als würde das Signal einer herkömmlichen Fernsehübertragung oder einer 720p-Sendung auf die Leinwand projiziert werden. Auch stellt 1080p schon einen Auflösungsgewinn dar, gemäß den unabhängigen Messungen der internationalen Gremien wie bspw. der ITU sind in regulären, 35-mm-projizierenden Kinos die Auflösungen unterhalb von 1080p.

Stereoskopie

Anachromebild in Vollfarben

 

Ein 3D-Displayprototyp von Philips mit HD-Auflösung

Unter Stereoskopie versteht man jede Technik, die fähig ist, dreidimensionale visuelle Informationen mit zweidimensionalen Bildern zu übertragen und so den Eindruck echter räumlicher Tiefe beim Betrachter zu erwecken. Der räumliche Eindruck in Fotos oder Filmen wird durch zwei übereinander gelegte Einzelbilder erstellt, die aus zwei leicht unterschiedlichen Positionen (in der Regel Augenabstand) aufgenommen wurden. Im Kino oder Fernsehen wurden diese 3D-Filme nur selten für spezielle Vorführungen benutzt, da erstens die Produktion der 3D-Filme aufwändiger und damit teurer ist und weil zur Betrachtung dieser Filme eine besondere anaglyphe oder polarisierende 3D-Brille genutzt werden musste, die nicht jeder Zuschauer besitzt und nicht für jede Sendung tragen will. In den 1950er Jahren wurden 3D-Kameras gerne für Horrorfilme genutzt, und auch heute noch werden vorrangig Dokumentationen in Stereoskopie gedreht. Diese Filme lassen sich auch von Zelluloid auf digitale Medien und in HD-Auflösung überspielen oder werden direkt in HD aufgenommen. Seit Frühjahr 2007 gibt es im Kölner "Cinedom" ein 3D-Kino mit Stundenfilmen ähnlich wie beim IMAX-3D, allerdings projiziert mit einem Digitalprojektor (DCP 70). Die dort eingesetzten aktiven 3D-Brillen (LCD-Shutter) sind sehr leicht und fast mit den früher üblichen Pol-Brillen zu verwechseln. Der Lichtverlust ist ähnlich hoch, aber dafür ist die Wiedergabe absolut flimmerfrei und hochwertig, außerdem unabhängig von der Kopfhaltung. Der neue Walt Disney Computer-Animations-Film "Triff die Robinsons-3D" ist ein Beispiel für die 3-dimensionale Zukunft des digitalen Kinos. Am 21. November 2005 strahlte der US-amerikanische Fernsehsender NBC die Folge „Still Life“ der auch in HDTV gesendeten Serie Medium als 3D-Film aus, in denen einige Szenen mit 3D-Effekten aufgewertet wurden.

Es gibt auch Versuche, 3D-HD-Signale auf „autostereoskopische“ 3D-Displays zu bringen, auf denen der 3D-Effekt ohne spezielle 3D-Brille zu erkennen ist. Philips zeigte auf der CeBIT 2006 einen Prototypen, auf dem auch 3D-Material der KUK Filmproduktion GmbH zu sehen war.

Die Übertragung der Bilder kann entweder als ein Signalstrom geschehen, in dem beide perspektivischen Bildhälften mit anaglyphem Farbversatz (in der Regel rot/blau) gesendet werden, oder als Zeilensprung-Halbbilder für LCD-Shutter-Brillen. Andere Methoden benötigen zwei getrennte Signalströme für jede der perspektivischen Bildhälften, und somit wird die doppelte Bandbreite benötigt. HDMI bietet dabei genug Bandbreitenreserven, um zwei 1080p60-Datenströme zum Display zu übertragen. Um eine einwandfreie Wiedergabe zu gewährleisten, muss die Synchronisation zwischen den beiden getrennten Signalen dabei erhalten bleiben. Ebenso muss das Medium, das diese getrennten Informationen beinhaltet, ausreichend Kapazitäten besitzen und die Ausgabegeschwindigkeit gewährleisten. TDVision verspricht mit seinem “TDV Codec”, der auf der Fachmesse SID 2008 präsentiert wird, 3D-Video in HDTV auf herkömmlichen Blu-ray Discs zu ermöglichen.

Rekorde

• Das weltgrößte 720p-Display steht im Footballstadion der Miami Dolphins. Es dient als Anzeige- und Werbetafel, hat eine Bildschirmdiagonale von 1750 Zoll (44,5 Meter) und ist aus LEDs zusammengesetzt.
• Das weltgrößte 1080p-Display steht auf der Tokioter Pferderennbahn. Es hat die Abmaße von 66,5 x 11,3 Meter (751,45 m², Diagonale 67,45 m bzw. 2656 Zoll), und auf diesem können gleichzeitig drei Videoeinblendungen nebeneinander dargestellt werden. Die Anzeigetafel wurde aus 35 Mitsubishi Aurora Vision LED-Displays zusammengesetzt, und diese werden mit analogen Hi-Vision-HD-Signalen direkt von der Rennbahn gespeist. Für HD-Filme eignet es sich mit einem Seitenverhältnis von 5,89:1 weniger, da dieses kein gängiges Seitenverhältnis ist, es sei denn, man stellt ebenfalls mehrere Filme nebeneinander dar.

Siehe auch

• UHDTV
• HDAV
• WirelessHD
• Auflösung (Fotografie)

Weblinks

Wiktionary: hochauflösendes Fernsehen – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen

 Wikinews: Kategorie: High Definition Television – in den Nachrichten

Commons: High Definition Television – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien

• eyevis Quad HD LC display
• HDTV-Hintergrundwissen und Lexikon von HD+TV
• SATzentrale
• QuoVadis, HighDefinition? in: FERNSEH- UND KINO-TECHNIK (PDF)
• Informationsportal der Verbraucherzentrale Rheinland-Pfalz
• CNET HDTV World (englisch)
• High Definition for Europe – a progressive approach, Artikel der EBU (englisch, PDF)
• Aktuelle HD-Sender weltweit
• Linkkatalog zum Thema HDTV (Television) bei curlie.org (ehemals DMOZ)
• HDTV-Testbild-Download
• BITKOM Studie "Die Zukunft der digitalen Consumer Electronics [1]
• BITKOM Positionspapier zum vorzeitigen Sendestart von HD-TV [2]
• BITKOM HDTV-Leitfaden / technische Beschreibung [3]

Literatur

• Dr.-Ing.W. Wunderlich, Digitales Fernsehen HDTV, HDV, AVCHD für Ein-und Umsteiger, Auberge-tv Verlag, ISBN 978-3-00-023484-2
• Charles A. Poynton, Digital Video and HDTV – Algorithms Interfaces. Morgan Kaufmann Publishers, Sprache: Englisch, 1. Januar 2003, 736 Seiten, ISBN 1558607927
• Dominique Hoffmann, High Definition TV - Theorie und Praxis, Hüthig Verlag, 2005, ISBN 978-3-7785-3985-9
• Claudia Udenta, HD 1080/24p – Die neue Dimension des Film(en)s. Mediabook-Verlag Reil, Sprache: Deutsch, September 2002, 201 Seiten, ISBN 3932972112
• Armin Gärtner, Funk und Video in der Medizintechnik, Band 4 Reihe Medizintechnik und Informationstechnologie. TÜV Media Verlag Köln 2007, ISBN 978-3-8249-1045-8
• Armin Gärtner, High-Definition Television in der Medizintechnik. mt-Medizintechnik TÜV Media Verlag Köln Nr. 2/2007, S. 52 - 65
• BITKOM HDTV Leitfaden (kostenloser Download)[4]