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DVD-Player haben für gewöhnlich zwei oder drei Arten von Videoausgängen (Composite, S-Video und Component) und drei oder vier Arten Audioausgänge (analoges Stereo, digitales PCM-Stereo, Dolby Digital und DTS). Weitere Details unten und in 3.2.
Die meisten DVD-Player haben folgende Videoausgangsanschlüsse, die NTSC-, PAL- oder SECAM-Signale übertragen können.
Einige Player haben vielleicht zusätzliche Videoverbindungen:
Die meisten DVD-Player mit Component-Videoausgängen benutzen YUV (Y'PbPr), welches inkompatibel mit RGB-Ausstattung ist. Europäische Player mit Component-Videoausgängen unterstützen meist RGBS- (rot/grün/blau/sync) Signale auf dem SCART-Anschluß. Man munkelt, YUV-nach-RGB-Umwandler sind für 200$-300$ verfügbar, aber sie scheinen schwer ausfindig machbar zu sein. Einen 700$-Konverter gibt es von avscience und ein 900$-Konverter, den CVC 100, ist von Extron erhältlich. Konverter gibt es auch von Altinex, Kramer, Monster Cable und anderen. Für progressive-scan brauchen Sie einen Konverter, der 31,5-kHz-Signals verarbeitet. Konverter von S-Video sind auch eine Option (von Markertek).
Hinweis: Der korrekte Terminus für analogen Farbdifferenzausgang ist "Y'Pb'Pr'", nicht "Y'Cb'Cr'" (was digital ist, nicht analog). Um die Dinge zu vereinfachen, wird in dieser FAQ manchmal der Begriff "YUV" im allgemeinem Sinn benutzt, um auf die analogen Farbdifferenzsignale hinzuweisen.
Es gibt besondere Player von Firmen wie Function Communications, Theta Digital und Vigatec mit SDI- (serial digital interface / serieller digitaler Schnittstelle) Ausgang, aber sie lassen sich nur mit hochwertiger oder Produktionsausrüstung verbinden.
Die meisten DVD-Player haben die folgenden Audioausgangsanschlüsse.
Einige Player haben vielleicht zusätzliche Audioanschlüsse:
Einige Player und Receiver unterstützen nur S/PDIF oder nur Toslink. Wenn Ihr Player und Receiver nicht zusammenpassen, brauchen Sie einen Konverter wie den Audio Authority 977 Midiman C02, COP 1 oder POF.
Einige Player können 96/24-PCM-Ton ausgeben, indem sie eine nicht standardisierte Variation von IEC-958 nutzen, die auf 6,144 Mbps anstelle vom normalen Limit 3,1 MHz läuft.
Hinweis: Die CSS-Lizenz erlaubt keinen digitalen PCM-Ausgang von CSS-geschütztem Material bei 96 kHz. Die Player müssen auf 48 kHz heruntersampeln.
Es hängt von Ihrem Audio-/Videosystem und Ihrem DVD-Player ab. Die meisten DVD-Player haben 2 oder 3 Anschlussmöglichkeiten für Video und 3 für Audio. Wählen Sie das Ausgangsformat mit der besten Qualität (wird unten gezeigt), das von Ihrem Video- und Audiosystemen unterstützt wird. Siehe 3.1 für Ausgangsanschlußdetails.
Auf vielen Fernsehern werden Sie den Fernseher auf den AUX-Eingang umschalten müssen (Line Input). Sie müssen Ihn vielleicht auf Kanal 0 stellen, um das zu erreichen.
Wenn Sie mehrere Geräte (DVD-Player, VCR, Kabel-/Satellitbox, WebTV usw.) an einen einzigen Fernseher anschließen wollen, brauchen Sie eines der folgenden Dinge:
Warnung: Wenn Sie Ihren DVD-Player mit einem VCR und dann mit Ihrem Fernseher (oder einer TV/VCR-Kombination) verbinden, werden Sie wahrscheinlich Probleme mit Discs haben, die den Macrovisionschutz des Players aktiviert. Siehe 3.2.1.
Warnung: Einige Videoprojektoren erkennen das 4,43-NTSC-Signal von NTSC-Discs in PAL-Playern nicht (siehe 1.19). Sie sehen die 60Hz-Abtastfrequenz und wechseln zu NSTC, obwohl der Farbdifferenzträger im PAL-Format ist.
Hinweis: Die meisten Player unterstützen die Widescreen-Signalisierung, die einem Widescreendisplay sagt, wie das Seitenverhältnis ist, so daß es sich selbst anpaßt. Ein Standard (ITU-R BT.1119, zumeist in Europa genutzt) enthält Informationen in einer Videoscanlinie. Ein anderer Standard für Y/C-Anschlüsse, fügt ein 5V Gleichstromsignal zu der Chroma-Zeile hinzu, um ein Widescreensignal zu kennzeichnen. Leider verwerfen einige Umschalter und Verstärker diese Gleichstromkomponente anstatt sie an den Fernseher weiterzugeben.
Für mehr Informationen über die Konvertierung zwischen den Formaten, siehe Notes on Video Conversion von Sci.Electronics.Repair FAQ.
Hinweis: Alle DVD-Player haben einen eingebauten 2-Kanal-Dolby-Digital- (AC-3) Dekoder. Einige können auch MPEG-Ton oder DTS-Ton dekodieren. Der Dekoder übersetzt Mehrkanalton in Zweikanal-PCM-Ton. Dieser geht über den digitalen Ausgang und ist außerdem für die Standardtonausgabe ins Analoge konvertiert. Einige Player haben einen eingebauten Mehrkanal-Dolby-Digital-Dekoder, aber er ist nur sinnvoll, wenn Sie ein Audiosystem mit Mehrkanalanalogeingängen haben. Siehe 3.6.3 für weitere Erklärungen.
Es ist keine gute Idee, das Video von Ihrem DVD-Player durch den VCR zu schicken. Die meisten Filme nutzen einen Macrovision-Schutz (siehe 1.11), der VCRs betrifft und Probleme wie wiederholtes Verdunkeln und Aufhellen des Bildes verursacht. Wenn Ihr Fernseher keinen direkten Videoeingang hat, brauchen Sie vielleicht einen separaten RF-Konverter (siehe 3.2). Oder noch besser - kaufen Sie sich einen neuen Fernseher mit direkten Videoeingängen.
Sie können außerdem Probleme mit TV/VCR-Combos haben, weil viele von ihnen den Videoeingang über die VCR-Schaltkreise leiten. Die beste Lösung ist es, sich ein Gerät zu besorgen, das Macrovision entfernt (siehe 1.11).
Die Nummer Eins unter den Gründen von schlechtem Video ist ein schlecht eingestellter Fernseher. Die hohe Wiedergabetreue von DVD-Video verlangt viel von dem Bildschirm. Regeln Sie Schärfe und Helligkeit herunter. Siehe 1.3 für weitere Informationen. Für technische Details der Fernsehkalibrierung, siehe Anthony Haukaps FAQ: How To Adjust a TV.
Wenn Sie einen Summton oder rauschendes Bild haben, wird das wahrscheinlich von einer Interferenz oder einem Erdungskreis verursacht. Probieren Sie andere Kabelsätze aus. Versuchen Sie es mit einem kürzeren Kabel. (Lange Kabel können das Signal verschlechtern.) Vergewissern Sie sich der guten Abschirmung Ihrer Kabel. Versuchen Sie, alle Geräte außer jene, die Sie zu testen beabsichtigen, auszuschalten. Versuchen Sie, die Geräte weiter auseinander zu stellen. Versuchen Sie, eine andere Schaltung einzustecken. Vergewissern Sie sich, daß alle Geräte in dieselbe Steckdose gesteckt sind. Wenn alles andere fehlschlägt, erden Sie Ihre Strumpfhalter und wickeln Sie Ihr gesamtes Haus in Stanniolfolie ein. Für mehr über Erdungskreise, siehe <www.hut.fi/Misc/Electronics/docs/groundloop/>. Mehr Informationen für Reparaturtechniker ist unter Shophelper verfügbar.
Bild- oder Tonprobleme können auch von fehlerhaften Playern oder schlechten Discs verursacht werden (siehe 1.41.) Wenn das Bild einfriert oder abbricht, könnte das von Kratzern auf der Disc kommen (siehe 1.39). Es ist normal für DVDs, wenn das Bild in der Mitte des Films für den Bruchteil einer Sekunde einfriert - das ist eine Schichtpause (siehe 1.27).
Es gibt viele Variationen zum Thema DVD. Discs kommen in zwei physikalischen Größen: 12 cm (4,7 Zoll) und 8 cm (3,1 Zoll), beide 1,2 mm dick, zusammengesetzt aus zwei 0,6mm-Substraten, die zusammengeklebt sind. Das sind dieselben Baugrößen wie bei der CD. Eine DVD kann einseitig oder doppelseitig sein. Jede Seite kann eine oder zwei Datenschichten haben. Die Menge an Video, die eine Disc faßt, hängt davon ab, von wieviel Audio es begleitet wird und wie sehr Bild und Ton komprimiert sind. Die oft zitierte Zahl von 133 Minuten ist fraglich: eine DVD mit nur einer Audiospur kann mit Leichtigkeit über 160 Minuten enthalten und eine einzelne Schicht kann eigentlich bis zu 9 Stunden Video und Audio enthalten, wenn sie auf VHS-Qualität komprimiert sind.
Bei der rohen Durchschnittsrate von 5 Mbps (4 Mbps für Video und 1 Mbps für zwei oder drei Tonspuren) kann eine einschichtige DVD etwas über zwei Stunden enthalten. Eine Doppelschicht- (Dual-Layer) Disc kann einen 2-Stunden-Film bei einem Durchschnitt von 9,5 Mbps enthalten (nahe dem 10,08-Mbps-Limit).
Eine DVD-Video-Disc, die zum größten Teil Ton enthält, kann 13 Stunden Spielzeit haben (24 h bei zwei Schichten), wenn sie 48/16-PCM benutzt (etwas besser als CD-Qualität). Sie kann für Ton 160 h Abspielzeit haben (oder enorme 295 h bei zwei Schichten), wenn sie Dolby-Digital-Kompression bei 64 für monophonen Ton benutzt, was perfekt für Audiobooks ist.
Zum Vergleich: eine CD-ROM faßt etwa 650 Megabyte, das sind 0,64 Gigabyte oder 0,68 Milliarde Byte. In der Liste unten bedeutet "SS/DS" "single-sided/double-sided / einseitig/doppelseitig", "SL/DL/ML" "single-layer/dual-layer/mixed-layer / einschichtig/doppelschichtig/gemischtschichtig" ("mixed/gemischt" heißt eine Schicht auf einer Seite und auf der anderen zwei Schichten), "Gig" "Gigabyte" (2^30), "BB" "billions of bytes / Milliarden Byte" (10^9). Siehe Hinweis über Giga versus Milliarde im Abschnitt 7.2.
| DVD-5 (12 cm, SS/SL) | 4,37 Gig (4,70 BB) an Daten, über 2h an Video |
| DVD-9 (12 cm, SS/DL) | 7,95 Gig (8,54 BB), etwa 4h |
| DVD-10 (12 cm, DS/SL) | 8,74 Gig (9,40 BB), etwa 4,5h |
| DVD-14 (12 cm, DS/ML) | 12,32 Gig (13,24 BB), etwa 6,5h |
| DVD-18 (12 cm, DS/DL) | 15,90 Gig (17,08 BB), über 8h |
| DVD-1 (8 cm, SS/SL) | 1,36 Gig (1,46 BB), etwa eine halbe Stunde |
| DVD-2 (8 cm, SS/DL) | 2,47 Gig (2,66 BB), etwa 1,3h |
| DVD-3 (8 cm, DS/SL) | 2,72 Gig (2,92 BB), etwa 1,4h |
| DVD-4 (8 cm, DS/DL) | 4,95 Gig (5.32 BB), etwa 2,5h |
| DVD-R 1.0 (12 cm, SS/SL) | 3,68 Gig (3,95 BB) |
| DVD-R 2.0 (12 cm, SS/SL) | 4,37 Gig (4,70 BB) |
| DVD-R 2.0 (12 cm, DS/SL) | 8,75 Gig (9,40 BB) |
| DVD-RW 2.0 (12 cm, SS/SL) | 4,37 Gig (4,70 BB) |
| DVD-RW 2.0 (12 cm, DS/SL) | 8,75 Gig (9,40 BB) |
| DVD+R 2.0 (12 cm, SS/SL) | 4,37 Gig (4,70 BB) |
| DVD+R 2.0 (12 cm, DS/SL) | 8,75 Gig (9,40 BB) |
| DVD+RW 2.0 (12 cm, SS/SL) | 4,37 Gig (4,70 BB) |
| DVD+RW 2.0 (12 cm, DS/SL) | 8,75 Gig (9,40 BB) |
| DVD-RAM 1.0 (12 cm, SS/SL) | 2,40 Gig (2,58 BB) |
| DVD-RAM 1.0 (12 cm, DS/SL) | 4,80 Gig (5,16 BB) |
| DVD-RAM 2.0 (12 cm, SS/SL) | 4,37 Gig (4,70 BB)* |
| DVD-RAM 2.0 (12 cm, DS/SL) | 8,75 Gig (9,40 BB)* |
| DVD-RAM 2.0 (8 cm, SS/SL) | 1,36 Gig (1,46 BB)* |
| DVD-RAM 2.0 (8 cm, DS/SL) | 2,47 Gig (2,65 BB)* |
| CD-ROM (12 cm, SS/SL, 74 Minuten) | 0,635 Gig (0,682 BB) |
| CD-ROM (12 cm, SS/SL, 80 Minuten) | 0,687 Gig (0,737 BB) |
| CD-ROM (8 cm, SS/SL) | 0,180 Gig (0,194 BB) |
| DDCD-ROM (12 cm, SS/SL) | 1,270 Gig (1,364 BB) |
| DDCD-ROM (8 cm, SS/SL) | 0,360 Gig (0,387 BB) |
* Formatierte DVD-RAM-Discs haben etwas weniger als die genannte Kapazität. Zum Beispiel paßt der Inhalt einer komplett vollen DVD-R nicht ganz auf eine DVD-RAM.
