Fernsehnormen

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1. Wie funktioniert ein Fernseher?

Prinzipielle Funktionsweise Ein Punkt eines Fernsehbildes wird mit einem Elektronenstrahl erzeugt, der auf den Leuchtschirm trifft und dort eine fluoreszierende Schicht zum Leuchten anregt. Jeder Bildpunkt besteht aus einem roten, grünen und blauen Streifen (RGB) III, die einzeln in ihrer Helligkeit eingestellt werden können und durch additive Farbmischung aus diesen drei Grundfarben (RGB) die Farbe des Bildpunktes gebildet wird. Der Elektronenstrahl fährt nun den Bildschirm zeilenweise von links nach rechts und von oben nach unten ab und erzeugt durch ein kurzes Nachleuchten der fluoreszierenden Schicht ein stehendes Bild.

Aufbau und Funktion einer Elektronenstrahlröhre Nach der Elektronenstrahlenkanone befinden sich die Horizontal- und die Vertikalablenkeinheit, die aus zwei Spulen bestehen. Diese lenken den Elektronenstrahl auf einen Punkt auf den Leuchtschirm, der mittels vom Videosignal gesteuerter magnetischer Felder positioniert wird.
Um diese verschiedenen Farben darzustellen, haben Bildröhren nicht einen, sondern drei leicht zueinander versetzte Strahlenkanonen, die noch mittels einer Streifen- (TV, Monitor) bzw. Lochmaske (Monitor). Das angelegte Videosignal steuert direkt (RGB) bzw. indirekt nach einer Umwandlung (Composite/S-Video) den Elektronenstrahl an. Dafür werden vier Signale benötigt:
Helligkeit für Rote, Grüne und Blaue Bildpunkte (RGB): Steuert die Intensität des Elektronenstrahls (starker Elektronenstrahl ergibt hellen Bildpunkt, schwacher einen dunklen)
Nächste Zeile: H-Sync, steuert die Horizontale Ablenkeinheit
Nächstes Bild: V-Sync, steuert die Vertikale Ablenkeinheit Im dargestellten Bild wird der Elektronenstrahl mit zwei Platten abgelenkt, zwischen denen ein elektrisches Feld aufgebaut wird, das Prinzip ist aber das gleiche.
Um das übertragene Bild wieder richtig darzustellen werden zwei Syncronsignale, das sogenannten H-Sync (Horizontal) und das V-Sync (Vertikal) benötigt.
Mit H-Sync wird der Elektronenstrahl eine Zeile nach unten und an den Anfang der Zeile bewegt, um die nächste Zeile zu beginnen (wirkt wie ein "Enter" in der Textverarbeitung).
Der V-Sync wird gesendet, wenn der Elektronenstrahl unten am Bildende angekommen ist und ein neues Bild dargestellt werden soll, der Elektronenstrahl wird dann in die linke obere Ecke gesetzt (Bildanfang).
Während der Elektronenstrahl bei V-/H-Sync wieder zurück läuft, wird er auf eine niedrige Helligkeit eingestellt, so dass er dann nicht zu sehen ist.
Ein PC-Monitor funktioniert genauso wie ein Fernseher, wobei allerdings die Bildpunkte wesentlich kleiner sind und somit die Schärfe und Auflösung größer ist, der technische Aufwand ist dadurch wesentlich größer und Monitore somit teurer bzw. kleiner.

http://www-user.tu-chemnitz.de/~kunze/monitor/bildr.gif
Bild: TU-Chemnitz
Bildröhre im Aufbau mit Bild zeichnendem Elektronenstrahl. Die Zeilen des Bildes sind deutlich zu sehen, und auch der schräg verlaufende Zeilenrücklauf ist zu erkenen. Die Platten, die den Elektronenstrahl steuern, sind hier orange eingefärbt.


Zitat: Übrigends, da der Grafikcontroller des Computers den Elektronenstrahl über H-Sync und V-Sync steuert, weis er auch pixelgenau, wo sich der Elektronenstrahl gerade befindet. Dies ermöglicht z.B. den Bau von Light-Pens.

Der Lichtsensor in dem Stift erfasst den Elektronenstrahl beim Durchlaufen des Sichtfeldes des Sensors als besonders hellen lichtpunkt, und dann muss man nur noch x und y aus dem Grafuikchip auslesen, und man hats. Für den C-64 gabs mal sowas als Bastelei für den Joystick-Port. Oder wer erinnert sich noch an die Lichtpistole für das Atari VCS-2600/7800?


Ein Monitor/Fernsehbild besteht aus drei Grundfarben, Rot, Grün und Blau (RGB). Aus diesen drei Farben lassen sich additiv alle sichtbaren Farben mischen. Um diese verschiedenen Farben darzustellen, haben Bildröhren nicht einen, sondern drei leicht zueinander versetzte Strahlenkanonen, die drei Elektronenstrahlen parallel erzeugen. Diese drei Strahlen werden so gelenkt, dass sie jeweils auf unterschiedliche Phorzellen im Röhrenschirm treffen. Diese verschiedenen Phosphorzellen leuchten in den verschiednenen genannten Grundfarben.


