Bild- und Pixelseitenverhältnisse

Bildseitenverhältnisse

Bei der Verwendung verschiedener Softwareprogramme für die Bearbeitung und Visualisierung von digitalen Videodateien ist es sehr wichtig darauf zu achten, dass die Seitenverhältnisse korrekt dargestellt werden. Auch wenn das Ausgangsmaterial zum Beispiel 4:3 war und die Darstellung im Wiedergabesystem auf 4:3 eingestellt wird, kann dies in einigen Fällen zwar funktionieren, in anderen Fällen aber vielleicht nicht. Deshalb ist ein optischer Vergleich der bearbeiteten oder visualisierten Datei mit dem korrekt dargestellten Ausgangsmaterial ein unverzichtbarer Schritt für die Qualitätssicherung.

Die Filme des Medienarchivs sind alle im Normalformat aufgenommen, das heißt 4:3. Die verschiedenen Bildbearbeitungsprogramme lassen bei der Komprimierung von digitalen Videodateien eine Auswahl verschiedener Bildseitenverhältnisse zu. Wird hier bereits eine falsche Einstellung gewählt, wird die komprimierte Datei nicht die Seitenverhältnisse des Ausgangsmaterials haben. Dies kann eventuell durch eine nachträgliche Änderung der Seitenverhältnisses korrigiert werden, jedoch ist nicht ausgeschlossen, dass aufgrund unterschiedlicher Pixelformen oder sonstiger kaum nachvollziehbarer automatisierter Anpassungen und Veränderungen Bildinformationen verloren gehen. Ähnliches gilt bei der Visualisierung der Videodateien mit Hilfe von Mediaplayern wie Quicktime, Windows Media Player oder dem VLC Media Player.

Ein korrekt wiedergegebenes Bildseitenverhältnis bedeutet unter Umständen, dass das Bild an den Wiedergabeschirm angepasst werden muss. Aus dem Fernsehen kennt man die CinemaScope-Western mit den schwarzen Balken oben und unten. Das ist schade, aber korrekt. Die andere Möglichkeit, den Bildschirm auszufüllen und die Seiten zu beschneiden (oder die Verwendung beider Methoden) bedeutet Bildverluste und ist daher unakzeptabel.

Um ein 16:9-Bild auf einem 4:3-Bildschirm unterzubringen, wird es also als “Letterbox” wiedergegeben.

16:9-Bildschirme haben den gleichen Nachteil, wenn 4:3- Filme gezeigt werden. Um die Bildinformation korrekt zu wahren, müssen an den Seiten schwarze Ränder entstehen. Dieses Verfahren nennt man “Pillarboxing”.

Ein Film kann aber auch anamorphotisch kodiert sein. Man spricht dann oft von „echtem 16:9“ (im Gegensatz zu 16:9-Letterboxed) Das Bild ist dann (ähnlich wie bei CinemaScope auf dem Laufbildfilm) horizontal zusammengepresst (füllt also auch vertikal den Bildschirm) und muss für die Wiedergabe wieder entzerrt werden, um die richtigen Proportionen zu erreichen.

Die verschiedenen Bildseitenverhältnisse und ihre Darstellung auf einem Fernsehschirm werden auf der  Abbildung 1 veranschaulicht:

Pixelseitenverhältnisse

Ein Problem im Umgang mit digitalen Bilddateien können auch die verschiedenen Pixelseitenverhältnisse sein. Wie unter Punkt Standards für digitalen Film ersichtlich, beträgt sowohl bei PAL (720 x 576 Pixel) als auch bei NTSC (720 x 480 Pixel) das Bildseitenverhältnis jeweils 4:3. Dies erscheint unlogisch, wenn man davon ausgeht, dass die Pixel quadratisch sind: Das NTSC-Bild müsste breiter sein als das PAL-Bild. Es ist aber tatsächlich beides 4:3. Wie kann das sein? 

Digitales PAL hatte ursprünglich 768 x 576 Pixel. Diese waren quadratisch und ergaben ein 4:3-Bild (768 : 576 = 1,33). NTSC kam bei 640 x 480 quadratischen Pixeln auf das Fernsehformat 1,33:1.[1]

In der 1981 vom CCIR (Comité Consultatif International des Radiocommunication, dt. Internationaler Beratender Ausschuss für den Funkdienst) beschlossenen Norm 601 wurden 720 x 576 Pixel festgelegt.[2] Da sich nur die horizontale Auflösung verändert hat, können die Pixel jetzt nicht mehr quadratisch sein, sie sind „non-square“.