Tipp: Es braucht ungefähr 2 Gigabyte, um eine Stunde durchschnittlichen Films zu speichern.
Die Erhöhung in der Kapazität im Vergleich zur CD-ROM gibt es wegen: 1.) kleineren Pit-Längen (~2,08x), 2.) engeren Spuren (~2,16x), 3.) etwas größerer Datenspeicherbereich (~1,02x), 4.) effizientere Kanalbitmodulation (~1,06x), 5.) effizientere Fehlerkorrektur (~1,32x), 6.) weniger Sektoren-Overhead (~1,06x). Die gesamte Erhöhung für eine einzelne Schicht liegt bei etwa dem 7-fachen einer Standard-CD-ROM. Es gibt eine geringfügig andere Erklärung bei <www.mpeg.org/MPEG/DVD/General/Gain.html>.
Die Kapazität einer Doppelschicht-Disc ist minimal weniger als die doppelte einer einzelnen Schicht. Der Laser muß "durch" die äußere Schicht in die innere Schicht lesen (eine Distanz von 20 bis 70 Mikrometer). Um Überschneidungen (crosstalk) zwischen den Schichten zu reduzieren, wird die Pit-Länge von 0,4µm auf 0,44µm erhöht. Um das zu kompensieren ist die Referenzscangeschwindigkeit etwas höher, 3,84 m/s, im Gegensatz zu 3,49 m/s für einschichtige Discs. Längere Pits, weiter entfernt voneinander, sind einfacher korrekt zu lesen und weniger anfälliger für Jitter. Die erhöhte Länge bedeutet weniger Pits pro Umdrehung, was zu reduzierter Kapazität pro Schicht führt.
Hinweis: Ältere Versionen von Windows, die FAT16 anstelle von UDF, FAT32 oder NTFS zum Lesen einer DVD benutzen, könnten ein Problem mit der 4-Gigabyte-Datenträgergrößenlimitierung haben. FAT16 hat außerdem ein 2-Gigabyte-Dateigrößenlimit, während FAT32 ein 4-Gigabyte-Dateigrößenlimit hat. (NTFS hat ein 2-TeraByte-Limit, also sind wir hier für eine Weile auf der sicheren Seite.)
Siehe 4.3 für Details über beschreibbare DVD. Mehr Infos über die Disc-Spezifikationen und die Herstellung kann unter Disctronics, Cinram, Technicolor und anderen Discreplikatorenseiten gefunden werden.
Diese extragroßen Discs werden für Daten aber üblicherweise nicht für Filme benutzt. Der erste kommerzielle DVD-18-Titel, The Stand, wurde im Oktober 1999 auf den Markt gebracht. Eine DVD-18 erfordert eine komplett andere Art der zwei Schichten. Eine einseitige, Doppelschicht-Disc (DVD-9) wird hergestellt, indem man die Datenschicht auf jedem Substrat erstellt und die Hälfen mit transparentem Kleber zusammenklebt, so daß der Lesestrahl beide Schichten von einer Seite lesen kann. Aber wenn man vier Schichten herausbekommen möchte, muß jedes Substrat zwei Schichten fassen. Das macht das Pressen einer zweiten Datenschicht auf die Oberseite der anderen vonnöten, ein sehr viel komplizierteres Verfahren. Nur ein paar Pressen können DVD-18s herstellen und der geringe Ertrag (Anzahl der nutzbaren Discs in einem Stoß) macht es schwieriger und teurer als die Herstellung einer DVD-9s.
(Meine Vorhersage in dieser FAQ war im Dezember 1998, daß wir keine kommerziellen DVD-18-Discs bis Herbst 1999 sehen würden, ungeachtet vieler Gerüchte, daß sie früher erscheinen würden.)
Der Begriff "miniDVD" bezieht sich verwirrenderweise auf 8-cm-DVDs und auf CDs mit DVD-Video-Inhalt darauf, passender bezeichnet als "cDVDs". 8-cm-DVDs sind in der DVD-Spezifikation definiert und lassen sich auf fast allen DVD-Playern und -Laufwerken abspielen, aber sie funktionieren mit den meisten Systemen nicht, die DVDs durch einen Schlitz aufnehmen (slot-loading), wie in Autos üblich. cDVDs lassen sich auf den meisten DVD-PCs abspielen, aber nur auf sehr wenigen DVD-Playern (siehe 5.7 für Details).
DVD-Video ist eine Anwendung von DVD-ROM auf der Basis der Spezifikation, das vom DVD Forum kreiert wurde (siehe 6.1). DVD-Video ist außerdem eine Anwendung von MPEG-1, MPEG-2, Dolby Digital, DTS und anderen Formaten. Das bedeutet, das DVD-Video-Format definiert Untergruppen dieser Standards und Formate, die in der Praxis angewandt werden, um Discs herzustellen, die für DVD-Video-Player gedacht sind. DVD-ROM jede gewünschte digitale Information enthalten, aber DVD-Video ist auf Datentypen für die Reproduktion auf dem Fernseher beschränkt.
Eine Disc hat eine Spur (einen Strom) von MPEG-2 in constant bit rate / konstanter Bitrate (CBR) oder variable bit rate / variabler Bitrate (VBR) komprimiertem Digitalvideo. Eine restringierte Version des MPEG-2 Main Profile beim Main Level (MP@ML) wird benutzt. SP@ML wird auch unterstützt. MPEG-1-CBR- und VBR-Video ist auch erlaubt. 525/60- (NTSC, 29,97 interlaced Bilder/s) und 625/50- (PAL/SECAM, 25 interlaced Bilder/s) Videoanzeigesysteme werden insbesondere unterstützt. Kodierte Bildraten von 24 fps progressiv vom Film, 25 fps interlaced vom PAL-Video und 29,97 fps interlaced vom NTSC-Video sind typisch. MPEG-2-progressive-sequence ist nicht erlaubt, aber interlaced Sequenzen können progressives Bild und progressive Makroblöcke enthalten. Im Falle von 24-fps-Quellen bettet der Kodierer MPEG-2-repeat_first_field-Hinweisflags in den Videostrom ein, um den Dekoder entweder einen 2-3-Pulldown bei 60Hz-NTSC-Displays (eigentlich 59,94Hz) oder 2-2-Pulldown (mit der daraus resultierenden 4%-igen Beschleunigung) für 50Hz PAL-/SECAM-Bildschirme machen zu lassen. In anderen Worten: der Player "weiß" nicht, wie die kodierte Rate ist, er folgt nur den Instruktionen des MPEG-2-Dekoders, um die voreingestellte Bildrate von 25 oder 29,97 fps zu produzieren. Das ist einer der Hauptgründe, warum zwei Arten Discs existieren, eine für NTSC und eine für PAL. Siehe 1.19.)
Weil die Filmtransfers für PAL und NTSC für gewöhnlich dieselbe Kodierbildrate (24 fps) benutzen, aber die Auflösung bei PAL größer ist, braucht die PAL-Version mehr Platz auf der Disc. Die Rohzunahme vor dem Kodieren beträgt 20% (480 auf 576), aber das Endergebnis liegt näher an 15%, je nach der Kodierereffizienz. Das bewirkt eine Vergrößerung von 600 bis 700 Megabyte auf PAL-Discs verglichen mit NTSC-Discs.
Es ist interessant, darauf hinzuweisen, daß sogar interlaced Quellvideo von einem guten Kodierer als progressiv strukturiertes MPEG-Bild mit interlaced feldkodierten Makroblöcken, die nur für Bewegung genutzt werden, gerendert werden kann. Die meisten Filmquellen sind mit 24 Bildern pro Sekunde kodiert (der inverse Film-Videosignal-Transfer während der Kodierung entfernt die duplizierten 2-3-Pulldown-Felder von der Videokassettenquelle und die verbleibenden Feldpaare, obwohl sie technisch in interlaced Form vorliegen, können von einem progressiven Player re-interleaved werden). Die meisten Videoquellen sind bei 25 oder 30 interlaced Bildern pro Sekunde kodiert. Das kann auf einer einzigen Disc unterschiedlich sein, wie, wenn auf ein Logo mit einer interlaced Quelle ein Film mit progressiver Quelle folgt.
Siehe 3.8 für eine Erklärung von progressivem und interlaced Scanning. Siehe 1.40 für Progressive-scan-Player. Siehe MPEG-Seite <www.mpeg.org> für weitere Informationen über MPEG-2-Video.
Die Bilddimensionen sind maximal 720x480 (für 525/60 NTSC-Bildschirme) oder 720x576 (für 625/50 PAL/SECAM-Bildschirme). Die Bilder werden vor dem Kodieren von 4:2:2 ITU-R BT.601 auf 4:2:0 heruntergesampelt, was eine durchschnittliche Zuweisung von 12 Bit/Pixel im Y'CbCr-Format ergibt. (Die Farbtiefe ist 24 Bit, weil Farbsamples über 4 Pixel geteilt werden.) DVD-Pixel sind nicht quadratisch (siehe 3.5). Die unkomprimierte Quelle hat 124,416 bei Videoquellen (720x480x12x30 oder 720x576x12x25) oder 99,533 oder 119,439 Mbps bei Filmquellen (720x480x12x24 oder 720x576x12x24). In analogen Begriffen gibt es etwa 500 Linien Horizontalauflösung, aber sie kann bis auf 540 anwachsen (siehe 3.4.1). Der typische Luma-Frequenzgang erreicht die volle Amplitude zwischen 5,0 und 5,5 MHz. Das ist unter der normalen 6,75MHz-Frequenz des MPEG-2-Digitalsignals (in anderen Worten, die meisten ziehen beim Reproduzieren der vollen Qualität einer DVD den Kürzeren). Der Chroma-Frequenzgang ist halb so groß wie bei Luma.
Zulässige Bildauflösungen sind:
MPEG-2, 525/60 (NTSC): 720x480, 704x480, 352x480, 352x240
MPEG-2, 625/50 (PAL): 720x576, 704x576, 352x576, 352x288
MPEG-1, 525/60 (NTSC): 352x240
MPEG-1, 625/50 (PAL): 352x288
Verschiedene Player benutzen eine andere Anzahl an Bits bei der Konvertierung des Videos von digital in analog, die Player mit der besten Qualität benutzen 10 oder 12 Bit. Das hat nichts mit dem MPEG-Dekodierprozeß zu tun, weil jedes originale Component-Signal auf 8 Bit pro Sample beschränkt ist. Mehr Bits im Player gewähren mehr "Kopffreiheit" und mehr Signallevel während der Digital-nach-analog-Konvertierung, was dabei helfen kann, ein besseres Bild zu erzeugen.
