Farbtiefe vs. Dynamischer Bereich

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Lenny_84
Stammgast
#1 erstellt: 01. Dez 2016, 09:29
Ich beschäftige mich gerade mit Themen rund um die Farbdarstellung und dazugehörigen Einstellungen. Dazu habe ich schon viel gelesen aber es ist wirklich anspruchsvoll für Laien.
In der Praxis teste ich das ganze mit einer PS4 und meinem Sony W905, beide unterstützen DeepColour und HDMI voll. Mich würde interessieren wie diese beiden Features zusammenhängen. Beim Dynamischen Bereich spricht man von 256 vs. 220 Abstufungen, also maximal 8bit bei "voll". Mein TV zeigt mir für die PS4 aber 12bit an, damit ist dann die Farbtiefe(DeepColour) gemeint oder? Ist DeepColour eine Erweiterung vom Dynamischen Bereich? Es geht doch in beiden Fällen um die Abstufung der Helligkeit pro Farbkanal oder?
HaraldNorbert
Stammgast
#2 erstellt: 01. Dez 2016, 09:57
Helligkeit pro Kanal kann man sagen, besser ist es, von der Anzahl der darstellbaren Farben zu sprechen. Je höher die Farbtiefe (10 bit, 12 bit oder mehr), desto mehr Farben bzw. Farbabstufungen können dargestellt werden. Der dynamische Bereich ist der Bereich zwischen der hellsten und der dunkelsten Farbe, d.h. hellstes weiß und dunkelstes schwarz. Beides hat nur indirekt miteinander zu tun.
hagge
Inventar
#3 erstellt: 01. Dez 2016, 18:27
Da es halbwegs gut passt, hole ich mal einen Beitrag von mir her, den ich kürzlich schon hier gepostet habe. Achtung, das wird nun etwas länger! Im nächsten Beitrag werde ich dann gleich noch was konkret zum Thema RGB-Wertebereich voll/begrenzt sagen.

Es gibt zwei grundsätzlich verschiedene Verfahren, Bilder zu übertragen: RGB und YUV. Letzteres wird manchmal auch als YCbCr bezeichnet, was aber (fast) das Gleiche ist, so dass ich künftig der Einfachheit halber immer YUV sagen werde.



RGB

Betrachten wir zuerst RGB.

RGB steht für Rot/Grün/Blau. Das heißt hier wird für jedes Pixel ein Wert für das rote Subpixel, das grüne Subpixel und das blaue Subpixel übertragen. Das Datenformat stimmt also mit dem Aufbau des Bildschirms überein, der ja auch RGB für die Darstellung der Pixel benutzt. Insofern wäre das eigentlich das natürlichste Format, um Daten vom PC zum Bildschirm zu übertragen. In der Vergangenheit waren hier 8 Bits pro Farbe, also 24 Bits insgesamt üblich. Damit ließen sich pro Farbkomponente 256 Helligkeitsabstufungen darstellen. Will man die Abstufungen feiner haben, dann muss man mehr Bits nehmen. Möglich wären hier 10 Bit pro Farbe (1024 Abstufungen pro Farbe, 30 Bits insgesamt) oder sogar 12 Bit pro Farbe (4096 Abstufungen, 36 Bits insgesamt). Grafikprogramme am PC können zum Teil sogar 16 oder 32 Bits pro Farbe bearbeiten, was dann 48 Bits oder gar 96 Bits entsprechen würde. Solche Bilder lassen sich aber heute noch auf keinem Bildschirm der Welt darstellen.

Das Problem mit diesen hohen Auflösungen ist dann aber, dass man natürlich auch mehr Datenrate auf dem Kabel zum Bildschirm benötigt, also z.B. einem HDMI-Kabel. Bei den heute üblichen UHD-Fernsehern, also Bildern mit 3840 x 2160 Pixeln, sind das bei 10 Bit pro Farbe und 60 fps entsprechend 3840 * 2160 * 30 Bits/Pixel * 60 fps = 15 GBit/s Nutzdaten. Und bei 12 Bit pro Farbe entsprechend sogar 18 GBit/s Nutzdaten. Nun ist es aber so, dass das HDMI-Format noch Bitstuffing nutzt, so dass aus jeweils 8 übertragenen Bits 10 Bits auf dem Kabel werden. Wir müssen diese Werte also noch mit 10/8 multiplizieren, um die echte Datenrate auf dem Kabel zu bekommen. Bei 10 Bit pro Farbe sind das also 18,7 GBit/s tatsächliche Daten, bei 12 Bit entsprechend 22,4 GBit/s. Bei HDMI-Kabeln, die für HDMI 2.0 geeignet sind, ist aber 18 GBit/s die Grenze. das heißt diese Formate mit 10 und 12 Bits pro Farbe sind per RGB nicht mehr bei 60 Hz BIldrate möglich, sie überschreiten die maximale Datenrate der Kabel. Bei Display-Port geht es noch, da dort höhere Frequenzen auf dem Kabel definiert und damit möglich sind.

