Abb. 1: Im Vorspann der Fahrweg mit aufgewirbelten Niederschlag
Am 08.04.2004 wurde während einer Exkursion nach Lathen zum ersten Mal HDTV-fähiges Videomaterial (High Definition Video, kurz HDV) über die Transrapid-Technologie in Deutschland aufgenommen. Daraus entstand eine 13-minütige Dokumentation, welche eine Reisegruppe begleitet und Personen zeigt, die sich für den Einsatz dieser Hochtechnologie engagieren. Im August wurde das Material u.a. mit Fahraufnahmen aus dem Cockpit ergänzt.
Das Video liegt in einem MPEG4-Dateiformat vor, welches ein herstellerunabhängiges freies Abspielen ermöglicht. Das Video ist nach Absprache auf CD bei der GFM-eV bei Einsendung eines ausreichend frankierten Rücksende-Briefumschlags und eines CD-Rohlings erhältlich. Dieser Artikel beschreibt die Entstehungsgeschichte des Videos und die verwendete Aufnahmetechnik.
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High Definition Video ist neben seinem professionellen Pendant die Grundlage für ein hochauflösendes Fernsehen (HDTV), welches während der Drehaufnahmen dieser Dokumentation bereits in Japan und den USA etabliert worden ist und in Deutschland während der WM 2006 dem breiten Publikum präsentiert werden soll. Die Spezifikation des HDV-Formats erfolgte im September 2003 durch die japanischen Firmen Canon, JVC, Sharp und Sony.
In der HDV-Spezifikation sind die Bildauflösungen von 1280x720 im Vollbild-Format (progressive) mit "quadratischen" Bildpunkten und 1080x1440 im Halbbild-Format (interlaced) mit "rechteckigen (4:3)" Bildpunkten vorgesehen, jeweils für 50 (PAL) und 60 (NTSC) Bilder pro Sekunde. Beide Varianten führen zu einem dargestellten Seitenverhältnis von 16:9. Abgespeichert werden die Videos auf den handelsüblichen MiniDV-Kassetten mit einer Datenrate von 19 bzw. 25 Megabit pro Sekunde.
Damit stellen die beiden HDV-Formate auch höhere Anforderungen an die zur Aufnahme und Darstellung verwendete Hardware. So sollten Desktop-Computer für 720p mindestens einen 2 GHz-Pentium und für 1080i mindestens einen 3 GHz-Pentium (oder vergleichbaren Athlon-Prozessor) besitzen. Die Europäische Broadcasting Union (EBU) empfiehlt die Verwendung progressiver Technologien, d.h. derzeit 720p und in Zukunft 1080p (was noch über die gegenwärtige Spezifikation hinausgeht). Die Verwendung von 1080i einzelner Sendeanstalten wird aber auch akzeptiert.
Eine Diplomarbeit von Tobias Schwahn von der Fachhochschule Stuttgart - Hochschule der Medien und Alexander Schuch von der Fachhochschule Köln, welche vom Geschäftsbreich´Informations- und Systemtechnologie des ZDF betreut worden ist, bestätigt die Empfehlungen der EBU. Die Studenten fanden heraus, daß der Seh-Eindruck auf der Mehrzahl der derzeit im Handel befindlichen HD-Ready-Bildschirmen (mit 1366x768 Pixeln) bei 720/50p-Videos besser ist als bei 1080/50i-Videos. Außerdem benötigen laut empirischer Untersuchungen progressive Bilder ca. 35% weniger Zeilen als Halbbilder, um eine vergleichbare Vertikalauflösung zu erreichen.
Anfang Mai 2003 kam der erste HDV-Camcorder von der Japanese Victor Company mit dem 720p-Format (NTSC) mit der Typenbezeichnung GR-HD1 auf den Markt. Für den Herbst 2003 war eine Einführung der PAL-Variante des Modells (JVC GR-PD1) auf dem europäischen Markt vorgesehen. Dieses Modell ist mit demselben Chip ausgestattet, wie das NTSC-Schwestermodell, jedoch wird bei ihm das Videobild noch im Camcorder auf die PAL-Standardauflösung vergröbert, welches aber immerhin noch als Vollbild (d.h. als 576p) ausgegeben wird.