Die maximale Videobitrate ist 9,8 Mbps. Die "durchschnittliche" Bitrate ist etwa 4 Mbps, hängt aber von der Länge, Qualität, Tonspuranzahl etc. ab. Das ist eine 31:1-Reduktion von der unkomprimierten 124-Mbps-Videoquelle (oder eine 25:1-Reduktion von einer 100-Mbps-Filmquelle. Die unbearbeiteten Kanaldaten werden mit konstanten 26,16 Mbps von der Disc gelesen. Nach der 8/16-Demodulation ist sie auf 13,08 Mbps geschrumpft. Nach der Fehlerkorrektur geht der Nutzdatenstrom mit konstanten 11,08 Mbps in den Spurpuffer. Der Spurpuffer sendet die Systemstromdaten mit einer variablen Rate von bis zu 10,08 Mbps aus. Nach dem Systemoverhead ist die Maximalrate der kombinierten Elementarströme (Ton + Bild + Unterbild) 10,08. Die MPEG-1-Videorate ist auf 1,856 Mbps limitiert, mit einer typischen Rate von 1,15 Mbps.
Standbilder (als MPEG-I-Einzelbilder kodiert) werden unterstützt und können für eine bestimmte oder unbestimmte Zeitspanne dargestellt werden. Das wird für Menüs oder Diavorführungen genutzt. Standbilder können von Musik begleitet werden.
Eine Disc kann bis zu 32 Unterbildspuren haben, die über das Video gelegt werden und für Untertitel, Erklärungen für Hörgeschädigte, Erklärungen für Kinder, Karaoke, Menüs, einfache Animation etc. genutzt werden können. Das sind bildschirmfüllende, laufzeitkodierte Bitmaps mit zwei Bit pro Pixel, mit vier Farbwerten und vier Transparentwerten. Für jede Gruppe Unterbilder sind vier Farben von der 16-Farben-Palette (von der YCbCr-Skala) und vier Kontrastwerte aus 16 Levels von transparent bis opak ausgewählt. Weil einer der vier Werte üblicherweise 100% Transparenz ist (um das Video durchscheinen zu lassen), sind nur drei Kombinationen von Farben und Transparenzen übrig, was die Überlagerungsgraphiken ziemlich plump macht. Von Unterbildern angezeigte Kommandosequenzen können für die Schaffung von Effekten wie Scrollen, Bewegung, Farbe/Hervorheben und Blenden genutzt werden. Die maximale Unterbilddatenrate ist 3,36 Mbps, mit einer maximalen Einzelbildgröße von 53220 Byte.
Zusätzlich zu Untertiteln in Unterbildströmen unterstützt DVD auch NTSC Closed Captions. Closed-Caption-Text wird im Videostrom als MPEG-2-Nutzdaten (in den Paket-Headern) gespeichert und wird vom Player als eine Zeile-21 analoge Signalform in dem Videosignal regeneriert, das dann von einem Closed-Caption-Dekoder im Fernseher dekodiert werden muß. Obwohl die DVD-Video-Spezifikation nur NTSC erwähnt, gibt es keinen technischen Grund, warum PAL/SECAM-DVD-Player nicht dazu gebracht werden könnten, den Closed-Caption-Text im World-System-Teletext- (WST) Format auszugeben; der einzige Kniff ist es, mit den unterschiedlichen Bildraten klarzukommen. Unglückseliger Hinweis: Das DVD-Closed-Caption-MPEG-2-Speicherformat ist etwas anders als das ATSC-Format. Siehe 1.45 für mehr über Closed Captions.
Jeder wird von dem Terminus "lines of horizontal resolution / Linien der Horizontalauflösung", auch bekannt als "LoHR" oder "TVL", verwirrt. Es ist ein Relikt vom Analogvideo, es wird kaum verstanden und widersprüchlich gemessen und von den Herstellern angegeben, aber wir sind es los, wenn alles Video digital ist und wir die Auflösung einfach in Pixeln angeben können.
Technisch bezieht sich die horizontale Auflösung auf sichtbar zerlegbare senkrechte Linien pro Bildhöhe. In anderen Worten, es wird gemessen, indem man die Anzahl der vertikalen schwarzen und weißen Linien zählt, die auf einem Bereich, der so breit ist wie die Bildhöhe, unterschieden werden können. Das Konzept ist es, die Messung unabhängig von dem Seitenverhältnis zu machen. "Linien der Horizontalauflösung" bezieht sich auf Fernsehbildschirme und Signalformate wie jenes, das von einem DVD-Player erzeugt wird, gleichermaßen. Die meisten Fernseher haben absurd hohe Zahlen bei den Angaben ihrer Horizontalauflösung.
Weil DVD 720 Horizontalpixel hat (sowohl auf NTSC- als auch PAL-Discs), kann die Horizontalauflösung berechnet werden, indem man 720 durch 1,33 teilt (von dem 4:3-Seitenverhältnis), um dann 540 Linien zu erhalten. Auf einem 1,78- (16:9) Bildschirm hat man 405 Linien. In der Praxis haben die meisten Player wegen des Filterns und der billigen DA-Konvertern etwa 500 Linien anstelle 540. VHS hat etwa 230 Linien (172 bei Widescreen), übertragenes Fernsehen hat etwa 330 (248 bei Widescreen) und Laserdisc hat etwa 425 (318 bei Widescreen).
Verwechseln Sie nicht die horizontale Zeilenauflösung (Auflösung entlang der X-Achse) mit den Scan-Zeilen (Auflösung entlang der Y-Achse). DVD erzeugt exakt 480 Scanzeilen Aktivbild bei NTSC und 576 bei PAL. Der NTSC-Standard hat insgesamt 525 Scanzeilen, aber nur 480 bis 483 oder so sind sichtbar. (Die zusätzlichen Zeilen enthalten Gleichlaufimpulse und andere Informationen wie Closed Captions, die in die Zeile 21 hineinkodiert sind). PAL hat insgesamt 625 Scanzeilen, aber nur etwa 576 bis 580 sind sichtbar. Weil alle Videoformate (DVD, VHS, LD, Fernsehen usw.) dieselbe Anzahl an Scanzeilen haben, ist es die horizontale Auflösung, die den großen Unterschied bei der Qualität macht.
Für weitere Information, siehe Allan Jaynes TV and Video Resolution Explained.
Video kann auf DVD im 4:3-Format (Standard-TV-Form) oder in 16:9 (Widescreen) gespeichert sein. Das Verhältnis Breite-zu-Höhe von Standardfernsehern ist 4 zu 3; in anderen Worten ist es 1,33-mal breiter als hoch. Neue Breitbildfernseher, besonders jene, die für HDTV konstruiert sind, haben ein Verhältnis von 16 zu 9; das ist 1,78-mal breiter als hoch.
DVD ist speziell dafür konstruiert, Breitbildbildschirme zu unterstützen. Widescreen-16:9-Video, wie von einer 16:9-Videokamera, kann auf der Disc in anamorpher Form gespeichert sein, d.h., das Bild ist horizontal gestaucht, um auf das Standard-4:3-Rechteck zu passen, und wird während der Wiedergabe entzerrt.
Die Sache wird schon komplizierter, wenn Film zu Video transferiert wird, weil die meisten Filme heutzutage ein Seitenverhältnis von 1,66, 1,85 ("flat") oder 2,40 ("scope") haben. Weil die nicht in die 1,33 oder 1,78-Fernseherformen passen, werden zwei Arbeitsschritte eingesetzt, um die verschiedenen Filmformate auf den Fernseher einzupassen:
Letterbox (oft mit "LBX" abgekürzt) bedeutet, das Video wird im Kinoseitenverhältnis präsentiert, das breiter ist als Standard- oder Breitbildfernsehen. Schwarze Balken, genannt (engl.) mattes, werden benutzt, um die Lücken oben und unten auszufüllen. Ein 1,85-Film, der für 1,33-Display geletterboxt wurde, hat dünnere Balken als ein 2,4-Film, der auf 1,33 geletterboxt ist (28% der Anzeigehöhe versus 44%), obwohl ersterer fast dieselbe Dicke hat wie ein auf 1,78 geletterboxter 2,4-Film (26% der Bildschirmhöhe). Die Balken beim Letterboxen eines 1,85-Films für ein 1,78-Display sind so dünn (2%), daß von dem Overscan der meisten Breitbildfernseher versteckt werden. Einige Filme, besonders animierte Spiel- und europäische Filme, haben ein Seitenverhältnis von 1,66, was für ein 1,33-Display geletterboxt oder für eine 1,78-Anzeige sideboxed (windowboxed) werden können.
Pan & Scan meint, daß das dünnere Fernseh-"Fenster" verschoben und auf das größere Filmbild vergrößert wird, wobei die Seiten abgeschnitten werden. Jedoch haben die meisten heutigen Filme soft matte, d.h., ein volles 1,33-Verhältnis-Filmbild wird benutzt. (Der Kameramann hat zwei Stück Bildmarkierungen im Bildsucher, eine für 1,33 und eine für 1,85, also kann er/sie beide Formate einkalkulieren.) Der obere und untere Teil sind im Kino verdeckt, aber wenn der Film zum Video transferiert wird, kann das volle 1,33-Bild im Pan-&-Scan-Prozeß benutzt werden. Pan & scan wird primär für 1,33-Formatierung benutzt, nicht für 1,78-Formatierung, weil Breitbild-Fans Letterboxing zum Erhalt des Kinoeffekts bevorzugen.
Für weitere Details und schöne anschauliche Hilfe siehe Leopolds How Film Is Transferred to Video-Seite.
Wenn das Bild einmal für Vollbild oder Breitbild formatiert ist, ist es kodiert und auf der DVD gespeichert. DVD-Player haben vier Wiedergabemodi, einen für 4:3-Video und drei für 16:9-Video:
Video, das im 4:3-Format gespeichert ist, wird vom Player nicht verändert. Es erscheint normal auf einem Standard-4:3-Bildschirm. Breitbildsysteme vergrößern es entweder oder fügen schwarze Balken an den Seiten hinzu. 4:3-Video kann vielleicht mit Letterboxing oder Pan & scan formatiert worden sein, bevor es auf DVD transferiert wurde. Jedwede Formatierung, die dem Video vor der Speicherung zugefügt wurde, ist für den Player offenkundig. Er reproduziert es einfach nur als Standard-4:3-Fernsehbild. Video, das vor der Kodierung geletterboxt wurde, kann mit einem Hinweisflag versehen werden, so daß der Player einem Breitbildfernseher automatisch mitteilt, daß er das Bild ausbreiten soll. Leider setzen einige Discs (wie Fargo) den Hinweisflag im Video nicht richtig und, was noch schlimmer ist, manche Player ignorieren die Flags.
Die Anmut der Anamorphose ist, daß weniger vom Bild für die Letterbox-Balken verschwendet wird. DVD hat eine Bildgröße, die für 1,33-Bildschirme entworfen ist, also muß das Bild passend gemacht werden, weil es nur horizontal gestaucht ist, 33% mehr Pixel (25% der Gesamtpixel in einem Videobild) werden zur Speicherung aktiven Bildes anstelle von Schwarz genutzt. Anamorphes Video wird auf Breitbildausstattung am besten angezeigt, was das Bild zurück auf die ursprüngliche Breite streckt. Alternativ können viele neue 4:3-Fernseher den vertikalen Scanbereich reduzieren, um das richtige Seitenverhältnis darzustellen, ohne Auflösung zu verlieren (ein automatisches Auslösesignal wird an europäische Fernseher auf dem SCART-8-Pol gesandt). Obwohl fast alle Rechner 4:3-Monitore haben, haben sie eine höhere Auflösung als Fernseher, so daß sie das volle Widescreenbild in einem Fenster (854x480 Pixel oder mehr für NTSC; 1024x576 oder mehr für PAL) anzeigen können.
Anamorphes Video kann vom Player zum Anzeigen auf einem Standard-4:3-Fernseher in Letterbox- oder Pan-&-Scan-Form konvertiert werden. Wenn anamorphes Bild unabgeändert auf einem Standard-4:3-Display dargestellt wird, sehen die Menschen zu groß und dünn aus, als ob sie auf einer Crash-Diät gewesen wären. Die Einstelloptionen eines DVD-Players erlauben es dem Zuschauer einzustellen, ob er einen 16:9- oder 4:3-Fernseher hat. Im Falle eines 4:3-Fernsehers läßt eine zweite Option den Betrachter eine Präferenz für die Umformatierung von anamorphem Video im Player einstellen. Die zwei Optionen werden unten ausführlich dargestellt.