Zitat:

Damit der Strahl für eine Farbe keine benachbarte Farbe mittrifft, ist vor die Phosphorschicht eine Maske davor gesetzt. Das Bild zeigt eine dreieckige Anordnung der verschiedenartigen Phosphorfarben. Es gibt auch andere Anordnungen als die hier abgebildete, z.B. bei Fernsehern sieht man meistens drei nebeneinander stehende längliche Streifen (Streifenmaske)


2. Interlacing

Da die Videobandbreite früher oftmals begrenzt war, und auch heute noch ihre Grenzen hat, führte man das Interlacing-Verfahren ein. Interlace wird beispielsweise noch imnmer beim Fernsehen benutzt. Dazu wird die Trägheit unseres Auges benutzt, was alles ab 24 Hz als stehendes Bild ohne Flimmern wahrnimmt. Beim Interlacing werden pro Bilddurchlauf jeweils nur die übernächste Zeile gezeichnet, und zwar abwechselnd die geraden und ungeraden Zeilen. Das nachfolgende Bild verdeutlicht dies:


Zitat:



Wenn nun ein interlaced TV-Bild z.B. von einer TV-Karte auf einem nicht-Interlaced Monitor dargestellt wird, kommt es zu sogenannten Kamm-Effekten, die ausschliesslich bei horizontalen Bewegungen auffallen. Horizontale bewegte Schriften (z.B. bei n-TV, CNN und Bloomberg unten zu sehen) weden dadurch unleserlich, es kommt zu Geisterbildern, wie man an Captain Picard nachfolgend deutlich sehen kann:


Zitat:



Wird ein Video ohne Interlacing übertragen, so spricht man im Zusammenhang mit DVDs auch von Progressive Scan. Auch 100 Hz Fernseher eliminieren das Interlacing, und zwar dadurch dass sie die Halbbilder zwischenspeichern und wieder richtig zusammensetzen, und dabei auch Kammeffekte weitgehenst elinieren.

3. Fernsehnormen

Zu scharzweiss-Zeiten war die Welt noch mehr oder weniger in Ordnung, es gab bis auf die durch die verschiednenen Stromnetzfrequenzen (50/60 Hz) keine Unterschiede. Bei der Einführung von Farbfernsehen ging man allerdings unterschiedliche Wege:


Zitat: A) NTSC (National Television System Committee), hauptsächlich USA:

Zeilen /Bild: 525 Bildwiederholfrequenz: 60 Hz Horizantalfrequenz: 15.734 kHz Farbfrequenz: 3.579545 mHz Videobandbreite: 4.2 mHz

B) PAL (Phase Alternating Line), z.B. in Deutschalnd (PAL-D) Zeilen /Bild: 625 Bildwiederholfrequenz: 50 Hz Horizantalfrequenz: 15.625 kHz Farbfrequenz: 4.433618 MHz Videobandbreite: 6.0 MHz

Von Pal gibt es auch eine Variant mit 60 Hz und 525 Zeilen: PAL-M.

C) SECAM (Sequential Couleur Avec Memoire oder Sequential Colour with Memory), z.B. in Frankreich (SECAM-West) und leicht verändert im Ostblock (SECAM-Ost):

Zeilen /Bild: 625 Bildwiederholfrequenz: 50 Hz Horizantalfrequenz: 15.625 kHz Farbfrequenz: 4.433618 MHz Videobandbreite: 6.0 MHz

D) HDTV (High Definition TV)

Das soll uns jetzt erstmal nicht weiter interessieren, da in Deutschland leider immer noch nicht eigehführt. HDTV soll jedenfalls irgendwann mal durch höhere Auflösungen und Bildwiederholfrequenzen glänzen, aber alle Versuche, diese Norm hier einzuführen, waren bisher halbherzig. In den USA und Japan findet der Wechsel von NTSC auf HDTV dagegen schon statt.


Secam sieht erstmal genauso aus wie PAL, jedoch erfolgt die Farbübertragung in einer anderen Weise. Jedoch soll für uns SECAM keine Rolle spielen, und zwar weil wir erstens in Deutschalnd sind, und SECAM-Geräte seit einiger Zeit auch PAL darstellen können, und eher auf dem absteigenden Ast sind. Auf PC-Hardware habe ich noch nirgends Einstellungen gesehen, um die Videoausgabe auf Secam einzustellen.

Wenn man PAL mit NTSC vergleicht, fallen vor allem die folgenden Unterschiede auf:

a) Videobandbreite, das heist bei PAL ist die Auflösung höher, das sieht man auch an der Zeilenanzahl. b) Farbfrequenz ist sehr unterschiedlich

Da die Steuerung der Position des Elektronenstrahls mit den Signalen H-Sync und V-Sync erfolgt, spielt der Unterschied a) für die Darstellung eines NTSC-Videos auf einem PAL-System keine große Rolle, das PAL-Gerät kann das NTSC-Bild grundsätzlich darstellen. Das gillt auch für den umgekehrten Fall. Das Problem ist b), hier gibt es massive Verständnisschwierigkeiten; der kleinste gemeinsamme Nenner sind hier die Helligkeitsinformationen, die bei beiden Videostandards gleich sind. Folglich kann ein PAL-Gerät ein NTSC-Bild nur in schwarzweis darstellen.


Zitat: Somit erfolgt der erste Hinweis für PC an TV-Anschliesser:

Beide Geräte müssen auf die gleiche Videonorm eingestellt sein! Sonst gibts nur ein Schwarzweiss-Bild, was der schon angedeutete kleinste gemeinsamme Nenner von NTSC und PAL ist.