„non-square“ Pixel PAL: Geht man von quadratischen Pixeln aus, so ergibt 720 x 576 ein Verhältnis von 4:3,2 bzw. 1,25:1, das heißt geringfügig schmaler als das Normal- oder Fernsehformat von 1,33:1. Um das Format von 4:3 zu erreichen, müssen also die PAL-Pixel etwas in die Breite gezogen werden.

NTSC: 720 x 480 ergibt bei quadratischen Pixeln ein Verhältnis von 4:2,66 bzw. 1,5:1, das heißt etwas breiter als 1,33:1 bzw. 4:3. Um ein 4:3-Bild zu erreichen, müssen die NTSC-Pixel in der Breite gestaucht werden.

Rechnerisch ergibt sich als Pixelseitenverhältnis für den PAL-Standard der Korrekturfaktor 1,064 (:1) und für NTSC 0.89 (:1).

Bei dem Versuch, die verschiedenen Standards einander anzunähern, wurden von Softwareherstellern Korrekturmethoden entwickelt, um bestimmte Seitenverhältnisse (innerhalb der Kapazität der gegebenen Pixelanzahl) zu erreichen: Während die Pixel bei Photoshop quadratisch sind, sind sie es in den meisten Filmbearbeitungsprogrammen nicht. [3]

Konkretes Beispiel
Um am Computerbildschirm von dem abgetasteten Film Standfotos anzufertigen, wurde der VLC Media Player benutzt. Die Filmdatei wurde importiert und abgespielt. Dabei fiel auf, dass das Bild im Vergleich mit derselben im Adobe Premiere Schnittprogramm wiedergegebenen Datei verzerrt dargestellt wurde. (Die Abbildungen 1 und 2 zeigen die Darstellung eines Einzelbildes des Startband.)

In der Menüleiste “Video” des VLC Media Players fand sich die Funktion “Seitenverhältnis”. Beim Anklicken dieser Funktion öffnete sich ein Pulldown-Menü mit den folgenden Optionen:

Standard
1:1
4:3
16:9
16:10
2.21:1
5:4

Die Einstellung stand auf “Standard”. Was auch immer für ein Seitenverhältnis mit “Standard” gemeint ist – es war für den vorliegendem Film nicht korrekt, da der Kreis nicht mehr rund, sondern elipsenförmig war (siehe Abb. 1 und 2). Nach der Änderung auf das Seitenverhältnis 4:3 wurde das Seitenverhältnis anscheinend korrekt wiedergegeben, wobei sich die Anzahl der Pixel nicht verändert hat. In Konsequenz muss sich die Form der Pixel verändert haben, sprich sie müssen breiter geworden sein. Ein optischer Vergleich mit der Darstellung der unkomprimierten Datei in Adobe Premiere bestätigte diesen Eindruck.

Abb. 2: “Standard”-Einstellung

Abb. 3: 4:3-Einstellung

Das Problem ist, dass offenbar manche Softwareprogramme “Seitenverhältnis” sagen, aber “Pixelseitenverhältnis” meinen.

Jedenfalls können durch eine falsche Einstellung bei der Ausspielung der Datei stark verfälschte Bilder mit einem unkorrekten Seitenverhältnis entstehen. Fast täglich sieht man auf Bildschirmen in der Öffentlichkeit (manche Beiträge auf den Bildschirmen der Berliner U-Bahn, …und auch im Kaufhaus in der TV-Abteilung) verzerrte Bilder mit meistens zu dicken Menschen.

Aufschlussreich ist ein Experiment in Adobe Photoshop, wo normalerweise die Pixel quadratisch sind. Man kann aber das Pixelseitenverhältnis eines Fotos ändern.

Die Optionen sind jeweils mit dem Format als Ziffer (Dividend) und Standard-Bezeichnungen benannt:

D1 / DV NTSC (0,91)
DV: PAL (1,09)
D1 DV NTSC (1,21)
HDV 1080/ DVPro HD 720 (1,33)
D1 / DV PAL (1,46)
Anamorphotisch 2:1 (2)
DVCPro HD 1080 (1,5)