SCHÜLLER Dietrich:

609223 - Kommunikationstechnologien: Audiovisuelle Datenträger: von der Daguerrotypie zum HDTV, iG-5.8 (I), VO/UE
1997-03-07 "Vor-Einführung"

1997-03-21

1997-04-11

1997-04-18

1997-04-25

1997-05-02

1997-05-09

1997-05-23

1997-05-30

1997-06-06

1997-06-13

1997-06-20

1997-07-03 Prüfung


1997-03-07 "Vor-Einführung"

Die echte Vorlesung beginnt erst nächste Woche.

Je moderner die Kommunikationstechnologien werden, desto schneller altern sie.

Prüfung: schriftlich, 2 Gruppen, relativ einfache Fragen (z.B. was ist PAL, SECAM, welche Unterschiede)


1997-03-21

Edisons Phonograph (1877): Wachswalze rotiert, Trichter fängt den Schall ein, leitet ihn auf eine Membran, die mit einem Stift auf die Walze "schreibt". Abtastung: runder Nadel in der Rille lenkt die Membran. Modulation: Tiefenschrift.

Replizierung von Zylindern: Edison entwickelte Verfahren, um Matrizen von Zylindern zu machen. 1929 wurde die Produktion von Phonographen aufgegeben, da Schallplatten viel erfolgreicher waren.

Grammophon (Emil Berliner, 1887): "Seitenschrift" auf Platte: im Grunde schon der gestrigen Schallplatte ähnlich. Urplatte wird galvanoplastisch verkupfert, Kupferplatte ("Matrize") ist Master und kann für Abdrücke verwendet werden. Im richtigen Leben wird vom Master ein "Vater" (negativ) gemacht, daraus "Mutter" (positiv), daraus "Söhne" (wieder negativ), und aus denen werden die wirklichen Platten gemacht (auch noch bei CD-s).

(modern: Direct Metal Mastering: direkt die Mutter ins Metall schneiden, zwei Galvanisierungsprozesse werden eingespart.)

Technisches Format bestimmt künstlerischen Ausdruck: Schellackplatten konnten nur 3 Minuten aufnehmen. Popmusik orientiert sich heute noch daran.

Magnetische Aufzeichnung: Experimente bereits 1883-1888, funktionsfähige Exemplare ab ca. 1900. Medien: Stahldrähte, die lange Aufzeichnungszeiten erlauben, aber nicht angenehm zu verwenden sind. 1935 gibt es das "Magnetophon", das zuerst beschichtete Papier-, dann Kunststoffbänder verwendet. Schneiden, Umreihen, Vermischen wurden leicht möglich.

1964 wurde durch die ständigen Probleme mit den langen Magnetbändern die Kompakt-Kassetten eingeführt. Kompakt-Kassetten erlauben die billige und profitable Herstellung von Kleinserien.

1982: CD.

Stereo: Es gibt eine Differenz zwischen den Ohren an Eintreffzeit, Intensität, Klangfarben. Diese "Fehler" werden vom Gehirn zusammengerechnet und in eine Lokalisation der Schallquelle umgewandelt. Räumliches Hören ist in der Horizontalen viel besser entwickelt als in der Vertikalen. Auch die Unterscheidung zwischen "Nutzschall" und "Restschall" wird dadurch erreicht.

"Kopfbezogenes" Aufnahmeverfahren: Mikrofone auf einem Kunstkopf, ungefähr auf den Positionen der Ohren. Anhören mit Kopfhörer besser.

Stereophones, zweikanaliges (mehr Kanäle möglich) Aufnahmeverfahren: auch für Lautsprecher geeignet: durch künstliche Abmischung werden "linkes" und "rechtes" Signal getrennt abgespielt. Kein Dokument des Schallfeldes, sondern illusionäre, manipulierte Verfahren.

Aufbau eines Tonbandes: Träger (base film), magnetische Schicht.

Träger: heute Polyester.

Magnetische Schicht:

Durch größere Datendichte nimmt die Datensicherheit ab.


1997-04-11

ca. 300.000 Wachs- und massenvervielfältigte Phonographen-Zylinder weltweit.