Also erste Erkenntnis: RGB geht auf HDMI bei 60 Hz nur mit maximal 8 Bit/Farbe, will man mehr Bit pro Farbe nutzen, kann man maximal 30 Hz erreichen.



YUV

So, schauen wir uns nun YUV an.

In diesem Format werden die Daten anders übertragen. Hier wird ein Helligkeitssignal übertragen (Y) und zwei Farbkomponenten (U und V). Warum macht man das? Das hat mehrere Gründe.

  • Lässt man die Farbkomponenten weg, hat man ein Schwarzweiß-Bild. Eine Umwandlung zu Schwarzweiß ist also trivial.
  • Viele Berechnungen lassen sich viel leichter in diesem Bildformat erledigen. Will man das Bild z.B. heller machen, muss man einfach nur die Y-Komponente erhöhen. Will man eine andere Sättigung haben, muss man nur an den Farbwerten drehen. Man spart sich also viel Rechenarbeit, weil man nur eine Teilmenge der Daten bearbeiten muss.
  • Das YUV-Verfahren ähnelt der Darstellung der analogen Bildübertragung. Auch dort wird Helligkeit und Farbe getrennt übertragen. Umwandlungen von Analogvideos ins YUV-Format sind also viel leichter als ins RGB-Format.
  • Viele Komprimierungsverfahren (z.B. alle MPEG-Verfahren) nutzen dieses Format. Videos, egal ob DVD, BluRay oder Streams kommen also naturgemäß *immer* als YUV an.
  • Man kann durch Farbunterabtastung viel Datenrate sparen mit nur sehr geringen sichtbaren Auswirkungen.


Gerade der letzte Punkt ist sehr wichtig. Man hat (schon zu Analog-TV-Zeiten) festgestellt, dass die Helligkeitsinformation für das menschliche Auge viel wichtiger ist als die Farbinformation. Schon damals hat man darum die Farbe mit einer deutlich geringeren Frequenz übertragen als die Helligkeit. In der digitalen Welt hat man das so gelöst, dass man zwar für jedes Pixel Helligkeitsinformation überträgt, aber nicht unbedingt für jedes Pixel Farbinformation. In diesem Fall werden die gleichen Farbinformationen für mehrere Pixel genutzt.

Die gängigsten Farbunterabtastungen sind:
  • 4:2:0: Es gibt nur eine Farbinformation für eine Pixelgruppe von 2x2 Pixeln. Die Farbmenge ist also nur ein Viertel der Helligkeitsmenge.
  • 4:2:2: Es gibt nur eine Farbinformation für jeweils zwei nebeneinander liegende Pixel. Die Farbmenge ist also nur die Hälfte der Helligkeitsmenge
  • 4:4:4: Es gibt für jedes Pixel sowohl Helligkeits- als auch Farbinformation. Es findet also keine Farbunterabtastung statt.


Wer jetzt meint, dass 4:2:0 doch furchtbar schlecht aussehen muss, für den ist es vielleicht interessant zu wissen, das *jede* DVD und *jede* BluRay mit diesem Format arbeitet. Und so schlecht sieht das doch nicht aus, oder?

Zweite Erkenntnis: 4:4:4, 4:2:2 und 4:2:0 gibt es nur beim YUV-Format, nicht beim RGB-Format.



