Professionelle Videotechnik - Grundlagen, Filmtechnik, Fernsehtechnik, Geräte- und Studiotechnik in SD, HD, DI, 3D
von: Ulrich Schmidt
Springer Vieweg, 2013
ISBN: 9783642389924
Sprache: Deutsch
856 Seiten, Download: 105206 KB
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Mehr zum Inhalt
Professionelle Videotechnik - Grundlagen, Filmtechnik, Fernsehtechnik, Geräte- und Studiotechnik in SD, HD, DI, 3D
Vorwort | 5 | ||
Inhaltsverzeichnis | 7 | ||
1 Entwicklungsgeschichte | 13 | ||
2 Das analoge Videosignal | 28 | ||
2.1 Licht und Wahrnehmung | 28 | ||
2.1.1 Fotometrische Größen | 31 | ||
2.1.2 Das menschliche Sehvermögen | 33 | ||
2.2 Der Bildaufbau | 42 | ||
2.2.1 Das diskretisierte Bild | 43 | ||
2.2.2 Zeilenzahl und Betrachtungsabstand | 45 | ||
2.2.3 Das Zeilensprungverfahren | 49 | ||
2.3 Das monochrome Videosignal | 53 | ||
2.3.1 Das BAS-Signal | 53 | ||
2.3.2 Signalanalyse | 65 | ||
2.3.3 Videosignalübertragung im Basisband | 71 | ||
2.4 Das Farbsignal | 78 | ||
2.4.1 Farbe und Wahrnehmung | 79 | ||
2.4.2 Farbmischung | 82 | ||
2.4.3 Farbmetrische Größen | 84 | ||
2.4.4 Das RGB-Signal | 93 | ||
2.4.5 Das Komponentensignal | 94 | ||
2.4.6 Das Farbsignal mit Farbhilfsträger | 99 | ||
2.4.7 Farbfernsehnormen | 105 | ||
2.4.8 Farbsignalhierarchie | 116 | ||
2.5 Signalkontrolle | 119 | ||
2.5.1 Betriebsmesstechnik | 120 | ||
3 Das digitale Videosignal | 130 | ||
3.1 Digitale Signalformen | 130 | ||
3.2 Grundlagen der Digitaltechnik | 131 | ||
3.2.1 Digitalisierung | 132 | ||
3.2.2 D/A-Umsetzung | 138 | ||
3.2.3 Digitale Signalübertragung im Basisband | 139 | ||
3.3 Digitale SD-Videosignale | 145 | ||
3.3.1 Digital Composite Signal | 145 | ||
3.3.2 Digital Component Signal | 147 | ||
3.3.3 Schnittstellen | 154 | ||
3.4 Digitale HD-Signale | 160 | ||
3.4.1 Bildaufbau digitaler HD-Signale | 161 | ||
3.4.2 Digitale HD-Schnittstellen | 166 | ||
3.5 Videodatenreduktion | 170 | ||
3.5.1 Grundlagen | 171 | ||
3.5.2 Redundanzreduktion | 173 | ||
3.5.3 DCT | 175 | ||
3.5.4 Wavelet-Transformation | 182 | ||
3.5.5 DPCM | 184 | ||
3.6 JPEG | 188 | ||
3.7 Der DV-Algorithmus | 190 | ||
3.7.1 DV-DIF | 192 | ||
3.8 MPEG | 194 | ||
3.8.1 MPEG-Videocodierung | 195 | ||
3.8.2 MPEG-Audio | 212 | ||
3.8.3 MPEG-Systems | 222 | ||
3.9 ITU-H.26xund SMPTE-VC-Standards | 228 | ||
3.9.1 H.264/AVC | 228 | ||
3.9.2 H.265/HEVC | 233 | ||
3.9.3 SMPTE VC-1 | 234 | ||
3.9.4 SMPTE VC-2 | 235 | ||
3.9.5 SMPTE VC-3, Avid DNxHD und Apple ProRes | 236 | ||
4 Fernsehsignalübertragung | 238 | ||
4.1 Analoge Modulationsverfahren | 238 | ||
4.1.1 Multiplexverfahren | 238 | ||
4.1.2 Amplitudenmodulation (AM) | 240 | ||
4.1.3 Frequenzmodulation (FM) | 243 | ||