Für den automatischen Letterboxmodus generiert der Player schwarze Balken oben und unten am Bild (60 Zeilen für NTSC, 72 für PAL). Das läßt 3/4 der Höhe übrig, erzeugt ein weniger hohes aber breiteres Rechteck (1,78:1). Um in dieses kleinere Rechteck zu passen, wird das anamorphe Bild mit einem Letterboxfilter vertikal gestaucht, der je 4 Zeilen in 3 kombiniert und die vertikale Auflösung von Scanzeilen auf 360 reduziert (576 auf 432 bei PAL). Wenn das Video schon geletterboxt wurde, um auf das 1,78-Verhältnis zu passen, gehen die Balken, die von dem Player generiert werden, unauffällig in die Balken vom Video über.) Das vertikale Stauchen kompensiert das originale horizontale Stauchen so, daß der Film in seiner vollen Größe angezeigt wird. Einige Player haben bessere Letterboxfilter als andere, die einen gewichtete Durchschnittsberechnung benutzen, um die Zeilen zu kombinieren (4 Zeilen in 3 skalieren oder die Begrenzungslinien mischen) und nicht einfach jede vierte Zeile herausnehmen. Vollbildvideo kann auf teuerem Studioequipment zu 4:3 geletterboxt werden, bevor es auf der Disc gespeichert wird oder es kann in anamorpher Form gespeichert werden und im Player auf 4:3 geletterboxt werden. Wenn man die beiden vergleicht, werden die Letterboxbalken dieselben sein aber die Qualität der Studioversion kann geringfügig besser sein. (Siehe 1.38 für mehr über Letterboxing.)
Für den automatischen Pan-&-Scan-Modus wird das anamorphe Video auf 16:9 entzerrt und die Seiten werden abgeschnitten, so daß ein Teil des Bilds auf einem 4:3-Schirm in voller Höhe angezeigt wird, indem dem center of interest / Mittelpunkt des Interesses-Offset, der je nach den Voreinstellungen derer, die das Video von Film auf Video transferiert haben, in den Videostrom kodiert ist, gefolgt wird. Das Pan-&-Scan-"Fenster" hat 75% der vollen Breite, was die horizontalen Pixel von 720 auf 540 reduziert. Das Pan-&-Scan-Fenster kann nur seitlich bewegt werden. Das entspricht nicht einem echten Pan-&-Scan-Prozeß, in dem das Fenster auch nach oben und unten bewegt und in das Bild hinein- und herausgezoomt werden kann. Auto-Pan-&-Scan hat drei Nachteile: 1.) es liefert nicht die gleiche künstlerische Kontrolle wie Studio-Pan-&-Scan, 2.) es geht Bilddetail verloren, wenn das Bild hochskaliert wird 3.) Ausrüstung für die Aufnahme von Bildverschiebungsinformation ist nicht weit verbreitet. Deswegen wurden keine anamorphen Filme mit aktiviertem Auto-Pan-&-Scan auf den Markt gebracht, obwohl einige Discs die Pan-&-Scan-Funktion in den Menüs benutzen, so daß dasselbe Menü für den Breitbild- und den 4:3-Modus funktionieren. Um ein qualitatives bildschirmfüllendes Bild für die große Mehrheit der Fernsehzuschauer und trotzdem das beste Erlebnis für Breitbildfernseherbesitzer zu liefern, entscheiden sich einige DVD-Produzenten, zwei Versionen auf eine einzige Disc zu machen: 4:3-Studio-Pan-&-Scan und 16:9 anamorph.
Die Wiedergabe von Breitbildmaterial kann von dem Discproduzenten beschränkt werden. Programme können für die folgenden Anzeigemodi markiert werden:
- 4:3-Vollbild
- 4:3 LB (für das Senden eines Letterboxexpandierungssignals an Breitbildfernseher)
- nur 16:9 LB (dem Player wird nicht erlaubt, auf einem 4:3-Fernseher Pan & Scan durchzuführen)
- nur 16:9 PS (dem Player ist das Letterboxing auf einem 4:3-Fernseher nicht gestattet)
- 16:9 LB oder PS (der Zuschauer kann Pan & Scan oder Letterbox auf einem 4:3-Fernseher auswählen)
Sie können für gewöhnlich sagen, daß eine Disc anamorphes Video enthält, wenn auf der Verpackung "verbessert für 16:9-Breitbild" oder etwas ähnliches steht. Wenn überall nur "widescreen" draufsteht, kann es auf 4:3 geletterboxt sein, nicht auf 16:9. Widescreen Review hat eine Liste von amorphen DVD-Titeln.
Zusätzliche Erklärungen, wie anamorphe Videoerzeugnisse gefunden werden können gibt es bei Greg Loverns What's an Anamorphic DVD? Seite, Bill Hunts Ultimate Guide to Anamorphic Widescreen DVD und Dan Ramers What the Heck Is Anamorphic?. Mehr Informationen können bei Anamorphic Widescreen Support Page, der Letterbox/Widescreen Advocacy Page und The American Widescreen Museum gefunden werden. Vielleicht interessieren Sie sich auch für Guy Wrights The Widescreen Scam. Siehe 1.38 für weitere Besprechung von Letterboxing.
Die Anamorphose verursacht keine Probleme mit den Zeilenverdopplern und anderen Videoskalierern, die einfach die Scanzeilen verdoppeln, bevor sie von der Breitbildanzeige ausgestreckt werden.
Für anamorphes Video sind die Pixel fetter. Verschiedene Pixelseitenverhäntnisse (keines davon quadratisch) werden für verschiedene Seitenverhältnisse und Auflösungen benutzt. 720-Pixel- und 704-Pixel-Größen haben dasselbe Seitenverhältnis, weil ersteres Overscan verwendet. Beachten Sie, daß konventionelle Werte von 1,0950 und 0,9157 für Höhe/Breite sind (und an die Scanfrequenzen angepaßt sind). Die unten stehende Tabelle verwendet weniger verwirrende Breite/Höhe-Werte (y/x * h/b).
720x480 720x576
704x480 704x576 352x480 352x576
4:3 0,909 1,091 1,818 2,182
16:9 1,212 1,455 2,424 2,909
Für blutige Details der Videoauflösung und des Pixelseitenverhältnises siehe Jukka Ahos Quick Guide to Digital Video Resolution and Aspect Ratio Conversions.
DVD kommt in zwei Heimkinovarianten: DVD-Video und DVD-Audio. Jede unterstützt hochauflösenden Mehrkanalton, aber DVD-Audio enthält höherqualitativen PCM-Ton.
LPCM ist in DVD-Audio-Discs vorgeschrieben, es hat bis zu 6 Kanäle bei einer Abtastfrequenz von 48/96/192 kHz (auch 44,1/88,2/176,4 kHz) und einer Abtasttiefe von 16/20/24 Bit. Das erlaubt theoretisch einen Frequenzgang von bis zu 96 kHz und einen Lautsstärkenumfang von bis zu 144 dB. Mehrkanal-PCM ist vom Player heruntermixbar, obwohl bei 192 und 176,4 kHz nur zwei Kanäle verfügbar sind. Abtastfrequenzen und -tiefen können auf den verschiedenen Kanälen variieren, indem man einen vordefinierten Satz Gruppen verwenden. Die maximale Datenrate ist 9,6 Mbps.
Die Working Group for audio / Arbeitsgruppe für Ton (WG4) vom DVD Forum hat sich dazu entschlossen, verlustfreie Kompression aufzunehmen und genehmigte am 5. August 1998 Meridians MLP (Meridian Lossless Packing / Meridian verlustfreies Packen)-Schema, lizenziert von Dolby. MLP entfernt die Redundanz vom Signal, um ein Kompressionsverhältnis von etwa 2:1 zu erhalten, wobei das PCM-Signal, das in allen DVD-Audio-Playern benötigt wird, vom MLP-Dekoder komplett wiederhergestellt werden kann. MLP ermöglicht Abspielzeiten von 74 bis 135 Minuten bei 6-Kanal-96-kHz/24-bit-Ton auf einer einzelnen Schicht (verglichen mit 45 Minuten ohne Packen). Zweikanal-192-kHz/24-bit-Spielzeiten liegen bei etwa 120 bis 140 Minuten (verglichen mit 67 Minuten ohne Packen).
Andere Tonformate von DVD-Video (Dolby Digital, MPEG-Ton und DTS, unten beschrieben) sind auf DVD-Audio-Discs optional, obwohl Dolby Digital für Toninhalt, der mit Video verbunden ist, benötigt wird. Eine Untergruppe von DVD-Video-Funktionen (keine Winkel, keine nahtlosen Verzweigungen etc.) ist erlaubt. Die meisten DVD-Audio-Player sind außerdem "universelle" Player, die auch DVD-Video-Discs abspielen können.
DVD-Audio enthält spezialisierte Funktionen für das Heruntermixen von PCM-Kanälen. Anders als bei DVD-Video, wo der Dekoder entscheidet, wie die 6 Kanäle auf 2 heruntergemixt werden, enthält DVD-Audio Koeffiziententabellen um den Mixdown zu kontrollieren und einen Lautstärkeanwuchs durch die Kanalaggregation zu vermeiden. Bis zu 16 Tabellen können für jeden Tontitelsatz (Album) definiert werden und jeder Titel kann auf eine Tabelle bezogen werden. Die Koeffizienten dehnen sich auf den Bereich von 0dB bis 60dB aus. Diese Funktion läuft unter dem schrecklich zustandegekommenen Namen "SMART" (system-managed audio resource technique / systemverwaltete Tonquellentechnik). (Dolby Digital, unterstützt sowohl in DVD-Audio als auch DVD-Video, enthält auch Downmix-Informationen, die bei einer bestimmten Kodierzeit gesetzt werden können.)
DVD-Audio kann bis zu 99 Standbilder pro Titel enthalten (bei typischen Kompressionsleveln passen etwa 20 Bilder in den 2-MB-Puffer des Players), mit einem begrenztem Satz an Übergängen (ein/ausfügen, ein/ausblenden, auflösen und wipe). Anders als bei DVD-Video kann der Benutzer nach Belieben die Bilder umschalten, ohne daß der Ton unterbrochen wird: das wird eine "browsable slideshow / durchsehbare Diashow" genant. Die Bildschirmanzeigen können für synchronisierte Liedtexte (Lyrics) und Navigationsmenüs genutzt werden. Ein speziell vereinfachter Navigiermodus kann auf Playern ohne Videodisplay genutzt werden.
Sony und Philips werben für SACD, einem konkurrierenden, DVD-basiertem Format, das Direct Stream Digital (DSD)-Kodierung bei Abtastraten von 2,8224 MHz benutzt. DSD basiert auf der pulse-density modulation / Impulsdichtenmodulation (PDM)-Technik, die einzelne Bits für den inkrementellen Anstieg oder Abfall der Tonwellenfom benutzt. Das verbessert angeblich die Qualität, indem es die Brickwall-Filter, die für die PCM-Kodierung genutzt werden, entfernt. Es macht außerdem das Heruntersampeln akkurater und effizienter. DSD unterstützt einen Frequenzgang bis über 100 kHz mit einem Lautstärkeumfang von über 120 dB. DSD enthält eine verlustfreie Kodiertechnik, die eine ungefähre 2:1-Datenreduktion bringt, indem jedes Sample vorhergesagt wird und dann das Fehlersignal run-length-kodiert wird. Die maximale Datenrate ist 2,8 Mbps.
SACD enthält eine physikalische Wasserzeichenfunktion, pit signal processing / Pit-Signalverarbeitung (PSP), welches die Breite der Pits auf der Disc moduliert, um das digitale Wasserzeichen zu speichern (Daten werden in der Pitlänge gespeichert). Der optische Abnehmer braucht zusätzliche Elektronik, um das PSP-Wasserzeichen zu lesen, das dann mit der Information auf der Disc verglichen wird, um die Legitimität festzustellen. Wegen der Notwendigkeit von speziellen Wasserzeichenschaltkreisen sind geschützte SACDs in Standard-DVD-ROM-Laufwerken nicht abspielbar.
SACD enthält Text und Standgraphiken, aber kein Video. Sony sagt, das Format richte sich auf Audiophile und wäre nicht dafür gedacht, das Audio-CD-Format zu ersetzen.
Siehe 1.12 für generellere Infos zu DVD-Audio und SACD.