Datenraten bei YUV

Rechnen wir jetzt mal ein bisschen die Datenraten für verschiedene Formate aus:

4:4:4: Hier gibt es für jede Komponente Y, U und V gleich viele Daten:
UHD mit 12 Bit/Komponente bei 60 Hz: 3840 * 2160 * 3 * 12 * 60 = 18 Gbit/s, auf HDMI: 18 GBit/s *10 / 8 = 22,4 GBit/s
UHD mit 10 Bit/Komponente bei 60 Hz: 3840 * 2160 * 3 * 10 * 60 = 18 Gbit/s, auf HDMI: 15 GBit/s *10 / 8 = 18,7 GBit/s

Hier bekommt man also genau die gleichen Datenraten wie bei RGB. Darum klappt es hier genauso wenig mit 60Hz wie bei RGB.

4:2:2: Hier gibt es für U und V jeweils nur die halbe Datenmenge:
UHD mit 12 Bit/Komponente bei 60 Hz: 3840 * 2160 * 12 * 60 + 3840 * 2160 * 2 * 12 * 60 / 2 = 12 Gbit/s, auf HDMI: 12 GBit/s *10 / 8 = 15 GBit/s
UHD mit 10 Bit/Komponente bei 60 Hz: 3840 * 2160 * 10 * 60 + 3840 * 2160 * 2 * 10 * 60 / 2 = 10 Gbit/s, auf HDMI: 10 GBit/s *10 / 8 = 12,5 GBit/s

4:2:0: Hier gibt es für U und V jeweils nur ein Viertel der Datenmenge:
UHD mit 12 Bit/Komponente bei 60 Hz: 3840 * 2160 * 12 * 60 + 3840 * 2160 * 2 * 12 * 60 / 4 = 9 Gbit/s, auf HDMI: 9 GBit/s *10 / 8 = 11,2 GBit/s
UHD mit 10 Bit/Komponente bei 60 Hz: 3840 * 2160 * 10 * 60 + 3840 * 2160 * 2 * 10 * 60 / 4 = 7,5 Gbit/s, auf HDMI: 7,5 GBit/s *10 / 8 = 9,3 GBit/s

Wie man sieht liegen sowohl für 4:2:2 und natürlich erst recht für 4:2:0 die Werte alle unter der Grenze von 18 GBit/s für HDMI. Das heißt theoretisch wären alle diese Modi auch mit 60 Hz möglich.

Dritte Erkenntnis: YUV mit 4:4:4 geht bei HDMI ebenfalls nur mit maximal 30 Hz, 4:2:2 oder 4:2:0 sind aber auch mit 60 Hz möglich.



HDMI-2.0-Datenformate

Schaut man sich nun die Tabelle der bei HDMI 2.0 erlaubten Datenformate an, wie sieh z.B. hier zu finden ist, dann sieht man, dass das im Wesentlichen passt. Das einzige, was kurios ist, ist dass für 8 und 10 Bit pro Komponente keine 4:2:2-Formate definiert sind. Ob ein TV diese dann trotzdem schluckt oder nicht, kann man nur durch Tests herausfinden. Offiziell muss er sie nicht können.

HDMI-2.0-Datenformate



Farbräume

So kommen wir nun zu den Farbräumen

Die Bittiefe, also ob 8, 10 oder 12 Bits pro Farbkomponente übertragen werden, hat nichts damit zu tun, *welche* Farben angezeigt werden. Bei 0 ist bei allen diesen Bittiefen die Farbe ausgeschaltet und beim Maximalwert (255, 1023 oder 4095) bei allen Bittiefen die gleiche maximale Farbe erreicht. Eine Farbe R=0, G=255, B=0 mit 8-Bit pro Farbe erzeugt also beispielsweise genau das gleiche Grün wie R=0, G=4095, B=0 bei 12 Bit Farbtiefe.

Welches Grün das aber ist, das wird über den Farbraum festgelegt. Hier gab es früher bei Röhren-TVs und DVDs den REC601, dann später bei HD-TVs und BluRays den REC709, der aber mit REC601 nahezu identisch ist. Das ist auch im Prinzip der gleiche Farbraum, der bei PCs genutzt wird, dort nennt man ihn aber nochmal anders, nämlich sRGB. Die Farben, die damit möglich waren, waren hauptsächlich dadurch definiert, was mit Phosphoren möglich war. Obwohl mit HD-TVs mit LCD-Technik, Plasmas oder OLEDs also teilweise mehr Farben möglich gewesen wären, hat man sich auf die Farben beschränkt, die schon seinerzeit bei den Röhren möglich waren.

