Technische Richtlinien für die HD Produktion

17.März 2010

ARRI HD Kamerasystem Alexa (Foto: ARRI)

Mit der Winterolympiade 2010 hat am 12. Februar um 5.30 Uhr der Übergang von der SD auf die HD Programmausstrahlung bei den öffentlich-rechtlichen Fernsehanstalten begonnen. Im letzten halben Jahr haben fast alle Sender über die technischen Voraussetzungen der HD Produktion nachgedacht und entsprechende technische Richtlinien für die Zulieferer formuliert. ARD, ZDF und ORF unterscheiden in ihrem vom IRT publizierten Papier grundsätzlich drei Produktionsplattformen:

Die Mainstream-Plattform bezeichnet dabei den Programmanteil der das Tagesgeschäft der Sendeanstalt ausmacht. Unter High Quality fallen szenische Produktionen wie der Tatort und Repertoire-Programm wie das Neujahrskonzert. Zuletzt gibt es noch die News und den Videojournalismus.Die gemeinsame Kommission der drei Anstalten hat sich in den vorläufigen Technischen-Produktions-Richtlinien-Fernsehen (TPRF) vom 2. Oktober 2009 auf folgende Eckdaten festgelegt:

 

 

 

 

Zulässige Formate

Für die Mainstream Plattform wird ein Subsampling von 4:2:2 festgelegt, ein weiteres Subsampling ist nichtzulässig. Damit sind vor allem zwei Formate für diese Plattform geeignet:

XDCAM-HD422 mit MPEG-2, 4:2:2, long GOP, 50 Mbit/s

P2 mit AVC-I 100, 4:2:2, I-Frame, 112 Mbit/s (SMPTE RP 2027).

Das Subsampling (beispielsweise 3:1:1) führt über mehrere Generationen hin zunehmend zu Bildverschlechterungen insbesondere durch Rauschen. Aus diesem Grund sind HDCAM und DVCPRO-HD in der Einführungsphase zwar noch möglich aber auf lange Sicht hin nicht mehr erwünscht.Im High Quality Bereich muss das HDCAM-SR Format durchgängig verwendet werden. HD Low-Cost und Consumer Formate sind reine Akquisitionsformate und werden nur für Sonderanwendungen, z.B. Videojournalismus, Berichterstattung aus Krisengebieten, etc., eingesetzt.

 

Anlieferung

Als HD Anlieferformate werden nach den Richtlinien im Mainstreambereich die XDCAM-HD Professional Disk und die P2 Speicherkarte akzeptiert, im High Quality Bereich ist es die HDCAM-SR Kassette. In der Einführungs- und Übergangsphase kann es auch eine HDCAM oder DVCPRO-HD Kassette sein.

Bei den Kompressionsformaten hat man sich auf vier geeinigt, die in Zukunft für die HD Produktion zugelassen werden:
— Typ-D-16-Codierverfahren, IEC 62141 (HDCAM-SR Implementierung von MPEG-4)
— MPEG-2, 4:2:2, long GOP, 50 Mbit/s (XDCAM-HD422 Implementierung)
— AVC-I, 4:2:2, I-Frame, 112 Mbit/s (SMPTE RP 2027)
— DNxHD, 4:2:2, I-Frame, 175/185 Mbit/s mit 10/8 Bit, sowie 115/120 Mbit/s mit 8 Bit (SMPTE 2019-1)

 

Aquisition

Auch auf die HD Akquisition – den Bereich der die Kameraleute am meisten betrifft - gehen die Richtlinien ausführlich ein:
Optiken müssen den Anforderungen genügen, die von der adhoc-AG „HD-Objektive" erarbeitet wurden und derzeit mit den relevanten Herstellern abgestimmt werden.

Das aktuelle Dokument „14.08.09 adhoc-AG HD-Objektive: Erforderliche Parameter" beschreibt Grenzwerte der Parameter für HDTV und erläutert die Begrifflichkeiten und Zusammenhänge.