4.2 Fernsehbegleitsignale | 245 | ||
4.2.1 Fernsehbegleitton | 245 | ||
4.2.2 Signale in der Vertikalaustastlücke | 247 | ||
4.3 Analoge Übertragungsverfahren | 251 | ||
4.3.1 Terrestrische Ausstrahlung | 252 | ||
4.3.2 Satellitenübertragung | 255 | ||
4.3.3 Kabelfernsehen | 261 | ||
4.3.4 Verbesserte analoge Fernsehsysteme | 264 | ||
4.4 Digitale Modulationsverfahren | 271 | ||
4.4.1 Phase Shift Keying PSK | 272 | ||
4.4.2 Quadraturamplitudenmodulation QAM | 273 | ||
4.4.3 Amplitude Phase Shift Keying APSK | 274 | ||
4.4.4 Orthogonal Frequency Division Multiplex OFDM | 275 | ||
4.5 DVB | 279 | ||
4.5.1 Fehlerschutz | 282 | ||
4.5.2 Digitales Satellitenfernsehen DVB-S | 286 | ||
4.5.3 Digitales Kabelfernsehen DVB-C | 289 | ||
4.5.4 Digitales terrestrisches Fernsehen DVB-T | 291 | ||
4.5.5 Data Broadcasting | 297 | ||
4.5.6 DVB Endgeräte | 298 | ||
4.5.7 Neue digitale Videodienste | 303 | ||
4.6 Internet und IPTV | 304 | ||
4.6.1 Internet-Grundlagen | 305 | ||
4.6.2 Netzwerke | 305 | ||
4.6.3 Internet-Protokolle | 306 | ||
5 Filmtechnik | 308 | ||
5.1 Film als Speichermedium | 308 | ||
5.1.1 Die Filmschwärzung | 309 | ||
5.1.2 Farbfilm | 311 | ||
5.2 Filmformate | 312 | ||
5.2.1 Bildfeldgrößen | 314 | ||
5.2.2 Filmkennzeichnung und Konfektionierung | 317 | ||
5.3 Filmeigenschaften | 319 | ||
5.3.1 Belichtung und Schwärzung | 319 | ||
5.3.2 Kennlinie und Kontrastumfang | 320 | ||
5.3.3 Farbfilmeigenschaften | 324 | ||
5.3.4 Die Lichtempfindlichkeit | 325 | ||
5.3.5 Das Filmkorn | 326 | ||
5.3.6 Das Auflösungsvermögen | 327 | ||
5.4 Filmentwicklung und -kopie | 329 | ||
5.4.1 Filmentwicklung | 329 | ||
5.4.2 Der Kopierprozess | 330 | ||
5.4.3 Die Lichtbestimmung | 331 | ||
5.4.4 Blenden, Titel- und Trickarbeiten | 333 | ||
5.5 Filmton | 334 | ||
5.5.1 Das Lichttonverfahren | 335 | ||
5.5.2 Mehrkanaltonverfahren | 337 | ||
5.6 Der digitale Film | 342 | ||
5.6.1 Die Bildauflösung | 343 | ||
5.6.2 Die Grauwertauflösung | 345 | ||
5.6.3 Die Farbqualität | 348 | ||
5.7 Filmabtaster | 349 | ||
5.7.1 Filmabtastung bildpunktweise | 351 | ||
5.7.2 Filmabtastung zeilenweise | 354 | ||
5.7.3 Filmabtastung bildweise | 356 | ||
5.7.4 Gradationsund Farbkorrektur | 357 | ||
5.8 Filmbelichtung | 360 | ||
5.8.1 CRT-Belichter | 360 | ||
5.8.2 Laserbelichter | 361 | ||
5.9 Filmdatenspeicherung | 363 | ||
6 Bildaufnahmesysteme | 365 | ||
6.1 Bildwandler | 366 | ||
6.1.1 Röhrenbildwandler | 368 | ||
6.1.2 CCD-Bildwandler | 371 | ||
6.1.3 CMOS-Bildwandler | 380 | ||
6.1.4 Plenoptischer Bildwandler | 383 | ||
6.1.5 Sensorempfindlichkeit | 384 | ||
6.1.6 Rauschen und Dynamik | 385 | ||
6.1.7 Global Shutter | 388 | ||
6.1.8 Defokussierung | 389 | ||