Die folgenden Details sind für Tonspuren im DVD-Video. Einige DVD-Hersteller wie Pioneer entwickeln Nur-Audio-Player, die das DVD-Video-Format nutzen. Einige DVD-Video-Discs enthalten größtenteils Audio nur mit Standbildern.
Eine DVD-Video-Disc kann bis zu 8 Tonspuren (Ströme) enthalten, die mit jedem Videotrack verbunden sind (oder jedem Videowinkel). Jede Tonspur kann in einer der drei Formen vorliegen:
Zwei zusätzliche optionale Formate werden unterstützt: DTS und SDDS. Beide benötigen passende Dekoder und werden nicht von allen Playern unterstützt.
Das ".1" bezieht sich auf den low-frequency effects / Niederfrequenzeffekt- (LFE) Kanal, der an einen Subwoofer/Tieftöner angeschlossen ist. Dieser Kanal überträgt ein angehobenes Baßtonsignal.
Lineares PCM ist unkomprimierter (verlustfreier) Digitalton, dasselbe Format wie auf CDs und den meisten Studio-Masterbändern. Er kann auf 48 oder 96 kHz bei 16, 20, oder 24 Bit/Sample gesampelt sein (Audio-CD ist auf 44,1 kHz und 16 Bit beschränkt). Es kann 1 bis 8 Kanäle geben. Die maximale Bitrate liegt bei 6,144 Mbps, was die Abtastrate und die -tiefe limitiert, wenn 5 oder mehr Kanäle genutzt werden. Es wird allgemein angenommen, daß ein Lautstärkeumfang von 120 dB bei 20 Bit kombiniert mit einem Frequenzverlauf von etwa 22,000 Hz vom 48-kHz-Sampling adäquat für die originalgetreue Tonreproduktion ist. Aber zusätzliche Bits und Samplingraten sind nützlich für audiophile Anwender, Studioarbeit, Noise-Shaping, fortgeschrittene Digitalverarbeitung und dreidimensionale Klangfeldreproduktion. DVD-Player müssen alle Variationen von LPCM unterstützen, aber viele sampeln 96 kHz auf 48 kHz herunter und einige nutzen nicht alle 20 oder 24 Bit. Das Signal, was von dem Digitalausgang für die externen D/A-Wandler geliefert wird, kann auf weniger als 96 kHz und 24 Bit beschränkt sein.
Dolby Digital ist Mehrkanaldigitalton, benutzt verlustbehaftete AC-3-Kodierungstechnologie von einer PCM-Quelle mit einer Abtastfrequenz von 48 kHz bei bis zu 24 Bit. Die Bitrate geht von 64 kbps bis 448 kbps, mit einer normalen Rate von 384 oder 448 für 5.1 Kanäle und 192 für Stereo (mit oder ohne Surround-Kodierung). (Die meisten Dolby-Digital-Dekoder unterstützen bis zu 640 kbps, also spielen Non-Standard-Discs mit 640-kbps-Spuren auf vielen Playern.) Die Kanalkombinationen sind (vorne/hinten): 1/0, 1+1/0 (Dual-Mono), 2/0, 3/0, 2/1, 3/1, 2/2 und 3/2. Der LFE-Kanal ist für alle acht Kombinationen optional. Für Details siehe ATSC-Dokument A/52 <www.atsc.org/document.html>. Dolby Digital ist das Format, das für Tonspuren auf fast allen DVDs genutzt wird.
MPEG-Audio ist Mehrkanaldigitalton, nutzt eine verlustbehaftete Kompresion des ursprünglichen PCM-Formats mit einer Abtastfrequenz von 48 kHz von 48 kHz bei 16 oder 20 Bit. MPEG-1- und MPEG-2-Formate werden gleichermaßen unterstützt. Die variable Bitrate ist 32 kbps bis 912 kbps mit einer normalen Durchschnittsrate von 384. MPEG-1 ist auf 384 kbps beschränkt. Kanalkombinationen sind (vorn/hinten): 1/0, 2/0, 2/1, 2/2, 3/0, 3/1, 3/2 und 5/2. Der LFE-Kanal ist bei allen Kombinationen optional. Das 7.1-Kanalformat fügt Kanäle zwischen links-Mitte und rechts-Mitte ein, ist aber für den Heimgebrauch rar. MPEG-2-Surroundkanäle sind in einer Erweiterung auf die MPEG-1-Stereokanäle ge-stream-matrixed, was MPEG-2-Ton rückwärtskompatibel mit MPEG-1-Hardware macht (ein MPEG-1-System erkennt nur die zwei Stereo-Kanäle). MPEG Layer 3 (MP3) und MPEG-2 AAC (auch bekannt als "NBC" oder "unmatrix") werden vom DVD-Video-Standard nicht unterstützt. MPEG-Ton wird nicht häufig auf DVDs genutzt, obwohl einige preiswerte DVD-Aufnahmesoftware MPEG-Ton benutzt, auch auf NTSC-Discs, was gegen den Standard verstößt und nicht von allen NTSC-Playern unterstützt wird.
DTS (Digital Theater Systems) Digital Surround ist ein optionales Digitaltonformat, benutzt verlustbehaftete Kompression von PCM bei 48 kHz bei bis zu 24 Bit. Die Datenrate liegt bei 64 kbps bis 1536 kbps mit einer typischen Rate von 754,5 und 1509,25 für 5.1 Kanäle und 377 oder 754 für 2 Kanäle. (Das DTS-Coherent-Acoustics-Format unterstützt bis zu 4096 kbps variable Datenraten für verlustfreie Kompression, aber es wird nicht von DVD unterstützt. DVD erlaubt außerdem keine anderen DTS-Abtastfrequenzen als 48 kHz.). Kanalkombinationen sind (vorne/hinten): 1/0, 2/0, 3/0, 2/1, 2/2, 3/2. Der LFE-Kanal ist bei allen Kombinationen optional. DTS ES unterstützt 6.1 Kanäle auf zwei Weisen: 1) ein Dolby-Surround-EX-kompatibler matrixed mittlerer Kanal, 2) ein diskreter 7ter Kanal. DTS hat außerdem einen 7.1-Kanal-Modus (8 diskrete Kanäle), aber noch keine DVDs haben das bis jetzt genutzt. Die 7- und 8-Kanalmodi brauchen einen neuen Dekoder. Der DVD-Standard enthält ein für DTS reserviertes Audiostreamformat, aber viele ältere Player ignorieren es. Das DTS-Format, was auf DVDs genutzt wird, ist ein anderes als das, was in Kinos genutzt wird (Audio Processing Technologys apt-X, ein ADPCM-Kodierer, kein psychoakustischer Kodierer). Alle DVD-Player können DTS-Audio-CDs abspielen, weil der Standard-PCM-Strom DTS-Code enthalten kann. Siehe 1.32 für generelle DTS-Information. Für weitere Infos besuchen Sie <www.dtstech.com> und lesen Sie Adam Barratts Artikel.
SDDS (Sony Dynamic Digital Sound) ist ein optionales Mehrkanal- (5.1 oder 7.1) Digitaltonformat, komprimiert von PCM bei 48 kHz. Die Datenrate kann bis auf 1280 kbps hochgehen. SDDS ist ein Kinofilmtonspurformat und basiert auf dem ATRAC-Kompressionsformat, das auch bei der Minidisc benutzt wird. Sony hat nicht angekündigt, daß sie die Unterstützung von SDDS auf DVD planen.
THX (Tomlinson Holman Experiment) ist kein Tonformat. Es ist ein Zertifikations- und Qualitätskontrollprogramm, das Tonsysteme und Akustik im Kino, Heimausstattung und digitale Masteringprozesse betrifft. Das LucasFilm-THX-Digital-Mastering-Programm benutzt einen patentierten Prozeß, um die Videoqualität durch die verschiedenen Videogenerationen zu verfolgen, die gebraucht werden, um eine endgültige Form der Disc oder Kassette zu erstellen, des weiteren eine Einstellung von Videomonitoren, die es dem Filmemacher ermöglicht, eine präzise Wiedergabe dessen zu sehen, was auf Band ist, bevor das Masterband und andere Schritte genehmigt werden. THX-zertifizierte "4.0"-Verstärker verstärken Dolby Pro Logic wie folgt: ein Crossover, der Baß von den vorderen Kanälen an den Tieftöner schickt; Neuabgleich auf den vorderen Kanälen (um die hochfrequenten Verstärkung im Kinomix, die für Lautsprecher hinter der Leinwand gedacht ist, zu kompensieren); Klangfarbenangleich in den hinteren Kanälen; Trennung der hinteren Kanäle; eine Baßkurve, die tiefe Frequenzen anhebt. THX-zertifizierte "5.1"-Verstärker verstärken Dolby Digital und verbessern 4.0 wie folgt: die hinteren Kanäle haben das gesamten Klangspektrum, also sendet der Crossover Bass gleichermaßen von vorne und hinten an den Subwoofer; Trennung wird automatisch eingeschaltet, wenn die hinteren Kanäle denselben Ton haben, aber nicht bei geteilten Surroundeffekten, die nicht getrennt werden müssen. Mehr Infos bei Home THX Program Overview.
Discs, die 525/60- (NTSC) Video enthalten, müssen PCM oder Dolby Digital auf mindestens einer Spur benutzen. Discs mit 625/50- (PAL/SECAM) Video müssen PCM oder MPEG-Audio oder Dolby Digital auf mindestens einer Spur nutzen. Zusätzliche Spuren dürfen bei jedem Format verwandt werden. Einige Player der ersten Generation, wie die von Matsushita, können MPEG-2-Ton nicht an die externen Dekoder ausgeben.
Nach der originalen DVD-Video-Spezifikation muß entweder MPEG-Ton oder PCM auf 625/50- (PAL) Discs sein. Es gab eine kurze Balgerei, angeführt von Philips, als die ersten Discs nur mit 2-Kanal-MPEG und Mehrkanal-Dolby-Digital herauskamen, aber das DVD Forum stellte Mai 1997 klar, daß Stereo-MPEG-Ton für 625/50-Discs vorgeschrieben ist. Dezember 1997 war der Mangel an MPEG-2-Kodierern (und -Dekodern) ein genügend großes Problem, daß die Spezifikation geändert wurde und Dolby-Digital-Tonspuren für die Benutzung auf 625/50-Discs ohne MPEG-Tonspuren gestattet wurde.
Wegen der 4%-igen Beschleunigung vom 24-fps-Film auf 25-fps-PAL-Anzeige muß der Ton angepaßt werden, bevor er kodiert wird. Wenn der Ton nicht digital verarbeitet wird, um die Tonhöhe auf die normale herunterzuregeln, wird er etwas höher werden (etwa ein Viertelton).
Für den Stereoausgang (analog oder digital) haben alle Player einen eingebauten 2-Kanal-Dolby-Digital-Dekoder, der von 5.1 Kanälen (wenn auf der Disc vorhanden) auf DolbySurround Stereo heruntermixt. Das heißt, 5 Kanäle werden in 2 Kanäle phase-matrixed, um von einem Dolby-Pro-Logic-Prozessor auf 4 Kanäle oder von einem Pro-Logic-II-Prozessor auf 5 Kanäle dekodiert zu werden. PAL-Player haben außerdem einen MPEG- oder MPEG-2-Tondekoder. Dolby Digital und MPEG-2 unterstützen beide 2-Kanal-Dolby-Surround als Quelle im Falle, daß der Discproduzent das Original nicht neu auf diskrete Kanäle mischen kann oder will. D.h., daß eine DVD, die als Dolby-Digital-Ton-habend gekennzeichnet ist, vielleicht nur die Kanäle L/R für Surround oder "einfaches" Stereo nutzt. Auch Filme mit alten monophonen Tonspuren können Dolby Digital mit 1 oder 2 Kanälen benutzen. Einige Player können optional auf Nicht-Surround-Stereo heruntermixen. Wenn Ihnen Surroundton wichtig ist, werden Sie signifikant bessere Resultate von Mehrkanal-Discs erhalten, wenn Sie ein Dolby-Digital-System haben.