Magnetische Aufzeichnung

Elementarmagneten sind zuerst "unmagnetisch", weil die Magnetfelder zufällig in alle Richtungen zeigen, weswegen von außen keine Magnetisierung erkennbar ist. Beim Anlegen eines starken Magnetfeldes richten sich die Partikel (wenn es sich um ein permanent magnetisierbares Material handelt = hohe Koerzitivkraft) geordnet aus, und die Magnetisierung wird nachweisbar.

Folklore: Magnetisierung nimmt in den fertigen Bändern ab: unzutreffend, innerhalb von Jahrhunderten ist diese Veränderung nicht nachweisbar. ("Selbstentmagnetisierung": wenig koerzitive Partikel können in den Spulen die Ausrichtung der benachbarten Windungen aufnehmen) Nur wenn Einflüsse von außen wirksam werden, kann die Magnetisierung verlorengehen.

Achtung bei Kassetten und Disketten in der Nähe von Magnetfeldern!

Curie-Punkt: Temperatur, bei der die permanente Magnetisierung zusammenbricht (bei Chrom 128 °)

Aufnahmekopf:

Band wird an einem unterbrochenen Kreis vorbeigeführt, der von isolierten Drähten umwickelt ist. Die Schwingungen werden durch die Drähte geführt, damit entsteht ein Elektromagnet (der Kreis). Das Band liegt an der Unterbrechung des Kreises und leitet zwischen den zwei Seiten des Kreises den Strom. Je nach Lautstärke (Amplitude) und Tonhöhe (Frequenz) entstehen unterschiedliche Magnetfelder. Die Kopfspaltbreite bestimmt die minimale Wellenlänge (bei digitalen Videoformaten 0,4 Mikrometer!).

Wiedergabe:

Die Magnetfelder werden an einem Lesekopf vorbeigezogen. Jene Magnetfeldlinien, die die Bandfläche überragen, erzeugen im Kopf ein magnetisches Feld (Induktion). Dieses Feld hat die selben Schwingungen, wie bei der Aufnahme da waren, und die Schwingungen können (nach Verstärkung) zu den Lautsprechern geleitet werden.

Große Abweichungen von Frequenzen führen zu Problemen: Rauschen bei hohen Frequenzen aufgrund der sehr kurzen Signale; Schmutz beeinträchtigt besonders die kürzesten Wellenlängen (Dropout).

Bei Reinigungskassetten sollte mensch aufpassen, daß sie nicht zu oft verwendet werden, da sie die Aufnahme- und Wiedergabeköpfe beschädigen.

Entzerrung: ab einer bestimmten Frequenz werden die Wellen verstärkt, damit die Wiedergabe nicht dumpf klingt. Dadurch wird allerdings das Rauschen lauter. Je langsamer das Band fährt, desto niedriger ist diese Frequenz.

Dolby: Rauschunterdrückungsverfahren: Rauschen stört nur bei leisen Aufnahmen, also wird die Grenzfrequenz je nach Lautstärke hin und her geschoben wird. Mit Dolby C sollte mensch vorsichtig sein, da die Kompatibilität verschiedener Geräte nicht hundertprozentig ist.

internationaler Toninformationsaustausch: 1/4-Zoll-Magnetbänder, diese sterben jedoch aus.

Bei sehr professionellen Bändern gibt es eine Rückseitenmattierung, um das Aufwickeln zu erleichtern, sowie die statische Aufladung der Kunststoff-Trägermaterialien einzudämmen.


1997-04-18

Digitalisierung

Signaldarstellung: [analog | digital].

Analog: zeitkontinuierliche Darstellung eines Amplitudenwertes. Nachteil: Kopie ist immer mit Ungenauigkeit behaftet. Fehler multipliziert sich von Kopiergeneration zu Kopiergeneration (siehe Rauschen, Fotokopien).

Digital: zeitdiskontinuierliche Darstellung. Schwingung wird nicht 1:1 in einen anderen Zustand überführt, sondern in gleichen Intervallen mittels AD-Wandler in einen Zahlenwert umgewandelt.

Bandbreite der digitalen Abtastung muß etwas mehr als doppelt so groß sein, als mensch übertragen möchte: Mensch hört ca. 20 kHz, also mindestens 40 kHz nötig. (Bei CD 44, 1 kHz) Anderer Parameter: Meßgenauigkeit. (Bei CD 16 Bit)

Binäres Zeichen: [0|1]: Bit. Wortlänge 16 Bit: Eine Informationseinheit besteht aus 16 Bits. Zahlenvorrat: 2Wortlänge.

