HDR-TV-Standards: Welche Technik setzt sich durch?

High Dynamic Range, kurz HDR, verspricht von allem mehr: mehr Helligkeit, mehr Kontrast, mehr Plastizität und mehr Farbe. Es entsteht ein deutlich intensiveres, authentischeres Kinoabenteuer. Das steht ohne Zweifel fest, und wir von der video-Redaktion freuen uns darauf.

Das explosive Gemisch nimmt derzeit die ersten Hürden. Zuvorderst dürfen die TVs hinzulernen. Denn HDR erfordert zur optimalen Wiedergabe mehr Licht, als die meisten Bildschirme derzeit erzeugen können. Zweiter Punkt, den es zu klären gilt: Zwar reden die TV-Hersteller bereits über HDR, doch hersteller- und angebotsübergreifende Standards etablieren sich gerade erst. In diesem Artikel erklären wir die verschiedenen Ansätze, HDR ins Heimkino zu bringen.

Am Anfang war das Licht

Der Erfolg, den HDR feiern kann, hängt direkt mit der Lichtleistung der TVs zusammen. Je größer sie ist, desto eindrücklicher fällt die Wirkung aus. Hier sind die Hürden hoch. Helligkeit bei Schirmen wird in Nits oder in Candela pro Quadratmeter (cd/m²) angegeben, wobei 1 Nit genau 1 cd/m² entspricht. Derzeit leuchten die meisten LCD-Panels mit etwa 400 Nits. Spitzenwerte erreichen aufgerundet 500 Nits. Neue oder erst angekündigte HDR-Panel versprechen nun darüber liegende Werte um oder über 600 Nits.

Da stellt sich die Frage nach der Mindesthelligkeit für HDR. Einer der Szene-Pioniere ist das in puncto ausgefeilter Klang bereits bestens bekannte Unternehmen Dolby mit seiner Technik "Dolby Vision". Sie will das Optimum ausloten und hat mit Konsumententests einen Helligkeitsbestwert für sich gefunden. Das Ergebnis laut Projektleiter Roland Vlaicu: satte 10.000 Nits. Derartige Größenordnungen lassen sich aktuell schlicht nicht erreichen. Selbst Studiomonitoren geht da die Puste aus - sie sind derzeit gerade mal auf 100 Nits geeicht. Daher gibt sich Dolby in der Praxis milder als in der Theorie: Die aktuelle Empfehlung an die Hersteller für Dolby-Technik beträgt "nur" 1000 Nits.

Dolby Vision ist mit seinem Vorschlag lediglich einer von mehreren. Es gibt sogar Gegenpositionen. Das deutsche Institut für Rundfunktechnik (IRT) forscht für die deutschsprachigen öffentlich-rechtlichen Sender. Rainer Schäfer, Leiter Geschäftsfeld Fernsehen, hat konträre Zahlen parat. Laut ihm fühlten sich Probanden bereits mit einem Schirm heller als 1500 Nits "wie geblendet". Es gebe daher Überlegungen, zumindest größere Schirmflächen per Norm auf diesen Wert zu limitieren. Das käme auch den Energieverbrauchsvorgaben der Europäischen Union entgegen.

Was genau ist HDR?

Was bedeutet also "High Dynamic" letztlich, wenn die Helligkeit zur Disposition steht? Drei populäre Ansätze, die von Dolby, Philips und dem englischen Programmanbieter BBC stammen, verdeutlichen die weiteren wichtigen Details. Mit Dolby Vision als Rolls-Royce-Variante entstehen die brillantesten Bilder im Heim- wie auch im echten Leinwandkino. Man sieht noch tieferes Schwarz, als die LCD-TVs bisher in der Regel erreichen, und deutlich helleres Weiß.

Daraus erwächst auch zusätzlicher Raum, mehr Farb- und Helligkeitsstufen zwischen Schwarz und Weiß zu legen. So erreicht Dolby die plastisch-sten Bilder mit den feinsten Helligkeitsverläufen aller HDR-Konzepte. Wie wichtig zahlreiche Zwischenschritte in der Helligkeit sind, verdeutlicht die Abbildung "Plastizität dank Schattierungen" unten auf dieser Seite: Zu große Helligkeitsschritte verursachen sichtbare Abstufungen innerhalb der Motive, die das Auge als Bildfehler erkennt. Eine hohe Anzahl an Schritten lässt die Verläufe dagegen homogen und natürlich wirken.

Gegenüber unserem jetzigen Full-HD-Stand wird das neue Zeitalter mit Ultra High Definition (UHD) die Zwischenschritte um das Vierfache steigern. Dolby Vision will nochmals eins drauflegen und eine Steigerung um das 16-Fache schaffen. Handicap dabei: Das enorme Datenvolumen muss sowohl für TV-Übertragungen als auch für Speichervarianten wie etwa Blu-ray zu bewältigen sein. Mit jedem zusätzlichen Helligkeitsschritt wächst das Datenvolumen jedoch geradezu exponentiell.

Dieser hohe Aufwand hat Philips auf den Plan gerufen. Dort hat man ein Konzept entwickelt, das sich komplett am UHD-Standard ausrichtet und damit die Datenmenge auf das schon bald Übliche reduziert. Philips strebt keine 10.000 Nits Maximalhelligkeit an, sondern 5000. Dies reduziert die Datenbasis vehement.

Doch auch bei Philips ist die Datenmenge noch hoch. Daher arbeiten beide mit einem Trick: Ein Teil der Bilddaten wird nicht tatsächlich übertragen, sondern separate "Metadaten" beschreiben lediglich, wie sie der TV darstellen soll. Dank dieser Kombination lässt sich die zu übertragende Datenmenge deutlich verringern.

Während Dolby mit dieser Technik allerdings nach wie vor "echte" HDR-Daten überträgt, packt Philips sämtliche HDR-Infos in die Metadaten. Noch geringer und daher am unkompliziertesten fällt schließlich der BBC-Vorschlag aus. Bei diesem Ansatz sind ebenfalls 5000 Nits das Ziel - die man ganz ohne Zusatzinfos erreicht.