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[Focus On] Panasonic’s Master Grade Video Coding

Hi Leute,

ich dachte mir, ich schreib mal wieder einen „Focus On“-Beitrag. Diesmal geht es ein wenig um die Technik die bei Blu-rays eingesetzt wird. Um genauer zu sein um Panasonic’s neues Master Grade Video Coding – kurz MGVC.
Warum ist MGVC für uns interessant? Die Antwort ist einfach. Noch wird diese Art des Videocodings bei uns nicht benutzt. In Japan allerdings wird das MGVC seit Mein Nachbar Totoro für die Ghibli Klassiker eingesetzt um eine noch bessere Bildqualität zu bekommen und eine höhere Bitrate einsetzen zu können. Über kurz oder lang wird diese Art des Encodings dann wohl auch bei uns für Anime Blu-rays eingesetzt werden. Zumindest hoffe ich für uns, dass es diese oder eine ähnliche Technik zu uns schafft.

Wie ist ein Videostream aufgebaut?

Fangen wir bei der Basis an. Wie vielleicht einige von euch wissen, gibt es verschiedene Farbmodelle wie zum Beispiel RGB(Rot-Grün-Blau), CMYK(Cyan-Magenta-Yellow-Schwarz) oder YCbCr (Grundhelligkeit-Blue-Yellow ChrominanceRed-Green Chrominance). Im Fall von Videostreams kommt heutzutage bei den meisten Videoformaten YCbCr zum Einsatz. Was genau ist nun aber das YCbCr-Farbmodell?

Ich versuche es mal kurz und knapp zu erklären: Beim YCbCr-Farbmodell wird das Originalbild in drei Ebenen zerlegt. Das wären zum einen die Grundhelligkeit, die man sich wie ein Schwarz-Weiß-Foto vorstellen kann. Dann gibt es eine Ebene auf der nur die blauen und gelben Farbinformationen abgelegt sind und eine Ebene mit den roten und grünen Farbinformationen. Diese Ebenen werden auch Kanäle genannt.

Hier ist mal ein Beispielbild aus dem Film Nerawareta Gakuen.

YCbCrNerawareGakuen

Wie ihr sehen könnt ist das Originalbild(oben-links) in drei Farbkanäle gespalten. Den Rot-Grüne und den Blau-Gelbe Kanal habe ich euch beispielhaft einmal in die passenden Farben eingefärbt. In Wirklichkeit sind auch diese Schwarz-Weiß da das Abspielgerät selbst weiß, wie es die Information interpretieren muss. Dort werden dann die Ebenen wieder zu einem kompletten Bild zusammen gesetzt.

Was ist an MGVC so neuartig? Wie funktioniert das bisher?

Bei der bisher eingesetzten Technik zur Codierung von Videostreams werden für jedes Bild 24-bit Farbtiefe eingesetzt. Diese 24-bit werden auch als True Color bezeichnet. Da es sich um 3 Kanäle handelt sind es 8-bit pro Kanal mit denen das Bild aufgezeichnet wird. Mit Hilfe dieser 8-bit lassen sich dann pro Kanal 256 Abstufung zwischen Schwarz und Weiß beziehungsweise Hell und Dunkel darstellen. Die im Studio produzierten Master haben oft aber 36-bit Farbtiefe, die auch als Deep Color bezeichnet werden. Für die Home-Video-Fassung muss die Farbtiefe also reduziert werden damit das ganze sparsam gespeichert werden kann. Es gehen also Bildinformationen verloren.

Das Neuartige an MGVC ist, dass hier die vollen 36-bit Farbtiefe ausgenutzt werden. Diese ermöglichen 12-bit pro Kanal und damit eine unglaubliche Menge von 4096 Abstufungen zwischen Hell und Dunkel. Somit sind die Übergänge 16 mal feiner, als sie im Moment dargestellt werden können. Die folgende Grafik soll euch das ganze ein wenig Verdeutlichen.

Farbtiefe bei MGVC-neu


Wie funktioniert MGVC denn nun…?
…wenn die Möglichkeiten für Blu-rays im Moment so beschränkt sind, dass man bisher nur 24-bit eingesetzt hat?

Das ist eine gute Frage. Panasonic hat sich da etwas kluges ausgedacht:
Der eigentliche Film wird wie bisher mit seinen 24-bit in einer Videodatei gespeichert. So wird gewährleistet, dass die Blu-ray auch mit einem Blu-ray-Player funktioniert, der nicht dazu fähig ist mit MGVC umzugehen. In einer zweiten Datei werden nun die fehlenden Bildinformationen des Studio-Masters aufgezeichnet, die auf Grund der Technik nicht in die eigentliche Videodatei passen. Bis hierher ist noch nichts großartiges passiert.

Die eigentliche Magie beginnt erst im Blu-ray-Player. Geräte die MGVC interpretieren können berechnen nun auf Grund der vorliegenden Daten auf der Festplatte das 36-bit Deep Color-Bild und überträgen dieses zum Fernseher. Das Ergebnis sind saubere Übergänge im Bild und eine maximale Bitrate von 60 Mbps für den Videostream.

MGVC-Funktionsweise-neu

 

Ich hoffe, dass ich euch mit diesem Artikel einen kleinen Einblick in die technischen Hintergründe von Blu-rays geben konnte.