Dies bedeutet zwar schon eine gewisse Bildverbesserung gegenüber bisherigen PAL-Videos, bedingt durch die Bildruhe höhere Bildschärfe. Jedoch wurde die Markteinführung des europäischen Models im Hinblick auf HDV insgesamt als halbherzig angesehen. Aber damit zeigt sich auch, daß auf diesem Sektor der Wirtschaftsraum Fernost schon weiter ist als der europäische Wirtschaftsraum, ähnlich wie es bei der kommerziellen Nutzung der Magnetschwebetechnologie der Fall ist. Wir müssen also alles tun, um weiter am Ball zu bleiben.
Aus diesem Grund mußte ein Camcorder aus Japan her. Dieser konnte bei einem japanischen Exporteur als "domestic model" über das Internet bestellt werden. Inklusive Versand und Einfuhrzoll lag der Camcorder preislich ca. 42% im November 2003 unter dem Listenpreis des niedriger auflösenden europäischen Schwestermodells. Das Ganze hatte nur einen Schönheitsfehler: Die Gebrauchsanweisung, Tasten und die LCD-Menüs waren japanisch. Allerdings konnte eine englischsprachige Gebrauchsanweisung im Internet gefunden werden. Innerhalb eines Jahres wurden 20 Stunden HDV-Material erstellt - nicht nur für das HD-TVE Projekt.
Über die Firewire-Schnittstelle, welche auch bei dem Übertragen von Aufnahmen aus einem marktüblichen MiniDV-Camcorder auf einen PC verwendet wird, konnten die Videosequenzen unter Verwendung eines mitgelieferten "HD Capture Utility" auf die Festplatte des Computers übertragen werden. Im Unterschied zu DV-Videos werden dabei keine AVI-Dateien angelegt, welche jedes aufgenommene Einzelbild enthalten, sondern MPEG2-Dateien, in denen jedes fünfte Einzelbild der Videosequenz vollständig enthalten sind. Die Bild-Daten dazwischen enthalten nur Änderungsinformationen bzw. Vorschauinformationen bezüglich der davor und dahinterliegenden vollständigen Bildern. Anders wäre es nicht möglich gewesen, eine Stunde Spielzeit auf dem MiniDV-Band unterzubringen. Beim Abspielen bzw. der Weiterverarbeitung der Videos werden also die zwischen jedem fünften Einzelbild angezeigten Bilder rechnerisch zusammengesetzt, bevor sie angezeigt werden können. Dies erfolgt auch beim Abspielen von DVD-Videos.
Die übertragenen Videos liegen allerdings in einem speziellen Dateiformat als MPEG-Transport-Datenstrom (d.h. als M2T-Datei) vor, welche von den meisten Abspielprogrammen nicht als gültig anerkannt wird. Sind auf einem Rechner neuere DVD-Abspielprogramme installiert, so hilft es manchmal, die Dateinamens-Endung .m2t in .mpg umzubenennen, um die Video-Dateien direkt auf dem PC abzuspielen. Als praktisch erwies sich hierbei das Abspielprogramm (VLC-Player) von VideoLAN, mit welcher sich die Transport-Datenstrom-Dateien in geläufigere MPEG-Programm-Datenströme (d.h. in MPG-Dateien) verlustfrei umwandeln ließen.
