4K UHD – Die Technik im Detail erklärt

Auflösungen von SD über 4k UHD bis hin zu 8K UHD 2
Auflösungen von SD über 4k UHD bis hin zu 8K UHD 2

Es ist manchmal tatsächlich etwas verwirrend: Im Fachjargon werden immer mehr Abkürzungen für TVs und Auflösungsformate verwendet, so dass man bei SD, HD Ready, HD, UHD, 4K oder 8K schonmal schnell durcheinander kommen kann. Um diese Unklarheiten aus dem Weg zu räumen und die jeweiligen Unterschiede schnell und verständlich zu erklären, dient dieses Special. Und weil es so schön ist, starten wir doch gleich mit dem guten alten Röhrenfernseher…


Guardians of the Galaxy Vol. 2 – 4k UHD Cover
Guardians of the Galaxy Vol. 2 – 4k UHD Cover © 2017 MARVEL

Bevor man sich in der Industrie über flache Bildschirme oder hochauflösendes Fernsehen überhaupt Gedanken gemacht hat, gab es viele Jahre – genauer gesagt ab 1960 – den Röhrenfernseher. Dieser basierte auf der Kathodenstrahlröhre von Ferdinand Braun (Braunsche Röhre) und bot seinerzeit eine Standard-Auflösung von 720 x 576 (576p) und war überwiegend im 4:3-Format vertreten, das gegen 2000 vom 16:9-Format mehr oder weniger abgelöst wurde. Zu dieser Zeit erschienen auch erstmals die sogenannten Flachbild-Fernsehgeräte auf dem Markt, welche nicht nur eine deutlich geringere Bautiefe aufwiesen, sondern auch eine erstmals höhere Auflösung ermöglichten. Diese ersten Flachbildgeräte konnten mindestens eine native Darstellung von 720 Zeilen (720p) darstellen. Einige erreichten sogar schon eine Auflösung von 1080 Halbbildern, was 1080i entspricht – somit war das HD Ready-Zeitalter eingeleitet, welches im Jahr 2005 in Europa sogar ein eigenes herstellerübergreifendes Siegel erhielt, das eine Mindestkonfiguration für HDTV-Equipment auswies. Danach ging es mit der Qualität stetig nach oben und schon kurze Zeit später wurde das Full-HD-Zeitalter eingeleitet, bei dem eine Auflösung von 1.920 x 1.080 Pixeln (1080p) möglich ist.

Die ganze Full-HD-Auflösung konnte man eine ganze Zeit lang nur über Blu-ray genießen, seit längerem ist es aber inzwischen möglich, 1080p-Inhalte über das Internet oder Streaming-Plattformen wie beispielsweise Maxdome, Amazon Prime, Sky oder Netflix abzuspielen. Letztgenannte ermöglichen sogar eine noch höhere Auflösung von 3840 x 2160 Pixeln, womit wir auch gleich beim aktuellen und zeitgemäßen 4K-Fernsehen oder besser gesagt Ultra High Definition (UHD) sind. Eigentlich bietet 4K eine Darstellung von 4096 x 2160 Pixeln, dies aber eigentlich ausschließlich in Kinos – im Heimkinosektor sowie im TV-Bereich kommen immer 3840 x 2160 Pixel zum Einsatz und werden heutzutage von Herstellern auch durchgängig als 4K bezeichnet. Das noch relativ neue Ultra High Definition ist aktuell dabei, der Blu-ray mit dem seit April 2015 erhältlichen UHD-Blu-ray-Format, welches Filme auf zwei- und dreilagigen optischen Datenträgern mit 66 beziehungsweise 100 Gigabyte Speicher unterbringt, den Rang abzulaufen. Doch die Vorzüge von UHD sind nicht nur in der höheren Auflösung zu finden, sondern ermöglichen durch den Einsatz von HDR (High Dynamic Range) einen höheren Kontrastumfang (HDR-10 mit 10-Bit Farbtiefe bzw. Dolby Vision mit 12-Bit Farbtiefe), eine höhere Bildwiederholrate sowie einen größeren Farbraum (ITU-R-Empfehlung BT.2020), besser bekannt als Rec.2020 oder BT.2020. Während HDR also für eine harmonischere Helligkeitsverteilung sorgt, erweitert Rec.2020 die Farbdarstellung im Diagramm des Farbraumes CIE 1931 auf 75,8 Prozent und erreicht damit Wellenlängen, die nach herkömmlichem Rec.709 (35,9 Prozent), welches bei Full-HD zum Einsatz kommt, noch nicht darstellbar waren.