Da wir in Deutschland üblicherweise PAL-Fernseher haben, gibts hier meistens am Fernseher nichts zu rütteln. Und selbst wenn der Fernseher sich auf NTSC umschalten ließe, würde das einem auch nix bringen, denn dann hätte man zwar mit dem NTSC-PC ein schönes farbiges Bild, aber man könnte dann ARD und ZDF nur noch in Schwarzweis gucken. Also war das nix. (Die superschlaune Fernseher, die automatisch zwischen NTSC und PAL umschalten können, lassen wir mal aussen vor, denn Ausnahmen bestätigen nur die Regel, und wenn du so einen hättest, dann hast du es garnicht nötig, diesen blöden Aufsatz zu lesen!)

Für alle anderen mit weniger schlauen Fernsehern gehts jetzt hier weiter: An der Grafikkarte kann man das einstellen! Dabei hilft eigentlich nur, das Handbuch der Grafikkarte zu wälzen, um rauszufinden wo man das macht. Das selbe gillt natürlich auch mit Mainboards mit Onboard-Grafikkarte und TV-Out. Üblich sind folgende Wege, um den TV-Ausgang zwischen NTSC und PAL umzustellen:

- BIOS-Einstellung - Jumper-Einstellung - Treiber-Einstellung (siehe Eigenschaften von Anzeige, Einstellungen, Erweitert, und dann irgendwo gibts da was, evtl. aber auch nicht, dann muss man hofen, dass ein Treiberupdate da was zum Einstellen hat.) - selten auch ein VGA-BIOS-Update, wenn dann als PAL- bzw. NTSC-Version erhältlich.

Ein weitere Grund für Schwarzweisbilder wird weiter unten im Text ersichtlich. Aber beruhigend zu wissen, dass es eigentlich nur diese zwei Gründe gibt.



4. Übertragung des Videosignals

Am bekanntesten dürfte wahrscheinlich das Antennenkabel sein, welches man an einem Fernseher anschliesst, und was alle Programme auf einmal transportiert. Aber es dieses ist auch das komplizierteste Verfahren, deswegen hebe ich mir das für den Schluss dieses Punktes auf und fange beim einfachsten an:


Zitat: RGB

Das haben wir schon oben angerissen. Bei der RGB-Übertragungen gibts pro Farbe ein Signal, und ausserdem getrennte H-. und V-Syncs, so dass für diese Übertragungsart 5 Leitungen plus Masse benötigt wird. Bekannte Vertreter der RGB-Übertragung sind CGA, EGA, VGA und SCART (Euro-AV). CGA und EGA verwenden nur sehr wenige Spannungswerte pro Farbe (CGA z.B. nur Farbe an oder aus), wodurch nur sehr wenige Farben dargestellt werden konnten. VGA und SCART dagegen können pro Farbe dagegen unendlich viele Helligkeitswerte übertragen, was echtes True-Color ermöglicht.

Bei den Syncronisations-Signalen gibt es einen Sonderweg, der von wenigen (älteren sogeannten Workstation-) Monitoren verstanden wird: Sync on Green. Hierbei werden H- und V-Sync miteinander gemischt, und dann noch auf das Grün-Signal draufmoduliert. Der Empfänger (Monitor) muss das wieder auseinanderklabustern. Der Grund hierfür war mal wieder der Sparzwang, um ein paar Adern und Pins im Stecker einzusparen. Evtl. auch, um auf jeden Fall zu erreichen, dass man an die 20.000-Mark-Workstation auch nur einen teuren Workstation-Monitor anschliessen konnte, und nicht jeden Wald-Und-Wiesen-Monitor aus dem Baumarkt... Aber das führt vom Thema weg, daher zu dem anderen für uns relevanten Fall:

Composite Sync. Hierbei werden einfach H- und V-Sync zusammen gemischt (dazu reichen prinzipiell zwei Widerstände und als Luxusvariante ein Transistor dahinter), und auf einen Eingang des Monitors gegeben. SCART versteht sowohl getrennten H/V-Sync Signale, als auch Composite Sync. Der Empfänger (Monitor) muss auch das Composite-Sync wieder auseinanderklabustern.

Composite Video

Wird auch als CVBS (z.B. Philips] oder FBAS genant. Hierbei werden wie bei Composite Sync die Sync-Signale gemischt, und auch alle drei Farbsignale werden zusammen gemischt. Zur Übertragung reicht hier ein einziges Kabel mit Abschirmung (Masse). Und auch hier muss der Monitor auch wieder alles in die einzelnen Videosignale R, G, B, H- und V-Sync zerlegen.

SCART versteht neben RGB auch Composite-Video. Ansonsten wird Composite-Video üblicherweise über (gelbe) Chinch-Kabel übertragen.

S-Video, oder Hosiden

Wird auch fälschlicherweise als S-VHS bezeichnet, was damit zusammen hängt, dass beide Verfahren (S-Video-Bildübertragung, und verbesserter S-VHS-Videoaufzeichnungsstandard) gleichzeitig eingeführt wurden und aufeinander angewiesen sind. Denn S-Video überträgt Chrominanz, also die Farbinformation, getrennt von der Helligkeitsinformation, genannt Luminaz. Der S-VHS-Videorekorder speichert diese beiden Informationen auch voneinander getrennt auf dem Band. Daher die Begriffsverwirrung.