6.1.9 Farbbildwandler | 390 | ||
6.1.10 Bildformatwechsel | 393 | ||
6.2 Kameraoptik | 395 | ||
6.2.1 Grundlagen der Optik | 395 | ||
6.2.2 Das optische System der Kamera | 408 | ||
6.3 Die Videokamera | 416 | ||
6.3.1 Das elektronische System der Kamera | 417 | ||
6.3.2 Die Digitalkamera | 425 | ||
6.3.3 Der Weißabgleich | 426 | ||
6.3.4 Automatikfunktionen | 427 | ||
6.3.5 Bildstabilisierungssysteme | 428 | ||
6.3.6 Der Kamerasucher | 430 | ||
6.3.7 Die Studiokamera | 431 | ||
6.3.8 Die EB/ EFP-Kamera | 437 | ||
6.3.9 Semiprofessionelle Kameras | 440 | ||
6.3.10 Amateurkameras | 441 | ||
6.4 Digitale Cinematographie | 442 | ||
6.4.1 Die Filmkamera | 442 | ||
6.4.2 Anforderungen an digitale Filmkameras | 447 | ||
6.4.3 Digitale Filmkameras | 449 | ||
6.5 Kamerasupport | 465 | ||
6.5.1 Stereoskopische Aufnahmen | 469 | ||
7 Bildwiedergabesysteme | 472 | ||
7.1 Bildwiedergabe mit Kathodenstrahlröhren | 473 | ||
7.1.1 Das Funktionsprinzip | 473 | ||
7.1.2 Farbbildröhren | 476 | ||
7.1.3 Signalverarbeitung | 479 | ||
7.2 Flüssigkristall-Displays | 482 | ||
7.2.1 LCD-Funktionsprinzip | 482 | ||
7.2.2 Pixelansteuerung und -beleuchtung | 486 | ||
7.3 Selbstleuchtende Flachbildschirme | 489 | ||
7.3.1 Plasmadisplays | 489 | ||
7.3.2 OLED-Displays | 491 | ||
7.3.3 FED und SED | 494 | ||
7.4 Videomonitore | 495 | ||
7.4.1 Produktionsmonitore | 497 | ||
7.4.2 Heimmonitore und Fernsehempfänger | 501 | ||
7.4.3 3D-Displays | 504 | ||
7.5 Großbildprojektion | 506 | ||
7.5.1 Aktive Großbilderzeugung | 507 | ||
7.5.2 Passive Großbilderzeugung | 509 | ||
7.6 Kinoprojektion | 518 | ||
7.6.1 Filmprojektion | 518 | ||
7.6.2 Digitalprojektion im Kino | 521 | ||
7.6.3 Digital Cinema | 524 | ||
7.6.4 3D-Kino | 528 | ||
8 Bildaufzeichnungsgeräte | 532 | ||
8.1 Entwicklungsgeschichte | 532 | ||
8.2 Grundlagen der Magnetaufzeichnung | 533 | ||
8.2.1 Das magnetische Feld | 533 | ||
8.2.2 Das MAZ-Grundprinzip | 536 | ||
8.2.3 Magnetbandund Kopfführung | 542 | ||
8.3 Analoge Magnetbandaufzeichnung | 550 | ||
8.3.1 Signalverarbeitung bei der FM-Aufzeichnung | 553 | ||
8.3.2 Zeitbasiskorrektur (TBC) | 555 | ||
8.4 Audioaufzeichnung in Analog-Recordern | 557 | ||
8.5 FBAS-Direktaufzeichnung | 562 | ||
8.5.1 Das 2“-Quadruplex-System | 562 | ||
8.5.2 Das 1“-A- und C-Format | 564 | ||
8.5.3 Das 1“-B-Format | 566 | ||
8.6 Colour-Under-Aufzeichnung | 568 | ||
8.6.1 Signalverarbeitung | 569 | ||
8.6.2 Colour-Under-Formate | 571 | ||
8.7 Komponentenaufzeichnung | 580 | ||
8.7.1 Signalverarbeitung | 581 | ||
8.7.2 Komponentenaufzeichnungsformate | 583 | ||
8.8 Digitale Magnetbandaufzeichnung | 588 | ||
8.8.1 Signalverarbeitung | 590 | ||
