Vorwort | 6 |
Vorwort zur ersten Auflage | 6 |
Vorwort zur zweiten, verbesserten und überarbeiteten Auflage | 7 |
Vorwort zur dritten, verbesserten und erweiterten Auflage | 8 |
Inhaltsverzeichnis | 10 |
Teil I Audiotechnik | 20 |
1 Grundlagen zur Audiotechnik | 22 |
1.1 Pegelmaße in der Audiotechnik | 22 |
1.2 Lineare Verzerrungen und Frequenzgang | 23 |
1.3 Nichtlineare Verzerrungen | 25 |
1.3.1 Klirrfaktor | 26 |
1.3.2 Intermodulation | 27 |
1.4 Störabstand | 30 |
1.4.1 Geräuschspannungsabstand | 30 |
1.4.2 Fremdspannungsabstand | 31 |
1.5 Dynamikbereich | 31 |
1.6 Übersprechdämpfung | 32 |
1.7 Phasenverzerrungen | 33 |
1.8 Raumakustik | 35 |
1.8.1 Schallreflexion | 36 |
1.8.2 Diffraktion | 37 |
1.8.3 Refraktion (Brechung) | 38 |
1.8.4 Doppler-Effekt | 39 |
1.9 Räumliches Hören | 41 |
1.9.1 Intensitäts-Stereofonie | 41 |
1.9.2 Stereofonie durch Laufzeit | 43 |
1.9.3 Kunstkopf-Stereofonie | 43 |
1.9.4 Quadrofonie | 44 |
1.9.5 Dolby Surround-Sound 5.1 (Dolby Digital) | 44 |
1.9.6 Dolby Pro Logic | 46 |
1.9.7 Dolby Pro Logic II | 47 |
1.9.8 DTS | 49 |
1.9.9 Wellenfeld-Synthese | 49 |
1.9.10 Weitere Raumklang-Systeme – Raumklang mit nur zwei Lautsprechern | 50 |
1.10 Speicherung von Audiosignalen | 51 |
1.10.1 Analoge Magnetbandaufzeichnung | 52 |
1.10.2 Digitale Magnetbandaufzeichnung | 53 |
1.10.3 Digitale Aufzeichnung auf MiniDisc (MD) | 54 |
1.10.4 Hard-Disk-Recording | 55 |
1.10.5 Compact Disc (CD) | 55 |
1.10.6 Unbewegte Speichermedien | 59 |
1.10.7 Archivierung und Datenbanken | 61 |
Literatur | 61 |
2 Abtastung und Digitalisierung | 62 |
2.1 Einleitung | 62 |
2.2 Abtastung | 63 |
2.2.1 Notwendigkeit und technische Ausführung | 63 |
2.2.2 Abtastspektren | 64 |
2.2.3 Aliasing | 67 |
2.2.4 Überabtastung | 70 |
2.3 Quantisierung – Wandlung in Digitalwerte | 73 |
2.3.1 Digitalformate nach der Wandlung | 74 |
2.3.2 Methoden der A/D-Wandlung im Überblick | 77 |
2.3.3 Quantisierungsrauschen und Linearitätsfehler | 81 |
2.4 Verfahren zur Datenreduktion | 85 |
2.4.1 Datenreduzierung durch Parameteränderung | 86 |
2.4.2 Datenreduzierung durch Kompression | 86 |
2.4.3 MP3-Verfahren | 89 |
2.4.4 Sonstige Verfahren | 94 |
2.5 Rückwandlung und Wiedergabe | 97 |
2.5.1 D/A-Wandlungsarten | 97 |
2.5.2 D/A-Quantisierungsrauschen | 99 |
2.5.3 Überabtastung auf der D/A-Seite | 99 |
2.6 Signalaufbereitung auf der Analogseite | 99 |
2.6.1 Aussteuerung | 99 |
2.6.2 Mikrofonwahl und -aufstellung | 100 |
2.6.3 Echtzeitbeeinflussung des Signals | 107 |
Literatur | 116 |
3 Bearbeitung von Sampling-Dateien | 118 |
3.1 Schneidevorgänge | 118 |
3.1.1 Bearbeitungsschritte | 118 |
3.1.2 Nahtstellen nach dem Schneidevorgang | 121 |
3.2 Filter | 122 |
3.2.1 FIR-Filter | 123 |
3.2.2 IIR-Filter | 126 |
3.3 Effekte | 128 |
3.3.1 Echo | 128 |
3.3.2 Hall | 131 |