Signal-Rauschabstand: ca. 6 dB pro Bit.

Kommender Standard: 24-Bit-Wandler. (Allerdings ist kein Mikrophon in der Lage, so aufzunehmen).

Lesefehler bei digitalen Medien müssen mit mathematischen Methoden korrigiert werden. Zu den "Nettodaten" werden redundancy bits auf die Träger aufgespielt. Bis zu einer gewissen Fehlerrate können Fehler zu 100 % erkannt und korrigiert werden. Bei der Audio-CD-Wiedergabe werden nicht korrigierbare Fehler verdeckt (error concealment). In der ersten Stufe wird der Wert interpoliert. Diese Stufe ist normalerweise nicht zu hören. Die zweite Stufe ist muting, Stummschaltung: die Daten sind so schlecht, daß keine sinnvollen Werte berechnet werden können.

Die Zukunft: Migration aller audiovisuellen Daten in computerlesbare.

Datenverlust bei Umatic-Bändern und 1/4-Zoll-Audiobändern ist vorprogrammiert, da keine Geräte mehr hergestellt werden.


1997-04-25

Bei der CD werden linker und rechter Kanal serialisiert und ein bißchen durchgemischt, sodaß bei Fehlern nur weniger Information verlorengeht.

Audio-CD

Spiralförmige Spur ist 1,6 Mikrometer breit. Das Abspielen erfolgt durch die Unterscheidung von Reflexion und Diffraktion: Die Oberfläche hat "Löcher" ("pits"), die das Laserlicht zerstreuen. Die Elektronik kann "Reflexion" und "keine Reflexion" unterscheiden und in 1 und 0 verwandeln.

Als die Produktion der CD anlief, gab es anfangs 45 % Ausschuß.

Wenn die CD vibriert, muß der Kopf mitvibrieren, um den gleichen Abstand zu haben.

(DVD: Digital Versatile ("vielfältige") Disc: Anstelle des Infrarotlasers wird ein Laser im roten Spektralbereich verwendet. Dadurch sind größere Aufzeichnungsdichten möglich => 7fache Information auf die selbe Fläche => 4,7 Gigabyte. Es wurde ein Verfahren entwickelt, mit dem zwei Schichten übereinander durch zwei Laser mit unterschiedlichen Wellenlängen ca. 9 GB speichern.)

CD eignet sich auch sehr gut für die Speicherung anderer digitalen Daten: Texte, Multimedia usw.

CD-Recordable (WORM: Write once, read multiple): Rohling hat Spur in Form eines Kanals, der mit organischer Farbe gefüllt ist. Brennender Laser ist viel stärker als der lesende und verändert das Reflexionsverhalten der Farbe. Haltbarkeit: Licht bleicht die Farbe aus.

Behandlung der CD(-ROM, -R): Nach Möglichkeit mit beiden Händen herausnehmen (CD nicht verbiegen, da dadurch Haarrisse in der spiegelnden Schicht entstehen). Nicht mit der Unterseite auf den Tisch legen, nicht angreifen (weder oben noch unten). Reinigung: nach Möglichkeit destilliertes Wasser, ganz wenig Spülmittel, nicht kreisförmig, sondern von innen nach außen. Lebenszeit: hoffentlich einige Dekaden.

Andere digitale Formate

Problem: großer Datenstrom.

Die diversen digitalen Bandformate werden durch Hard-Disk-Recording ersetzt. Ein Format hat sich (hauptsächlich in Studios und Phonoarchiven) halbwegs durchgesetzt: R-DAT (Rotary head Digital Audio Tape). Metallpulverbände wurden notwendig.

1983 wollte eine Konferenz einen Nachfolger für die Kompakt-Kassette konstruieren. Die Spuren sind schräg und werden durch rotierende Köpfe geschrieben und gelesen. Markteinführung 1987. IFPI (International Federation of the Phonographic Industry) hat in den USA die Markteinführung aufgehalten.

Kopierschutz bei R-DAT: Bei 3838 Hz wird im Frequenzgang ein "Loch" erzeugt, Aufnahmegerät schaut nach, ob diese Frequenz vorhanden ist. NIST (National Institute for Standards and Testing) hat dies als unzulässig bezeichnet, konnte jedoch die Millionenklagen der IFPI nicht aufhalten.


