Bildauflösung - horizontal

TVL (= Television Lines) ist ein Maß für die Horizontalauflösung: dabei betrachtet man nicht die gesamte Bildschirmbreite, sondern nur soviele cm davon, wie der Bildschirm auch hoch ist, sozusagen den größtmöglichen kreisförmigen Ausschnitt auf dem Bildschirm. Und nur innerhalb dieses Kreises zählt man, wieviele senkrecht-stehende, horizontal nebeneinanderliegende (abwechselnd weiße und schwarze) Linien bei einem entsprechenden Testbild maximal noch unterschieden werden können.
Die Maßeinheit "TVL" wird daher im Englischen auch "horizontal lines per picture height" genannt.

Der hier unterhalb des Bildschirms dargestellte Teststreifen enthält 700 Linien - wenn Sie diesen Teststreifen an der Stelle des roten Streifens in einem Video unterbringen, so daß er genau die Breite hat, die der Bildschirmhöhe entspricht, und es sind noch alle 350 weißen und 350 schwarzen Linien einzeln erkennbar (!) - dann hat das Videobild eine Horizontalauflösung von 700 TVL.



Teststreifen mit 700 senkrechten Linien:
Horizontalauflösungen dieser Größenordnung schaffen jedoch nur HD-taugliche Systeme und Computermonitore.
Hinweis: In der Computerwelt wird das Wort "Auflösung" oft nicht für die lokale Eigenschaft, sondern für die Pixelzahl der gesamten Bildschirmbreite verwendet, d.h. dort wird ein 1920x1080-Pixel-Bildschirm als Bildschirm mit der "horizontalen Auflösung 1920 Pixel" bezeichnet - gemessen in TVL hat dieser jedoch nur 1080 TVL, da bei einem 16:9-Bildschirm die Linienzählung nur auf neun Sechzehntel der Bildschirmbreite durchgeführt werden darf. Eine DVD mit horizontal 720 Pixeln pro Zeile könnte auf einem 16:9-Bildschirm maximal 405 TVL erreichen, auf einem 4:3-Bildschirm sind es dagegen (theoretisch) maximal 540 TVL. Die wahren TVL-Werte der DVD sind aufgrund des verwendeten Kompressionsverfahrens MPEG2 allerdings deutlich niedriger, siehe Liste.

Horizontalauflösung in TVL - PAL-System (4:3):
VHS	VHS-HQ	analoges Fernsehen	S-VHS, Hi8	normale Laserdisc	digitales Fernsehen	DVD
ca. 250 TVL	ca. 270 TVL	ca. 390 TVL	ca. 400 TVL	400 - 440 TVL	300 - 500 TVL	300 - 500 TVL
Horizontalauflösung in TVL - PAL-System (16:9):
VHS	VHS-HQ	analoges Fernsehen	S-VHS, Hi8	anamorphe Laserdisc	digitales Fernsehen	DVD
-	-	-	-	300 - 330 TVL	240 - 400 TVL	240 - 400 TVL

Bei der Laserdisc, dem digitalen Fernsehen und der Bluray-Disc ist anstelle eines ungefähren Wertes jeweils ein Bereich angegeben - dies hat jedoch unterschiedliche Gründe: Die Bereichsangabe bei der Laserdisc (400 - 440 TVL) bezieht sich auf die unterschiedliche Qualität verschiedener Player-Modelle - bei analogen Medien hat diese einen wesentlich größeren Einfluss auf das Endergebnis als bei digitalen Medien.

Beim digitalen Fernsehen ist die reale Horizontalauflösung oft schlechter als bei der Laserdisc, denn das Fernsehen überträgt die Daten digital komprimiert, so dass ein schlechteres Bild Signal-Bandbreite und damit Kosten spart ... Die Bandbreite kann vom Sender jederzeit dynamisch erhöht oder erniedrigt werden - typischerweise ist sie während Werbeeinblendungen höher als im eigentlichen Feature, denn für die Werbung zahlt ja ein Auftraggeber.