Für die Weiterverarbeitung der einzelnen Video-Dateien standen das dem Camcorder mitgelieferte MPEG2-Schnittprogramm "MPEG Edit Studio Pro LE 1.0" sowie Adobe Premiere 6.5 zur Verfügung. Ersteres besaß im Hinblick auf Konvertierungen unzählige Limitierungen gegenüber der zum Preis von 4000 US-Dollar frei verkäuflichen Version. Ende 2003 wurde von Cineform ein Programmpaket namens Aspect HD für die Verwendung zusammen mit Adobe Premiere 6.5 angeboten, welches eine uneingeschränkte Weiterverarbeitung gewährleistet. Dies sollte allerdings 1200 Dollar kosten (was für das Budget eines Privathaushalt nicht ganz unerheblich ist), bietet allerdings auch einige spezielle Videoeffekte. Vor der Verarbeitung der Original-Videosequenzen werden diese in ein spezielles "Cineform-HD"-AVI-Dateiformat gewandelt, deren Schitt Adobe Premiere dann beherrscht. Bei diesem Programm ist allerdings auch wie bei Windows XP eine Aktivierung erforderlich. Dies hat auch zur Folge, daß die umgewandelten AVI-Dateien auf einem anderen Rechner nicht ohne Erwerb/Übertragung der Originallizenz mehr abgespielt oder mit irgend einem anderen Programm weiterverarbeitet werden können.
Als Alternative zur Verwendung von Aspect HD bot sich allerdings ein Konvertierungsprogramm von Computertrend TV, dem ersten europäischen HDTV-Sender im Internet. Mit diesem ließ sich eine Sequenz von Einzelbildern erstellen, welche zu AVI-Dateien zusammengesetzt werden konnten. Computertrend TV verwendet bei seinen Produktionen die professionelle Variante des HDV-Camcorders, die JVC JY-HD10, welche denselben Chip verwendet, und beschreibt den Workflow unter "(Arbeiten mit der) HD10".
Der Workflow wurde mittlerweile modifiziert durch die oben beschriebene automatisierte Bearbeitung der Originaldateien mit dem Programm VLC und der anschließenden Konvertierung in das Pegasus MJPEG-AVI-Format. Letzteres erfolgte dann mit Hilfe der Freeware VCopy. Der anschließend mit Adobe Premiere geschnittene Film wurde ebenfalls im MJPEG-Format ohne Qualitäts-Verluste zwischengespeichert. Einziger Wehmutstropfen ist dabei, daß in der höchsten Qualitätsstufe 72 GB pro Stunde Mastercopy an Speicherplatz benötigt werden (bei DV sind es "nur" 12 GB pro Stunde). Die Mastercopy wurde schließlich mit Hilfe der bekannten Freeware VirtualDub in das XviD-Format gewandelt. Das Video fand somit Platz auf einer CD.
Als Datenarchivierungsmedium für das Original-Material eignen sich doppelseitige DVD-RAMs, welche in einer Kassette ausgeliefert vorrangig für den Einsatz in Videorecordern vorgesehen sind, mit einer Kapazität von 9,5 GB besonders gut. Diese bieten einerseits eine wesentlich höhere Datensicherheit (Lebensdauer ca. 30 Jahre) als selbst gebrannte DVDs und können andererseits den Inhalt einer kompletten MiniDV-Bandkassette mit 720p-Videos aufnehmen.
Derzeit gibt es Tendenzen von Inhalteanbietern, hochauflösende Videos entweder im MPEG2-Format oder im WMV-Format zur Verfügung zustellen. Ersteres benötigt höhere Datenmengen. Letzteres stammt von Microsoft, welches derzeit nur auf Windows-Rechnern abgespielt werden kann. Einige im Handel befindliche DVDs enthalten den Film inzwischen auch in einer 720p-Version, welche nur über dem Windows-Media-Player nach einer Freischaltung durch einen Microsoft-Rechner betrachtet werden kann. Eine zu starke Abhängigkeit von einem Marktführer birgt hier einige Gefahren. Konkurrenz und belebt das Geschäft, und offene Standards erhalten auch nachfolgenden Generationen den Zugriff auf Informationen von heute.