Im Kino hat man aber ja andere Techniken im Einsatz. Da waren es Beamer, die anders funktionieren. Hier hat man darum von Anfang an bei den digitalen Projektoren auf einen größeren Farbraum gesetzt, den sogenannten DCI-Farbraum. Das heißt im Kino waren in der Vergangenheit tatsächlich andere, buntere Farben möglich als mit DVD und BluRay auf einem TV zu Hause. Wurde ein Film für eine BluRay gemastert, musste also der Farbraum vom Kino-DCI-Farbraum auf den Heim-REC709-Farbraum reduziert werden.

Mit den UHD-BluRays wurden nun aber endlich auch andere Farbräume für den Heimgebrauch definiert. Nun gibt es auch den DCI-Farbraum für zu Hause. Wobei sich die TVs da aber noch schwer tun. Nur die besten aktuellen TVs (Stand 2016) erreichen diesen Farbraum gerade so, die meisten TVs schaffen nicht mal diesen DCI-Farbraum.

Und es wurde sogar ein noch größerer Farbraum definiert, nämlich der REC2020. Dieser ist so groß, dass auch die besten heutigen Bildschirme noch nicht mal ansatzweise diesen Farbraum anzeigen können, ja noch nicht mal sauteure Studiomonitore. Aber man will mit diesem Farbraum eben gerüstet für die Zukunft sein, wenn neue Fernsehtechniken kommen oder die bisherigen Techniken noch weiter verbessert werden.

Was heißt das nun? Wenn man den obigen Wert R=0, G=255, B=0 im DCI-Farbraum anzeigt, dann ist das ein völlig anderes, kräftigeres Grün, als im REC709-Farbraum. Und im REC2020-Farbraum wäre es nochmal ein kräftigeres Grün als im DCI-Farbraum. Es ist also reine Definitionssache, was so ein Farbtripel bedeutet. Je nachdem welchen Farbraum man dazu angibt, sind die erzeugten Farben unterschiedlich.

Vierte Erkenntnis: Die Bittiefe hat nichts mit dem Farbraum zu tun. Es ist ohne weiteres möglich, 10 oder 12 Bit Farbtiefe im REC709-Farbraum anzuzeigen, als auch den DCI- oder REC2020-Farbraum nur mit 8 Bit Farbitefe anzuzeigen.

Natürlich macht es Sinn, bei größeren Farbräumen auch mit mehr Bittiefe zu arbeiten, weil sonst das Color-Banding stärker wird, also die Farbstufen von Farbe zu Farbe zu grob sind, aber es ist nicht zwingend notwendig.



HDR

Nun noch zum Schluss HDR. HDR bedeutet, dass man mehr Details in dunklen und hellen Bereichen sehen will. Das bedeutet, der TV muss diese Bereiche feiner differenzieren können. Dazu hat man die Helligkeitsübertragungsfunktion anders definiert. Was das nun im Detail bedeutet, das würde hier nun zu weit gehen, zumal es hier nun auch noch verschiedene Formate gibt (HDR10, Dolby Vision, HLG, etc).

Letztendlich heißt das in der Praxis, dass HDR auch einen erweiterten Farbraum nutzt. HDR mit REC709 gibt es also nicht, nur HDR mit DCI oder REC2020. Da ein anderer Farbraum aber nicht automatisch auch eine höhere Bittiefe bedeutet, ist HDR mit 8-Bit pro Farbkomponente ohne weiteres möglich, wenn auch nicht unbedingt sinnvoll.

Fünfte Erkenntnis: HDR mit 8 Bit/Farbe ist möglich.



UHD Premium

Damit ein TV das Label UHD-Premium bekommen kann, sind folgende Bedingungen notwendig:

  • Er muss den Farbraum REC2020 verarbeiten (d.h. entgegen nehmen) können
  • Er muss das Bild mit 10 Bit/Farbe darstellen
  • Er muss HDR10 verarbeiten können (d.h. HDMI2.0a können)
  • Er muss eine Helligkeit von mindestens 1000 cd/m² erzeugen können (alternativ nur 540 cd/m², aber dann tieferes Schwarz)


So, ich weiß, das war extrem viel Informationen auf einmal, aber vielleicht bringt das ja etwas Licht ins Dunkel, warum gewisse Datenformate funktionieren und andere nicht.

Viele Grüße,

Hagge
hagge
Inventar
#4 erstellt: 01. Dez 2016, 19:05
So, und was hat es nun mit RGB-Bereich "voll" und "begrenzt" auf sich?

