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Über dieses Buch

Dieses Buch bietet eine leicht verständliche Einführung für moderne Audio- und Videotechnik im Verbund mit Computersystemen. Der Leser mit technischem Grundverständnis wird mit dem klar strukturierten Stoff einen leichten Einstieg in komplexe Zusammenhänge finden. Die vielen technischen Tipps helfen jedoch auch erfahrenen Profis weiter. Aus dem Inhalt: Tontechnik-Grundlagen, Abtastung und Digitalisierung, räumliches Hören, Methoden der Datenkompression, MIDI-Standard und -Signale, digitale Audiomesstechnik, Videotechnik-Grundlagen, hochauflösende Videotechnik und 3D-Technik, moderne Wiedergabesysteme (VR-Brille, OLED-Bildschirme), reales Raumsehen (Stand der Technik), Chromakeying, Schnittsysteme, Animationen, Dateienformate.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Audiotechnik

Frontmatter

1. Grundlagen zur Audiotechnik

Zusammenfassung
Mit Grundlagen der Audiotechnik kann ein umfassendes Werk gefüllt werden – in diesem Buch jedoch können nur die allernotwendigsten Dinge zur Sprache kommen.
Zur Verarbeitung (wir wollen in diesem Zusammenhang künftig jedoch den Begriff Übertragung verwenden) von Tonsignalen müssen die Systeme einige Voraussetzungen erfüllen, um das Ursprungssignal möglichst wenig zu verändern. Andererseits gelten gewisse Anforderungen bei Systemen, die gezielte Tonsignaländerungen bewerkstelligen sollen (z. B. Filter). Wir werden – soweit notwendig – auf alle maßgebenden Kriterien für die Übertragungsqualität eingehen und teilweise sogar auf deren Messung. Dagegen soll weniger die Akustik zur Sprache kommen, die wiederum den Rahmen dieses Buches sprengen würde. S. 42 (Webers, Tonstudiotechnik. Franzis-Verlag, München, 1989; Stotz, Audio- und Videogeräte richtig einmessen und justieren. Franzis-Verlag, München, 1994.)
Die Grundlagen werden sich dabei hauptsächlich auf analoge Signale beziehen – welche speziellen Effekte bei der Umwandlung ins digitale Format zu erwarten sind, ist Bestandteil des nächsten Kapitels.
Dieter Stotz

2. Abtastung und Digitalisierung

Zusammenfassung
Beim Ausdruck Abtastung gibt es meist keine Missverständnisse, obwohl die englische Übersetzung, nämlich das Sampling, im volkstümlichen Sprachgebrauch keiner eindeutigen Definition unterliegt. Dort versteht man unter Sampling oftmals die Verschmelzung der Vorgänge Abtastung – A/D-Wandlung – Speicherung auf Datenträger. Auch das Digitalisieren hat in der technischen Umgangssprache eine ähnliche Bedeutung. Wir wollen hier jedoch – soweit möglich – alle Ausdrücke ihrem Sinn entsprechend verwenden und meinen also mit Sampling zunächst die reine Abtastung einer Analogspannung und mit Digitalisierung die Wandlung vom analogen ins digitale Format. Zur Sprache kommen u. a. Abtastspektren, Aliasing, Überabtastung, Quantisierung, Quantisierungsrauschen, Dithering, Kompression.
Was bei den einzelnen Schritten passiert, soll hier etwas näher beleuchtet werden. Praktische Signalversuche sind hilfreich, wenn es um das intuitive und spielerische Verständnis geht.
Dieter Stotz

3. Bearbeitung von Sampling-Dateien

Zusammenfassung
Nach dem Erzeugen einer Sampling-Datei ist meist eine Weiterbearbeitung auf dem Computer notwendig. Dies trifft in besonderem Maße für Eigenkompositionen und Generierung von Geräuschen und Klängen zu. Die Vorgänge Schneiden und Filtern stehen dabei im Vordergrund; jedoch sollen auch Spezialeffekte zur Sprache kommen.
Dieter Stotz