Alien Covenant 4K Cover
Alien Covenant 4K Cover © 2017 Twentieth Century Fox Home Entertainment

Aber auch hier sind wir noch lange nicht am Ende angekommen, denn in nicht allzu ferner Zukunft wird UHD-1 hierzulande von UHD-2 erweitert werden, das aktuell in Japan unter der Bezeichnung Super Hi-Vision läuft und eine Auflösung von 7680 × 4320 Pixeln (8K) möglich macht. Bis dahin ist es aber noch ein weiter Weg, denn derzeit hat erst einmal Full-HD in nahezu allen Haushalten Einzug gehalten. Zudem sind nicht gerade unerhebliche Investitionen nötig, um das hier derzeit aktuellste hochauflösende 4K-Format oder die neuen 4K UHDs (welche leider noch viel zu oft kein natives Bildmaterial enthalten, sondern lediglich als 2K Digital Intermediate vorliegen und folglich „nur“ auf 4k hochskaliert wurden) abspielen zu können. Dieses setzt nämlich nicht nur einen geeigneten 4K-Fernseher alleine voraus, sondern des Weiteren ein High Speed HDMI-Kabel, einen speziellen UHD-Player – herkömmliche Blu-ray-Abspielgeräte funktionieren mit den neuen Medien nämlich nicht – sowie einen AV-Receiver der aktuellsten Generation. Damit am Ende bei der Zuspielung, welche darüber hinaus auch die neuen Tonformate DTS:X, Dolby Atmos sowie das kanalbasierte Format Auro-3D unterstützen, auch alles funktioniert, müssen sämtliche Geräte über eine HDMI 2.0-Schnittstelle verfügen. Ein HDCP 2.2-Support wird ebenfalls vorausgesetzt. Die sogenannte High-bandwidth Digital Content Protection fungiert nämlich als Verschlüsselungssystem zur geschützten Übertragung von Audio- und Video-Daten, was im Klartext bedeutet: Wird HDCP 2.2 nicht unterstützt, wird auch das 4K-Bild nicht als solches wiedergegeben. Besitzer älterer AV-Receiver ohne HDCP 2.2 jedoch müssen dann nicht ins Schwarze sehen, denn zumindest wird dann die normale Full-HD-Bildqualität in 1080p wiedergegeben. Folglich ist es zum Beispiel auch möglich, einen UHD-Player an einen älteren Full-HD-TV anzuschließen und 4K UHDs mit einer Auflösung von 1.920 x 1.080 Pixeln darüber abzuspielen. Sinn macht das dann zwar weniger, es erleichtert aber zumindest den Hardware-Umstieg von Full-HD auf 4K, da man nicht gezwungen nicht, gleich alle Geräte in einem Zug auszutauschen, was ziemlich kostspielig wäre.

Übersicht der Auflösungen von SD über 4K UHD bis hin zu 8K UHD 2
Auflösungen von SD über 4K UHD bis hin zu 8K UHD 2 – (Klicken für größere Auflösung)

Somit sind wir mit unserem Special über Blu-ray und 4K auch schon am Ende angelangt. Da aber auch in diesem viele technische Details stehen, gibt es hier noch eine Kurzübersicht der einzelnen Auflösungen und Funktionen:

 

SD/PAL = Auflösung: 720 x 576 (576p) / 414.720 Pixel
HD ready = Auflösung: 1280×720 (720p) / 1920×540 (1080i) / 921.600 Pixel
Full-HD = Auflösung: 1920×1080 (1080p) / 2.073.600 Pixel
2K = Auflösung: 2048×1080 (2K) / 3.145.728 Pixel
4K UHD = Auflösung: 3840×2160 (2160p) / 8.294.400 Pixel
4K = Auflösung: 4096×2160 (UHD-1) / 12.582.912 Pixel
8K = Auflösung: 7680×4320 (UHD-2) / 33.177.600 Pixel
HDR-10 = Bild mit hohem Dynamikumfang bis 10-Bit Farbtiefe
Dolby Vision = Bild mit hohem Dynamikumfang bis 12-Bit Farbtiefe
Rec.2020/ BT.2020 = Erweiterter Farbraum
High Speed HDMI-Kabel = Ermöglicht störungsfreie Übertragungen von 4K
HDMI 2.0 = Ermöglicht Datenübertragungen bis zu 18 Gigabit pro Sekunde
HDCP 1.4 = Verschlüsselungssystem für Digital-TV, DVD, HD-DVD, Blu-ray
HDCP 2.2 = Verschlüsselungssystem für 4K-Signaldurchleitung

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von Roland Nicolai

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