Wie gesagt stammt das YUV-Format schon aus den Analogzeiten des TVs her. Man hat entsprechend darauf geachtet, dass die YUV-Definition im digitalen Bereich eine sehr hohe Kompatibilität zum analogen Bereich aufweist. Darum wurde die Umrechnung nach RGB so definiert, dass dabei gar nicht alle Farben von 0 bis 255 vorkommen, sondern nur die Farben 16 bis 235. Denn die Farben darunter waren in der Analogzeit als "blacker than black" bekannt und die Werte darüber als "whiter than white". Die durfte man nicht benutzen.

Wenn also ein Abspieler, z.B. ein BluRay-Player, so ein Video nach RGB umrechnet, bekommt er folglich nur RGB-Werte, die irgendwo zwischen 16 und 235 liegen, also einen begrenzten Bereich. Letztendlich will der TV aber ganz am Ende den vollen Wertebereich von 0 bis 255 haben, um sein Display anzusteuern. Irgendeiner in der Kette muss also nun die Farbspreizung vom Bereich 16 bis 235 auf 0 bis 255 vornehmen.

Und da ergibt sich nun ein Dilemma. Videozuspieler, also DVD-Player, BD-Player oder Settop-Boxen fürs TV bekommen ja von ihren Quellen *immer* nur YUV und damit den begrenzten RGB-Bereich geliefert. Die haben also seit jeher eigentlich nur den begrenzten Bereich an einen TV ausgegeben. Ein PC oder eine Spielekonsole erzeugt hingegen ein RGB-Bild, das den vollen Bereich ausschöpfen möchte. Diese Geräte geben also immer volles RGB an den TV weiter.

In der Vergangenheit war das kein Problem, weil ein PC an einem VGA-Eingang am TV angeschlossen war und ein Player an einer Videoschnittstelle. Aber seit alle diese Geräte über HDMI angeschlossen werden können, ist das schwieriger. Weil jetzt muss der TV wissen, ob an diesem HDMI-Port ein Videoplayer oder ein computerähnliches Gerät angeschlossen ist. Entsprechend kann man dort nun bei HDMI einstellen, ob schon ein voller RGB-Bereich reinkommt, dann muss der TV nichts mehr mit den Farben machen. Oder ob eben ein begrenztes Signal reinkommt, dann muss der TV die Farben noch aufspreizen.

Es muss also immer gelten:

  • Wenn Zuspieler begrenztes RGB ausgibt, muss der TV auf "begrenzt" stehen.
  • Wenn Zuspieler volles RGB ausgibt, muss der TV auf "voll" stehen.


Jetzt gibt es noch zwei Probleme:

  1. Was ist mit so Zwittern wie einer Playstation, die sowohl Videospiele in vollem RGB berechnen kann, also auch BluRays mit begrenztem RGB abspielen kann?

    Da kann man üblicherweise in diesem Gerät einstellen, ob volles oder begrenztes RGB ausgegeben werden soll.

  2. Was ist, wenn man viele Geräte an einen AVR angeschlossen hat, und von dort aber nur noch ein HDMI-Kabel zum TV geht? Dann hängen ja alle diese Geräte sozusagen indirekt an einem HDMI-Eingang des TVs.

    Dann sollte man darauf achten, dass möglichst alle diese Geräte vollen oder alle diese Geräte begrenzten RGB-Bereich ausgeben. Sofern man das in den entsprechenden Zuspielern einheitlich einstellen kann, ist auch wieder alles OK. Nur wenn das gar nicht geht, wird es schwierig, weil jetzt gibt es mal so mal so, je nachdem welche Quelle der AVR gerade weitergibt. Dafür haben die TVs oft auch die Einstellmöglichkeit "automatisch" für den RGB-Wertebereich. Das läuft dann so, dass der TV erst mal mit begrenztem Bereich anfängt. Eine Quelle, die den vollen Bereich nutzt, wird recht bald einen Wert <16 oder >235 senden und dann schaltet der TV auf den vollen Bereich um. das Problem ist die umgekehrte Richtung. Die ist schwieriger zu realisieren. Darum klappt diese Richtung oft erst, wenn man den TV mal manuell kurz auf eine andere Quelle und wieder zurück schaltet.