4. MIDI

Zusammenfassung
Zur Steuerung von Instrumenten auf elektronischem Wege wurde der Schnittstellenstandard MIDI (Musical Instrument Digital Interface) eingeführt. Zunächst kamen dann vor allem Homecomputer zum Einsatz.
Die endgültige Spezifikation des Aufbaus und des Datenprotokolls lag im Jahre 1983 vor. Ziel dieser Zusatzeinrichtung ist es, Klänge aus Instrumenten zu gewinnen, die z. B. von einem zentralen Keyboard oder Computer angesteuert werden. Um auch in Bezug auf mögliche Erweiterungen und Änderungen offen zu sein, ergänzt man die Spezifikation mit einer Versionsnummer, und zwar mit MIDI 1.0. In diesem Kapitel sind alle Erklärungen – sofern nicht ausdrücklich andere Verlautbarungen gemacht werden – diesen Standard betreffend. S. 187 (International MIDI Association, Midi 1.0 detailed specification, Woodland Hills; Addendum to Midi 1.0 detailed specification).
Doch MIDI ist nicht nur ein Standard im Sinne der Übertragung von spezifischen Daten der Musikinstrumente – im Laufe der Zeit ergaben sich noch diverse Möglichkeiten der Synchronisation mit entsprechend ausgerüsteten Aufzeichnungsmaschinen für Ton und Bild.
Dieter Stotz

5. Audio-Messtechnik

Zusammenfassung
Speziell in der Messtechnik haben Computersysteme wegen ihrer Universalität fast überall die analogen Messverfahren verdrängt. Der Grund hierfür ist, dass der Hardware-Aufwand eigentlich immer gleich bleibt – die Abdeckung der Messgrößen liegt nur noch auf Software-Seite.
Zur Demonstration dient hier ein recht komfortables Computer-Programm namens audioTester. Das Generierung des Testsignals erfolgt im PC-eigenen Soundsystem, genauso der Anschluss des Messsignals, welches vom Probanden zurückkommt. Alternativ können extern betriebene Audiosysteme zum Einsatz kommen. S. 204 (Software audioTester 3.0 von Ulrich Müller.)
Die Anwendung von Computersystemen setzt die Einhaltung gewisser Regeln und Richtlinien voraus, ohne die die Qualitätsansprüche nicht erfüllt werden können. Auch darauf wird kurz eingegangen.
Dieter Stotz

6. Vergleich mit herkömmlicher Audiotechnik

Zusammenfassung
Die bisher behandelte Audiotechnik mit Computeranbindung soll der herkömmlichen Technik gegenübergestellt werden. Es zeigt sich, welche entscheidenden Vorteile die Computertechnik in diesem Ressort gebracht hat. Kein Thema kann hier jedoch sein, wo eventuell Gefahren liegen, die den künstlerischen Wert eines Werks oder einer Produktion mindern können (das Vorhandensein einer perfekten Technologie birgt ja aus vielen Gründen die Möglichkeit einer schrumpfenden Kunstqualität).
Da der Bereich der ,,herkömmlichen“ Audiotechnik sehr unscharf abgegrenzt ist, wollen wir hier nur aufzeigen, wie vor der weltweiten Einführung von Computersystemen im Audiobereich gearbeitet wurde. Eine Abgrenzung zwischen analog und digital ist dagegen in diesem Zusammenhang weniger entscheidend, da es in Studios schon am Ende der 1970er Jahre digitale Aufzeichnungsmöglichkeiten gab, jedoch beschränkten sich die Vorteile im Prinzip auf die Qualitätssteigerung der Aufnahme. Eine gänzlich andere Arbeitsweise der Tontechniker entstand dagegen durch die Einbindung der Computer, was hier im Vordergrund stehen soll.
Dieter Stotz

Videotechnik

Frontmatter

7. Grundlagen und Verfahren der Videotechnik

Zusammenfassung
Um nachfolgende Kapitel zu verstehen, müssen einige Grundlagen der Videotechnik erklärt werden. Es sollen dazu nicht nur einfach Daten (z. B. Zeilenfrequenz, Art der Farbcodierung usw.), sondern auch deren kausaler Zusammenhang zur Sprache kommen.
Wir wollen uns den kompletten Vorgang bei der Erzeugung eines Farbbilds betrachten und streifen dabei immer wieder praktische Aspekte. Am Rande werden wir auch teilweise markante Unterschiede der Systeme NTSC und SECAM beleuchten. Zur Vertiefung sei auf weiterführende Literatur verwiesen. S. 281 (Schönfelder, Bildkommunikation. Springer, Berlin/Heidelberg/New York, 1983; Bernath, Technik des Fernsehens. Springer, Berlin/Heidelberg/New York, 1986)
Dieter Stotz