S-Video hat einen vierpoligen Stecker, oder kann Bestandteil des SCART-Steckers sein, dazu unten einen ganz wichtigen Hinweis - vor allem für die unfreiwilligen Schwarzweisgucker - beachten!

Komponentensignal

Das ist bei uns in Europa nicht so üblich. Das Komponentenvideosignal ist das Gegenstück zu RGB/Scart in den USA, und wird auch als RCA bezeichnet. Jedoch die Signale sind verschieden, es werden die RGB-Werte (in YUV-Farben umgewandelt) und zusätzlich auch die Helligkeit eines Punktes getrennt übertragen, hinzu kommen noch die Sync-Signale. Dies soll angeblich die besten Ergebnisse liefern, aber die Anzahl der Leitungen ist doch schon sehr hoch, und letztendlich für uns irrelevant, da es Produkte mit Komponenten-Ein- oder Ausgang in Deutschland kaum gibt. Empfinden viele den SCART-Stecker als fuddelig, wacklig und zu Eng um dariun rumzulöten, sollen sie frog sein, dass wir so ein Meisterwerk haben, denn beim Komponenten-Standard hat man lauter einzelne Stecker die man wunderbar miteinander vertauschen kann... Ist höchstens mal an einem Projektor oder an einem extrem teuren DVD-Player zu finden, aber auf keinen Fall an einer PC-Grafikkarte.

DVI

Das könnte die Zukunft sein, da hier digital, also frei von analogen Störungen übertragen wird. DVI gibt es in drei Varianten:

DVI-I - universell, hier können digitale Displays und über eine Adapter auch analoge VGA-Monitore angeschlossen werden DVI-D - digital, hier können nur digitale Displays angeschlossen werden DVI-A - gibts eigentlich nur in der Theorie, hier können nur analoge Displays angeschlossen werden, das ist wie VGA mit einem anderen Stecker.

DVI zusammen mit einem Projektor oder großen Plasma-/TFT-Display ist eigentlich das Optimum, was man sich für einen HTPC wünschen kann.

DVI wurde auch schon weiterentwickelt, und zwar wurde DVI mit Kopierschutztechniken verheiratet und nennt sich dann HDMI. Damit soll gewährleistet werden, dass geschütztes Videomaterial nicht über HDMI/DVI aufgezeichnet werden kann. Macht aber nix, dann kopiert man halt die DVD direkt...

Alternatib könnte sich auch noch HAVI etablieren, hierbei wird Video, Audio und Daten über ein Kabel übertragen, das gnaze basiert auf IEEE-1394 und einem Protokoll, was auf Java-Datenstrukturen aufbaut. Aber ob das mal was wird?

Antennensignal

Das ist das komplizierteste Signalgemisch, und zwar basiert es auf dem Composite-Signal. Das Composite-Videosignal wird hierzu auf eine Trägerfrequenz aufgemischt, und auf einer Leitung können eine ganze Menge solcher Trägerfrequenzen mit aufmodulierten Videosignalen zusammen gemischt werden. Sowas eignet sich dann auch hervorragend zur Funkübertragung, was auch vom terristischen analogen Fernsehen genau so genutzt wird.

Ähnlich wie das Antennensignal aus der Wand ist auch das, was vom LNB vom Dach (Satellit) runterkommt, nur dass hier auf höhere Frequenzen aufmodulieret wird. Sowohl über das normale Antennenkabel als auch vom Sat kann analoges Video oder digitales MPEG2-Video kommen, ist nur eine Frage des Empfängers.

Fälchlicherweise meint der eine oder andere Benutzer, er könne nun ein normales Composite-Videosignal auf den Antenneneneingang seines Fernsehers draufgeben, oder das Antennenkabel was da aus der Wand kommt auf den (Composite-)Videoeingang seiner Grafikkarte anschliessen, und würde ein Bild bekommen. Im ersten Fall fehlt dem Fernseher die Trägerfrequenz um das Bild zu erkennen, und im zweiten Fall ist das Videosignal auf einer Frequenz, die der Videoeingang nicht verarbeiten kann. Beware of D.A.U.!

Die Signalüberftragung vom Sender zum Empfänger erfolgt hier so:


Code:

RGB/VH ---> Mischen --> Mit Trägerfrequenz modulieren --> Kabel/Antenne --> Demodulieren ---> Trennen --> RGB/VH

Beim mischen/modulieren/demodulieren/trennen der Signale treten immer Verluste auf, die sich auf die Bildqualität auswirken. Auch bei einigen der anderen Verfahren passiert das:

Composite: RGB/VH ---> Mischen ---> Kabel ---> Trennen ---> RGB/VH

S-Video: RGB/VH ---> Mischen und Trennen ---> Chrominaz ---> Kabel ---> Mischen und Trennen ---> RGB/VH

                           +------> Luminanz ----> Kabel ------^

Das Ranking bei der Bildqualität ist also so:

1. DVI/Antenne digital 2. Componentensignal (in D unüblich) 3. VGA 4. RGB/Scart 5. S-Video/Scart 6. Composite/Scart 7. Antenne analog