1997-05-02

Andere digitale Tonbandformate: DASH, PD: ohne Markterfolg geblieben.

Pseudo-Video-Formate: Videorecorder und -kassetten werden für die Tonaufnahme eingesetzt. Erfolgreich: Sony PCM 1600/10 oder 30, ADAT. Für CD-Mastering eingesetzt, solange andere Verfahren nicht verfügbar waren.

Beta-Format hat bei Video das Rennen gegen VHS verloren, ist aber in der Audioaufzeichnung heute noch halbwegs verbreitet.

Digitaler Rundfunk: EU-Projekt DAB (Digital Audio Broadcast). Bandbreite wäre ein Problem, also Kompression/Reduktion. Ein bestehender Fernsehkanal wird in zwölf digitale Radiokanäle aufgeteilt.

Laute Töne überlagern "nahe" leisere Töne, diese müssen deswegen nicht gespeichert werden ("Irrelevanzreduktion", "perceptual coding"). Das wird von den HörerInnen in der Regel nicht wahrgenommen. Verbreitete Algorithmen: Audio-MPEG Layer 1-3. Reduktion: Layer 1: auf 1/5, Layer 3: auf 1/12. MPEG-2 ist für DAB vorgesehen.

Datenreduktion ist für Archivierung "unethisch", weil bei mehrmaligen Kopieren ("Kaskadieren") sich die Reduktionen multiplizieren und schon nach einigen Reduktionsgängen Artefakte bilden. Also: BÖSE!

MiniDisc: auch datenreduziert, magneto-optisch, zwei Formate: Selbstaufnahme und Massenreplikation. Für die Massenfertigung werden die Discs wie CDs gepreßt. Player kann beide Formate lesen. Reduktionsalgorithmus: ATRAC (nicht kompatibel mit AudioMPEG), bei jedem Überspielen Verluste.

Weiteres reduziertes Format: RealAudio. Hörbare Verschlechterung, aber auch über das Internet übertragbar. Die Archive versuchen, Urheberrechtsabgabenfreiheit für RealAudio-kodierte Ausschnitte zu erreichen.

Am 16. 5. keine Vorlesung!


1997-05-09

Licht und Sehen

Licht: Wellen, die Energie mit sich führen

Spektralfarben: Farben, die aus Licht einer Wellenlänge bestehen.

Mischfarben: Farben, die aus verschiedenen Spektralfarben zusammengesetzt sind.

Gelb kann sowohl als Spektralfarbe als auch als Mischfarbe vorkommen.

Farbbild wird additiv (rot, grün, blau) oder subtraktiv (bei Projektion, gelb/yellow, purpur/magenta, grün-blau/cyan) erzeugt.

Der Mensch hat Tages- und Dämmerungssehen. Nur beim Tagessehen sehen wir Farben.

Photographie

1839 Daguerre erfindet Daguerrotypie. Das Verfahren wurde nicht patentiert, sondern der Welt geschenkt. Lange Belichtungszeit (Stunden!) war notwendig, dadurch alle damaligen Landschafts- und Stadtbilder menschenleer.

1873 optische Sensibilisierung: Filme wurden auch für andere Farben empfindlich.

1877-78 Rollfilm, lichtempfindliche Silberhalogenide in Gelatine eingebettet.

1885 Brüder Lumiére

1911 Dreischichtfarbfilme

1924 Leica-Kamera im Kinoformat für Kleinbildphotographie

1935 Kodachrome- und Agfachrome-Verfahren

Ton zum Film kommt in den 20-erjahren auf, 1928 wird im Zuge der Tonstandardisierung auch die Bildabfolge mit 24 fps festgelegt.

Technicolor ist eigentlich ein Druckverfahren: 3 Farbauszüge, daraus ein Druckbild. Wurde in den 70-erjahren aus Kostengründen aufgegeben.

Herkömmliche Farbverfahren entwickeln sich seit den 30-erjahren.

Bei mehr als ca. 16 Bildern pro Sekunde ist das Gehirn nicht mehr in der Lage, Einzelbilder zu unterscheiden => Film ist nicht zeitkontinuierlich! Großes Problem der Umsetzung zwischen 16, 18 und 24 Bildern, heute durch computerunterstützte/technische Verfahren erleichtert.

