Hallo,
in der Werbung tauchen im Umfeld von LCD-Fernsehern immer wieder Begriffe wie 100Hz, 200Hz, 400Hz, Blinking Backlight, Scanning Backlight usw. auf. Sicherlich hat jeder so ungefähr eine Vorstellung davon, was dabei passiert. Je mehr Bilder pro Sekunde, desto besser, das ist bestimmt gut so, oder? Aber warum eigentlich? Wie geht das überhaupt, wo doch die Sender nur maximal 50Hz senden. Und kann man 200Hz überhaupt noch sehen? Beim alten Röhrenmonitor am PC reichten doch 85Hz völlig aus, mehr konnte man doch gar nicht wahrnehmen. Warum braucht man auf einmal 200Hz oder gar 400Hz? Und warum gar das Hintergrundlicht blinken soll, ist dann noch weniger erkennbar.
Darum taucht auch hier im Forum immer wieder die Frage auf, was das alles soll. Ja viele sind sogar der Meinung, dass das nur noch Marketinggeplapper ohne echten Mehrwert ist. Dem ist allerdings nicht so, das alles macht tatsächlich Sinn. Dazu hatte ich schon in einem anderen Thread einen längeren Text verfasst, der genau diese Sachverhalte erklärte. Als nun die Diskussion wieder einmal aufkam, dachte ich, dass man vielleicht doch endlich hierzu ein eigenes Thema eröffnen sollte. Ich habe darum meinen alten Text nochmal etwas überarbeitet und aktualisiert und hoffe, dass ich hiermit eine technisch orientierte Diskussion über dieses Thema anregen kann.
So, genug der Vorrede, los geht's. Vielleicht sollte man sich kurz darüber klar werden, für was die 100Hz oder 200Hz eigentlich sind. Ich hol mal etwas aus, damit es möglichst für alle verständlich wird.
Bewegungsflüssigkeit und Flimmern
Fernsehen gibt ja bewegte Bilder wieder, die aus schnell abfolgenden Einzelbildern bestehen. So ab 16 bis 20 Bildern pro Sekunde empfindet der Mensch die Abfolge als flüssig und erkennt nicht mehr die einzelnen Bilder. Darum ist man mit den 24 Bildern pro Sekunde, die ein Kinofilm hat, schon halbwegs auf der sicheren Seite. (Ob das nun tatsächlich ausreicht oder nicht, darüber will ich hier an der Stelle bitte nicht diskutieren, das ist ein anderes Thema.)
Jetzt gab es aber bisher bei der Filmwiedergabe ein Problem: das Bild wurde zwischenzeitlich dunkel. Beim Filmprojektor wird kurz abgedunkelt, während der Film zum nächsten Bild weitertransportiert wird, und beim Röhrenfernseher regt ein Elektronenstrahl zeilenweise einen Phosphor an, der dann kurz aufleuchtet und danach aber wieder schnell dunkel wird. Das heißt das Bild wird hell-dunkel-hell-dunkel, kurz es flimmert. Beim Flimmern kann der Mensch aber weitaus höhere Frequenzen noch wahrnehmen. 24Hz, also 24 mal Hell-Dunkel-Wechsel, sind unerträglich. Richtung 50Hz wird es langsam ganz gut, ist aber immer noch wahrnehmbar. Je höher desto besser. Deswegen wird ein Bild im Kino dreimal belichtet (Bild hell, dunkel, hell, dunkel, hell, dunkel und dann erst Filmtransport zum nächsten Bild), um so 72Hz Flimmerfrequenz zu erzeugen.
