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E-Book

Professionelle Videotechnik

Grundlagen, Filmtechnik, Fernsehtechnik, Geräte- und Studiotechnik in SD, HD, DI, 3D

Autor	Ulrich Schmidt
Verlag	Springer Vieweg
Erscheinungsjahr	2013
Seitenanzahl	856 Seiten
ISBN	9783642389924
Format	PDF
Kopierschutz	DRM
Geräte	PC/MAC/eReader/Tablet
Preis	71,93 EUR

Der tiefgreifende Übergang von der analogen zur digitalen Technik ist in der Videotechnik revolutionär: er führt zur Verknüpfung mit der Computer- und Telekommunikationstechnik. Das Buch behandelt in diesem Kontext alle Aspekte der modernen Video- und Videostudiotechnik, die für Studierende der Medientechnik, Nachrichten- und Telekommunikationstechnik sowie für Ingenieure und Medienpraktiker von Interesse sind: die Grundlagen der Wahrnehmung und Farbmetrik, das analoge und digitale Videosignal, die Fernsehsignalübertragung, die analoge und digitale Filmtechnik, Bildaufnahme- und Bildwiedergabesysteme, Bildaufzeichnungsgeräte, die Videosignalbearbeitung und Videostudiosysteme. In der Praxis als Referenzwerk anerkannt und in der beruflichen Aus- und Weiterbildung als Kompendium empfohlen, ist das Buch in allen Kapiteln der 6. Auflage der sehr schnellen Entwicklung im Medienbereich angepasst worden. Dabei sind vor allem die Kapitel über die Videocodecs, die digitale Cinematographie und die Bildwiedergabe noch mal erheblich erweitert worden.

Professor Dr. Ulrich Schmidt studierte Physik und promovierte zum Dr. rer. nat. Während und nach dieser Zeit arbeitete er in verschiedenen Medienbereichen. Er ist heute Professor für Ton- und Videotechnik am Fachbereich Medientechnik an der Hochschule für angewandte Wissenschaften in Hamburg.