3.3.3 Phasing und Flanging | 133 |
3.3.4 Verzerrung | 134 |
3.3.5 Veränderung der Abspielgeschwindigkeit | 137 |
3.3.6 Veränderung der Tonlage (Pitch) | 139 |
3.3.7 Zeitdehnung | 141 |
3.4 Pegelbearbeitung | 141 |
3.4.1 Einstellung von Einzelbereichen | 141 |
3.4.2 Hüllkurvenkontrolle | 142 |
3.4.3 Dynamikkompression | 142 |
3.5 Unterdrückung von Knackgeräuschen | 144 |
3.5.1 Slewrate-Filterung | 144 |
3.5.2 Einzelwert-Bearbeitung | 145 |
3.6 Echtzeitbearbeitung per DSP | 146 |
3.6.1 Grundlagen zum DSP | 146 |
3.6.2 Bearbeitungs-Mechanismen | 147 |
3.7 Praxisbeispiel einer Audio-Bearbeitung | 148 |
3.7.1 Inversecho | 149 |
3.7.2 Erzeugung von Dolby Pro Logic | 150 |
3.7.3 Hüllkurven-Bearbeitung | 150 |
Literatur | 151 |
4 MIDI | 152 |
4.1 MIDI-Hardware | 152 |
4.1.1 Anschlüsse bei MIDI-Instrumenten | 152 |
4.1.2 Verschaltung von MIDI-Instrumenten und -Geräten | 153 |
4.1.3 Ausführung der Schnittstelle | 153 |
4.2 MIDI-Software-Standard | 155 |
4.2.1 Begriffserläuterungen | 155 |
4.2.2 Überblick zu den MIDI-Messages | 158 |
4.2.3 Channel Message | 158 |
4.2.4 System Exclusive | 166 |
4.2.5 System Common | 168 |
4.2.6 System Realtime | 170 |
4.3 General MIDI | 170 |
4.3.1 Festgelegte Programm-Nummern | 171 |
4.3.2 Festlegungen für Schlaginstrumente | 171 |
4.3.3 Weitere Festlegungen | 173 |
4.3.4 Richtlinien für General MIDI Level 2 | 174 |
4.3.5 Das GS-Format | 174 |
4.4 MIDI-Mapping | 176 |
4.4.1 MIDI-Setup | 176 |
4.4.2 MIDI-Patchmaps | 177 |
4.4.3 MIDI-Keymaps | 178 |
4.5 Verschiedene Prinzipien der Klangerzeugung | 178 |
4.5.1 Analoge Klangsynthese | 178 |
4.5.2 FM-Klangsynthese | 181 |
4.5.3 Waveshaping | 183 |
4.5.4 Fourier-Synthese | 183 |
4.5.5 Lineare Arithmetik | 184 |
4.5.6 Sampling-Synthese | 184 |
4.6 Synchronisation von MIDI-Geräten | 187 |
4.6.1 Zweck einer Synchronisation | 187 |
4.6.2 Realisierung über Timecode | 188 |
4.6.3 MIDI-Spezifikation für den Timecode | 189 |
4.7 MIDI-Geräte, Audiokarten und Zubehör | 191 |
4.7.1 Ansteuerung externer MIDI-Geräte durch den Computer | 191 |
4.7.2 Audiokarten und Betrieb unter MIDI | 192 |
4.7.3 MIDI-Steuergeräte | 193 |
4.7.4 MIDI-Software | 194 |
4.7.5 MIDI-Softwareinterface | 196 |
4.8 MIDI-Applikationen und Problemlösungen | 196 |
4.8.1 Nachvertonung von Videosequenzen | 196 |
4.8.2 Synchronisation mehrerer MIDI-Applikationen | 198 |
4.8.3 MIDI als Playback-Quelle für Musiker | 199 |
4.8.4 MIDI-Arrangement und Sampling-Dateien | 202 |
4.9 MIDI-Praxisbeispiel | 204 |
Literatur | 206 |
5 Audio-Messtechnik | 207 |
5.1 Herkömmliche analoge Messtechnik | 207 |
5.1.1 Frequenzgang | 207 |
5.1.2 Verzerrungen | 207 |
5.1.3 Pegelvergleichsmessungen | 209 |
5.1.4 Gleichlauf | 210 |
5.1.5 Impuls-Messungen | 211 |
5.1.6 Korrelationsgrad | 211 |
5.2 Digitale Messtechnik und PC-Systeme | 212 |