Vielleicht hatte der eine oder andere hier früher mal Heimcomputer vom Schlage eines Commodre 64, eines Atari ST bzw. Amiga? Und vielleicht auch am Fernseher betrieben? Da die drei Compis unterschiedlich angeschlossen werden konnten, gabs da auch unterschiedliche Bildqualitäten. Der C-64 hatte einen HF-Modulator und ging auf den Antenneneingang. Mehr als 40 Zeichen/Zeile waren da kaum lesbar. Wenn man den C-64 über den DiN-Ausgang an den Composite-Eingang des Fernsehers hängen konnte, war das schon besser. Beim ST wars ähnlich, die mittlere Auflösung (80 Zeichen) war über den HF-Modulator der M-Modelle (z.B. 1040STM) geradezu gräßlich, die niedrige AUflösung ging noch, und beim Amiga wars ähnlich wobei hier noch der künstlich geinterlacete Hires-Modus hinzu kam, der mit 12.5 Hz geradezu gräßlich flimmerte. Am Monitor konnte man mit dem Atari und dem Amiga dann auch wunderbar mit 80 Zeichen rumackern. Jetzt wollen wir hier aber nicht vom Atari SM 124 schwärmen, der am ST augenschonend 72 Hz Bilder in Scharzweis in 640x400 darstellen konnte...




Um einem HTPC im Wohnzimmer ein Bild zu entlocken, gibts daher für uns hier in Deutschland momentan nur folgende Alternativen:

DVI: Für die mit dem dicken Portemonaie für den Projektor oder den 40-Zoll TFT/PLasma.

VGA - sofern der Fernseher einen VGA-Eingang hat. Besser betuchte nehmen vielleicht auch hier einen Projektor oder ein Groß-Display mit VGA-Eingang. Ist aber analog, und daher anfällig für Störsignale.

SCART/RGB - das wäre eine gute Wahl, da SCART/RGB und VGA erstmal 100% identisache Signale haben. Die Crux ist nur das Timing. Die allermeisten VGA-Karten geben sich mit der PAL- (oder NTSC-)Norm nicht ab. 50 Hz Interlaced 640x480 (NTSC) oder 762x576 (PAL) ist einfach unter deren Würde, vor allem interlaced... Daher gibts nur wenige Karten, z.B. von Matrox, die sich hierzu überreden lassen. (Bei modernen Monitoren ist das übrigends genauso, die gehen auch nicht bis auf 50Hz Interlaced runter, man kann da also nicht seinen alten Homecomputer dran hängen. )

S-Video - das kann heutzutage jede Grafikkarte mit Videoausgang. Aber momentmal, haben wir nicht gerade gelernt, dass S-Video nur ein zusammengemischtes und nach Chrominaz/Luminanz getrenntes RGB-Signal ist? Und wir haben gerade gelernt, dass sich moderne Grafikkarten mit so altertümnlichen langsammen Videotimings wie PAL oder NTSC nicht abgeben, und erst recht Interlacing, der RAMDAC des Grafikchips könnte ja unterfordert werden... Brrr. Ja, aber. Bei Grafikkarten mit Video-Ausgang kümmert sich immer ein Spezialchip, ein sogenannter Codec, um den TV-Out. Der nimmt das VGA-Signal, speichert es zwischen, intgerlaced es, und syncronisiert es auf NTSC/PAL runter. Davon merkt der RGB-Ausgang des Grafikchips garnix. Und wer jetzt den Codec auf seiner VGA-Karte sucht: Er kann ein Extra-Chip sein, da steht dann Philips, Connexant, Booktree (füher...), ATI Rage Theater oder gar SIS301, oder noch was anderes drauf, er kann aber auch schon im Grafikcontroller integriert sein.

Composite - Wie bei S-Video, nur dass hier am Ende aus dem Codec Composite anstelle S-Video rauskommt.


Zitat: Tipp: Falls mal eine Grafikkarte verwendet wird, die nur S-Video hat, aber man braucht unbedingt Composite, dann hilft die folgende Mini-Schaltung:

Code:

              _________

Chrominaz o----|100 Ohm|-----+

              ---------     |
                            +--------o Composite
              _________     |

Luminanz o----|100 Ohm|-----+

              ---------

Masse o---------------------------o Masse So mischt man Chrominanz mit Luminaz zu Composite, womit auch die Verwandschaft der beiden Videosignale deutlich wird. RGB/VH-Sync mischt man übrigends im Prinzip genauso um Composite zu bekommen, man braucht nur mehr Widerstände, und die dürfen nicht alle gleich sein. Und ein Operationsverstärker zum Aufbereiten des Gemischs ist da auch ganz nett, denn sonst wird das Signal zu schwach für die spätere Demontage im Monitor. Das zusammenmischen geht übrigends nur in die eine Richtung so leicht, ein Composite-Signal in Chrominaz und Luminaz oder gar RGB/VH-Sync aufzuspalten ist viel schwieriger, und euer Erklärbär hat hier gerade keine Schaltung dazu parat, aber der Onkel Google kann da bestimmt helfen.