Kamera und Projektor müssen sehr präzise arbeiten, da garantiert sein muß, daß das Bild immer mit der selben Geschwindigkeit und in der selben Position stehenbleibt.

Am 16. 5. keine Vorlesung!


1997-05-23 Photographie, Film

anamorphotische Verfahren: Die Bilder sind auf dem Film mit der halben Breite gespeichert, sie werden durch die anamorphotische Optik beim Projizieren wieder normal gezeigt.

Wichtige Formate: 70, 35, 16, 8 mm, gehen auf den Original-Schneidetisch von Edison zurück.

Imax: 70-mm-querlaufendes Format, dadurch extrem gute Qualität, hohe Auflösung, 60 Bilder/sec.

Ton:

anfangs "Nadelton": Schallplatte zum Film, große Probleme mit der Synchronisierung.

Ab 1928: Lichttonverfahren: analoges optisches Verfahren, eingeschränktes Signal/Rauschabstand. Gruppen:

In den Fünfzigerjahren: Magnetton: magnetisierbare Spur auf dem Film.

In neuester Zeit wieder Lichtton mit einem Dolby-Verfahren.

Bei Tonfilm ist eine Synchronisation zwischen Bild und Ton nötig: Bild bleibt immer stehen, Ton muß kontinuierlich kommen. Ton wird deswegen vor oder nach der Bildabnahme kontinuierlich abgespielt => Ton muß versetzt gespeichert sein.

Meistens wird der Ton nicht zusammen mit dem Bild aufgenommen, sondern mit zwei verschiedenen Geräten => Klappe notwendig: Schlag erlaubt genaue Synchronisierung.

Bei internationalen Produktionen werden Musik/Geräusche und Dialoge getrennt aufgenommen.

Aufbewahrung von Filmen:

Zuerst Nitrozellulose-("Zelluloid")-filme: Sie zersetzen sich schnell durch Luftfeuchtigkeit, dabei entstehen durch Hydrolyse Gase, die die Zersetzung noch beschleunigen und sich schon bei niedrigen Temperaturen explosionsartig entzünden (Beim Brennen entsteht (!) so viel Sauerstoff, daß die Brände nicht zu löschen sind). Solche Filme sollten luftdicht verwahrt werden. Sehr viel altes Originalmaterial ist auf Zelluloid, es wird in gekühlten und trockenen Archiven verwahrt.

Seit den Fünfzigerjahren wird Azetatzellulose verwendet: nicht so brennbar, leider auch nicht sehr beständig: Probleme in tropisch feuchten Ländern.

Polyesterfilm: neuestes Material.

Größeres Problem: Beständigkeit der Farben. Die unterschiedlichen Farben sind verschieden beständig, Rot ist beständiger => Farbverfälschungen bei alten Filmen.

Elektronische Bildübertragung und -speicherung

In den Kameras sind sog. "CCD-s" (Charged Coupled Device) enthalten: hunderttausende lichtempfindliche Punkte auf einem Chip, dasselbe Muster von Leuchtpunkten auf dem Fernsehschirm. Die Lichtwerte der Punkte werden sequentiell ausgelesen.

Monitor: Braunsche Röhre wirft Elektronenstrahl auf eine Bildschirm und erzeugt ein Signal. Die Intensität und die Auslenkung können manipuliert werden.

Fernsehformat: (seit Mitte der Dreißigerjahre, aufgrund von Experimenten bestimmt): ca. 480-600 Zeilen nötig. In USA 525 Zeilen, in Europa 625.

Im europäischen Fernsehen werden 25 Bilder pro Sekunde gezeigt, da es schwierig gewesen wäre, die Wechselstromfrequenz von 50 Hz nicht störend zu machen; in den USA 30 fps (frames per second). Filme (24 fps) werden in Europa knallhart mit 25 fps abgespielt, in den USA sind Manipulationen (Bildwiederholung, heute digitale Interpolation) nötig.

Es werden nicht 25/30 Bilder pro Sekunde aufgebaut, sondern 50/60 "Halbbilder": Zeilensprungverfahren, interleaving (zuerst die ungeraden, dann die geraden Zeilen). Dadurch wird eine flimmerfreie Darstellung ermöglicht.