5.2.1 Voraussetzungen für das Gelingen der Messungen | 213 |
5.2.2 Frequenzgang nach digitalem Verfahren | 213 |
5.2.3 Verzerrungen nach digitalem Verfahren | 213 |
5.2.4 Pegelvergleichsmessungen nach digitalem Verfahren | 215 |
5.2.5 Korrelations-Messungen nach digitalem Verfahren | 216 |
5.2.6 Gleichlauf nach digitalem Verfahren | 217 |
5.2.7 Impuls-Messungen nach digitalem Verfahren | 217 |
5.2.8 Raumakustik-Messungen nach digitalem Verfahren | 218 |
5.2.9 Kompaktes Messlabor Red Pitaya | 219 |
Literatur | 222 |
6 Vergleich mit herkömmlicher Audiotechnik | 223 |
6.1 Schneidetechniken | 223 |
6.1.1 Aufzeichnungen auf Analogband | 223 |
6.1.2 Aufzeichnungen auf Computer-Festplatte | 224 |
6.1.3 Digitale Bandaufzeichnungen | 224 |
6.2 Filtertechniken | 225 |
6.2.1 Filtern mit Spezialgeräten | 225 |
6.2.2 Software-Filterung | 226 |
6.2.3 Digitale Hardware-Filterung | 226 |
6.3 Einsatz von Effekten | 227 |
6.4 Sonstige Signalmanipulationen | 227 |
6.4.1 Rechenintensive Veränderungen | 227 |
6.4.2 Diskrete Signalverformung | 228 |
6.4.3 Zeitinversion | 228 |
6.5 Wartung der Systeme | 229 |
6.5.1 Wartung bei Analogsystemem | 229 |
6.5.2 Wartung bei Digitalsystemen | 230 |
6.6 Latenz-Zeit | 230 |
6.6.1 Monitoring-Latenz-Zeit | 230 |
6.6.2 MIDI-Latenz | 231 |
6.6.3 Latenz-Jitter | 231 |
6.6.4 Durchlauf-Latenz | 232 |
6.7 Gegenüberstellung Analogtechnik/Digitaltechnik | 233 |
Literatur | 234 |
Teil II Videotechnik | 235 |
7 Grundlagen und Verfahren der Videotechnik | 236 |
7.1 Bildabtastung und -wiedergabe | 236 |
7.1.1 Zeilensprungverfahren (Interlaced) | 237 |
7.1.2 Non-Interlaced-Verfahren | 239 |
7.1.3 Synchronisation | 240 |
7.1.4 BAS-Signal | 241 |
7.1.5 Probleme und Fehlersymptome | 243 |
7.2 Farbübertragung | 244 |
7.2.1 Physikalische und physiologische Aspekte | 245 |
7.2.2 Prinzip der Farbbildaufnahme | 248 |
7.2.3 Prinzip der Farbbildwiedergabe | 251 |
7.2.4 RGB-Signal | 257 |
7.2.5 YUV-Signal | 259 |
7.2.6 Y/C-Signal | 261 |
7.2.7 FBAS-Signal | 266 |
7.2.8 Viertelzeilenoffset-Verfahren | 268 |
7.2.9 Digitales Signal | 269 |
7.2.10 Probleme bei der Farbübertragung | 270 |
7.3 Aufzeichnungsverfahren | 271 |
7.3.1 VHS-Verfahren | 271 |
7.3.2 S-VHS-Verfahren | 273 |
7.3.3 U-matic | 274 |
7.3.4 Betacam | 275 |
7.3.5 Betamax | 276 |
7.3.6 Video 2000 | 276 |
7.3.7 Video Hi-8 | 276 |
7.3.8 1-Zoll-MAZ | 277 |
7.3.9 Laserdisc | 277 |
7.3.10 Digitale Aufzeichnungsverfahren | 278 |
7.4 Weitere Farbübertragungsverfahren | 279 |
7.4.1 NTSC | 279 |
7.4.2 SECAM | 281 |
7.5 Hochauflösende Standards | 281 |
7.5.1 PALplus und dessen Verbesserungen | 281 |
7.5.2 HDTV-Historie und nach EUREKA 95 | 283 |
7.5.3 Moderne HDTV-Technologie | 283 |
7.5.4 UHDTV und 4K-Standard | 284 |
7.6 3D-Verfahren und Standards | 285 |
7.6.1 Stereoskopie | 285 |