Hinweis: Wird im Abtastformat 720p/50 produziert dann ist zu beachten, dass intern eine durchgängige progressive Weiterverarbeitung vom Kamerakopf bis zum Ausgang oder zur Speicherung von Bedeutung ist. Hinweis:Wenn aus dringenden Gründen die Akquisition des Programmes nur mit Frameraten anders als 25 oder 50 möglich ist, z.B. in 60 Hz Ländern, dann wird empfohlen den 24p (oder 23,98) Modus zu verwenden. Die Wiedergabe kann dann mit 25 Frames erfolgen und die aufgrund der um 4% höheren Geschwindigkeit veränderte Tonhöhe mit dem Audio Pitch Control kompensiert werden. Um Bewegungsartefakte zu vermeiden wird keine Framerate Konversion akzeptiert.

 

Low-Cost und Consumer Formate

In den letzten Jahren haben kleinformatige Videokameras die Produktionswelt erobert und erst vor kurzer Zeit lösten filmende digitale Spiegelreflexkameras einen richtigen Hype unter den Filmemachern aus. Nach den Richtlinien von ARD und ZDF ist jetzt Schluss mit den kleinen Kameras und Formaten:
HD Low-Cost und Consumer Formate sind reine Akquisitionsformate und werden nur für Sonderanwendungen, z.B. Videojournalismus, Berichterstattung aus Krisengebieten, etc., eingesetzt. Es ist daher eine weitergehende Bearbeitung in diesen Formaten zu vermeiden. z.B. sind XDCAM EX, HDV und AVCHD keine professionellen HDTV Formate.

In jedem Fall gelten für den Einsatz dieser Aufzeichnungsformate folgende Bedingungen:
— Die Verwendung von HD Camcordern aus diesen Bereichen ist auf jene Fälle zu beschränken, wo Überlegungen bezüglich Unauffälligkeit und Sensibilität oder Größe, Gewicht und Wiederbeschaffungskosten ausschlaggebend gegenüber der Bild- und Tonqualität sind.
— Wenn jedoch solches Material notwendigerweise einer intensiven Nachbearbeitung unterworfen werden muss, sollte es auf eine professionelle Plattform, z.B. HD-Mainstream mit einem Abtastraster von 4:2:2, transferiert werden.
— Die Verkettung/Kaskadierung dieser Formate sollte in der professionellen Akquisition unbedingt vermieden werden, da dies sowohl zu erhöhtem Rauschen, als auch zu einem Verlust an Auflösung führt.

Wer nun glaubt, dass er mit LowCost produzieren kann und dann eben nach dem Schnitt eine HDCAM-SR Kassette abgibt um seine Schandtat zu verstecken, für den haben die Autoren der Richtlinien einen gezielten Hinweis: Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Verwendung von nicht zulässigen Kompressionsformaten während der Produktion von HD-Programmen in keinem Fall akzeptiert wird. Dies darf auch nicht durch die Anlieferung einer HDCAM-SR Kassette kaschiert werden!

 

Super-16mm Film

Auch dem Super-16mm Film geht es nach den Richtlinien an den Kragen hauptsächlich weil das Filmkorn den Kompressions-Codecs Probleme bereitet. Wer sich da an die Empfehlung hält und bei seinem Filmstock nicht mehr über 250 ASA Empfindlichkeit hinausgeht, der beschränkt sich sehr in seiner künstlerischen Freiheit, während gleichzeitig Digitalkameras 6400 ISO und mehr Empfindlichkeit aufweisen:
Nach dem heutigen Stand der Technik kommt es bei Aufzeichnung auf S16mm-Film im Einzelfall zu Qualitätsproblemen in der Prozesskette. Beispielsweise entstehen durch extremes Filmkorn bei einer nachfolgenden Kodierung Artefakte wodurch die Qualität beim Zuschauer erheblich gemindert wird. Wenn aufgrund produktioneller Gegebenheiten für Neu-Produktionen S16mm-Film als Akquisitionsmedium eingesetzt wird, muss das vorhandene Qualitätspotential des S16mm­Films für eine HD-Auswertung in der szenischen Produktion vollständig genutzt werden. Es sollte nur niedrig empfindliches Material (< 250 ASA) verwendet und sorgsam auf die Belichtung des Materials geachtet werden. Bei archivierten oder angelieferten Super 16 mm Filmen muss mit einer erheblichen Variation in der Bildqualität gerechnet werden. Insbesondere sind Unschärfen und das Filmkorn problematisch. Es herrscht allgemeiner Konsens darüber, dass solche S16mm-Filme ohne eine hochwertige Rauschunterdrückung bei gleichzeitiger Erhaltung der Auflösung grenzwertig oder nicht geeignet für eine HD-Auswertung sind. Zur Reduzierung oder (fast) völligen Entfernung des Filmkorns, ohne dass der Schärfe- bzw.
Detaileindruck verschlechtert wird, sind zunehmend hochwertige Verfahren verfügbar, z.B. Arri RELATIVITY. Die Anwendung solcher Verfahren, im Kontext einer Qualitätssicherung und -steigerung über die gesamte Prozesskette, ist ein entscheidender Faktor zur Akzeptanz, da das Filmkorn (Rauschen) insbesondere auch für nachfolgende Ausstrahlungs-Codecs und moderne Flachbildschirme beim Zuschauer nachteilig ist. Bei elektronischer Akquisition sollte auf die nachträgliche Einfügung von „künstlichem Filmkorn" in jedem Fall verzichtet werden.