5. Verschiedenes

Was bei den Videoverbindungen auch noch wichtig ist, und auch schon im Zusammenhang mit DVI/HDMI angesprochedn wurde, ist der Kopierschutz. Im Falle von RGB/S-Video/Composite kommt ein Verfahren Namens Macrovision zum Einsatz. Sobald ein Gerät eine kopiergeschütze Videoquelle abspielt, wird dieser eingeschaltet. Macrovision funktioniert mit einem fiesen Trick, und zwar werden einfach eine gewisse Zeit lang die Syncronisationssignale weggelassen. Der Fernseher verkraftet das eine Zeit lang und malt sein Bild trotzdem noch treudoof auf den Schirm, aber ein (S-)VHS-Videorecorder braucht das unbedingt, damit das Bild richtig auf dem Band landet. Macrovisonsgeschützte kopierte Videos flackern deswegen immer so. DVD-Player-Software darf laut Definition DVDs nicht auf TV-Out abspielen, wenn der TV-Out kein Macrovision unterstützt. Naja, mit gewissen Tools lässt sich Macrovision bei Grafikkarten auch abschalten, ohne dass die DVD-Software das merkt...

Und dann wären da noch ein paar Spezialitäten von Fernsehern zu nennen:

A) Bildgröße. Niemand schreibt den Herstellern vor, wie er den Fernseher bei der Auslieferung genau einzustellen hat. Das heist, auf zwei unterschiedlichen Fernsehen sieht man niemals exakt das gleiche Bild, auch wenn man gleichzeitig die selbe Sendung auf beiden guckt, denn das Bild wird unterschiedlich beschnitten. Bei einem Film mag das nicht so wichtig sein, ob man in der Großaufnahme vom Gesicht von Daniel Kübelböck (würg) wirklich alle Pickel sieht, oder nur die mehr in der Mitte von der Fratze mitbekommt weil der Kameramann genau da drauf gehalten hat, aber bei Computerdaten ist das was anderes. Das beste Beispiel, was man machen kann, um sicher zu stellen, dass man wirklich jedes Zeichen lesen kann, liefert uns mal wieder der kleine C-64:


Da hat Commodore so einen breiten Rand drum herum frei gelassen, dass wirklich jede Fernsehmöre nichts ausserhalb der Bildröhrenränder versteckt. Und was hat das viele C-64-Besitzer geärgert, dass man den Rand nicht mit benuzten konnte... Naja, irgendwann gings mit Softwaretricks doch, und auch der Bildschirmrand des Atari ST blieb davon nicht verschont, aber das ist ein anderes Thema... Man nannte das übrigends Overscan. Gibts noch heute, und lässt sich bei guten Grafikkarten mit TV-Out auch pixelgenau an den jeweiligen Fernseher anpassen. Ein bekanntes Tool für sowas für viele nVidia-Karten ist TV-Tool. Und wer damit zu weit aufdreht, sieht seine Startleiste nicht mehr...

B) Videobandbreite: Die ist wie man oben sehen kann, nicht besonders hoch. Wenn zwei nebeneinander liegende Pixel extrem unterschiedliche Farben haben, dann verwaschen die schön miteinander. Wenn man gar ein hochauflösendes Muster, z.B. 50% Grau darstellt, etwa sowas, wobei # schwarze Pixel sind:


Code:

  1. # # # # # # # # # #
# # # # # # # # # # 
  1. # # # # # # # # # #
# # # # # # # # # # 
  1. # # # # # # # # # #
# # # # # # # # # # 

Solch eine Fläche schillert auf einem Fernseher in allen Regenbogenfarben. Das kann man mit dem Windows-Desktop und dem vorhandenen 50%-Muster für den Hintergrund ausprobieren.

C) Farbcodierung: PAL (aber auch SECAM und NTSC) kann nicht den kompletten RGB-Farbraum nutzen, extreme Farben, wie z.B. ein sehr kräftiges reines Rot wird fehlerhaft dargestellt. Einfach mal ausprobieren, bei vielen Fernsehern sieht man in der roten Fläche einzelne weiße Punkte rumflimmern. Die Fläche muß nur groß genug sein!

D) Format. Bei Fernsehern unterscheidet man auch zwischen 4:3 und 16:9 Bildformat. Aufbauend auf den bestehenden 4:3 TV-Normen hat man 16:9 kreiert, um den Breitbild-Kinofilmen gerecht zu werden. Wenn man nun auf einem 4:3 Fernseher einen 16:9 Film ansieht, so hat man entweder unten und oben einen schwarzen Rand, oder rechts und links wird was abgesägt. Auf einem 16:9-Fernseher wird ein 4:3 Bild entweder in die Breite gezogen - man, hat der Wickert aber zugenommen... - oder es dürfte links und rechts einen schwarzen Rand geben. Naja, und dann gibts da so Bezeichnungen wie Letterbox usw, das schreibe ich aber an dieser Stelle ein anderes Mal, es ist jetzt schon sehr spät...