8.8.2 Digitale Komponentenformate ohne Datenreduktion | 595 | ||
8.8.3 Digitale Compositesignal-Aufzeichnung | 597 | ||
8.8.4 Digitale Komponentenformate mit geringer Datenreduktion | 599 | ||
8.8.5 Digitale Komponentenaufzeichnung mit DV-Datenreduktion | 603 | ||
8.8.6 Digitale Komponentenaufzeichnung mit MPEG-Datenreduktion | 608 | ||
8.8.7 Digitale HD-MAZ | 611 | ||
8.9 Bandlose digitale Signalaufzeichnung | 616 | ||
8.9.1 Magnetplattensysteme | 617 | ||
8.9.2 Optische Speichermedien | 624 | ||
8.9.3 Festwertspeicher | 635 | ||
9 Videosignalbearbeitung | 636 | ||
9.1 Bildmischer | 636 | ||
9.1.1 Mischerkonzepte | 637 | ||
9.1.2 Bildübergänge | 640 | ||
9.1.3 Stanzverfahren | 642 | ||
9.1.4 Funktionen in Digitalmischern | 649 | ||
9.1.5 Bildmischeraufbau | 650 | ||
9.1.6 Bildmischer-Typen | 655 | ||
9.2 Videografik- und Effektgeräte | 658 | ||
9.2.1 Schriftgeneratoren | 658 | ||
9.2.2 Digitale Effektgeräte | 660 | ||
9.2.3 Grafik und Animation | 662 | ||
9.3 Elektronische Schnittsteuersysteme | 664 | ||
9.3.1 Grundfunktionen | 664 | ||
9.3.2 Timecode | 667 | ||
9.3.3 Linear Editing | 674 | ||
9.3.4 Fernsteuersignale | 677 | ||
9.3.5 Schnittsteuersysteme | 679 | ||
9.4 Nonlineare Editingsysteme | 682 | ||
9.4.1 Grundlagen | 682 | ||
9.4.2 NLE-Betrieb | 685 | ||
9.4.3 Filmschnitt | 693 | ||
9.5 Compositingsysteme | 699 | ||
9.5.1 Grundfunktionen | 699 | ||
9.5.2 Ausführung von Compositingsystemen | 705 | ||
9.6 Computeranimation | 707 | ||
10 Videostudiosysteme | 710 | ||
10.1 Signale im Produktionsbereich | 711 | ||
10.1.1 Analoge Signalformen | 711 | ||
10.1.2 Digitale Signalformen | 712 | ||
10.1.3 Fileformate | 725 | ||
10.2 Signalverteilung | 736 | ||
10.2.1 Verteilung von Analogsignalen | 736 | ||
10.2.2 Digitale Signalverteilung | 740 | ||
10.2.3 Videosignalschnittstellen | 742 | ||
10.3 Videodaten in Netzwerken | 748 | ||
10.3.1 Systembetrachtung Signale und Netze | 749 | ||
10.3.2 Netzwerke aus dem Telekom-Bereich | 754 | ||
10.3.3 Netzwerke aus dem Computerbereich | 756 | ||
10.4 Produktionsanforderungen | 765 | ||
10.4.1 Produktionsempfehlungen der EBU | 765 | ||
10.4.2 Technische Richtlinien-HDTV für ARD, ZDF und ORF | 767 | ||
10.5 Produktionseinheiten | 774 | ||
10.5.1 Produktionsbereiche | 774 | ||
10.5.2 Postproduktion | 785 | ||
10.5.3 Sendekomplexe und -abwicklung | 788 | ||
10.5.4 Vernetzte Produktion | 790 | ||
10.5.5 SNG-Fahrzeuge | 794 | ||
10.5.6 Ü-Wagen | 799 | ||
10.6 Das virtuelle Studio | 806 | ||
10.6.1 Technische Ausstattung des virtuellen Studios | 808 | ||
10.6.2 Kameratracking | 812 | ||
10.6.3 Produktion im virtuellen Studio | 818 | ||
Literaturverzeichnis | 822 | ||
Sachverzeichnis | 830 |