XviD (www.xvid.org) ist ein Open-Source-Projekt für einen MPEG4-Video-Codec. Es spaltete sich aus dem DivX-Projekt ab, als dieses kommerziell wurde. Die Codierung von XviD teilweise eine besser Bildqualität als die vom bekannteren DivX, da der Quellcode von vielen "ehrenamtlichen" Software-Entwicklern stetig verbessert wird. XviD darf selbst im gewerblichen Umfeld z.B. für Bildungszwecke kostenfrei eingesetzt werden. Es gibt bereits DVD-Player, welche XviD- wie auch DivX-Videos enthaltende Daten-DVDs abspielen können. Dies entspricht der Weiterentwicklung von Audio-CD-Spielern, welche inzwischen auch MP3-Dateien abspielen können.
XviD-Videos sind auch auf Macintosh- und Linux-Rechnern z.B. mit dem MPlayer abspielbar. Dies entspricht dem Gedanken eines wahlfreien Zugangs zur Information. So brauchen auch die Mitarbeiter der Münchener Stadtverwaltung nach ihrem erfolgreichem Abschluß des LiMux-Projektes nicht auf den Genuß der hochauflösenden Bilder aus dem HD-TVE Projekt zu verzichten.
Für das Abspielen des produzierten Videos wird ein PC der höheren Leistungsklasse benötigt (s.o.). Damit die mögliche Auflösung des Videos dargestellt werden kann, muß der Monitor oder Beamer in der Breite eine Auflösung von mindestens 1280 Pixel beseitzen. Als mobile Abspielgeräte erweisen sich die neueren Notebooks mit 16:10-Display recht praktisch. Falls diese echte Mobil-Prozessoren verwenden, sind diese bereits mit einer Taktfrequenz ab 1,5 GHz leistungsfähig genug, um das Video ruckelfrei abzuspielen.
Für Interessenten aus dem Ausland ist eine Version mit englischen Untertiteln verfügbar.
Tatkräftig beim Zustandekommen des Videos haben mich unterstützt:
E. Dittmer, R.Gellekum, J.Metzner, D.Schubsky, F.Rumpel, W.Rumpel
Den Menschen, die auf der TVE in Lathen ungeachtet der Meinungen einzelner Politiker und der teilweise schlechten Presse über eine bemerkenswerte Technologie einen guten Job machen, gilt meine Anerkennung.
Ab Sommer 2005 bewegte sich etwas mehr in Richtung HD(T)V in Europa, als von Sony und Canon erste HDV-Camcorder auf den europäischen Markt kamen. Diese verwenden das 1080i-Format. Die höhere Auflösung des aufgenommenen Materials gegenüber 720p macht sich jedoch noch nicht auf Monitoren mit einer Auflösung von 1024x1280 oder 800x1280 Pixeln bemerkbar, hierfür wird ein größerer Monitor mit 1200x1920-Pixeln benötigt. Unmittelbar nach Erscheinen des ersten HDV-Camcorders sind die Programme und Treiber für die Weiterverarbeitung mit einigen Problemen behaftet gewesen. HDV ist noch ein junger Standard, und es gibt allerdings ähnliche Probleme wie fünf Jahren, als die Verarbeitung von DV-Videos auf dem Computer populär wurde. Die Produktion eines HDV-Videos blieb einige Jahre lang noch Pionierarbeit.