Beim Fernsehen wurde das durch Halbbilder gelöst, das heißt das Bild wird in zwei Hälften zerlegt, aber nicht obere und untere Bildhälfte, sondern gerade und ungerade Bildzeilen. Zuerst werden die geraden, dann die ungeraden Zeilen gezeigt. Ein Halbbild umfasst also wieder die gesamte Bildfläche, und da ja doppelt so viele Halbbilder angezeigt werden, hat man dadurch ebenfalls die Flimmerfrequenz des Bildschirms auf das Doppelte angehoben. Aus historischen Gründen wurden dann auch noch 50 statt 48 Hz genommen. Das hatte was mit der Stromnetzfrequenz zu tun, weil dadurch die 50Hz wesentlich leichter zu erzeugen waren als die 48Hz. Genauso wurde in USA eine Halbbildfrequenz von 60Hz genommen, weil dort eben 60Hz im Stromnetz sind.
Herkömmliche 100Hz-Technik
Wie wir wissen, waren 50Hz und 60Hz lange Jahre in Ordnung, aber als die Fernseher immer besser wurden, stieg auch der Qualitätsanspruch. Und so ging man her und baute Fernseher mit 100Hz (PAL) bzw. 120Hz (NTSC). Der einzige Grund hierfür war aber nur, das bei 50Hz noch wahrnehmbare Flimmern weiter zu reduzieren. Bei PC-Monitoren ging man auf ca. 80Hz, beim Fernseher steigerte man der Einfachheit halber auf das Doppelte der bisherigen Frequenz. Mehr als 100Hz waren und sind hier aber nicht notwendig, weil bei 100Hz praktisch niemand mehr ein Flimmern wahrnimmt.
Auch ein Plasma-Fernseher regt nur kurz einen Phosphor an, der dann wieder dunkel wird. Das heißt hier besteht grundsätzlich das gleiche Problem mit dem Flimmern wie bei Röhren. Auch hier haben 100Hz-Geräte also einzig nur den Zweck, das Flimmern zu minimieren. Ganz neue Geräte zünden sogar bis zu 600 mal pro Sekunde das Plasma, was dann von den Herstellern etwas irreführend als 600Hz-Technik verkauft wird. Man sollte sich aber klar darüber sein, dass hier nicht die Anzahl verschiedener Bilder gemeint ist, im Gegensatz zur 100- oder 200Hz-Technik bei LCDs zu der wir gleich kommen.
Bewegungsunschärfe bei Holdtype-Displays
So, jetzt schauen wir uns mal die LCD-Technik an. Hier wird ein dauerhaftes Hintergrundlicht über Flüssigkristalle abgedunkelt. Das heißt der Flüssigkristall kann so ausgerichtet werden, dass er das Licht durchlässt (helle Farbe), oder so, dass er das Licht blockiert (dunkle Farbe). Da sich hierbei tatsächlich mechanisch was bewegt, hat man gewisse Verzögerungen. Aber hat ein Kristall mal eine bestimmte Lage eingenommen, kann man ihn problemlos in dieser Stellung halten. Speziell bedeutet das, dass ein LCD technisch bedingt eben nicht dauernd dunkel wird, sondern die Helligkeit so lange hält, bis man wieder einen anderen Befehl gibt. Man nennt deshalb auch ein solches Display ein Holdtype-Display, denn das Display hält den Zustand, bis was Neues kommt.
Diese Technik hat einen ganz entscheidenden Vorteil: ein LCD flimmert nicht. Nie! Egal bei welcher Frequenz. Hier könnte man also tatsächlich mit 24 Bildern pro Sekunde anzeigen, und es würde nicht flimmern! Super! Aber warum dann überhaupt 100Hz und 200Hz? Wo ist der Haken?
Der Haken kommt, wenn sich Objekte auf dem Bildschirm bewegen. Das menschliche Auge folgt unwillkürlich dieser Bewegung. Schauen wir erst mal, was bei einer Röhre oder einem Plasma passiert. Nehmen wir mal an das Objekt bewegt sich von links nach rechts über das Bild. Da bei diesen Techniken das Objekt eigentlich nur kurz aufblitzt, sehen wir es also kurz links. Dann wieder kurz weiter rechts, dann wieder kurz noch weiter rechts. Das Auge folgt dieser Bewegung. Zwischendurch ist es dunkel, da sieht das Auge nichts. Aber "nichts" stört auch nicht. Ohne Licht entsteht auch kein Bildeindruck auf der Netzhaut. Entscheidend ist, dass das Objekt immer genau dann an genau der Stelle wieder aufblitzt, wo das sich kontinuierlich bewegende Auge es erwartet. Das heißt es wird immer an die gleiche Stelle der Netzhaut abgebildet. Es ist scharf.