8. Parameter beim digitalen Videobild

Zusammenfassung
Solange vom Bild noch kein Videosignal existiert bzw. nur ein Signal von der Grafikkarte zum Computermonitor führt, können wir es als reine Grafik betrachten. Es spielt dabei keine Rolle, ob es irgendwann einmal ein ,,natürliches“ Bild war, d. h. von einer Videokamera oder -aufnahme zur Nachbearbeitung zum Rechner transferiert wurde.
Eine solche Grafik hat immer bestimmte Parameter, die wir hier etwas genauer beleuchten wollen.
Dieter Stotz

9. Videoausgabe einer Computergrafik

Zusammenfassung
In diesem Kapitel wollen wir uns mit der Problematik von Videosignalen beschäftigen, die Computergrafikkarten verlassen. Doch bereits beim Erstellen neuer Grafiken sind im Hinblick auf die spätere Verwendung einige Voraussetzungen zu erfüllen, damit die Qualität des Endresultates optimal wird und die Zeit der Bearbeitung minimal bleibt.
Daneben sind natürlich auch signaltechnische Belange nicht unwichtig; sofern Details überschaubar bleiben, werden daher auch Synchronisationsprobleme behandelt.
Dieter Stotz

10. Einfrieren von Videobildern

Zusammenfassung
Das Einfrieren von laufenden Videobildern ermöglicht die Überführung von Videosequenzen von Band oder von der Kamera in die Form der Grafik, welche weiter aufbereitet und verändert werden kann.
Voraussetzung zum Einfriervorgang (Capture-Vorgang oder Grabbing) ist eine Grafikkarte mit Videoeingängen, welche die Signalarten RGB, YUV, Y/C oder FBAS verarbeiten können. Dabei ist nicht immer zwingend erforderlich, dass auch entsprechende Videoausgänge vorhanden sind. Mitunter genügen auch VGA-Ausgänge, wenn vorläufig keine Weiterverarbeitung als Videosignal geplant ist oder diese auf eine spezielle Videografikkarte verlegt wird.
Wir werden in diesem Kapitel sowohl die Problematik bei der Signalaufbereitung als auch verschiedene Darstellungsarten beleuchten.
Bei der Verarbeitung von digital vorliegenden Bilddaten gibt es gänzlich andere Verfahren als bei analogen Bildsignalen – auch darauf werden wir zu sprechen kommen.
Dieter Stotz

11. Spezialeffekte

Zusammenfassung
Viele Videografikkarten bieten besondere Effekte, die nur mit einem spezifischen Hardware-Einsatz zu realisieren sind. Wie diese Sondereinrichtungen arbeiten und worauf bei der Anwendung zu achten ist, soll Inhalt dieses Kapitels sein.
Dieter Stotz

12. Animationen

Zusammenfassung
Im Videostudio sind heute immer mehr bewegte Grafiken oder in ähnlicher Weise überarbeitete Videosequenzen gefragt, die mit Computersystemen oder speziellen Workstations zu realisieren sind. Man spricht hierbei von Animation (aus dem Lateinischen ,,Belebung“), wobei es einige unterschiedliche Verfahren und auch Wirkungen gibt.
Dieter Stotz

13. Schnittsysteme

Zusammenfassung
Im Produktionsbereich für Film und Fernsehen sind elektronische Schnittsysteme nicht mehr wegzudenken. Auch hier hält der Computer mit seinen Videokomponenten immer mehr Einzug. Die Vorteile liegen auf der Hand: Zeitersparnis und Trickmöglichkeiten.
Wir wollen in diesem Kapitel Möglichkeiten und Voraussetzungen zum digitalen Videoschnitt über Computer erörtern; die Angaben der Grenzen der Leistungsfähigkeit ändern laufend ihre Position. Was jedoch in diesem Kapitel wie auch in den anderen Priorität hat, sind die Verfahren und Anwendungsmechanismen der Systeme; auf dieser Ebene hat man nicht mit täglichen Änderungen oder Fortschritten zu rechnen.
Grundsätzlich kann man alle Schnittsysteme in zwei große Gruppen einteilen, die nach gänzlich unterschiedlichen Verfahren arbeiten, was sowohl für das technische Umfeld, als auch für die Arbeitsschritte gilt.
Dieter Stotz

14. Spezielle Zusatzgeräte

Zusammenfassung
Zur Anbindung von Computersystemen an Videosysteme sind oftmals nicht nur Videografikkarten, sondern noch signalwandelnde oder -verbessernde Zusatzgeräte notwendig. Wir wollen in diesem Kapitel daher ein paar wichtige Geräte, deren Wirkungs- und Arbeitsweise vorstellen, sowie ggf. auf Besonderheiten im Umgang hinweisen.
Dieter Stotz

Backmatter

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