Bei der DVD bedeutet maximale Horizontalauflösung auch maximale Datenrate, nämlich 1,35 MB/s. Da die Kapazität einer einschichtigen DVD aber auf 4,7 GB und die einer zweischichtigen DVD auf 8,5 GB beschränkt ist, muss die MPEG2-Kompression bei der DVD-Herstellung so gesteuert werden, dass der ganze Film nebst mehrerer Audiospuren und anderem Bonusmaterial auf eine Scheibe passt. Filme, die länger als 100 Minuten sind, oder viel Bonusmaterial enthalten, müssen selbst auf einer zweischichtigen DVD zwingend Abstriche an der Bildqualität aufgrund verstärkter Kompression hinnehmen.

Bildauflösung - vertikal

Vertikalauflösung ist bei analogen Medien durch die jeweilige TV-Norm als Zahl der aktiven Scanzeilen fest vorgegeben, denn bei analogen Medien sind die zeitlich hintereinander liegenden Scanzeilen immer unabhängig voneinander hintereinander gespeichert.
Das ist bei digitalen Medien (und beim "halbdigitalen" MUSE-Verfahren) anders, denn da können Scanzeilen auch das Ergebnis von Berechnungen bzw. Interpolationen sein - die effektive Vertikalauflösung kann dadurch auch kleiner sein.

Auf Laserdiscs kommen nur die drei TV-Normen analoges NTSC, analoges PAL, und analoges HD vor. Digitales NTSC, digitales PAL, und digitales HD benutzen geringfügig andere Scanzeilen-Anzahlen als ihre analogen Vorgänger. Von den 30cm-Laserdiscs mit analogem HD gibt es zwei grundverschiedene Sorten: die "HDVS-Videodisc" und die "MUSE Hi-Vision Laserdisc", die von der Beschriftung abgesehen äußerlich nur schwer voneinander zu unterscheiden sind. Digitales HD mit 1080 Zeilen wird auch "Full HD" genannt und wird heutzutage vorwiegend mit der Bluray-Disc assoziiert - es gibt aber auch Satelliten-Bezahlkanäle, die diese Norm anbieten. Der einzige in Deutschland gebührenfrei empfangbare Full-HD-Satellitenkanal ist nach meinem Wissensstand derzeit nur ServusTV (Stand 2016).

Die vierte verbreitete TV-Norm wird von mir hier vereinfachend "D4" genannt* und kommt auf Laserdiscs nicht vor, auf analogen W-VHS-Tapes allerdings schon, da diese ja hauptsächlich zum Aufzeichnen von Fernsehsendungen benutzt wurden. In Deutschland wird verwirrenderweise, wohl aus Marketinggründen, sowohl die volle HD-Auflösung als auch die kleinere "D4-Auflösung" als "HD" bezeichnet. Z.B. haben die öffentlich-rechtlichen "HD"-Fernsehprogramme der ARD und des ZDF trotz des "HD"-Etiketts nur "D4-Auflösung" (Stand 2016).

Die fünfte hier genannte Videonorm ist das immer digitale Ultra-HD bzw. UHD - auch "4K" genannt - mit der doppelten Horizontal- und der doppelten Vertikalauflösung der HD-Norm. Diese kommt bislang nur auf UHD-Blurays vor, in Japan gibt es auch einen Satelliten-Bezahlkanal mit dieser Norm, deren Marktdurchsetzung sich erst noch erweisen muss (Stand 2016).

Vertikalauflösung = Zahl der aktiven Scanzeilen
Mediumtyp		NTSC	PAL	"D4"	HD	UHD
analog	aktive + inaktive Scanzeilen insgesamt	525	625	750	1125	-
	maximal aktive Scanzeilen	486	575	720	1035	-	← Laserdiscs
digital	maximal aktive Scanzeilen	480	576	720	1080	2160
analog	genutzte aktive Scanzeilen beim Filmformat 2,35:1 auf 16:9-Bildschirm	368	435	545	783	-	← Laserdiscs
digital	genutzte aktive Scanzeilen beim Filmformat 2,35:1 auf 16:9-Bildschirm	363	435	545	817	1634