Das neue Dolby-Digital-Surround-EX-Format (DD-EX), das einen Kanal hinten in der Mitte hinzufügt, ist kompatibel mit DVD-Discs und Player und mit bestehenden Dolby-Digital-Dekodern. Das neue DTS-ES Matrix-Format, das zusätzlich einen Kanal hinten in der Mitte hinzufügt, läuft mit bestehenden DTS-Dekoders und mit DTS-kompatiblen DVD-Playern. Trotzdem brauchen Sie für die volle Nutzung beider neuer Formate einen Dekoder, um den hinteren Center-Kanal zu extrahieren, der in die zwei hinteren Standardkanäle ge-phase-matrixed ist, genau wie Dolby Surround in zwei Standardstereokanäle ge-matrixed ist. Ohne einen neuen Dekoder bekommen Sie denselben 5.1-Kanalton, den Sie auch so kriegen. Weil der zusätzliche hintere Kanal kein diskreter Kanal mit voller Bandbreite ist, ist es angemessen, die neuen Formate "6.2-Kanal-"Digitalsurround zu nennen. Es gibt außerdem DTS-ES Discrete, wobei ein diskreter hinterer mittlerer Kanal mit voller Bandbreite in einen Erweiterungsstrom hinzugefügt wird, der bei DTS-ES-Discrete-Dekodern genutzt wird, aber von älteren DTS-Dekodern ignoriert wird. DTS-ES-Dekoder enthalten DTS Neo:6, welches kein neues Kodierformat ist, aber ein Matrixdekodierprozeß, der 5 oder 6 Kanäle liefert.
Der Dolby-Digital-Downmix-Prozeß umfaßt üblicherweise nicht den LFE-Kanal und komprimiert eventuell den Lautstärkeumfang, um die Dialoghörbarkeit zu verbessern und bewahrt den Klang davor, auf durchschnittlichen Heimaudiosystemen "trübe" zu klingen. Das kann in einer reduzierten Klangqualität auf höherwertigen Audiosystemen führen. Der Downmix wird vorgeführt, wenn die Disc fertig ist und wenn das Resultat inakzeptabel ist, wird der Ton gegebenenfalls feinabgestimmt oder ein einzelner L/R-Dolby-Surround-Track hinzugefügt. Die Erfahrung hat gezeigt, daß geringfügige Feinabstimmung manchmal benötigt wird, um den Dialog auf dem begrenzten Klangspektrum eines Heimstereosystems besser hörbar zu machen. Einige Discproduzenten fügen lieber eine separat gemischte Stereospur hinzu als an der Surroundabmischung herumzufriemeln.
Die Dolby-Digital-dynamic range compression / Dynamikbereichkompression (DRC)-Funtion, oft "Mitternachtsmodus" genannt, reduziert den Unterschied zwischen lauten und seichten Tönen, so daß man die Lautstärke reduzieren kann, um zu vermeiden, andere zu stören, und immer noch die Details in leisen Passagen hört. Einige Player bieten die Möglichkeit, DRC auszustellen.
Dolby Digital enthält auch eine Funktion, genannt "Dialognormalisierung" (DN), die besser "Lautstärkestandardisierung" genannt werden sollte. DN ist dafür entworfen, den Schallpegel gleichzuhalten, wenn man zwischen verschiedenen Quellen umschaltet. Das wird wichtiger werden, wenn zusätzliche Dolby-Digital-Quellen (digitales Satellitenfernsehen, DTV etc.) weiter verbreitet sein werden. Jede Dolby-Digital-Spur enthält Lautheitsinformationen, so daß der Receiver die Lautstärke automatisch anpassen kann, sie also zum Beispiel bei einem lauten Werbespot herunterregelt. (Natürlich können die Werbespot-Macher mogeln und ein künstlich niedrigen DN-Level setzen, was den Empfänger dazu veranlaßt, die Lautstärke während der Werbung hochzustellen.) Wenn man DN auf dem Receiver an- oder ausschaltet, hat das keinen Effekt auf das Klangspektrum oder die Klangqualität; der Effekt ist nicht anders als wenn man die Lautstärkekontrolle hoch- oder herunterregelt.
Alle fünf DVD-Video-Tonformate unterstützen einen Karaoke-Modus, der zwei Kanäle für Stereo (L und R) plus einen optionalen Grundmelodiekanal (M) und zwei optionale Stimmkanäle (V1 und V2) hat.
Eine DVD-5 mit nur einer Surround-Stereo-Tonspur (bei 192 kbps) kann über 55h Ton enthalten. Eine DVD-18 kann über 200h fassen.
Für weitere Informationen über Mehrkanalsurroundton, siehe Bobby Owsinskis FAQ bei <www.surroundassociates.com/fqmain.html>.
Fast jede DVD enthält Ton im Dolby Digital (AC-3)-Format. DTS ist ein zusätzliches Tonformat, das der Disc zusätzlich zum Dolby-Digital-Ton hinzugefügt werden kann. Dolby Digital und DTS können Mono-, Stereo und Mehrkanalton (üblicherweise 5.1 Kanäle) speichern.
Jeder Player dieser Welt hat einen internen Dolby-Digital-Dekoder. Der eingebaute 2-Kanaldekoder ändert Dolby Digital in Stereoton, der an fast jedes Phonogerät (Empfänger, Fernseher, Boombox etc.) als ein Standard-analog-Stereosignal weitergegeben werden kann, indem ein paar Stereokabel oder bei digitalem PCM-Ton Koaxial- oder optische Kabel genutzt werden. Siehe 3.2 für weitere Information.
Eine Standardtonmischtechnik, genannt "Dolby Surround", trägt einen hinteren und einen mittleren Kanal auf einem 2-Kanal-Signal im "Huckepack". Ein Dolby-Surround-Signal kann auf jedem Stereosystem (oder sogar auf einem Monosystem) abgespielt werden, in dem Falle verbleiben die hinteren und mittleren Kanaltöne im linken und rechten Kanal vermischt. Wenn ein Dolby-Surround-Signal auf einem Mehrkanaltonsystem abgespielt wird, das weiß, wie man es zu handhaben hat, werden die zusätzlichen Kanäle extrahiert, um sie in den mittleren und die hinteren Boxen einzuspeisen. Die ursprüngliche Technik, die Dolby Surround dekodiert, einfach "Dolby Surround" genannt, extrahiert nur den hinteren Kanal. Die verbesserte Dekodiertechnik, "Dolby Pro Logic", extrahiert außerdem den mittleren Kanal. Eine brandneue Dekodiertechnologie, Dolby Pro Logic II, extrahiert gleichermaßen den mittleren sowie den hinteren Kanal und verarbeitet auch die Signale, um eine bessere 3D-Tonumgebung zu schaffen. Dolby Surround ist unabhängig von Speicher- und Übertragungsformat. In anderen Worten, ein 2-Kanal-Dolby-Surround-Signal kann Analogton, Fernsehübertragungston, Digital-PCM-Ton, Dolby Digital, DTS, MP3, Ton auf einer Videokassette etc. sein
Anders als bei Dolby Surround kodiert Dolby Digital jeden Kanal einzeln. Dolby Digital kann bis zu 5 Kanäle (links, Mitte, rechts, links hinten, rechts hinten) plus einen an niederfrequenten Kanal für alle Richtungen enthalten. Der eingebaute 2-Kanal-Dolby-Digital-Dekoder in jedem DVD-Player handhabt Mehrkanalton, indem er auf 2 Kanäle heruntergemixt wird, wobei Dolby Surround genutzt wird (siehe 3.6.2). Das erlaubt es den Analogstereoausgängen, mit fast allem verbunden werden zu können, incl. Fernseher und Receiver mit Dolby-Pro-Logic-Fähigkeit. Die meisten DVD-Player geben das downgemixte 2-Kanal-Dolby-Surround-Signal auch im digitalen PCM-Format aus, das mit einem digitalen Audio-Receiver verbunden werden kann, die meisten davon unterstützen Dolby-Pro-Logic-Dekodierung.
Die meisten DVD-Player geben auch das "rohe" Dolby-Digital-Signal für die Verbindung mit einem Receiver mit einem eingebauten Dolby-Digital-Dekoder aus. Einige DVD-Player haben eingebaute Mehrkanaldekoder, um 6 (oder 7) analoge Toneingänge in Receiver oder Verstärker mit Mehrkanalanalogeingängen einzuspeisen. Siehe 3.1 für weitere Infos.
Bei DTS wird das anders gehandhabt. Viele DVD-Player haben eine DTS Digital Out / DTS-Digital-Ausgang-Funktion (auch "DTS pass-through / DTS-(Hin)Durchführung" genannt), die das rohe DTS-Signal an einen externen Receiver mit DTS-Dekoder schickt. Einige Player haben einen eingebauten 2-Kanal-DTS-Dekoder, der nach Dolby Surround heruntermixt, wie bei einem 2-Kanal-Dolby-Digital-Dekoder. Einige Player haben einen eingebauten Mehrkanal-DTS-Dekoder mit 6 (oder 7) Analogausgängen. Einige DVD-Player erkennen DTS-Spuren überhaupt nicht (siehe 1.32).
Wenn Sie POS (plain old stereo / einfaches altes Stereo), einen Dolby-Surround-Receiver oder einen Dolby-Pro-Logic-Receiver haben, brauchen Sie nichts besonderes in Ihrem DVD-Player. Jedes Modell wird zu Ihrem System passen. Wenn Sie einen Dolby-Digital-Receiver haben, dann brauchen Sie einen Player mit Dolby-Digital-Ausgang (alle außer die billigsten haben das). Wenn Ihr Receiver auch DTS kann, sollten Sie sich einen Player besorgen, der einen DTS-Digital-Ausgang hat. Der einzige Grund, einen Player mit 6-Kanal-Dolby-Digital- oder -DTS-Dekoderausgang zu kaufen ist, wenn Sie die Mehrkanalanalogverbindungen zu ihrem Receiver nutzen wollen (siehe Component-analog-Abschnitt 3.2).
Viele Leute beschweren sich darüber, daß der Tonpegel von Ihrem DVD-Player zu niedrig ist. In Wirklichkeit ist der Tonpegel auf allem anderen zu hoch. Filmtonspuren sind extrem dynamisch, von beinaher Stille bis hin zu intensiven Explosionen. Um den erhöhten Lautstärkeumfang zu unterstützen und die Gipfelwerte (nahe der 2V-RMS-Grenze) ohne Störung zu erreichen, muß die durchschnittliche Lautstärke niedriger sein. Deswegen ist der Line-Level von DVD-Playern niedriger als von allen anderen Quellen. Anders al bei CDs und LDs ist der Level über mehrere Discs hinweg eher konstant. Wenn die Lautstärkeänderung beim Wechsel zwischen DVD und anderen Tonquellen störend ist, können Sie vielleicht auf einigen Playern den Ausgangssignallevel anpassen oder auf einigen Receivern den Eingangssignallevel, aber es gibt nicht viel, was sie ansonsten dagegen tun könnten.
Dialog (sich unterhaltende Leute) ist meist in den mittleren Kanal gemischt, mit der Musik, den Effekten und der Atmosphäre auf den anderen Kanälen. Wenn Ihr Audiosystem nicht richtig angeschlossen ist oder nicht richtig funktioniert, wird der mittlere Kanal eventuell nicht richtig reproduziert. Wenn Sie ein System mit nur zwei Lautsprechern haben, vergewissern Sie sich, daß es mit den Stereoausgängen verbunden ist, nicht mit den Mehrkanalausgängen (siehe 3.2).
In einigen Fällen ist der Film im Studio nicht gut gemischt worden, was den Dialog schwer zu hören macht. In diesem Fall gibt es nicht viel, was sie machen können, außer den Tonmeister zu verfluchen, der dachte, die Klangeffekte wären wichtiger als zu verstehen, was die Leute sagen.
Versuchen Sie die Dynamikbereichkompression anzuschalten (siehe 3.6.2) oder schauen Sie nach, ob die Disc eine separate 2-Kanal-Tonspur hat.