6. Steckerbelegung von Composite, S-Video und Scart

Jetzt nähern wir uns der Praxis. Denn da gibts eine Feinheit zu beachten... Erstmal der fetteste Stecker überhaupt, der für uns relevant ist:


Zitat: Code:

                 1   3   5   7   9   11  13  15  17  19
               +-----------------------------------------+
               | I   I   I   I   I   I   I   I   I   I   |
               |                                         \ 21
               |   I   I   I   I   I   I   I   I   I   I   \
               +--------------------------------------------
                   2   4   6   8   10  12  14  16  18  20


1 - Audio Ausgang rechts/2 1 kOhm, 500 mV         
2 - Audio Eingang rechts/2                        
3 - Audio Ausgang links/1                
4 - Audio Masse                    
5 - Blau Masse
6 - Audio Eingang links/1                
7 - Blau
8 - 12 V an 1 kOhm Schaltspannung        
9 - Gruen Masse

10 - H-Sync/Datenleitung 1 11 - Gruen 12 - V-Sync/Datenleitung 2 13 - Rot Masse 14 - Masse/Datenleitung 3 15 - Rot/Chrominanz 16 - Austastsignal 17 - Videosignal Masse 18 - Austastsignal Masse 19 - Composite Ausgang 1 V ss 75 Ohm 20 - Composite Eingang 1 V ss 75 Ohm/Luminanz 21 - Steckerschirmumg

(Quelle: "Kabel-FAQ" (1000 Mal zu finden über Google) und c't 9/1990 für die Pre-S-Video-Zeit.) Für uns wichtig sind die folgenden Pins:

a) SCART als Eingang am Fernsehr für Darstellung des HTPC-Bildes:

2, 6, 15, 16 und 20

Bei 15 und 20 wirds interessant, insbesondere auch für die unfreiwilligen Schwarzweisgucker, denn diese kontakte sind doppelt belegt!!! Hier kommt nämlich zum Tragen, dass der Scart-Stecker sowohl mit RGB, S-Video und Composite umgehen kann. Dummerweise kann er aber nicht automatisch zwischen RGB/Composite und S-Video unterscheiden, das muss man in den Einstellungen des Geräts machen. Denn mal angenommen, man schickt ein S-Video.Signal (Chrominaz+Luminanz) an den Fernseher und der ist auf RGB/Composite eingestellt: - Luminanz kommt an Pin 20 an und wird als Composite verarbeitet. Dummerweise wird mit Luminaz nur die Helligkeitsinformation, aber keine Farbinformation übertragen. Aber wo bleibt die Farbe? Sie heist Chrominanz und landet auf Pin 15. Dort schert das den Fernseher einen Dreck, denn er glaubt ja, er bekommt ja bereits ein Composite-Signal, also was will er da mit noch einem Rot-Signal. Solange der Videofreak nur "Dick und Doof" guckt, ist das ja nicht schlimm, aber wenn dann die Schwarzwaldklinik auch in Schwarzweis kommt, dann wirds doch blöd. Umgekehrt, also Fernseher steht auf S-Video und bekommt Composite angeliefert, sieht dagegen nicht so Mau aus: - Composite kommt auf Luminanz rein, und wird mit Chrominaz (wo nix reinkommt) gemischt. Aus der Mischstufe kommt Composite raus und kann vollfarbig nach RGB/VH aufgeteilt werden.

So, und dann noch was für die Spezialisten, die ihren Atari (RGB mit Composite Sync), Amiga oder Matrox G400/450/500 an den SCART hängen wollen: - RGB ist ja klar, wo das hin kommt, nämlich auf 7, 11 und 15. Da 15 auch mit Chrominaz belegt ist, darf der Fernseher dann natürlich nicht auf S-Video eingestellt sein, ist doch klar, oder? - Auch H-/V-Sync ist eigentlich klar, aber halt, Moment, 10/12 sind doppelt belegt! 14 aber auch, wenn man 14 auf Masse legt, versteht der Fernseher auf 10/12 H- und V-Sync, ansonsten sind alle drei Datenleitungen, damit der Fernseher dem Videorecorder sagen kann, welches TV-Programm auf welcher Kanalnummer liegt. - Und wo hin mit dem Composite-Sync vom Amiga? - Das "Austastsignal" (16) ist nichts anderes als Composite Sync.

Dann habe ich da noch was schickes: Schonmal am Videorecorder auf Play gedrückt, und darüber gefreut, dass der Fernseher sofort und ohne Handauflegen vom TV-Programm auf den Videoeingang umschaltet? Das ist theoretisch auch mit dem HTPC machbar, er müsste nur irgendwie +12V an den Fernseher schicken können, sobald man ihn einschaltet. Diese 12V legt man auf Pin 8 vom SCART und der Fernseher weis was er zu tun hat!

Achja, fast vergessen, die Audio-Eingänge verbindet man idealerweise mit der Soundkarte.

b) SCART als Ausgang vom Videorecorder zur Aufnahme von Filmen auf den HTPC:

1, 3, 15, 19 und 20

RGB-Eingänge gibts ja an HTPCs nicht, aber wer mal Video damit aufnehmen will, kann hierzu ja Composite oder SVideo nehmen, wobei bei letzterem wieder zu beachten ist, dass der Fernseher richtig eingestellt ist, denn sonst kann man wieder nur "Dick und Doof" ohne Farbverlust auf seinen HTPC aufnehmen.

Und wie man sieht, sind die S-Video-Signale bei SCART in beide Richtungen benutzbar! (Hier kann ich mich aber auch täuschen, vielleicht ist ja auch Pin 20 ein Luminanz-Ausgang und 19 der Eingang, und genau wie 15 Chrominanz-Ausgang ist ein anderer, z.B. 11 oder 7 der dazugehörige Ausgang, dazu habe ich bis jetzt leider nichts genaues gefunden. - Wer kann mir da helfen?)