ProSieben/Sat.1 sendete vom 27. Oktober 2005 bis Februar 2008 im Regelbetrieb auf einem frei empfangbaren Kanal in HDTV (bzw. hochskalierter Standard-Auflösung) in effizienter H.264/AVC-Codierung über ASTRA-Satellit. Kurze Zeit später folgte Premiere HD als Pay-TV-Kanal. Die Programme waren jedoch wochenlang fast ohne Zuschauer, weil überraschenderweise ein neuer Übertragungsstandard (DVB-S2) eingeführt wurde und hierfür noch nicht die geeigneten S2-Demodulatorchips zur Verfügung standen. Jüngster Free-TV-Sender auf ASTRA ist seit dem 17. Mai 2006 Anixe HD. Ebenfalls seit Mai 2006 gibt es erste Satellitenempfangskarten in größeren Stückzahlen für den PC. Zum ruckelfreien Betrachten des Programms ist allerdings ein Rechner mit mindestens einem 3,2GHz-Pentium oder Athlon Dual Core 4200+ (2,2GHz) erforderlich. Im November 2009 nahm ProSieben/Sat.1 den HDTV-Sendebetrieb wieder auf, allerdings verschlüsselt nach dem Standard HD+.Anläßlich der Funkausstellung 2007 führte die ARD versuchsweise vom 29.August bis 05.September ununterbrochene Übertragungen von HDTV-Sendungen im 720p-Format auf Eins-Festval durch. Der deutsch-französische Sender Arte und der WDR planten ab 2008 regelmäßige HDTV-Versuchssendungen. Ein Regelbetrieb der öffentlich-rechtlichen Fernsehanstalten war aus deren Sicht nicht vor 2011 beabsichtigt. Damit wurde Deutschland im Vergleich mit den europäischen Nachbarstaaten immer mehr zu einem HDTV-Entwicklungsland.
Seit dem 12.02.2010, dem ersten Tag der Olympischen Winterspiele 2010 in Vancouver senden ARD HD und ZDF HD im Regelbetrieb frei empfangbare HDTV-Programme über Kabel und ASTRA-Satellit.
Michael Dittmer
Magnetschnellbahnen - Die Zukunft des Reisens gestalten wir heute
(2009, 1280x720, 7:00 Minuten)
Zukunft_des_Reisens.720p.xvid.avi (229 MB, ISDN 64kbit/s 11:15h, DSL 1024kbit/s 30min)
hÄmmungslos (frei von Hämmern)
(2009, 1280x720, 0:59 Minuten)
hAEmmungslos.720p.xvid.avi (42 MB, ISDN 64kbit/s 2:15h, DSL 1024kbit/s 6min)
Der GFM-eV Image-Film
(2008, 1280x720, 1:29 Minuten) GFM-eV_auf_Info-Tour.720p.xvid.avi (46 MB, ISDN 64kbit/s 2:15h, DSL 1024kbit/s 6min).
Die Aufnahmen entstanden während der Automatisierungstage 2008 in Emden.
Wiederaufnahme des Versuchsbetriebs auf der Transrapid-Versuchsanlage in Lathen
(2008, 1280x720, 2:00 Minuten) Wiederaufnahme_des_Versuchsbetriebs_auf_der_TVE.720p.xvid.avi (45 MB, ISDN 64kbit/s 2:15h, DSL 1024kbit/s 6min).
A New sTaR is Born - Der Transrapid kommt ins Emsland am 19.04.2007
(2007, 1280x720, 3:20 Minuten) TR09-aNewStarIsBorn.xvid.720p.avi (89 MB, ISDN 64kbit/s 4:30h, DSL 1024kbit/s 13,5min).
Vorspann zum Film: High Tech in High Definition (2004, 1280x720, 26 Sekunden) TVE-Lathen-Title.xvid.avi (10 MB, ISDN 64kbit/s 0:27h, DSL 1024kbit/s 1,5min).
Wettbewerbsfähigkeit braucht Spitzentechnologie (2006, 1280x720, 60 Sekunden) BevorErZumKinesenWird.xvid.avi (35 MB, ISDN 64kbit/s 1:45h, DSL 1024kbit/s 6,5min).
Dieses Video als Mischung aus Werbespots von einer Elektronikmarktkette und von ThyssenKrupp ergab sich spontan während eines Besuchs der Transrapid-Versuchsanlage im Emsland (TVE) in Lathen. Es enthält eine Botschaft an die Politiker, alles daran zu setzen, daß die Realisierung von Transrapid-Strecken in Deutschland und Europa schnell erfolgt, bevor die Chinesen uns mit dieser Technologie überholt haben.
In Bayern hört man oft "Kina", wenn vom Reich der Mitte die Rede ist ;-)
GFM-Vorstandssitzung in Hamburg (2004, 1280x720, 32 Sekunden) GFM-eV_High_Definition_Premiere.xvid.avi (31 MB, ISDN 64kbit/s 1:30h, DSL 1024kbit/s 5min).