Was passiert eigentlich, wenn man den falschen Bereich eingestellt hat? Hier gibt es zwei Möglichkeiten:

  1. Zuspieler sendet begrenzt, aber TV steht auf voll:

    Der TV denkt ja, er muss nichts mehr erweitern. Aber tatsächlich kommen die Werte 0-15 und 236-255 im Bild nicht vor. Das Bild wirkt also flau und schwach, weil anscheinend keine dunklen und keine kräftigen Farben enthalten sind.

  2. Zuspieler sendet voll, aber TV steht auf begrenzt:

    Der TV schiebt die Farben nochmal auseinander. Alle Farben, die schon bisher 0-15 hatten, werden nun ganz nach 0 geschoben und alle Farben, die 236-255 hatten, werden nun ganz nach 255 geschoben. Das heißt diese Farben sind nicht mehr unterscheidbar, sie sind alle zu Schwarz bzw. zur voll gesättigten Farbe geworden. Man nennt das Black Crush bzw. White Crush. Hier lassen sich also dunkle und helle Details nicht mehr unterscheiden, die Farben saufen im Dunklen bzw. Hellen ab.


Darum sollte man also immer darauf achten, dass der RGB-Wertebereich korrekt eingestellt ist.

Noch eine Anmerkung zum Schluss: wie der Name sagt, handelt es sich hierbei um den RGB-Wertebereich. Man kann Zuspieler aber oft auch so einstellen, dass sie das Bild per YUV über das HDMI-Kabel zum TV schicken. In diesem Fall rechnet erst der TV das YUV-Signal nach RGB um. Und da weiß er ja, dass er die Farben noch aufspreizen muss. Das heißt in diesem Fall hat der RGB-Wertebereich keine Auswirkung und es passt immer. Wenn also beispielsweise eine Playstation so eingestellt werden kann, dass die Spiele mit vollem RGB gesendet werden und die Videos als YUV zum TV gesendet werden können, wäre das eigentlich optimal.

Gruß,

Hagge


[Beitrag von hagge am 01. Dez 2016, 19:08 bearbeitet]
Lenny_84
Stammgast
#5 erstellt: 02. Dez 2016, 09:43
Danke, das nenne ich eine ausführliche Antwort, hast du beruflich damit zu tun? Viele Zusammenhänge habe ich nun verstanden aber bei allem hat es noch nicht "klick" gemacht. Ich habe gestern noch einen BluRay Player bekommen (nix besonderes ich brauchte einen kleinen; Sony 6700) und da kamen wieder neue Fragen dazu. Allgemein möchte ich mich aber mehr zur Praxis hinarbeiten.

1. Die PS4 nutze ich zu 100% für Spiele und sie ist direkt mit dem TV verbunden. Dann ist es sinnvoll RGB voll & DeepColor zu aktivieren oder?

2. Der BluRay Player läuft über die Anlage. Diesen HDMI Eingang am TV habe ich auf RGB begrenzt gestellt, da an der Anlage Geräte angeschlossen sind die kein voll beherrschen. Den BluRay Player lasse ich YUV ausgeben. Dieser kann YUV aber auf verschiedene Arten ausgeben auch 4:4:4. Wenn BluRays immer 4:2:0 aufweisen, bringt dann 4:4:4 überhaupt eine Verbesserung?

3. Ebenfalls bietet der Player die Möglichkeit DeepColour auszugeben. Dafür müssen die Informationen doch in der Quelle enthalten sein oder? Wenn eine BluRay nur 220 Abstufungen enthält, müsste der Rest zu 10/12bit doch errechnet werden oder? Bringt das dann noch ein Qualitätsplus?

4. Mein TV ist nur ein FullHD, nach meiner Berrechnung komme ich bei 12bit Farbe und 60Hz auf ~5GBit Datenrate, also problemlos möglich oder?

MfG
hagge
Inventar
#6 erstellt: 02. Dez 2016, 14:11

Lenny_84 (Beitrag #5) schrieb:
1. Die PS4 nutze ich zu 100% für Spiele und sie ist direkt mit dem TV verbunden. Dann ist es sinnvoll RGB voll & DeepColor zu aktivieren oder?

