Hintergrund

UHD, 4K und 8K: Die wahre Bedeutung der Datenübertragung

Luca Fontana
Zurich, le 19.12.2018
Bildauflösungen entwickeln sich schnell. 4K und Ultra HD etablieren sich erst gerade, schon stehen 8K-Fernseher in den Regalen. Doch der beste 8K-TV nutzt nichts, wenn eines nicht stimmt: Die Datenübertragung.

Manche Technologien entwickeln sich schneller, als dass sie sich durchsetzen können. Etwa die Bildauflösung. 4K und Ultra HD sind noch nicht so verbreitet, da präsentiert Samsung bereits die ersten 8K-Fernseher.

Das geht zu schnell. Denn ehe ein neues Format sich etablieren kann, muss es drei Hürden nehmen.

  1. Passendes Wiedergabegerät
  2. Verfügbarkeit von Inhalten
  3. Grosse Übertragungsraten

Geräte herzustellen, die mit der vierfachen Auflösung von Ultra HD (UHD) umgehen können, ist nicht der schwierige Part. Auch nicht, derart hochauflösende Inhalte zu finden. Es ist die Übertragbarkeit der Inhalte aufs Wiedergabegerät, die über Erfolg oder Misserfolg eines neuen Formats entscheiden.

Die 1. Hürde: Das Wiedergabegerät

Damit Bildauflösungen wie UHD oder gar 8K dargestellt werden können, braucht es ein kompatibles Wiedergabegerät. Fernseher. Monitore. Werbetafeln. Die Auflösung ist dabei kein Resultat irgendeiner Software, die kleine Bildpunkte berechnet. Sie kann auch nicht via Firmware-Update nachgereicht werden. Die Bildauflösung ist physisch vorhanden, in Form von Pixeln. Immer. Soll heissen: Je grösser die Auflösung, desto mehr Pixel sind auf dem Bildschirm verbaut.

Pixel in der Breite mal Pixel in der Höhe ergibt die Gesamtanzahl Pixel
Pixel in der Breite mal Pixel in der Höhe ergibt die Gesamtanzahl Pixel
Zeichnung: Luca Fontana

Die Schwierigkeit liegt darin, Pixel zu bauen, die klein genug sind, um auf der Fläche eines Fernsehers Platz zu finden. Bei einem 65-Zoll-Display hätte ein UHD-Pixel die Breite und Höhe von 0.375 Millimeter. Bei einem 8K-Display sind es 0.175 Millimeter. Ein Pixel besteht übrigens aus drei Subpixeln, die zusammen die Farbe des Pixels mischen. Hersteller bauen also nicht Pixel, sondern die Subpixel, die nur einen Drittel der Grösse des Bildpunktes haben. Das sind 0.125 Millimeter bei UHD und 0.058 Millimeter bei 8K-Displays.

Es wird immer verreckter.

Wie gross ist *ein Pixel**?
placeholder

placeholder

Trotz Schwierigkeiten ist diese erste Hürde einfach zu nehmen. Aktuell führt Samsung das 8K-Rennen an. Schon seit Herbst 2018 bietet der südkoreanische Hersteller den ersten UHD-2-Fernseher fürs Heimkino an. UHD-2 – das ist die Bezeichnung fürs 8K-Format im Heimkino. Jedenfalls solange, bis jemand eine bessere Idee hat, als einfach eine Zwei hinter «UHD» zu pappen.

QE65Q900R (65", 8K, LCD, 2018)
4102.–
Samsung QE65Q900R (65", 8K, LCD, 2018)
QE75Q900R (75", 8K, LCD, 2018)
5999.–
Samsung QE75Q900R (75", 8K, LCD, 2018)
QE85Q900R (85", 8K, LCD, 2018)
7999.–
Samsung QE85Q900R (85", 8K, LCD, 2018)

Das Tragische: Es ist nicht die schiere Pixelmasse, die darüber entscheidet, wie gut das Bild auf den Zuschauer wirkt.

Nicht *Pixelmasse**, sondern Farbe macht das perfekte Bildvidéo
placeholder

placeholder

Die 2. Hürde: Hochauflösende Inhalte

Ein UHD-2-Fernseher ohne passende Inhalte, also Filme und Serien in 8K, ist nicht mehr als ein UHD-Fernseher, an dem einige tausend Franken in Pixelform kleben. Darum ist die zweite Hürde kritisch.

Die am einfachsten zu erreichende UHD-2-Quelle ist «Upscaling». Das ist das Hochrechnen von Full-HD- oder Ultra-HD-Inhalten. Das geschieht durch bilineare Interpolation: Die Gesamtzahl Pixel wird vergrössert, indem fehlende Pixel dazugerechnet werden. Die Rechnerei übernimmt der Bildprozessor. Je mehr Leistung der Prozessor hat, desto besser die Upscaling-Qualität. Nur: Viele Bildinformationen müssen dazu erfunden und kopiert werden. Hochskalierte Inhalte sehen darum nie so gut aus wie Inhalte, die von Anfang an in UHD-2-Qualität vorliegen.

Upscaling als einzige 8K/UHD-2-Quelle kann deshalb nicht funktionieren. Es braucht echtes Bewegtmaterial, das mit entsprechenden Videokameras aufgenommen worden ist. Das ist ein Problem. Red gehört in Hollywood zu den führenden Unternehmen für die Herstellung von Filmkameras. Und sie gehören zu den Wenigen, die 8K-Kameras überhaupt herstellen.