Bei analoger Übertragung eines analogen oder digitalen Videosignals, etwa mittels Komponentenverbindung, sind nach wie vor soviele Scanzeilen zu übertragen wie in der ersten Zeile als "Scanzeilen insgesamt" aufgeführt sind, also alle aktiven UND inaktiven Zeilen. Auch ein Bluray-Player mit Komponentenausgang produziert für diesen Ausgang 1125 Scanzeilen für die HD-Wiedergabe, wobei aber nur maximal 1080 davon als "aktive Scanzeilen" das Bild enthalten (beim Seitenverhältnis 1.78:1) - bei der HiVision-Laserdisc waren es minimal weniger gewesen, nämlich 1035. Daher erscheint das Bild von analogen HD-Medien auf modernen Full-HD-Bildschirmen um ca. 4% vertikal gestaucht, was allerdings kaum auffällt. Auf einem 16:9-Bildschirm wird beim Filmformat 1,78:1 der ganze Bildschirm genutzt, im Falle des Filmformats 2,35:1 werden auf digitalen HD-Medien nur 817 und auf analogen HD-Medien nur 783 aktive Scanzeilen für den eigentlichen Film genutzt, die restlichen "aktiven" Scanzeilen dienen zur Darstellung der schwarzen Balken oben und unten.

Leider werden wegen des "Analog sunset"-Beschlusses des Filmindustriekartells seit 2012 immer mehr Player ohne analogen HD-fähigen Komponentenausgang produziert, um die Leute zum Verwenden der HDMI-Schnittstelle zu zwingen. Ich schreibe das mit einer gewissen Bitterkeit, denn auf diese Weise wird mein bis heute einwandfrei funktionierender teurer Fujitsu-50"-ALiS-Plasmaschirm (für 1080i, 1080p und 1080p24) aus dem Jahre 2003 zunehmend wertgemindert, denn er hat zwar analoge Komponenteneingänge, aber keinen HDMI-Anschluss. Zu meinem Glück hat er aber immerhin einen DVI-Eingang mit HDCP ... ;-)

Bei digitaler Übertragung eines digitalen Videosignals, etwa mittels Firewire, DVI oder HDMI, werden nur die aktiven Zeilen übertragen, im jeweiligen Maximalfall 720x480 Pixel (NTSC), 720x576 Pixel (PAL), 1280x720 Pixel ("D4"), 1920x1080 Pixel (HD), oder 3840x2160 Pixel (UHD).

Bei "sparsamen" Übertragungen, die besonders bei Satellitenübertragung und bei Kabelfernsehen vorkommen, kann es aber auch vorkommen, dass z.B. nur heruntergerechnete 640x480 Pixel (NTSC), 640x576 Pixel (PAL) oder gar nur 320x576 Pixel (PAL), 1024x720 Pixel ("D4"), 1440x1080 Pixel (HD) oder 1280x1080 Pixel (HD) übertragen werden, die dann vom Receiver wieder auf das volle Format hochgerechnet werden, was ein erkennbar unscharfes Bild zur Folge hat. "Sparsame" HD-Übertragungen werden auch als "HD Lite" bezeichnet.

Bitte die Zahl der aktiven Scanzeilen nicht mit der Maßeinheit TVL (= TV-Lines) zur Angabe der Horizontalauflösung verwechseln ...

*: in Japan wird eine analoge Komponentenverbindung "D1" genannt, wenn sie 480i unterstützt. Sie heißt "D2", wenn sie zusätzlich auch 480p unterstützt, und "D3", wenn sie auch noch 1080i unterstützt. Wenn sie darüber hinaus auch 720p unterstützt, heißt sie "D4". Und wenn sie dann auch noch 1080p kann, wird sie "D5" genannt. Diese Bezeichnungen definieren in Japan also keine bestimmte einzelne Videonorm, sondern vielmehr, welche Videonormen vom jeweiligen Gerät alle unterstützt werden. Das "D" steht für "D-Terminal", die Japan-typische Steckerform für Komponentenverbindungen - neben der einheitlichen D-Terminal-Gerätesteckbuchse steht "D1" bis "D5" angeschrieben, damit man weiß, welche Signaltypen das Gerät unterstützt.