DVD-Video-Player (und Software-DVD-Video-Navigatoren für Computer) unterstützen einen Befehlssatz, der rudimentäre Interaktivität bietet. Die Hauptfunktion besteht in Menüs, die bei fast alle Discs die Inhaltsauswahl und Funktionskontrolle ermöglichen. Jedes Menü hat einen unbewegten oder bewegten Hintergrund und 36 hervorhebbare, rechteckige "Knöpfe" (nur 12, wenn Breitbild-, Letterbox- und Pan & Scan-Modi benutzt werden). Fernbedienungseinheiten haben hoch/runter/rechts/links-Pfeiltasten für die Selektion von Knöpfen auf dem Bildschirm, des weiteren numerische Tasten, eine Selektionstaste (Enter), eine Menütaste (Menu), eine Hauptmenütaste (Title) und eine Zurück-Taste (Return). Zusätzliche Fernbedienfunktionen können einfrieren, stufenweise Wiedergabe, langsam, schnell, Scannen, nächstes, vorhergehendes, Tonauswahl, Untertitelauswahl, Kamerawinkelauswahl, Abspielmodusauswahl, Springen zu Programm, Springen zu Teil des Titels (Kapitel), Springen zu Zeit und Springen zu Kamerawinkel sein. Jede dieser Funktionen kann vom Produzenten der Disc deaktiviert werden, ein Akt, der user operation control / Benutzerbedienkontrolle (UOP) genannt wird. Es wird für gewöhnlich genutzt, um einen auf die Ansicht der Copyrightwarnung oder der Filmvorschauen zum Beginn der Disc zu beschränken oder einen von der Änderung der Tonspur oder der Untertitelspur während des Films abzuhalten.
Zusätzliche Funktionen des Befehlssatzes enthalten einfache Mathematik (addieren, subtrahieren, multiplizieren, dividieren, Modulo [Rest], Zufall), bitweises UND, bitweises ODER, bitweises XOR (Entweder-Oder), plus Vergleiche (gleich, größer als etc.) und Register-Laden, bewegen und tauschen. Es gibt 24 Systemregister für Informationen wie Sprachcode, Ton- und Unterbildeinstellungen und Altersfreigabelevel. Es gibt 16 generelle Register für den Befehlsgebrauch. Einen Countdown-Zeitgeber gibt es auch. Kommandos können verzweigt sein oder auf andere springen. Kommandos können auch die Playerfunktionen kontrollieren, auf verschiedene Teile der Disc springen und die Darstellung von Ton, Bild, Unterbild, Kamerawinkeln usw. kontrollieren. Der Befehlssatz aktiviert relativ ausgeklügelte Discs wie Spiele oder interaktive Lernprogramme.
DVD-V-Inhalt wird in Titel (Filme oder Alben) und Teile von Titeln (Kaptitel oder Lieder) aufgeteilt. Titel bestehen aus Zellen gruppiert in Programme und untereinander verknüpft von einer oder mehreren program chains / Programmketten (PGC). Eine PGC kann einer der folgenden Typen sein: sequentielles Abspielen, zufälliges Abspielen (kann sich wiederholen) oder vermischtes Abspielen (Shuffle) (zufällige Reihenfolge, aber keine Wiederholungen). Individuelle Zellen können von mehr als einer PGC genutzt werden, so funktionieren nämlich Altersfreigabekontrollen und nahtlose Verzeigungen: verschiedene PGCs definieren verschiedene Sequenzen durch meist gleiches Material.
Zusätzliches Material für Kamerawinkel und nahtlose Verzweigungen ist in kleinen Chunks zusammen interleaved. Der Player springt von Chunk zu Chunk, springt über die unbenutzten Winkel und Verzweigungen, um das nahtlose Video zusammenzu"heften". Weil Winkel separat gespeichert sind, haben sie keinen direkten Effekt auf die Bitrate, aber sie beeinflussen die Spielzeit. Einen Kamerawinkel hinzuzufügen verdoppelt fast den benötigten Speicher (und reduziert die Spielzeit auf die Hälfte). Beispiele von Verzweigung (nahtlos und nicht nahtlos) sind Kalifornia, Dark Star, Stargate SE und The Abyss.
Es gibt im Grunde zwei Arten, Video dazustellen: interlaced scan oder progressive scan. Progressive-Scan, genutzt von Computermonitoren und Digitalfernsehern, zeigt alle horizontalen Zeilen (Linien) eines Bildes gleichzeitig als ein Frame / [Einzel]Bild an. Interlaced-Scan, genutzt in Standardfernseherformaten (NTSC, PAL und SECAM), zeigt nur die Hälfte der horizontalen Zeilen gleichzeitig an (das erste Feld, was die ungeraden Zeilennummern enthält, wird angezeigt, gefolgt von dem zweiten Feld, was die geraden Zeilennummern anzeigt). Interlacing wird von der Phosphor-Nachleutdauer auf der Fernsehröhre gestützt, wodurch die Felder über einen Bruchteil einer Sekunde in ein scheinbar einziges Bild zusammengeblendet werden. Der Vorteil von Interlaced-Video ist, daß hohe Bildwiederholfrequenzen (50 oder 60 Hz) mit nur der halben Bandbreite erreicht werden können. Der Nachteil ist, daß die vertikale Auflösung halbiert und das Bild oft gefiltert ist, um Flimmern (Zwischenfeldzittern) und andere Artefakte zu vermeiden.
Es mag helfen, den Unterschied zu verstehen, indem man in Betracht zieht, wie die Quellbilder aufgenommen werden. Eine Filmkamera nimmt Vollbilder in Intervallen von einer 24-stel Sekundenlänge auf, wohingegen eine Videokamera abwechselnd Scanfelder von ungeraden und geraden Zeilen im 60-stel-Sekunden-Intervall aufnimmt, was in interlaced Frames, die eine 30-stel Sekunde lang sind, resultiert. (Anders als bei projiziertem Film, wo das ganze Einzelbild in einem Augenblick gezeigt wird, verfolgen viele Progressive-Scan-Anzeigen eine Serie Zeilen von oben nach unten, aber das Endergebnis ist fast dasselbe.)
DVD ist speziell dafür entworfen, auf Interlaced-scan-Anzeigen dargestellt zu werden, die 99,9% von mehr als einer Milliarde Fernseher auf der Welt repräsentieren. Wie dem auch sei, der meiste DVD-Inhalt kommt vom Film, welcher von Natur aus progressiv ist. Um einen Film in der interlaced Form laufen zu lassen, wird das Video von jedem Frame in zwei Video-Felder aufgeteilt —240 Zeilen im einen und 240 Zeilen im anderen Feld — kodiert als separate Felder im MPEG-2-Strom. Eine Komplikation ist, daß Film bei 24 Bildern pro Sekunde läuft, wobei Fernsehen auf 30 Bildern (60 Feldern) pro Sekunde für NTSC oder 25 Bildern (50 Feldern) pro Sekunde bei PAL und SECAM läuft. Für PAL/SECAM-Anzeigen ist die einfache Lösung, die Filmframes bei 25/Sekunde zu zeigen, was eine 4%-ige Geschwindigkeitserhöhung ist, und den Ton zu beschleunigen, damit er paßt. Bei NTSC-Anzeigen, ist die Lösung, die 24 Frames über die 60 Felder zu auszubreiten, indem man die Anzeige des ersten Bildes auf 2 Felder und das nächste Frame auf 3 Videofelder alterniert. Das wird 2-3-Pulldown genannt. Die Sequenz funktioniert, wie unten gezeigt wird, wobei "A" bis "D" Filmframes repräsentieren; A1, A2, B1 usw. stellen die Separation jedes Filmframes auf zwei Felder dar; und 1 bis 5 repräsentieren die finalen Videoframes.
Filmframes: | A | B | C | D | Videofelder: |A1 A2|B1 B2|B1 C2|C1 D2|D1 D2| Videoframes: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
Für die MPEG-2-Kodierung werden wiederholte Felder (B1 und D2) eigentlich nicht zweimal gespeichert. Anstelle dessen wird ein Hinweisflag gesetzt, der dem Dekoder sagt, er solle das Feld wiederholen. (Die vertauschte Reihenfolge von C2 und C1 und D2 und D1 ergibt sich wegen der Notwendigkeit, daß sich obere und untere Felder abwechseln. Weil die Felder immer noch vom selben Filmframe sind, spielt die Reihenfolge keine Rolle.) MPEG-2 hat außerdem ein Flag, um anzuzeigen, wenn ein Frame progressiv ist (das die zwei Felder gleichzeitig kommen). Für Filminhalt sollte der "progressive_frame"-Flag bei jedem Frame den Wert "true" haben. Siehe 3.4 für weitere MPEG-2-Details.
Wie Sie sehen können, gibt es ein paar Probleme, die dem 2-3-Pulldown innewohnen: 1.) einige Filmframes werden länger gezeigt als andere, was Rütteln oder Ruckeln verursacht, was sich insbesondere bei weichen Schwenks zeigt; 2.) wenn man das Video beim dritten oder vierten Videoframe einfriert und gerade Bewegung in Bild ist, wird man zwei separate Bilder, zusammengewürfelt in ein flimmerndes Durcheinander, sehen. Die meisten DVD-Player vermeiden das zweite Problem, indem sie nur bei zusammenhängenden Frames anhalten oder nur ein Feld zeigen, wenn es erlaubt ist, bei Flimmerframes das Bild einzufrieren. (Das ist, worauf sich die frame/field-still-Option im Playersetup bezieht.)
Die meisten DVD-Player sind mit interlaced Fernsehern verbunden, also kann man nicht viel gegen Artefakte von der Filmkonvertierung tun. Wie auch immer, siehe 1.40 für Informationen über progressive DVD-Player.
Für mehr über progressives Video und DVD, siehe part 5 und player ratings in der exzellenten DVD Benchmark-Serie bei Secrets of Home Theater und High Fidelity und Dan Ramers What The Heck Is 3:2 Pulldown? bei DVDFile.com.
Hinweis: "2-3-Pulldown" ist derselbe Begriff wie "3:2-Pulldown", aber diese FAQ benutzt die "2-3"-Notation, um zu zeigen, daß es eine Sequenz ist und keine Rate und, daß in der Praxis üblicherweise 2 Videofelder aus dem ersten Filmframe erstellt werden.
Filme werden in Vorbereitung auf die DVD-Kodierung auf Video überspielt und für gewöhnlich digitalen Prozessen unterzogen, um das Bild zu säubern. Diese Prozesse beinhalten digital video noise reduction / digitale Bildrauschunterdrückung (DVNR) und Bildanpassung. Die Anpassung erhöht den Kontrast (ähnlich dem Effekt von "schärfer" oder "Unschärfemaske"-Filtern in PhotoShop), aber sie kann dazu tendieren, Übergangsbereiche zwischen hell und dunkel oder verschiedenen Farben überzubetonen, was ein "scharf geschnittenes" Aussehen oder Ringing-Effekt erzeugt, wie der Strahlenkranz, den man um die Straßenlaternen sieht, wenn es regnet.
Bildrauschreduzierung ist eine gute Sache, weil sie, wenn sie gut gemacht wird, Kratzer, Flecken und andere Defekte vom Originalfilm entfernen kann. Anpassung, die weniger gut gemacht ist, ist eine schlechte Sache. Das Bild mag dem flüchtigen Zuschauer schärfer und klarer erscheinen, aber feine (Farb-)Tondetails des Originals sind verändert oder verlorengegangen.
Bedenken Sie, daß Ringing auch vom Player oder Fernseher verursacht werden kann. Scan velocity modulation / Scangeschwindigkeitsmodulation (SVM), zum Beispiel, verursacht Ringing.
Wenn sich der bescheidene Autor dieser FAQ und andere Langzeitentwickler der Laserdisc durchgesetzt hätten, würden alle DVD-Player Barcodes unterstützen. Das hätte für wirklich coole gedruckte Beilagen und Bildungsmaterial gesorgt, das zu jedem Teil der Disc springen kann, durch einen einfachen Schubs des Barcodescanners. Aber die Ablehnung unserer Vorschläge nach einem All-Star-Meeting im August 1995 ist eine andere Geschichte für einen anderen Tag.
Also lautet die Antwort "meistens nicht." Ein paar industrielle Player, der Pioneer LD-V7200, Pioneer LD-V7400 und Philips ProDVD-170 unterstützen Barcodes, inklusive Kompatibilität mit dem LaserBarCode-Standard. Die DVD muß mit dem one_sequential_PGC-Titel erstellt sein, um mit der Timcodesuche zu funktionieren. Mehr Infos können in den technischen Handbüchern von Pioneer gefunden werden.
BCA steht für "burst cutting area", ein Bereich nahe des Innenlochs einer DVD, reserviert für einen Barcode, der mit einem Hochenergielaser (YAG) in die Disc geätzt werden kann. NBCA (narrow burst cutting area) ist eine Variation mit geringerem Durchmesser, die bei beschreibbaren Discs genutzt wird, um eine Übertretung der Einlaufspur (Lead-In) zu vermeiden. Weil das Barcode"schneiden" unabhängig von dem Preßverfahren ist, kann jede Disc einzigartige Daten im BCA haben, wie z.B. Seriennummern. DVD-Lesegeräte können den Laser dafür benutzen, den BCA zu lesen.