Die GFM-Vorstandssitzung in Hamburg fand 25 Jahre nach dem weltweit ersten Personentransport mit Hilfe einer Magnetschwebebahn während der IVA '79 statt. Zum ersten Mal wurde ein hochauflösendes Video in einem HDTV-tauglichen Videoformat über die Magnetschwebetechnologie in Deutschland vorgeführt.
GFM mit VDEI auf der NordBau 2004 in Neumünster (2004, 1280x720, 57 Sekunden) Nordbau-2004.xvid.avi (68 MB, ISDN 64kbit/s 3:30h, DSL 1024kbit/s 12min).
Kurzbericht über die 4.Transrapid-Fachtagung (2004, 1280x720, 2:30 Minuten) TR-Fachtagung.xvid.avi (95 MB, ISDN 64kbit/s 4:30h, DSL 1024kbit/s 15min).
Kurzbericht über die 5.Transrapid-Fachtagung (2005, 1280x720, 2:33 Minuten) TR-Fachtagung2005.xvid.avi (54 MB, ISDN 64kbit/s 2:40h, DSL 1024kbit/s 10min).
Vor 30 Jahren: Fahrt im TR05 auf der IVA'79
(1979, 720x576, 0:39 Minuten) TR05_AffaireH.xvid (19 MB, ISDN 64kbit/s 0:57h, DSL 1024kbit/s 3min).
Die Aufnahmen entstanden im Rahmen eines studentischen Filmprojekts.
Falls beim Abspielen der Video-Datei kein Bild zu sehen ist, haben Sie auf Ihrem Rechner noch nicht den Codec (Codierer/Decodierer) XviD installiert. Sie müssen dann diese Installation einmalig durchführen. Bei Bedarf kann der Codec auch vollständig vom Rechner entfernt werden. Auf Windows- und Macintosh-Rechnern ist die Installation besonders einfach. Das Installationsprogramm mit dem übersetzten XviD-Quellcode gibt es z.B. hier:
Für eine Installation auf Linux-Rechnern werden Kenntnisse benötigt über das Einspielen von sogenannten RPM-Paketen. Diese Pakete in aktueller Version lassen sich für die jeweilige Distribution mit Hilfe einer speziellen RPM-Suchmaschine auffinden. Dort sind auch RPM-Pakete für XviD-taugliche Abspielprogramme zu finden, z.B. MPlayer
Andere Bezugsquellen zum Herunterladen lassen sich über eine Suchmaschine durch Eingabe der Schlüsselwörter "XviD", "Download", "Windows" oder "Mac" oder "Linux" finden.
Wettbewerbsfähigkeit braucht Spitzentechnologie (2006, 320x180, 60 Sekunden) BevorErZumKinesenWird.mpg (5 MB, MPEG-1, ISDN 64kbit/s 0:15h, DSL 1024kbit/s 1min).
GFM-Vorstandssitzung in Hamburg (2004, 320x180, 32 Sekunden) GFM-eV_High_Definition_Premiere.mpg (5 MB, MPEG-1, ISDN 64kbit/s 0:09h, DSL 1024kbit/s 0,5min).
GFM mit VDEI auf der NordBau 2004 in Neumünster (2004, 320x180, 57 Sekunden) Nordbau-2004.mpg (6 MB, MPEG-1, ISDN 64kbit/s 0:18h, DSL 1024kbit/s 1min).
Kurzbericht über die 4.Transrapid-Fachtagung (2004, 320x180, 2:30 Minuten) TR-Fachtagung.mpg (17 MB, MPEG-1, ISDN 64kbit/s 0:55h, DSL 1024kbit/s 3min).
Kurzbericht über die 5.Transrapid-Fachtagung (2005, 320x180, 2:33 Minuten) TR-Fachtagung2005.mpg (16 MB, MPEG-1, ISDN 64kbit/s 0:50h, DSL 1024kbit/s 2,5min).
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