Nun kommt das Holdtype-Display, sprich LCD. Hier wir das Bild ja nicht dunkel zwischendurch, sondern das Objekt bleibt an der linken Stelle zu sehen, bis es dann schlagartig mit dem nächsten Frame einen Sprung zur nächsten Stelle weiter rechts macht. Auch da bleibt es wieder vergleichsweise lang stehen, bis es wieder schlagartig zur nächsten Stelle noch weiter rechts springt. Das Auge verfolgt die Bewegung aber kontinuierlich, nicht in diesen Sprüngen. Folglich wird das Objekt, während es für die Dauer eines Bildes stehen bleibt, im sich bewegenden Auge an verschiedene Stellen der Netzhaut abgebildet, alles im Umfeld des Punktes, wo es bei einer kontinuierlichen Bewegung eigentlich sein müsste. Dadurch erscheint das Objekt unscharf. Man muss also ganz klar betonen, das Objekt ist auf dem Bildschirm gestochen scharf, es erscheint nur im Auge, also auf der Netzhaut, unscharf.
Man kann das vergleichen mit einem Fotoapparat. Wenn der Fotoapparat (das Auge) bewegt wird, während das fotografierte Objekt (das Fernsehbild) still steht, entsteht ein verwackeltes Foto. Genau das passiert im Auge: der Mensch sieht ein verwackeltes Bild. Das Fernsehbild steht zwar immer nur kurz für 1/50s still, aber dafür immer wieder aufs Neue. Darum zieht das Bild im Auge keinen langen Schweif, sondern ist nur in seinem eigenen Umfeld unscharf, dort aber immer wieder aufs Neue.
Zwei Lösungsansätze
Lösen kann man dieses Dilemma auf zwei Arten. Entweder man führt wieder künstliche Dunkelphasen ein, so dass das Objekt wie bei Röhren und Plasmas nur noch kurz aufblitzt und dadurch wieder schärfer wird. Mit dem Nachteil, dass man damit eben wieder die völlige Flimmerfreiheit aufgibt. Das wird momentan bei den Geräten mit LED-Backlight probiert, weil erst diese LEDs schnell genug ein- und ausgeschaltet werden können, dass es in der Geschwindigkeit reicht. Das nennt man dann Blinking Backlight. Man versucht auch, die Stärke des Flimmerns in Grenzen zu halten, indem man eben nicht gleichzeitig das ganze Bild dunkel schaltet, sondern nur einen dunklen Streifen von oben nach unten durch das Bild laufen lässt. Dieses Verfahren heißt dann Scanning Backlight. Da man hier Teilbereiche des Backlights einzeln abschalten können muss, ist dies nur bei sehr teuren Geräten mit Full-LED-Backlight und Local-Dimming-Fähigkeit möglich.
Der andere Lösungsansatz besteht darin, mehr Bilder zu zeigen, die dafür aber kürzer. Das macht natürlich nur dann Sinn, wenn diese Bilder auch unterschiedlich sind, sich das bewegte Objekt also jeweils von Bild zu Bild weiter bewegt, so dass die Bewegung insgesamt feiner aufgelöst wird. Das bedeutet, es müssen neue künstliche Zwischenbilder vom Fernseher berechnet werden, bei denen die Objekte sich in ihren Bewegungen auf Zwischenpositionen befinden. Auf diese Weise wird die Zeit, die jedes Bild angezeigt werden muss, kürzer. In dieser kürzeren Zeit bewegt sich dann auch das Auge nicht so weit wie bei 50Hz und damit wird die Fläche auf der Netzhaut kleiner, die vom Objekt angeleuchtet wird. Letztendlich wird durch diesen Trick der Bildeindruck auf der Netzhaut schärfer.