Der BCA wird von CPRM (siehe 1.11) und Divx (siehe 2.10) genutzt, um jede Disc einwandfrei zu identifizieren.
DVDs werden von einem Laser ausgelesen, also nutzen sie sich nicht vom Abgespielt-Werden ab, solange die Discs nicht mit irgendetwas in Berührung kommt. Gepreßte Discs (die Art, wie Filme ausgeliefert werden) werden wahrscheinlich länger währen als Sie, irgendwo zwischen 50 und 300 Jahren.
Die erwartete Lebensdauer einer farbstoffbasierten DVD-R oder DVD+R liegt irgendwo zwischen 20 und 250 Jahren, solange wie CD-Rs. Einige Farbstoffformeln (wie Phthalocyanin und Azo) sind stabiler und halten länger, 100 Jahre oder mehr, verglichen mit 20 bis 30 Jahren für weniger stabile Farbstoffe.
Die im Phasenänderungsverfahren wiederbeschreibbaren Formate (DVD-RAM, DVD-RW und DVD+RW) haben eine Lebenserwartung von 25 bis 100 Jahren.
Auf jeden Fall kann die Langlebigkeit durch schlechte Qualität reduziert werden. Schlecht gepreßte Discs können innerhalb von ein paar Jahren verfallen und billige beschreibbare Discs können Fehler bei der Aufnahme haben oder nach einer Weile unlesbar werden. (Siehe 1.24.)
Für weitere Informationen siehe Lifetime of KODAK CD-R Ultima Media and <www.ee.washington.edu/conselec/CE/kuhn/otherformats/95x9.htm>.
Zum Vergleich: magnetische Datenträger (Kassetten und Disketten) halten 10 bis 30 Jahre; hochqualitatives pH-neutrales Papier kann 100 Jahre oder länger halten; und dokumentenechter Mikrofilm hat eine angenommene Lebenszeit von 300 Jahren oder mehr. Bedenken Sie, daß Computerspeichermedien oft in 20 bis 30 technisch veraltet sind, lange bevor sie physikalisch zerfallen. In anderen Worten, bevor die Medien nicht mehr lebensfähig sind, ist es schon schwer oder unmöglich, Ausrüstung zu finden, die sie lesen können.
Die nächste DVD-Generation (NG DVD) war schon in Entwicklung, bevor die DVD herauskam. Sie tauchte erstmals 2003 auf (siehe 2.12 für allgemeine Infos). Einige hochauflösende Versionen der DVD benutzen das ursprüngliche physische DVD-Format, aber sind von einer neuen Videokodiertechnik wie H.264 und VC-1 abhängig, um mit dem hochauflösendem Video auf den Platz von standardauflösendem Video zu passen. Formate mit hoher Dichte benutzen blaue oder violette Laser, um kleinere Pits zu lesen, was die Datenkapazität auf 15 bis 30 GB pro Schicht erhöht. Hochdichte Formate benutzen hochauflösendes MPEG-2-Video (für die Kompatibilität mit ATSC- und DVB-HD-Sendungen, siehe 2.9) und benutzen auch fortgeschrittene Kodierformate und unterstützen 720p- und 1080p-Video.
Bis Mitte 2005 gibt es fünf Vorschläge für HD-DVD, mit der Möglichkeit auf weitere. Hier ist eine Zusammenfassung (mehr Details in den folgenden Abschnitten):
| Format | Förderer | Datentiefe | Laser | Video | Audio | Kapazität (ein-/doppelschichtig) | Datenrate |
| WMV HD | Microsoft | 0,6 mm | Rot (650 nm) | WMV9 | WMA9 | 4,7G / 8,5G (Standard-DVD) | 22 Mbps |
| HD-DVD | DVD Forum | 0,6 mm | Blau (405 nm) | MPEG-2 SD/HD, H.264, VC-1* | PCM, Dolby TrueHD (MLP), Dolby Digital +, DTS HD | 15G / 30G (ROM), 20G / 40G (beschreibbar) | 36 Mbps |
| Blu-ray (BD) | Blu-Ray Disc Association (BDA) | 0,1 mm | Blau (405 nm) | MPEG-2 HD, H.264, VC-1* | PCM, Dolby Digital +, DTS HD | 27G / 50G | 36 Mbps |
| EVD | eWorld (Reg. v. China) | 0,6 mm | Rot (650 nm) | HD MPEG-2 (später AVC) | ExAC | k.A. / 8,5G (ROM) | 22 Mbps |
| FVD | AOSRA/ITRI (Taiwan) | 0,6 mm | Rot (650 nm) | WMV9 (1280x720) | WMA9 | 6G / 11G | 25,05 Mbps |
* VC-1 ist der SMPTE-Standard basierend auf Microsofts Windows Media Series 9.
Discs der nächsten Generation werden sich in vorhandenen Playern nicht abspielen lassen. Sogar für Discs für rote Laser, die der Player vielleicht physikalisch lesen kann, braucht man neue Elektronik, um sie zu dekodieren und das hochauflösende Video darzustellen. Rot-Laser-Discs können auf DVD-PCs mit der richtigen Software abgespielt werden (zum Beispiel HD-Versionen von DVDs, die das Microsoft-HD-WMV-Format nutzen, waren 2003 verfügbar). Blau-Laser-Discs benötigen neue optische Baugruppen und Controller. Die Player der nächsten Generation werden unzweifelhaft bestehende DVDs lesen, so daß Ihre Sammlung nicht obsolet wird, wenn Sie sich einen neuen Player kaufen.
Keines der Formate der nächsten Generation wird bis 2005 oder 2006 für Filme genutzt werden.
WMV HD ist nicht wirklich ein neues Format. Microsofts hochauflösendes Videoformat kommt auf Standard-Dual-Layer-DVDs und läßt sich auf Windows-PCs mit genug Leistung abspielen (2,4 bis 3 GHz). Bis Mitte 2005 waren etwa 40 Titel im WMV-HD-Format erhältlich, für gewöhnlich mit gleichermaßen einer Standard-DVD und einer WMV-HD-DVD in dem Paket. Dies ist ein zwischenzeitliches Format, das wahrscheinlich verschwinden wird, sobald HD DVD und BD herauskommen, aber in der Zwischenzeit ist es die beste Möglichkeit, hochauflösendes Video auf DVD zu veröffentlichen.
Das Format der nächsten Generation vom DVD Forum, einst Advanced Optical Disc / Fortschrittliche optische Disc (AOD), zur Zeit "HD DVD" genannt, wird aber bald einen neuen Namen haben. AOD ist eine Modifikation des bestehenden physikalischen DVD-Formats, um etwa 15 GB pro Schicht mit einem blau-ultraviolettem Ausleselaser zu erreichen. Dieselbe 0,6-mm-Datendichte wird benutzt. AOD wurde dafür entworfen, die Datenkapazität zu verbessern und trotzdem theoretisch die bestehende Replizierausstattung nutzen zu können. Wird hauptsächlich von Toshiba und NEC unterstützt.
Eine Zeitlang gab es den Vorschlag, genannt "HD-DVD-9", hochauflösendes Video auf bestehende doppelschichtige DVD-9s zu bannen. Er wurde mit HD DVD (AOD) in dem Sinne kombiniert, daß das Anwendungsformat dafür entworfen wurde, gleichermaßen auf aktuellen Rot-Laser-DVDs als auch auf zukünftigen Blu-Laser-DVDs zu laufen. Es ist im Grunde ein kompatibler aber billiger duplizierbarer Gefährte der Blue-Laser-HD-DVD.
Ein 2-h-Film kann bei Datenraten von 6 bis 7 Mbps auf eine DVD-9 passen. Bei den Vorteilen in der Videokompressionstechnologie sollte es möglich sein, hochauflösende Qualität mit mindestens 720p24 bei diesen Datenraten zu bekommen (720 Zeilen progressives Video bei 24 Bildern/Sekunde). Kürzere Filme könnten im 1080p24-Format kodiert werden.
Blu-Ray (Blaustrahl) ist ein neues Format mit hoher Dichte, das 23 bis 30 GB pro Schicht faßt, erreicht durch die Benutzung eines blau-violetten Lasers und 0,1 mm Datendichte. Wegen der 0,1-mm-Deckschicht sind erhebliche Änderungen in der Produktionsumgebung nötig. Blu-Ray ist ursprünglich für die Heimaufnahme, professionelle Aufnahme und Datenaufzeichnung gedacht. Massenmarktverteilung von voraufgenommenen Filme wird später kommen, nachdem das nur lesbare Format, BD-ROM, entwickelt ist und die Details von Bild, Ton, Interaktivität und Kopierschutz zusammengezimmert sind. Blue-Ray-Förderer sind Dell, Hitachi, HP, LG, Panasonic, Philips, Pioneer, Mitsubishi, Samsung, Sharp, Sony und Thomson. Sony veröffentlichte April 2003 den ersten BD-Rekorder in Japan.
Technische Details: bis zu 30 GB pro Schicht durch die 0,1-mm-Aufzeichnungsdichte (um die Abweichung von der Discneigung zu reduzieren), 405-nm blau-violetter Halbleiter mit 0,85-NA- (numerische Apertur) Linsendesign, um einen 0,32-µm-Spurabstand zu erreichen (halb so groß wie bei der DVD) und eine Pitlänge von 0,138 µm. Variationen sind 23,3 GB Kapazität mit einer minimalen Pitlänge von 0,160 µm (genutzt von Sonys Professional DiscSystem) und 25 GB Kapazität mit einer minimalen Pitlänge von 0,149-µm. Die natürlichen Discs nutzen Phasenänderungs-Rillen-Aufnehmen bei 12 cm Durchmesser, 1,2 mm dicker Disc, ähnlich der DVD-RW und DVD+RW. 36 Mbps Datentransferrate. Aufnahmekapazität auf einer einzelnen Schicht ist etwa 2 h HD-Video (bei 28 Mbps) oder etwa 10 h bei standardauflösendem Video (bei 4,5 Mbps) . Die Maße der Cartridge (Kassette/Kartusche) sind 129 x 131 x 7 mm. Es gibt Pläne, doppelschichtige beschreibbare Discs zu produzieren, mit etwa 50 GB pro Seite, aber solche Discs brauchen ein paar Jahre zusätzlich, bis sie erscheinen.
Ein regierungsgestütztes Konsortium von Firmen in China, genannt "eWorld", hat eine Heimvariante der DVD, genannt "EVD" (Enhanced Versatile Disc / Verbesserte Vielseitige Scheibe) entwickelt. EVD ist ein aggressives Programm, um in China entwickelte Technologie zu standardisieren, aber um auf realistische Weise Produkte herauszubringen, borgt man in den Frühphasen von bestehenden Standards. Dezember 2003 veröffentlichte EVD-Player benutzten standardroten Laser und MPEG-HD-Video, zusammen mit Chinas eigenem ExAC-Tonformat. Der Plan war es, 2004 auf ein chinesisches Videoformat, AVS, umzustellen. Zukünftige Versionen werden Multilevel-Rotlaser- und Multilevel-Blaulaser-Aufnahme benutzen, wobei die Pittiefe variiert, um eine höhere Dichte zu erreichen.
EVD wurde scheinbar entwickelt, um die Abhängigkeit und die Kosten für nicht-chinesische Patente zu verringern, aber ironischerweise spielen alle EVD-Players DVD ab, also hat sich auf kurze Sicht nichts verändert.
Die Advanced Optical Storage Research Alliance / Fortgeschrittene Optikspeicherforschungsallianz (AOSRA), gegründet von Taiwans Industrial Technology Research Institute / Industrieller Technologieforschungsinstitution (ITRI) hat ihr eigenes Rotlaserformat, genannt "Forward Versatile Disc / Fortschrittliche Vielseitige Scheibe" (FVD), entwickelt. Der Spurabstand wurde von 0,74µm auf 0,64µm reduziert, um die Kapazität auf 5,4 GB zu erhöhen, mit dem Potential, die 6 GB zu erreichen (9,8 bis 11 GB mit zwei Schichten). Microsofts WM9 wird für Bild- und Tonkodierung benutzt. Insofern scheinen sogar Taiwanesische Firmen der BD mehr Aufmerksamkeit zu schenken als der FVD. AOSRA hat auch eigene Variationen der 0,6-mm- und 0,1-mm Blaulaserformate entwickelt, die für zukünftige Versionen der FVD benutzt werden könnten.
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