Michael Neuhold
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Fernsehnormen

PAL, NTSC, SECAM

Die Videodaten auf der DVD sind, was die Anzahl der Bildzeilen betrifft, für eine bestimmte Farbfernsehnorm kodiert. Es gibt auf der Welt drei solche Normen: in Mitteleuropa ist PAL (Phase Alternating Line) gebräuchlich, in den USA und Japan wird NTSC (National Television System Committee) verwendet, in Frankreich und Osteuropa SECAM (Séquentiel Couleur à Mémoire).

Die nicht sichtbaren Bildzeilen bilden die vertikale Austastlücke, in der u.a. Signale zur vertikalen Bildsynchronisation und Teletext (PAL) bzw. closed captions (NTSC) übertragen werden.

Die Anzahl der Bildpunkte pro Zeile beträgt bei der digitalen DVD im allgemeinen 720 Pixel. Analoges Fernsehen hat keine genau abgrenzbaren Pixel, seine horizontale Auflösung wird daher anders gemessen: in schwarz-weißen (vertikalen) Linien, die innerhalb des auf der Bildschirmfläche maximal möglichen Kreises dargestellt werden können. Bei einer Bandbreite von 4 bis 5 MHz pro Fernsehkanal sind dies auf einem 4:3-Normalfernseher etwa 300 bis 400 Linien. Die Farbauflösung liegt üblicherweise noch weit darunter.

Thomas Hanke hat mich darauf hingewiesen, daß es keine SECAM-DVDs gibt. SECAM-Länder verwenden PAL-DVDs (weil gleiche Bildwiederholrate und gleiche Auflösung?).

Neben dem Standardformat 720x576 (PAL) bzw. 720x480 (NTSC) sind auf der DVD noch andere Bildformate möglich. Ich gebe hier eine Liste wieder, die ich auf DVD-Tipps-Tricks gefunden habe:

Beim Format 352x576 bzw. 352x480 haben die Pixel doppelte Breite (Dank an Frank Schulz für diesen Hinweis). Anamorphotischer Bildtransfer ist nur bei 720 und 704 Pixel pro Zeile erlaubt. Die MPEG-1-Formate gehören wohl zur Video-CD - ich weiß nicht, ob sie wirklich auf DVDs zu finden sind. Unklar ist mir auch, ob diese Formate Teil der DVD- oder der MPEG-Spezifikation sind. Ich habe allerdings ohnehin niemals etwas anderes als 720x576 gesehen.

DVD-Player für Regionalcode 2 können meist sowohl PAL- als auch NTSC-DVDs wiedergeben. Wegen der unterschiedlichen Farbträgerfrequenz erkennen aber PAL-Fernseher die Farbinformation des NTSC-Bildsignals nicht. Dazu benötigt man entweder einen Multinormfernseher, der auch NTSC-Bildsignale korrekt interpretieren kann, oder ein DVD-Abspielgerät, das ein PAL-60-Bildsignal erzeugen kann: NTSC-Auflösung, aber PAL-Farbträger - die meisten PAL-Fernseher können dieses Signal korrekt darstellen.

Ralf Stollberg hat mich darauf aufmerksam gemacht, daß obige Darstellung ungenau, um nicht zu sagen falsch ist. Er führt dazu aus:
PAL und NTSC sind keine Fernsehnormen, sondern lediglich die Farbcodierungssysteme. Die Fernsehnormen sind mit Buchstaben bezeichnet und beinhalten die Parameter, die schon für das Schwarz-Weiß-Fernsehen relevant waren (Zeilenanzahl, Bandbreite, Bildwiederholrate etc.). Hier in Deutschland werden die Normen B und G verwendet (VHF und UHF) 625 Zeilen (574 und 2 halbe davon mit Bildinformation), 5 MHz Bandbreite, 50 Hz interlaced (= 25 Vollbilder/s). Dazu wird in Deutschland die Farbcodierung PAL verwendet, bei einer Trägerfrequenz (nicht Bandbreite!) von 4,43 MHz, was ich allerdings an dieser Stelle für irrelevant halte. [...] In den meisten NTSC-Ländern wird die Fernsehnorm M verwendet (525 Zeilen, 484 und 2 halbe mit Bildinformation, 4,2 MHz Bandbreite und 59,94 Hz interlaced = 29,97 bzw. 23,976 (telecined) Vollbilder/s). Brasilien verwendet aber z.B. PAL auf Norm M. SECAM ist auch nur ein Farbverfahren, was meist mit einer 625/25-Norm Verwendung findet, wie PAL auch. Weitere Informationen findest du z.B. in Wikipedia unter Fernsehnorm (z.B. Auflistung aller Normen) und auf meiner Site videobasics.de (ausführliche Erklärungen).

