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Professionelle Videotechnik - Grundlagen, Filmtechnik, Fernsehtechnik, Geräte- und Studiotechnik in SD, HD, DI, 3D
Ulrich Schmidt
Verlag Springer Vieweg, 2013
ISBN 9783642389924 , 856 Seiten
6. Auflage
Format PDF, OL
Kopierschutz Wasserzeichen
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