Und fast vor Schluss: Wenn der Fernseher alt genug ist, dann ist da nix mit Doppeltbelegung, das heist der Fernseher kann nicht mit dem Videorecoder über Programmbelegungen quasseln, und wenn er noch älter ist, dann hat er auch keine Ahnung von S-Video. Hier hilft das Handbuch des Fernsehers um das festzustellen.



Zitat: So, und damit das mit dem Kabel löten auch klappt, hier die Pinbelegung des S-Video-Steckers - Einkerbung nach oben und Stift nach unten halten:

Code:


                            |___|

4: Chrominanz-Signal (C) o o 3: Luminanz-Signal (Y)

2: Masse (Chrominanz) o o 1: Masse (Luminanz)

                             ===

Und hier Composite: [code]

_ / \ | O| \_/


Aussen Masse, innen Composite. Sehr kompliziert. Achja, das soll rund sein, sieht eher aus, als hätte ich auf dem Stecker draufgestanden. /code]



Und wie geschrieben, die Audiosignale vom SCART zur Soundkarte nicht vergessen!!! Die Lautsprecher vom Fernseher taugen wenigstens als Center-Speaker einer Sourround-Anlage.

7. TV-Out-Einstellungen auf dem HTPC

Je nach Grafikkarte beherrscht der TV-Out unterschiedliche Auflösungen. Ältere Karten konnten nur Standard-VGA ausgeben, also 640x480, und das mit Rand, da diese Auflösung kleiner als NTSCD und PAL ist. Aber ich glaube nicht, dass jemand ernsthaft in Erwägung zieht, so Grafikkarte in einen HTPC einzubauen. Heute üblich sind 800x600 und gar 1024x768, wobei beide Auflösungen eigentlich über die Fähigkeiten von NTSC und PAL hinaus gehen. Besonders gute Grafikkarten können direkt NTSC und PAL Auflösungen erzeugen, bei PAL ist das Ideal 762x576. Dem kommt 800x600 schon sehr nahe, und aus Windows-Anwendungssicht ist 800x600 eigentlich Pflicht, darunter tun es viele Programme nicht mehr richtig, das heist, z.B. Dialogboxen sind so groß, dass sie garnicht mehr komplett dargestellt werden. Der Konfigurationsdialog von JaLCDs ist dafür ein extremes Beispiel, das Fenster ist so groß, dass es eigentlich nur in 1024x768 dargestellt werden kann. Jetzt könnte man allerdings vermuten, dass bei PAL ein 800x600 oder 1024x768-Bild auch nicht mehr vollständig angezeigt wird, statt dessen würde es über den Rand hinausragen. Dem ist aber nicht so, denn moderne Grafikkarten mit TV-Out skalieren das Bild der Grafikkarte auf die PAL/NTSC-Auflösung herunter. Das funktioniert wie wenn man in einem Grafikprogramm ein Bild verkleinert, nur eben durch einen Chip in Echtzeit. Dabei weis jeder, der das schonmal in einem Grafikprogramm gemacht hat, das dabei Verluste auftreten, ein einzelnes Pixel verschwindet da schonmal, oder verschmimtzt mit dem Nachbarn. genau das passiert hier auch, das heist es treten bei 800x600 leichte, und bei 1024x768 mittelschwere Qualitätsverluste auf, wenn die dargestellten Details (z.B. Schrift!) klein sind.

Empfehlung: Wenn die Grafikkarte 762x576 anzeigen kann, sollte man das mal ausprobieren, aber mache Programme sind dann kaum noch benutzbar, von Webseiten ganz zu schweigen. Bei 1024x768 treten zu starke Verluste auf, so dass das Ideal bei 800x600 zu suchen ist. Da aber die Auflösung des Fernsehers auch hier noch kleiner ist, und einzelne Pixel unschärfer sind als bei einem Monitor, muss man den HTPC dazu zwingen, dass er eine bestimmte Schriftgröße nicht unterschreitet. Leider funktioniert das aber nicht immer, z.B. bei Webseiten mit fest eingestellter Schriftgröße. Nach meiner Erfahrung lassen sich Schriften unter 12 Punkt Größe nur schwer lesen, ideal sind Schriften ab 15 Punkt aufwärts, wobei man dann wieder nicht mehr viel auf den Monitor bekommt. Da kommt dann Commodore-64-Feeling auf, aber man kann damit leben. Windows zwingt man an den folgenden Stellen zu größeren Schriften:

a) Eigenschaften von Anzeige, Einstellungen, Erweitert, dann unten Anzeige, DPI-Einstellung. Windows ist auf 96 DPI voreingestellt. Ein Fernseher hat eigentlich eine niedrigere DPI-Zahl, aber trotzdem hat sich 120 als ein guter Wert erwiesen.

b) Internet Explorer: Ansicht, Schriftgrad, und dann Größer. Alle Webseiten ohne feste Schriftgröße passen sich sofort an. Bei Opera kann man sogar für feste Schriftgrößen eine Mindestgröße angeben, z.B. 12 Punkt. Leider geraten dann einige Seitenlayouts durcheinander, dann hilft nur eine Mail mit Bitte um Abhilfe an den jeweiliegn Webmaster.

c) htpc-board.de: Im eigenen Profil TVSubSliver als Standard einstellen.