Interlacing

Fernsehen arbeitet im Zeilensprungverfahren (interlacing, dt. verflechten, verweben, verschränken), d.h. es werden abwechselnd immer nur die ungeraden Bildzeilen (1., 3., 5. usw.) bzw. die geraden (2., 4., 6. usw.) erzeugt. In PAL ergeben 50 Halbbilder (fields genannt) pro Sekunde so 25 ganze Bilder (frames) (in NTSC sind es 60 fields/sec).

	Halbbild mit den ungeraden Bildzeilen (odd field, top field)
	Halbbild mit den geraden Bildzeilen (even field, bottom field)
	PAL-Interlace (20 ms pro Halbbild) durch ein animiertes GIF simuliert (am Fernseher sieht man auf Grund der höheren Nachleuchtdauer ein ganzes Bild)

Verschiedene Browser geben die Animation unterschiedlich schnell wieder. Vielleicht interferiert dabei auch die Bildwiederholfrequenz des Monitors.

Wenn ich richtig verstanden habe, kann das Bildmaterial auf der DVD interlaced (in Halbbildern) oder progressiv (dt. fortlaufend, d.h. in ganzen Bildern) kodiert sein. Letzteres wird durch das Progressive-Flag im Datenstrom mitgeteilt. In diesem Fall muß das DVD-Wiedergabegerät die Zerlegung in Halbbilder vornehmen. Das hat aber den Vorteil, daß man sich beim Abspielen auf dem PC das aufwendige und je nach Verfahren die Bildqualität beeinträchtigende Deinterlacing erspart.

Angeblich gibt es einige DVD-Wiedergabegeräte, die ein Progressive-Scan-Signal ausgeben (also ganze Bilder), und ein paar Projektoren, die ein solches Signal einlesen und verarbeiten können. Auch hier kann das Deinterlacing wegfallen.

Videoaufnahmen sind von Haus aus interlaced (magentafarbene, durchbrochene Pfeile), Filmaufnahmen können interlaced oder progressiv (blaue, durchgezogene Pfeile) digitalisiert sein. Fernseher erwarten immer ein Interlaced-Signal, heutige Computerbildschirme ein progressives.

Abspielgeschwindigkeit

Kinofilm arbeitet mit einer Bildwiederholrate von 24 Bildern pro Sekunde. Das bei uns verwendete PAL ist mit 25 Bildern pro Sekunde nur unwesentlich schneller. Daher spielt man Kinofilme im Fernsehen (und daher auch auf DVD) einfach mit dieser Geschwindigkeit ab (PAL-Speedup). Dadurch dauern 60 Kinominuten (= 3600 Sekunden *24 = 86.400 Bilder) in PAL nur 57 Minuten und 36 Sekunden (86.400/25 = 3.456 Sekunden).

1 s PAL entspricht 1 1/24 s Film (das 1/24 ist durch die lila Farbe kenntlich gemacht).

Das schnellere Abspielen führt auch zu einer hörbaren Erhöhung des Tones - bei Spielfilmen eher nebensächlich, bei Opern, Musicals, Konzertmitschnitten usw. aber mehr als ein Schönheitsfehler. Dem kann allerdings mit einer der Kodierung vorausgehenden Vertiefung des Tones entgegengewirkt werden.

Die 30 Bilder pro Sekunde bei NTSC wären für Speedup entschieden zu schnell, hier wird der 2:3-Pulldown eingesetzt: jedes zweite Filmbild wird in drei Halbbilder statt in zwei zerlegt. 24 ganze Bilder werden so zu 12*2 + 12*3 = 60 Halbbildern.

Bezeichnet man die Halbbilder mit ungeraden Bildzeilen mit a, die mit geraden mit b, so entsteht die Halbbildabfolge: 1a 1b - 2a 2b 2a - 3b 3a - 4b 4a 4b - 5a usw.

Autor: Michael Neuhold (E-Mail-Kontakt)
Letzte Aktualisierung: 21. Aug. 2007