1997-05-30

Modulationstechniken bei analogen Daten:

Farbfernsehübertragung

RGB wäre machbar und am naheliegendsten, aber der Aufwand wäre sehr groß und es wäre nicht mehr abwärts(schwarzweiß)kompatibel. Statt dessen werden die Farbsignale in Luminanz (Helligkeit) und Chrominanz (Farbsignal) aufgespalten. Aus RGB wird YUV (Y-Signal: Luminanz; U: (B)lue - (Y)ellow; V: (R)ed - (Y)ellow). RGB-Übertragung bei geschlossenen Systemen: bessere Qualität, da keine Datenreduktion.

Das Farbsignal wird ins Luminanzsignal "hineingemischt". Fehler (z.B. Moiré-Effekt) können bei karierten oder linierten Mustern entstehen.

Fernsehformate

NTSC (National Television Standards Comitee, "Never Twice the Same Color"): USA, 1953

SECAM: Frankreich, Osteuropa, 1957: Trick: U und V werden nicht vermischt

PAL (Phase Alternation Line): 1962, Westeuropa: Phasenfehlerkompensation.

Fernsehschirm

Auf dem Schirm sind sog. "Farbtripel" (RGB), die aufleuchten, wenn sie vom Elektronenstrahl getroffen werden. Es werden 3 Elektronenstrahlen ausgesendet, die jeweils für eine Farbe zuständig sind und durch eine "Schlitzmaske" immer auf die zutreffenden Punkte treffen.

Aufzeichnung von Videosignalen

Hohe Bandgeschwindigkeit nötig, da sehr viele Informationen aufgezeichnet werden müssen. (Wegen der Frequenzmodulation ist es in vielerlei Hinsicht einfacher, Video aufzuzeichnen.)

Es werden rotierende Videoköpfe verwendet, die auf (absolut) langsamer fahrende Bänder mehrere Spuren aufschreiben können.


1997-06-06 Videorecording

1 Zoll = 25,4 mm

Die Bilder werden quer aufgezeichnet, der Ton auf einer kontinuierlichen Spur. Es gibt eine Abweichung zwischen Bild und Ton, da die Tonspur ca. 0,5 Sekunde später ausgelesen wird. Anfangs war deswegen das Schneiden schwierig.

Helical Scan - Verfahren ("Spiralablesung"), Schrägspurverfahren

Omega-Bandlauf: Das Band läuft um einen etwas schräg stehenden Kopf, durch die Schräglage können Querspuren aufgezeichnet werden, obwohl das Band relativ läuft. (Umatic-Format)

Bei 1-Zoll-Formaten ist die Unterscheidung zwischen B (Europa, deutschsprachiger Raum) und C (Welt) notwendig!

Zuerst gab es drei konkurrenzierende Halbzollheimformate:

Eigentlich war gedacht, VHS Mitte der Achtzigerjahre durch den Standard Video Hi8 zu ersetzen, das ist jedoch nicht gelungen.

Dadurch, daß VHS durch die diversen Tricks sehr langsam fahren kann, wird wieder der Ton problematisch. Für HiFi-Ton wird deswegen auch der Ton nicht mehr in Längsrichtung, sondern genauso wie das Bild aufgezeichnet.

Video 8

verwendet Metallpulver und hat eine sehr dichte Aufzeichnungsmöglichkeit.

Composite-Verfahren: (geschlossenes Signal; z.B. FBAS): Chrominanz und Luminanz werden ineinander verschachtelt.

Component-Verfahren: zwei Formate, Konkurrenz zwischen Sony und Matsushita: Y und UV werden getrennt zeitkomprimiert aufgezeichnet. (M2- und Betacam-Formate)

YC-Verfahren: S-VHS und Video Hi8: Farb- und Helligkeitswerte werden getrennt verarbeitet, aber noch zusammen aufgezeichnet.


1997-06-13

Digitale Videographie

Erste Formate vor ca. 10 Jahren: D1 und D2.

D1: Komponentenverfahren, Digitalisierungsverhältnis der Farbdifferenzsignale: 4:2:2 (Y:U:V).

D2: Komposit-Verfahren, geschlossenes Signal wird digitalisiert, dadurch kleinerer Datendurchsatz.

Formatfamilie D3 und D5 (Matsushita): Halbzoll-Metallpulverband, Unterschied: D3 ist composite, D5 component. Untereinander insofern kompatibel, daß ein D5-Gerät auch D3-Bänder wiedergeben kann.