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Blick ins Buch

Inhaltsverzeichnis

Vorwort	5
Inhaltsverzeichnis	7
1 Entwicklungsgeschichte	13
2 Das analoge Videosignal	28
2.1 Licht und Wahrnehmung	28
2.1.1 Fotometrische Größen	31
2.1.2 Das menschliche Sehvermögen	33
2.2 Der Bildaufbau	42
2.2.1 Das diskretisierte Bild	43
2.2.2 Zeilenzahl und Betrachtungsabstand	45
2.2.3 Das Zeilensprungverfahren	49
2.3 Das monochrome Videosignal	53
2.3.1 Das BAS-Signal	53
2.3.2 Signalanalyse	65
2.3.3 Videosignalübertragung im Basisband	71
2.4 Das Farbsignal	78
2.4.1 Farbe und Wahrnehmung	79
2.4.2 Farbmischung	82
2.4.3 Farbmetrische Größen	84
2.4.4 Das RGB-Signal	93
2.4.5 Das Komponentensignal	94
2.4.6 Das Farbsignal mit Farbhilfsträger	99
2.4.7 Farbfernsehnormen	105
2.4.8 Farbsignalhierarchie	116
2.5 Signalkontrolle	119
2.5.1 Betriebsmesstechnik	120
3 Das digitale Videosignal	130
3.1 Digitale Signalformen	130
3.2 Grundlagen der Digitaltechnik	131
3.2.1 Digitalisierung	132
3.2.2 D/A-Umsetzung	138
3.2.3 Digitale Signalübertragung im Basisband	139
3.3 Digitale SD-Videosignale	145
3.3.1 Digital Composite Signal	145
3.3.2 Digital Component Signal	147
3.3.3 Schnittstellen	154
3.4 Digitale HD-Signale	160
3.4.1 Bildaufbau digitaler HD-Signale	161
3.4.2 Digitale HD-Schnittstellen	166
3.5 Videodatenreduktion	170
3.5.1 Grundlagen	171
3.5.2 Redundanzreduktion	173
3.5.3 DCT	175
3.5.4 Wavelet-Transformation	182
3.5.5 DPCM	184
3.6 JPEG	188
3.7 Der DV-Algorithmus	190
3.7.1 DV-DIF	192
3.8 MPEG	194
3.8.1 MPEG-Videocodierung	195
3.8.2 MPEG-Audio	212
3.8.3 MPEG-Systems	222
3.9 ITU-H.26xund SMPTE-VC-Standards	228
3.9.1 H.264/AVC	228
3.9.2 H.265/HEVC	233
3.9.3 SMPTE VC-1	234
3.9.4 SMPTE VC-2	235
3.9.5 SMPTE VC-3, Avid DNxHD und Apple ProRes	236
4 Fernsehsignalübertragung	238
4.1 Analoge Modulationsverfahren	238
4.1.1 Multiplexverfahren	238
4.1.2 Amplitudenmodulation (AM)	240
4.1.3 Frequenzmodulation (FM)	243
4.2 Fernsehbegleitsignale	245
4.2.1 Fernsehbegleitton	245
4.2.2 Signale in der Vertikalaustastlücke	247
4.3 Analoge Übertragungsverfahren	251
4.3.1 Terrestrische Ausstrahlung	252
4.3.2 Satellitenübertragung	255
4.3.3 Kabelfernsehen	261
4.3.4 Verbesserte analoge Fernsehsysteme	264
4.4 Digitale Modulationsverfahren	271
4.4.1 Phase Shift Keying PSK	272
4.4.2 Quadraturamplitudenmodulation QAM	273
4.4.3 Amplitude Phase Shift Keying APSK	274
4.4.4 Orthogonal Frequency Division Multiplex OFDM	275
4.5 DVB	279
4.5.1 Fehlerschutz	282
4.5.2 Digitales Satellitenfernsehen DVB-S	286
4.5.3 Digitales Kabelfernsehen DVB-C	289
4.5.4 Digitales terrestrisches Fernsehen DVB-T	291
4.5.5 Data Broadcasting	297
4.5.6 DVB Endgeräte	298
4.5.7 Neue digitale Videodienste	303
4.6 Internet und IPTV	304
4.6.1 Internet-Grundlagen	305
4.6.2 Netzwerke	305
4.6.3 Internet-Protokolle	306
5 Filmtechnik	308
5.1 Film als Speichermedium	308
5.1.1 Die Filmschwärzung	309
5.1.2 Farbfilm	311
5.2 Filmformate	312
5.2.1 Bildfeldgrößen	314
5.2.2 Filmkennzeichnung und Konfektionierung	317
5.3 Filmeigenschaften	319
5.3.1 Belichtung und Schwärzung	319
5.3.2 Kennlinie und Kontrastumfang	320
5.3.3 Farbfilmeigenschaften	324
5.3.4 Die Lichtempfindlichkeit	325
5.3.5 Das Filmkorn	326
5.3.6 Das Auflösungsvermögen	327
5.4 Filmentwicklung und -kopie	329
5.4.1 Filmentwicklung	329
5.4.2 Der Kopierprozess	330
5.4.3 Die Lichtbestimmung	331
5.4.4 Blenden, Titel- und Trickarbeiten	333
5.5 Filmton	334
5.5.1 Das Lichttonverfahren	335
5.5.2 Mehrkanaltonverfahren	337
5.6 Der digitale Film	342
5.6.1 Die Bildauflösung	343
5.6.2 Die Grauwertauflösung	345
5.6.3 Die Farbqualität	348
5.7 Filmabtaster	349
5.7.1 Filmabtastung bildpunktweise	351
5.7.2 Filmabtastung zeilenweise	354
5.7.3 Filmabtastung bildweise	356
5.7.4 Gradationsund Farbkorrektur	357
5.8 Filmbelichtung	360
5.8.1 CRT-Belichter	360
5.8.2 Laserbelichter	361
5.9 Filmdatenspeicherung	363
6 Bildaufnahmesysteme	365
6.1 Bildwandler	366
6.1.1 Röhrenbildwandler	368
6.1.2 CCD-Bildwandler	371
6.1.3 CMOS-Bildwandler	380
6.1.4 Plenoptischer Bildwandler	383
6.1.5 Sensorempfindlichkeit	384
6.1.6 Rauschen und Dynamik	385
6.1.7 Global Shutter	388
6.1.8 Defokussierung	389
6.1.9 Farbbildwandler	390
6.1.10 Bildformatwechsel	393
6.2 Kameraoptik	395
6.2.1 Grundlagen der Optik	395
6.2.2 Das optische System der Kamera	408
6.3 Die Videokamera	416