RGB voll ja, bei DeepColor bin ich mir nicht sicher, ob die PS4 die Spiele in so hoher Bittiefe berechnen kann. Wenn ja, dann macht es Sinn, wenn nein, dann ist im Prinzip die Frage, ob die Playstation oder der TV die bessere Bildverarbeitung hat (z.B. Super-Bitmapping). Da es aber ja auch HDR-Spiele gibt, könnte ich mir vorstellen, dass auch DeepColor verwendet wird. Insofern ja, kann man einschalten. Im besten Fall bringt es was, im ungünstigsten Fall schadet es auch nicht.

Letztendlich kann man ja immer auch beide Varianten ausprobieren und dann entscheiden, was besser aussieht.


2. Der BluRay Player läuft über die Anlage. Diesen HDMI Eingang am TV habe ich auf RGB begrenzt gestellt, da an der Anlage Geräte angeschlossen sind die kein voll beherrschen. Den BluRay Player lasse ich YUV ausgeben. Dieser kann YUV aber auf verschiedene Arten ausgeben auch 4:4:4. Wenn BluRays immer 4:2:0 aufweisen, bringt dann 4:4:4 überhaupt eine Verbesserung?

Nein, es bringt im Normalfall keine Verbesserung. Der Player muss dann die Farbinformationen einer 2x2-Pixelgruppe vervierfachen oder die einer 2x1-Pixelgruppe verdoppeln jedem Pixel der Gruppe zuweisen. Es erhöht sich also nur die Datenmenge, ohne was zu bringen.

Kurioserweise gab es früher bei HDMI einen Widerspruch zwischen den DVD/BD-Daten und der HDMI-Übertragung. Auf der DVD/BD sind die Daten üblicherweise in 4:2:0 drauf, aber über HDMI waren nur 4:2:2 oder 4:4:4 definiert. Das heißt der Player musste die Daten eigentlich immer unnötigerweise wandeln, weil er 4:2:0 gar nicht über das Kabel schicken konnte. Man glaubt es kaum, aber 4:2:0 kam erst mit HDMI2.0 dazu, weil man sonst 4K-Formate nicht mit hohen Bildraten 50/60Hz hätte benutzen können. Denn wie Du oben in der Tabelle siehst, ist selbst heute noch kein 4K mit 50Hz/60Hz und 4:4:4 möglich.


3. Ebenfalls bietet der Player die Möglichkeit DeepColour auszugeben. Dafür müssen die Informationen doch in der Quelle enthalten sein oder? Wenn eine BluRay nur 220 Abstufungen enthält, müsste der Rest zu 10/12bit doch errechnet werden oder? Bringt das dann noch ein Qualitätsplus?

Hier hängt es davon ab, was der Player noch für Bildaufbereitung beherrscht. Ich weiß nicht, wie es bei aktuellen Geräten ist, aber vor ein paar Jahren konnten die etwas teureren Sony-Player schon selbst Super-Bitmapping machen. Dabei werden die Farbabstufungen nach gewissen Algorithmen feiner verteilt, also so eine Art Dithering im Bild vorgenommen. Das heißt nach dieser Verarbeitung hat das Bild tatsächlich mehr als nur 220 Abstufungen, ja sogar mehr als 256 Abstufungen, also ganz feine Farbverläufe. Und dann braucht es DeepColor, um das Bild zum TV zu übertragen, dann macht es Sinn.

Wenn der Player aber nur ganz stupide das Originalbild weiterreicht, dann braucht er es auch nicht auf DeepColor aufzublasen, das erhöht nur die Datenrate und damit die Fehleranfälligkeit auf dem Kabel. Der TV rechnet sowieso noch kräftig auf den Bilddaten rum, der muss ja die Gammanapassung, die Farbeinstellung, die Helligkeit, die Rauschfilter, die Nachschärfung und all das draufrechnen, vielleicht sogar noch das Bild skalieren und all das. Der rechnet dann intern eh mit genaueren Werten, also sozusagen mit DeepColor.

Aber auch hier gilt, dass man einfach mal beide Varianten ausprobieren und vergleichen kann, was besser ist.


4. Mein TV ist nur ein FullHD, nach meiner Berrechnung komme ich bei 12bit Farbe und 60Hz auf ~5GBit Datenrate, also problemlos möglich oder?

Ja, bei FullHD wird es auf dem HDMI-Kabel noch nicht so eng. Da geht DeepColor und RGB bzw. 4:4:4 und volle Auflösung und hohe Bildrate.

Gruß,

Hagge
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