Sony Digital Beta: kann auch Analog-Beta abspielen. Digital Beta scheint sich durchzusetzen. Es verwendet eine leichte Inter-frame-Datenreduktion von 2:1.

Verfahren der Reduktion:

Für Video gibt es auch verschiedene Stufen von MPEG, derzeit sind MPEG-1 und 2 am Markt.

MPEG-2 braucht 8 Mbit/sek für Studioqualität, 4 für terrestrische Fernsehqualität und 2 für Heimvideoqualität.

Wegen der starken Datenreduktion kommt es bei der Nachbearbeitung wieder zu Artefakten.

Ampex DCT: datenkomprimiertes Format, nur in Amerika verbreitet.

DVC (Digital Video Cassette): Heimformat, Datenreduktion 5:1. Derivate: DVCPRO (Panasonic, doppelte Bandgeschwindigkeit); DIGICAM Professional (Sony)

VHS-Derivate: DVHS: Heimformat, auch als Computerperipherie perfekt; Digital S: Professionelles Format, Reduktion 3,33:1

Digital Betacam SX: ENG (electronic news gathering)-Format, Reduktion 10:1

Es lassen sich keine Aussagen in Bezug auf die Zukunft treffen, es ist völlig offen, welches Format sich durchsetzen wird.

HDTV

Die heutigen ZuschauerInnen sind mit der Auflösung der herkömmlicher Fernseher angeblich nicht mehr zufrieden.

In Japan wurde ein Format mit 1125 Zeilen und 16:9-Seitenverhältnis vorgeschlagen, in Europa 1250 Zeilen, in den USA 1050. Keines der Formate hat sich durchgesetzt, weil die Ausstrahlung nicht mehr analog, sondern digital erfolgen wird und die Entwicklung sehr schnell ist. Deswegen hat mensch sich nicht für eine fixe Zeilenzahl entscheiden wollen.

(PALplus: "besseres" Fernsehformat mit 16:9, abwärtskompatibel)

Normenkonverter

Beim Überführen von Aufzeichnungen zwischen den einzelnen Fernsehformaten werden folgende Eigenschaften konvertiert: Farbdarstellung, Bildwechselfrequenz, Zeilenzahl.

Früher wurden Bilder ausgelassen, verdoppelt, gestreckt usw. Heute gibt es computerbasierte digitale Konverter, die durch Interpolation (Errechnen von Zwischenbildern / Pixeln) praktisch ohne Verlust arbeiten.

Filmabtaster (Scanner, Telecine)

dienen zur Umkopierung von Filmen auf magnetische Aufzeichnung (MAZ). Problematisch: Umsetzung der Breitwandfilme auf 4:3.

Wenn Filme/Szenen am Computer gemacht werden, werden sie wegen der enormen Bandbreite aus Kostengründen letztendlich auf den wirklichen Film umkopiert (FAZ).


1997-06-20

Massenreplikation von Videobändern

Mögliche Verfahren:

Da beide Verfahren teuer und aufwendig sind, forciert die internationale Videoindustrie die Verbreitung der DVD.

Bildplatte

Bereits in den Siebzigerjahren wurde überlegt, wie analoge Videosignale auf eine Platte gebracht werden könnten.

Die Bildplatten sind genauso aufgebaut wie die Compact-Disc. Das Videosignal wird frequenzmoduliert gespeichert, die Pit-Länge entspricht den Wellenlängen.

Zwei Formate:

Behandlung und Lagerung von Bild- und Tonträgern

Meistens handelt es sich um Polimere, die recht instabil sind.

Gefahren:

Wasser - Luftfeuchtigkeit

Nach der gefährlichen Nitrozellulose kam die Acetatzellulose. Dieses Material neigt dazu, unter hoher Luftfeuchtigkeit unter Entwicklung von Essigsäure (=> Essiggeruch!) weich zu werden.

Die heutigen, ganz modernen Polyesterfilme werden von diesen hydrolitischen Prozessen nicht berührt, sie sind jedoch noch nicht überall in Verwendung.

Weitere Gefahr: Als Klebemittel zwischen magnetisierbaren Schicht und Trägermaterial werden Polyurethane verwendet. Diese können durch hohe Luftfeuchtigkeit schwächer werden, das Band "schmiert". In tropischen Ländern gibt es Archive, in denen die Bänder nur zwei-drei Jahre lang abgespielt werden können!