*Red Hydrogen One**: Der erste Blick auf das wacklige Bildvidéo
placeholder

placeholder

Mit ihren 8K-Kameras wurden Filme wie «Guardians of the Galaxy Vol. 2» oder der kommende «Mortal Engines» aufgenommen. Vielleicht kennst du noch mehr. Aber das war’s dann auch schon. Hollywood sieht noch wenig Gründe für 8K. Die meisten Kinoprojektoren projizieren ein 2K-Bild. Sogar 4K-Kinos sind selten: Das Onyx Cinema im Saal 5 der Cinema Arenas im Einkaufszentrum Sihlcity, Zürich, ist eine Rarität in der Schweiz. Und nach 8K-Kinos brauchst du ausserhalb von IMAX-Filmtheatern gar nicht erst zu suchen.

*Onyx Cinema LED**: une révolution cinématographique qui crève l’écran
placeholder

placeholder

Das grösste Problem im Umgang mit 8K-Inhalten ist die schiere Menge an Bildinformationen, die in Videodateien eingefangen wird. Hollywood-Grossproduktionen gehen bis in die hundert Terabytes oder gar Petabytes. Das zwingt Hard- und Software in die Knie. Server. Computer. Schneidprogramme. Es ist teuer, Ressourcen zur Verfügung zu stellen, die mit so gewaltigen Datenmengen effizient umgehen können.

Die 3. Hürde: Datenübertragung

Sind die ersten zwei Hürden genommen, bleibt die Frage, wie das Material auf den Fernseher kommt. Datenübertragung also. Eine effiziente Übertragung hängt von der Bandbreite ab. Das trifft sowohl bei der Übertragung via Internet als auch Kabel zu. Und die sich stellende Herausforderung ist jener am Gotthard-Tunnel zwischen den Kantonen Uri und Tessin gar nicht so unähnlich.

Stell dir diesen Tunnel vor.

Metaphorisch gesprochen ist er die Bandbreite. Die durchfahrenden Autos sind die Datenmenge. Wenn der Flaschenhals zu klein ist, kommen die Autos nur langsam voran. Stau. Genau das passiert mit Daten, wenn die Bandbreite zu klein ist. Sie können nicht schnell genug zu deinem Fernseher gelangen. Videos beginnen zu stocken, bis irgendwann gar nichts mehr läuft und das System überlastet aufgibt.

Stau vor dem Gotthard-Tunnel
Stau vor dem Gotthard-Tunnel

Die Datenmenge bei 4K und UHD-Inhalten ist riesig. Im Blu-Ray-Bereich werden Fernseher schon heute so gerüstet, dass sie damit umgehen könnten. Es braucht einen HDMI-2.1-Stecker – das haben die Meisten – und ein 8K-fähiges HDMI-Kabel, dessen Übertragungsrate 48 Gigabits pro Sekunde beträgt. Auch das ist kein Problem.

Câble DisplayPort 1.4 HBR3 8K60Hz (4m, Display Port)
65.–
Club 3D Câble DisplayPort 1.4 HBR3 8K60Hz (4m, Display Port)

Problematisch ist, dass es keine UHD-2-Blu-Rays gibt oder in absehbarer Zeit geben wird.

Wer braucht eigentlich *UHD Blu-rays**?
placeholder

placeholder

Bleiben bloss Streamingportale wie Netflix oder Prime Video. Für ihre Online-Inhalte empfehlen sie eine Internetleitung, die mindestens 25-30 Megabits pro Sekunde (Mbit/s) durchschleust. Damit würde sichergestellt, dass Videos bei einer vernünftigen Rate von sechzig Bildern pro Sekunde abgespielt werden können.

Wie gross die Bandbreite bei UHD-2-Inhalten sein müsste, ist mangels Beispielen noch nicht klar. Tests der japanischen Sendeanstalt NHK, welche die olympischen Spiele 2020 in Tokyo in 8K übertragen will, haben ergeben, dass beim Streamen eine Übertragungsrate von 80-100 Mbit/s nötig wäre. Google-Tests mit YouTube funktionierten hingegen bereits mit einer Bandbreite von etwa 45-50 Mbit/s.

Je grösser die Bandbreite, desto mehr Platz hat’s für Datenmenge, die gleichzeitig durchfliessen kann
Je grösser die Bandbreite, desto mehr Platz hat’s für Datenmenge, die gleichzeitig durchfliessen kann
Zeichnung: Luca Fontana

Diese Zahlen möchte ich dir aufschlüsseln. Die Schweiz surft laut dem im April 2017 veröffentlichtem State-of-the-Internet-Bericht von Akamai, Seite 14, mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von etwa 21,7 Mbit/s, und liegt damit im weltweiten Vergleich auf Platz 5. Auf Platz 1 ist Südkorea mit 28,6 Mbit/s. Die USA liegt mit 18,7 Mbit/s auf Platz 10, China mit 7,6 Mbit/s gar nur auf Platz 74.

Eines wird offensichtlich: Die Infrastruktur für Bandbreiten und Übertragungsraten, die mit so grossen Datenmengen umgehen können, wie sie 8K und UHD-2-Inhalte verursachen, ist auf der Welt kaum vorhanden.

Darum ist Datenübertragung die höchste der drei Hürden. Darum wird es noch Jahre dauern, bis sich 8K und UHD-2 etabliert haben werden.

Cet article plaît à 20 personne(s)


Luca Fontana
Luca Fontana
Editor, Zurich
Vivre des aventures et faire du sport dans la nature et me pousser jusqu’à ce que les battements du cœur deviennent mon rythme – voilà ma zone de confort. Je profite aussi des moments de calme avec un bon livre sur des intrigues dangereuses et des assassins de roi. Parfois, je m’exalte de musiques de film durant plusieurs minutes. Cela est certainement dû à ma passion pour le cinéma. Ce que j’ai toujours voulu dire: «Je s’appelle Groot.»

Ces articles pourraient aussi vous intéresser