ARD und ZDF haben sich auf Empfehlung des IRT auf ein 720p/50 HD-Raster als Sendestandard geeinigt. Das Ausstrahlungsformat hat jedoch nicht zwangsläufig Auswirkung auf das Produktionsformat. Sehr viele HD Produktionen werden mit dem 1080er Raster gedreht.

 

Bei ARTE sehen die Empfehlungen vom 01.10.2009 für die Zulieferer folgendermaßen aus:

EMPFOHLENE DREHFORMATE FÜR ARTE-PRODUKTIONEN IN HD (NATIVES FORMAT):
Für Neuproduktionen in HD werden von ARTE folgende Formate in der angegebenen Reihenfolge präferiert:
1. AVC-Intra 112 Mbps – P2-Kamera (4.2.2, 1920 x 1080, 10 Bit)
2. XDCAM „Long GOP“ 50 Mpbs – XDCAM-Kamera (4.2.2, 1920 x 1080, 8 Bit)
3. DVCPRO-Intra 100 Mbps (3.1,5.1,5, 1440 x 1080, 8 Bit)

Die folgenden Formate entsprechen nicht mehr den Qualitätsmindestanforderungen und werden daher nicht mehr als HD- Produktionsformate genutzt:
— HDCAM (3.1.1, 1440 x 1080, 8 Bit, Intra)
— XD-CAM 35 Mbps (4.2.0, 1920 x 1080, 8 Bit, Long GOP, Datenrate 35 Mbps)
— XD-CAM 18 oder 25 Mbps (4.2.0, 1440 x 1080, 8 Bit, Long GOP, Datenrate • 25Mbps)
— HDV (4.2.0, 1440 x 1080, 8 Bit, Long GOP, Datenrate · 25 Mbps)

Gelieferte fertige Beiträge müssen zu mindestens 75% aus nativen Formaten entsprechend den oben in Abs. 1 genannten Vorgaben bestehen. Lieferformat ist bei ARTE HDCAM-SR und HDCAM, wobei letzteres vorläufig weiterhin als Lieferformat genutzt werden kann. Ausdrücklich wird darauf hingewiesen, dass HDCAM nicht mehr als Drehformat akzeptiert wird. Warum das so ist, hat seinen Grund.

Anmerkung: Die Unterscheidung zwischen Drehformat und Lieferformat hat folgende Gründe:
— Bildung eines Produktionsstocks aus nativem Bildmaterial von höherer Qualität
— Bereitstellung von Ausgangsmaterial höherer Qualität für das Aufspielen auf Liefermedien von mindestens gleichwertiger Qualität
— Nutzung des technisch bedingten Qualitätsgewinns der genannten Drehformate im Hinblick auf nachfolgende Schnittbearbeitung und die sich anschließenden diversen digitalen Bearbeitungsschritte
— Nutzung (provisorisch) der Aufspielmöglichkeit auf HDCAM.