7.6.2 3D-Technik durch Monochromfilter-Brille | 286 |
7.6.3 3D-Technik mit Shutter-Brille | 288 |
7.6.4 3D-Technik mit Polarisationsbrille | 288 |
7.6.5 Weitere Verfahren für 3D-Wiedergabe | 291 |
7.6.6 Reales 3D-Sehen – Stand der Technik | 292 |
7.6.7 Virtual Reality – virtuelle Realität | 294 |
7.7 Speichermedien | 297 |
7.7.1 DVD – Digital Versatile Disc | 297 |
7.7.2 Blu-ray | 298 |
Literatur | 298 |
8 Parameter beim digitalen Videobild | 299 |
8.1 Farbcodierung | 299 |
8.1.1 Farbtiefe | 299 |
8.1.2 Verschlüsselung der Farbdaten | 300 |
8.1.3 Datenanordnung der Farbinformation | 301 |
8.2 Bildformat und Auflösung | 303 |
8.2.1 Bildseitenformat | 303 |
8.2.2 Auflösung | 303 |
8.2.3 Overscan | 304 |
8.2.4 Underscan | 305 |
8.3 Aspect Ratio | 306 |
8.4 Bildabtastung und Pixelraten | 308 |
Literatur | 309 |
9 Videoausgabe einer Computergrafik | 310 |
9.1 Anlegen von neuen Grafiken | 310 |
9.1.1 Auflösung | 310 |
9.1.2 Farbtiefe | 312 |
9.1.3 Farbpegel | 313 |
9.1.4 Grafik-Datenformat | 314 |
9.2 Veränderungen an bestehenden Grafiken | 315 |
9.2.1 Konvertierung der Auflösung | 315 |
9.2.2 Änderung der Farbtiefe | 318 |
9.2.3 Farbpegelanpassung | 319 |
9.2.4 Export in andere Grafik-Datenformate | 321 |
9.3 Wiedergabeeigenschaften von Grafikkarten | 322 |
9.3.1 Speicherorganisation | 322 |
9.3.2 Signalarten der Ausgänge | 323 |
9.3.3 LUT-Manipulation | 325 |
9.3.4 Durchschleifen von Signalen anderer Grafikkarten | 326 |
9.3.5 Wiedergabe der Benutzeroberfläche | 327 |
9.4 Genlock-Wiedergabebetrieb | 328 |
9.4.1 Synchronisation des Pixeltaktes | 328 |
9.4.2 H-Phasen-Einstellung | 329 |
9.4.3 SC-Phasen-Einstellung | 330 |
9.5 Sichtbare Störungen | 332 |
9.5.1 Systembedingte Störungseffekte | 332 |
9.5.2 Bildlagefehler | 334 |
9.5.3 Synchronisationsfehler | 335 |
9.6 Grafiken als Testbilder | 336 |
9.6.1 Prüfung der Bildgeometrie und Aspect Ratio | 336 |
9.6.2 Prüfung der Farbwiedergabe | 337 |
9.6.3 Prüfung der Helligkeitsauflösung | 338 |
Literatur | 339 |
10 Einfrieren von Videobildern | 340 |
10.1 Besonderheiten der Signalaufbereitung beim Live-Modus | 340 |
10.1.1 Timebase-Corrector | 340 |
10.1.2 Decodierung | 342 |
10.2 Anzeige des Live-Bildes | 343 |
10.2.1 Vollbildanzeige | 343 |
10.2.2 Window-Anzeige | 344 |
10.2.3 Durchschleifen des Live-Bildes | 346 |
10.3 Vorgänge beim Einfrieren | 346 |
10.4 Signalfluss | 346 |
10.4.1 Einfrierzeitpunkt | 348 |
10.4.2 Unterschiede zwischen Live- und Capture-Bild | 348 |
Literatur | 350 |
11 Spezialeffekte | 351 |
11.1 Overlay-Technik | 351 |
11.1.1 Overlay bei einer Farbtiefe von 16Bit | 351 |
11.1.2 Overlay bei einer Farbtiefe von 32Bit | 353 |
11.1.3 Kriterien für das Keying | 354 |
11.2 Chromakeying | 355 |
11.3 LUT-Effekte | 356 |
11.4 Mischen und Überblenden | 357 |
11.4.1 Homogene Blenden | 358 |