Wir wissen nicht, wie lange die Schallplatten noch abgespielt werden können: Sie sind scheinbar recht stabil, könnten aber in kurzer Zeit zusammenbrechen. Es ist sehr wichtig zu wissen, wann mit der Umkopierung/Digitalisierung begonnen werden muß.

Aufbewahrung von Bildträgern

Licht ist der größte Feind der farbtragenden Pigmente. Alle Farbfotos und -filme müssen dunkel gelagert werden. UV-Strahlung wirkt sich destabilisierend auf die Polymere, die auch hier als Trägermaterial eingesetzt werden, aus.

Die Atmosphäre muß auch trocken sein. (Gerade im Sommer steigt die Luftfeuchtigkeit auch in geschlossenen Räumen an. In Archiven ist die Temperatur nur von sekundärer Bedeutung, aber die Luft kann bei Kälte nicht so feucht sein. Es ist wichtig, die Luft auch zu trocknen, da beim einfachen Kühlen die relative Luftfeuchtigkeit ansteigt und das Wasser zur Kondensation neigt.)

Wichtig: unter 40 % relative Luftfeuchtigkeit, nach Möglichkeit nicht über 20 °C bei täglich zugänglichen Archiven ("access storage"), konstante Temperatur! Filme werden oft bei 25 % Luftfeuchtigkeit und unter dem Gefrierpunkt gelagert, in diesem Fall müssen sie vor der Verwendung tagelang akklimatisiert werden.

Mechanische Integrität von Bändern

Die Trägerbänder werden immer dünner und somit empfindlicher. Vor allem die Kanten sind betroffen => Bandkantenfehler. Dazu kommt es, wenn die Bänder länger nicht richtig gewickelt aufbewahrt werden. Deshalb: Die Bänder nach der Verwendung ans Ende, und dann in einem Durchgang an den Anfang spulen!

Ein Träger ist kein Träger! Bitte keine Diplomarbeit auf einer Diskette aufbewahren!

Ideal: Preservation Master, Secure Copy (an erdbebengesicherter Stelle), Access Copy.

Datenträger halten nicht ewig, deswegen müssen sie nach einem vernünftigen Plan (gefährdete zuerst) umkopiert werden. Nach Möglichkeit digitalisieren, da bei jeder Analogkopie Informationen verlorengehen. Das heutige Problem mit digitalen Formaten ist, daß sie eine sehr schnelle marketingbedingte Formatobsoleszenz haben.

Weltweit 50 Millionen Stunden Audio- und 10 Mio. Stunden Videomaterial, jährlich 5-10 % Zuwachs.

Heutige Strategie: Digitale Massenspeicher, nicht auf kommerziellen Formaten. Diese sind heute meistens Jukeboxen mit Magnetkassetten. Diese prüfen selbständig die Datenintegrität, wenn die Qualität abnimmt, wird eine digitale Kopie hergestellt. Die Interfaces sind standardisiert, es kann eine Umkopierung auf zeitgemäße Formate gemacht werden.

Es wird allerdings noch Jahrzehnte brauchen, bis alles in diese Archive hinübergerettet wird.

Prüfungstermine:

  1. Montag, 23. Juni, 9:30, HS 34
  2. Donnerstag, 3. Juli, 11:00, HS 34

Bitte keine Spurbreiten auswendiglernen!


1997-07-03 Prüfungsfragen

Jeweils Platz für ca. 3-4 Zeilen Antwort, 45 Minuten Zeit

  1. Nennen Sie die verschiedenen Farbfernsehsysteme und beschreiben Sie deren Unterschiede. Wo werden sie eingesetzt? Womit kommt man von einem ins andere?
  2. analog <=> digital: Beschreiben Sie den prinzipiellen Unterschied anhand der Signaldarstellung/-speicherung im Audiobereich.
  3. Fehlerkorrektur im Audiobereich, z.B. bei der CD
  4. Farbmischung, -darstellung. Anwendungsbeispiele
  5. Component-Composite-Recording, Formatbeispiele
  6. Datendichte -- Datensicherheit

© Dietrich Schüller, Balázs Bárány
zuletzt geändert (JMT):1999-10-01