 

Die Anforderungen bei der privaten Sendergruppe ProSiebenSat.1 Group vom April 2009 sind etwas weitergefasst und berücksichtigen noch nicht die neuen Formate von Sony, Panasonic, GrassValley und Ikegami. Hier sind einige für Kameraleute relevanten Auszüge:

Die Kameras und Objektive müssen Sendequalität aufweisen. Für Kameras wird eine Sensorgröße von 2/3“ (und keinesfalls kleiner als 1/2“) erwartet. Alle Aufnahme- und Postproduktionsarbeiten müssen auf digitalen Videokomponentensystemen basieren.
Bei der Aufnahme ist darauf zu achten, dass der Szenenkontrast nicht den Wert von 40:1 überschreitet, da er in unserem Fernsehsystem nur bedingt tonwertrichtig übertragen werden kann. Bei Studioproduktionen darf dabei das Beleuchtungsverhältnis, d.h. Hauptlicht (Führungslicht) plus Aufhelllicht (Auffülllicht) zum Aufhelllicht allein, den Wert von 2:1 nicht überschreiten. Die Remission für schwarze Bildteile darf nicht kleiner als 3% sein, die für weiße maximal 60% betragen. Das relativ dunkle Bezugsweiß (60% Remission) ist erforderlich für eine günstige Abstufung bei der Übertragung von Hauttönen. In jede Szene ist möglichst Bezugsweiß und Bezugsschwarz mit mindestens 1% der Bildfläche einzubeziehen. Zu geringe Helligkeitsunterschiede zwischen Vorder- und Hintergrund (kleiner als 1,5:1) verschlechtern den Tiefeneindruck. Übermäßige Schwarzflächen oder verdichtete Spitzlichter sind zu vermeiden. Zur Vermeidung von Interferenzstörungen auf dem Fernsehbild sollen in den Dekorationen und Kostümen feine Muster vermieden werden. Als feine Muster gelten z.B. regelmäßige Streifen oder Karos mit hohem Kontrast. Glänzende Gegenstände von mehr als 0,2% der Bildfläche sollten mattiert werden, um Übersteuerungseffekte zu vermeiden. Für den Fall, dass selbstleuchtende Gegenstände in der Szene erscheinen, ist besonders auf die Einhaltung des angegebenen Maximalkontrastes zu achten. Die Farbwiedergabe muss realistisch sein, insbesondere bei Hauttönen. Die Farbgebung muss konsistent sein, insbesondere zwischen Schnitten und Szenenübergängen. Es dürfen keine sichtbaren Artefakte oder Rauscheffekte aufgrund einer Digitalumwandlung analoger Bilder oder Komprimierung vorhanden sein. Besonders ist auf die Vermeidung einer Komprimierungskette zu achten, die durch mehrfaches Konvertieren oder Codieren entstehen kann.   Es dürfen keine Filmkratzer, Flecken, Schmutzrückstände oder übermäßigen Bildkörnungen zu erkennen sein. Soweit künstlerische Effekte oder innovative Programmtechniken genutzt werden sollen, die sich auf die wahrgenommene Bildqualität auswirken können, muss dies im Voraus mit dem Programm- Auftraggeber (Programmverantwortlichen) abgesprochen werden. Der Nachweis dieser Absprache ist zusammen mit dem gelieferten Programm einzureichen, damit gewährleistet ist, dass das Programm nicht aus diesem Grund durch die Qualitätsprüfung fällt.

Wer sich genauer über die technischen Empfehlungen der verschiedenen Sendeanstalten informieren und nicht mühsam die einzelnen Richtlinien bestellen oder aus dem Internet zusammensuchen will, für den hat der Verlag Schiele&Schön Das Handbuch HD-Produktion für 32 Euro herausgebracht, in dem die beiden Herausgeber Andreas Vogel und Peter Effenberg auf 250 Seiten alles wissenswerte über die aktuelle HD Produktion zusammengetragen haben. In dem DIN A5 grossen Büchlein finden sich auch die aktuellen Richtlinien von ARD, ZDF, ORF, RTL, BBC, Pro7/Sat1, HD Suisse in voller Länge ebenso wie viel Grundlagenwissen zu Formaten, Abtastung, Kompression und Codecs in kompakter und verständlicher Form, basierend auf dem fundiertem Wissen einiger IRT Mitarbeiter.

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Hans Albrecht Lusznat