So kommen also die 100Hz bei LCDs zustande, durch Hinzufügen von im Fernseher berechneten Zwischenbildern mit neuen Bewegungsstationen. Das ist schon allemal deutlich besser, als bei 50Hz oder gar 24Hz. Aber es reicht eben noch nicht für alle Bewegungsgeschwindigkeiten aus. Verdoppelt man die Geschwindigkeit der bewegten Objekte, wird es auch bei 100Hz wieder deutlich unschärfer. Und darum wird eben versucht, mit 200Hz nochmal eine Verfeinerung und damit eine Verbesserung zu erreichen. Theroetisch kann man das beliebig fortsetzen.
Nachteile der Zwischenbildberechnung
Diesen Vorteil des geschmeidigen Bildablaufs kauft man sich aber mit einem anderen Nachteil ein. Denn der Fernseher versteht ja nicht, was er da gerade anzeigt. Darum kann er nicht erkennen, was das für Objekte sind, die sich bewegen und was der Hintergrund ist. Folglich arbeiten diese Rechenverfahren immer mit Kontrastunterschieden, an denen solche Objektkanten vermutet werden. Aber je nach Beleuchtung oder Bewegungsphase werden dabei mal ein paar Pixel dem stehenden Hintergrund, und dann wieder dem bewegten Objekt zugeordnet. Zudem haben bewegte Objekte auch schon durch die Belichtungszeit der Kamera, mit dem sie aufgenommen wurden, eine gewisse Unschärfe (den sog. MotionBlur). All das macht es der Zwischenbildberechnung nicht gerade leicht, die bewegten Objekte präzise zu erfassen und an die neue Stelle zu positionieren.
Entsprechend ist auf den neu berechneten Bildern die Silhouette von bewegten Objekten nie so ganz scharf, es entsteht eine Art Aura um die Objekte. Das hebt die Objekte etwas vom Hintergrund ab, sie erscheinen etwas dreidimensional. Je nach Qualität dieser Verfahren kann das halbwegs gut aussehen und das Bild richtig plastisch erscheinen lassen, oder aber es kann auch passieren, dass der Hintergrund dadurch auf einmal sehr statisch aussieht und nur die Objekte so richtig dynamisch sind. Das sieht dann aus wie bei einer Studioaufnahme im Fernsehen, wo Schauspieler vor stehenden Kulissen agieren. Darum wird dieser Effekt auch Soap-Opera-Effekt genannt, oder kurz Soap-Effekt.
Außerdem bewegen sich die Objekte durch die hohe Bildanzahl dann oft so viel gleichmäßiger und glatter, als man das vom Kino mit seinen 24 Bildern pro Sekunde gewohnt ist. Auch das ist ungewöhnlich und wird dann Videolook genannt. Diese Effekte sind eigentlich unerwünscht, kommen aber unweigerlich durch die heutigen Berechnungsverfahren zustande.
Vielleicht wird die Berechnung hier in Zukunft noch besser und diese Effekte werden minimiert. Letztendlich werden hier ähnliche Algorithmen eingesetzt wie bei der Motion-Detection in der MPEG-Komprimierung. Damit profitiert die Zwischenbildberechnung direkt von den Fortschritten, die bei den Videokomprimierungsverfahren gemacht werden. Sony hat das wohl schon seit längerem ganz gut im Griff, Samsung und LG schließen mit ihren neuen Geräten immer mehr auf, ja bieten teilweise sogar noch umfangreichere Einflussmöglichkeiten auf die verschiedenen Parameter der Zwischenbildberechnung.