11.4.2 Strukturblenden | 358 |
11.5 Filtertechniken | 359 |
11.5.1 Punktoperationen | 359 |
11.5.2 Ortsbereichsoperationen | 360 |
11.6 Hardware-Zoom und -Panning | 361 |
11.7 Hardware-Flip | 362 |
11.8 Bild-im-Bild beim Fernsehen | 362 |
11.9 Videotext | 363 |
Literatur | 364 |
12 Animationen | 365 |
12.1 Bewegliche 2D-Modelle | 365 |
12.2 Animation über Drahtgittermodelle | 366 |
12.2.1 Konstruktion eines Drahtgittermodells | 366 |
12.2.2 Anfangs- und Endpunkt der Bewegung | 367 |
12.2.3 Rendering | 368 |
12.2.4 Raytracing | 369 |
12.3 Morphing | 369 |
12.4 Aufzeichnungstechniken | 370 |
12.4.1 Echtzeit-Animation | 370 |
12.4.2 Einzelbild-Aufzeichnungen | 371 |
12.5 Rotoscoping | 375 |
12.5.1 Effektbeschreibung | 375 |
12.5.2 Arbeitsweise | 375 |
12.6 Schrift-Animation | 377 |
12.7 Kritische Parameter bei Echtzeit-Animationen | 378 |
12.7.1 Anforderungen an das System | 378 |
12.7.2 Auflösung | 379 |
12.7.3 Farbtiefe | 379 |
12.7.4 Bildinhaltsveränderungen | 380 |
12.8 Problemlösungen zur Datenreduktion | 380 |
12.8.1 JPEG-Verfahren | 380 |
12.8.2 MPEG-Verfahren | 384 |
12.8.3 QPEG-Verfahren | 385 |
12.9 Neue Animationstechniken | 386 |
12.9.1 Motion Capture | 386 |
12.9.2 Performance Capture | 386 |
Literatur | 386 |
13 Schnittsysteme | 387 |
13.1 Online-Schnittsysteme | 387 |
13.1.1 Arbeitsweise | 387 |
13.1.2 Endgültiger Schnitt | 388 |
13.1.3 Nachteile des Verfahrens | 389 |
13.1.4 Besondere Schnittverfahren | 389 |
13.2 Offline-Schnittsysteme | 390 |
13.2.1 Digitalisieren des Videomaterials | 391 |
13.2.2 Durchführung des Offline-Schnitts | 392 |
13.2.3 Rohschnittfassung | 392 |
13.2.4 Schnittliste und endgültiger Schnitt | 393 |
13.3 Audionachbearbeitung | 393 |
13.3.1 Asynchrone Mischung | 393 |
13.3.2 Synchrone Mischung | 394 |
13.4 Praxisbeispiel mit einfachem Schnittsystem | 395 |
14 Spezielle Zusatzgeräte | 398 |
14.1 Signalarten-Wandler | 398 |
14.1.1 Wandlung von RGB nach Y/C bzw. FBAS | 398 |
14.1.2 Wandlung von FBAS bzw. Y/C nach RGB | 400 |
14.1.3 Komponenten-Transcoder | 401 |
14.1.4 Spezielle Sync-Einkopplungen | 402 |
14.2 Normenwandler | 403 |
14.3 Timebase-Corrector | 405 |
14.4 Verzögerungsglieder | 406 |
14.5 Synchrongenerator | 408 |
Literatur | 408 |
Anhang A: Audio-Datenformate | 409 |
A.1 Format WAV | 409 |
A.2 Format VOC | 410 |
A.3 Format SMP | 410 |
A.4 Format SFI/SFD | 410 |
A.5 Format AIFF | 411 |
A.6 Format ADPCM | 411 |
A.7 Speicherbedarf der Dateien | 412 |
Anhang B: Tabellen und Diagramme | 419 |
Anhang C: Beschaltungen | 425 |
Anhang D: Grafikformate | 430 |
D.1 Kurzer Überblick | 430 |
D.2 Format TIFF | 431 |
D.3 Format BMP | 435 |
D.4 Format TGA | 438 |
D.5 Format PCX | 439 |
D.6 Format PICT | 440 |
D.7 Format JPEG | 441 |
Literatur | 443 |
Glossar | 444 |
Stichwortverzeichnis | 456 |