6.3.1 Das elektronische System der Kamera	417
6.3.2 Die Digitalkamera	425
6.3.3 Der Weißabgleich	426
6.3.4 Automatikfunktionen	427
6.3.5 Bildstabilisierungssysteme	428
6.3.6 Der Kamerasucher	430
6.3.7 Die Studiokamera	431
6.3.8 Die EB/ EFP-Kamera	437
6.3.9 Semiprofessionelle Kameras	440
6.3.10 Amateurkameras	441
6.4 Digitale Cinematographie	442
6.4.1 Die Filmkamera	442
6.4.2 Anforderungen an digitale Filmkameras	447
6.4.3 Digitale Filmkameras	449
6.5 Kamerasupport	465
6.5.1 Stereoskopische Aufnahmen	469
7 Bildwiedergabesysteme	472
7.1 Bildwiedergabe mit Kathodenstrahlröhren	473
7.1.1 Das Funktionsprinzip	473
7.1.2 Farbbildröhren	476
7.1.3 Signalverarbeitung	479
7.2 Flüssigkristall-Displays	482
7.2.1 LCD-Funktionsprinzip	482
7.2.2 Pixelansteuerung und -beleuchtung	486
7.3 Selbstleuchtende Flachbildschirme	489
7.3.1 Plasmadisplays	489
7.3.2 OLED-Displays	491
7.3.3 FED und SED	494
7.4 Videomonitore	495
7.4.1 Produktionsmonitore	497
7.4.2 Heimmonitore und Fernsehempfänger	501
7.4.3 3D-Displays	504
7.5 Großbildprojektion	506
7.5.1 Aktive Großbilderzeugung	507
7.5.2 Passive Großbilderzeugung	509
7.6 Kinoprojektion	518
7.6.1 Filmprojektion	518
7.6.2 Digitalprojektion im Kino	521
7.6.3 Digital Cinema	524
7.6.4 3D-Kino	528
8 Bildaufzeichnungsgeräte	532
8.1 Entwicklungsgeschichte	532
8.2 Grundlagen der Magnetaufzeichnung	533
8.2.1 Das magnetische Feld	533
8.2.2 Das MAZ-Grundprinzip	536
8.2.3 Magnetbandund Kopfführung	542
8.3 Analoge Magnetbandaufzeichnung	550
8.3.1 Signalverarbeitung bei der FM-Aufzeichnung	553
8.3.2 Zeitbasiskorrektur (TBC)	555
8.4 Audioaufzeichnung in Analog-Recordern	557
8.5 FBAS-Direktaufzeichnung	562
8.5.1 Das 2“-Quadruplex-System	562
8.5.2 Das 1“-A- und C-Format	564
8.5.3 Das 1“-B-Format	566
8.6 Colour-Under-Aufzeichnung	568
8.6.1 Signalverarbeitung	569
8.6.2 Colour-Under-Formate	571
8.7 Komponentenaufzeichnung	580
8.7.1 Signalverarbeitung	581
8.7.2 Komponentenaufzeichnungsformate	583
8.8 Digitale Magnetbandaufzeichnung	588
8.8.1 Signalverarbeitung	590
8.8.2 Digitale Komponentenformate ohne Datenreduktion	595
8.8.3 Digitale Compositesignal-Aufzeichnung	597
8.8.4 Digitale Komponentenformate mit geringer Datenreduktion	599
8.8.5 Digitale Komponentenaufzeichnung mit DV-Datenreduktion	603
8.8.6 Digitale Komponentenaufzeichnung mit MPEG-Datenreduktion	608
8.8.7 Digitale HD-MAZ	611
8.9 Bandlose digitale Signalaufzeichnung	616
8.9.1 Magnetplattensysteme	617
8.9.2 Optische Speichermedien	624
8.9.3 Festwertspeicher	635
9 Videosignalbearbeitung	636
9.1 Bildmischer	636
9.1.1 Mischerkonzepte	637
9.1.2 Bildübergänge	640
9.1.3 Stanzverfahren	642
9.1.4 Funktionen in Digitalmischern	649
9.1.5 Bildmischeraufbau	650
9.1.6 Bildmischer-Typen	655
9.2 Videografik- und Effektgeräte	658
9.2.1 Schriftgeneratoren	658
9.2.2 Digitale Effektgeräte	660
9.2.3 Grafik und Animation	662
9.3 Elektronische Schnittsteuersysteme	664
9.3.1 Grundfunktionen	664
9.3.2 Timecode	667
9.3.3 Linear Editing	674
9.3.4 Fernsteuersignale	677
9.3.5 Schnittsteuersysteme	679
9.4 Nonlineare Editingsysteme	682
9.4.1 Grundlagen	682
9.4.2 NLE-Betrieb	685
9.4.3 Filmschnitt	693
9.5 Compositingsysteme	699
9.5.1 Grundfunktionen	699
9.5.2 Ausführung von Compositingsystemen	705
9.6 Computeranimation	707
10 Videostudiosysteme	710
10.1 Signale im Produktionsbereich	711
10.1.1 Analoge Signalformen	711
10.1.2 Digitale Signalformen	712
10.1.3 Fileformate	725
10.2 Signalverteilung	736
10.2.1 Verteilung von Analogsignalen	736
10.2.2 Digitale Signalverteilung	740
10.2.3 Videosignalschnittstellen	742
10.3 Videodaten in Netzwerken	748
10.3.1 Systembetrachtung Signale und Netze	749
10.3.2 Netzwerke aus dem Telekom-Bereich	754
10.3.3 Netzwerke aus dem Computerbereich	756
10.4 Produktionsanforderungen	765
10.4.1 Produktionsempfehlungen der EBU	765
10.4.2 Technische Richtlinien-HDTV für ARD, ZDF und ORF	767
10.5 Produktionseinheiten	774
10.5.1 Produktionsbereiche	774
10.5.2 Postproduktion	785
10.5.3 Sendekomplexe und -abwicklung	788
10.5.4 Vernetzte Produktion	790
10.5.5 SNG-Fahrzeuge	794
10.5.6 Ü-Wagen	799
10.6 Das virtuelle Studio	806
10.6.1 Technische Ausstattung des virtuellen Studios	808
10.6.2 Kameratracking	812
10.6.3 Produktion im virtuellen Studio	818
Literaturverzeichnis	822
Sachverzeichnis	830

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