Kombinationen
Neuere Fernseher kombinieren tatsächlich die beiden Techniken, also Zwischenbildberechnung und schwarze Zwischenbilder durch Abschalten des Backlights. So gibt es Geräte, die 100Hz über Zwischenbilder erreichen und zwischen je zwei Bildern dann noch zusätzlich kurz das Backlight ausschalten. Leider wird auch diese Technik häufig 200Hz genannt, was leider etwas irritierend ist, da ja nicht wirklich 200 verschiedene Bilder zum Einsatz kommen. Die Hersteller zählen nur die dunkle Phase wie ein eigenes dunkles Bild, obwohl sich das LCD in dieser Zeit eigentlich nicht verändert.
Ganz neu seit 2010 sind sogar Geräte, die 200Hz per Zwischenbildberechnung machen und dann noch das Blinking Backlight zuschalten können. Diese Geräte werden dann tatsächlich mit 400Hz beworben.
Zusammenfassung
100Hz auf einer Röhre oder einem Plasma ist was völlig anderes als 100Hz auf einem LCD. Beim einen wird das Flimmern reduziert, beim anderen wird die Bewegungsunschärfe durch zusätzliche Zwischenbilder reduziert.
Was ist besser? 50Hz, 100Hz oder 200Hz?
Inwieweit dies nun beim alltäglichen Fernsehgebrauch relevant ist, muss jeder für sich entscheiden. Ich vergleiche es gerne mit der Soundqualität von Liedern. Im alltäglichen Gebrauch reicht ein durchschnittlich codierter MP3-Sound völlig aus. In einigen wenigen Situationen mag dabei aber dann der Sound nicht ganz perfekt rüberkommen. Will man es darum besonders gut haben, so dass auch noch diese feinen Details unverfälscht zu hören sind, braucht es eben CD. Und manche wollen es einfach ganz perfekt, dann müssen sie sich SACD oder DVD-Audio zulegen.
Genauso ist es mit dem Fernsehen. Für den alltäglichen Gebrauch ist 50Hz völlig ausreichend. Aber es gibt bestimmte Bewegungen, wo das Bild dann unscharf erscheint. Das mag vielleicht gar nicht so bewusst auffallen, wenn man nur diesen einen Fernseher vor sich sieht, aber im direkten Vergleich mit einem 100Hz-Gerät sieht man den Unterschied sehr deutlich. 100Hz sind bei Bewegungen schon um einiges schärfer. Aber auch da gibt es dann wieder einige Szenen, wo es noch unscharf sein kann. Da helfen dann 200Hz. Natürlich sind das nun immer weniger Szenen und man muss schon ganz spezielles Testmaterial zuspielen, um auf diese Stellen überhaupt aufmerksam zu machen. So wie man auch ganz spezielles Material zuspielen muss, um noch die Unterschiede zwischen CD und SACD aufzuzeigen. Aber der Unterschied ist da!
Diese höhere Bildschärfe durch 100/200Hz geht heutzutage leider noch mit Soap-Effekt und/oder Videolook einher, was auch manchmal unnatürlich wirkt. Den einen stört es mehr, den anderen weniger. Stört mehr die Bildunschärfe oder mehr der Videolook?
Letztendlich muss jeder für sich entscheiden ob es ihm das Wert ist, für die jeweils nur etwas bessere Qualität den entsprechenden Mehrpreis zu zahlen. Was ich bisher hier aus den Kommentaren herausgelesen habe, scheinen 100Hz doch für alle Leute recht deutlich sichtbare Verbesserungen zu bringen, während 200Hz im Fernsehalltag eher nur noch eine unmerkliche Steigerung bedeuten. Insofern mag für die meisten Leute ein 100Hz-Gerät der ideale Kompromiss zwischen Qualität und Mehrpreis sein.
Das Problem der Bewegungsunschärfe auf LCDs ist auf jeden Fall da und wird sich auch mit OLED nicht bessern. Für viele ist darum Plasma die beste Lösung. Aber auch da gibt es gravierende Nachteile. Wie gesagt, am Ende ist es einfach nur eine Frage des Geschmacks, was einem persönlich am besten gefällt. Und dazu muss man sich die Geräte eben real anschauen und vergleichen.
Gruß,
Hagge
und das passt haargenau oder wie? ^^
