Wer braucht HDMI?

Von Boris, Sa, 9. Jul 2005 00:12

In den letzten zwei Wochen fand ich in meiner Inbox vermehrt die Frage, ob Xbox 360 denn nun einen HDMI-Ausgang hat. Von denen, die schon mehr Recherche betrieben, kam die Frage, warum Xbox 360 denn keinen HDMI-Ausgang hat.
Es folgt eine längere, persönlich gefärbte Antwort. Dem absoluten Enthusiasten, der sich im Wohnzimmer Video-Equipment im fünfstelligen Euro-Bereich vorhält, wird meine Antwort nicht gefallen, aber ich stehe dazu.
Die Kurzfassung: Als normaler Mensch auf guten HDTV-Fernsehern/Monitoren sieht man keinen Unterschied zwischen einem Komponenten-Ausgang und einem HDMI-Ausgang. Und die Wahl eines HD-Fernsehers sollte nicht aufgrund der Eingänge, sondern aufgrund der Pixelzahl erfolgen.

Was ist eigentlich ein Komponenten-Eingang, oft auch YUV-Eingang genannt? Grob gesagt ist es die Übertragung eines Videobildes mittels drei Kabeln; eines ist für die Helligkeit, die beiden anderen für die Farbwerte zuständig. Mit einer einfachen Rechenformel läßt sich YUV auch in RGB umwandeln und umgekehrt. In DVD-Spielern und anderem Videoequipment wird YUV aus zwei Gründen verwendet: Zum einen reagiert das menschliche Auge auf Helligkeits-Unterschiede präziser als auf Farbwerte. Die digitalen Daten auf einer DVD sind mittels YUV so gepackt, daß mehr “Bits” für Helligkeitswerte zur Verfügung stehen, weil leichte Farbverfälschungen gar nicht auffallen. Mit RGB geht ein solch intelligentes Packen nicht. Und wenn das Bild eh als YUV gespeichert ist, transportiert man es am besten auch so zum Fernseher. Grund Nummer Zwei: Wenn der Fernseher keinen Komponenteneingang hat, kann man mit ganz einfachen Schaltungen aus YUV ein S-Video-Signal (ein Kabel Helligkeit, ein Kabel Farbe) oder ein Composite-Signal (ein Kabel für Helligkeit und Farbe) machen. Ein RGB auf Composite-Wandler ist viel umständlicher.
Aber egal ob RGB oder YUV: Wichtig ist lediglich, das drei Drähte ein analoges Bildsignal Zeile für Zeile übertragen. Beim normalen PAL-Fernsehen sind das 576 Zeilen, bei HDTV entweder 720 oder 1080 Zeilen. Jede Zeile besteht aus einer Reihe von Bildpunkten und hier kommt bei analoger Übertragung eine gewisse Unschärfe rein: Wenn ein Bildpunkt ganz schwarz und der nächste ganz Weiß ist, bleibt, sehr vereinfacht gesagt, in der analogen übertragung immer ein kleines Stück Grau in der Mitte.
Jetzt kann man einen interessanten Diskurs mit Liebhabern von Vinyl-Schallplatten anfangen, die deren Klangqualität gegenüber der CD verteidigen, weil es unter anderem genau diese harten, digitalen Übergänge dort nicht gibt. Dafür hat die CD den Vorteil der absoluten Reproduzierbarkeit (die Bits klingen immer gleich) und der Störsicherheit: Wenn die digitalen Signale auf dem Weg von der CD zum Verstärker gestört werden, kann mittels Prüfsummen und Formeln trotzdem das ursprüngliche Signal reproduziert werden. Hmm, warum macht man das eigentlich nicht mit Video? Auftritt: HDMI.
Digitale Übertragung von Bildern ist keine triviale Aufgabe, denn es handelt sich um eine Menge Daten. Ein normales HDTV Bild hat 1280 mal 720 Pixel. Nimmt man “nur” 8 Bit pro Farbkanal (wie bei einer VGA-Karte) sind das 3 Byte pro Pixel. Bei 60 Bildern in der Sekunde sind das 158 MBytes. Das ist knapp tausend mal mehr als bei einer Audio CD, da müssen über das Digitalkabel nur 172 KBytes pro Sekunde übertragen werden. Bitte auf der Zunge zergehen lassen: Tausend Audio CDs gleichzeitig (unkomprimiert, nicht als MP3) müssen über das HDMI-Kabel gehen. Das ist zwölf Mal mehr, als ein handelsübliches Ethernet-Kabel theoretisch schafft. Das ist kein unerheblicher Aufwand, geht nur mit 24 Drähten, einem dicken Kabel, noch dickeren Steckern und ziemlich teurer Elektronik auf beiden Seiten.
Mein Monitor im BüroNun kann man den Unterschied zwischen analogem und digitalem Videoübertragungsweg recht einfach selbst ausprobieren. Zum Beispiel mit einem großen Monitor und einer handelsüblichen Grafikkarte. Mein Büro-Monitor, ein etwas größeres Gerät der Firma Dell, hat eine Pixel-Auflösung von 1600 mal 1200 Punkten, etwa doppelt so viel wie HDTV 720p. Das wären digital über 340 MByte Daten (oder eine halbe CD) pro Sekunde – entsprechend so etwa 26 schnellen Netzwerkkabeln. Uff.
Diese beängstigend hohe Auflösung betrachte ich aber über ein stinknormales, analoges VGA-Kabel. Nicht nur das: Mein Kabel ist auch noch nicht mal direkt mit dem PC verbunden, sondern hängt an einer Docking-Station für meinen Laptop. Das Signal geht aus dem Laptop über einen Spezialstecker in die Dockingstation und dann erst auf die Monitor-Buchse. Salopp gesagt echt schlechte Karten für ein scharfes Bild.
1600er AuflösungWenn ich jetzt aber mal schwarzen Text auf weißem Untergrund darstelle, sehe ich trotzdem glasklare Pixel mit harten Übergängen. Bei den Zeilen ist das recht einfach: Die Grafikkarte liefert 1200 Zeilen, der Monitor hat 1200 Zeilen, also gibt es keine horizontalen Schlieren. Und das nebeneinanderliegende Pixel auch scharf sind, bewerkstelligt eine gute Elektronik und Justierung. Man zeigt dem Monitor ein Schachbrettraster aus einzelnen Schwarz-Weiß-Pixeln, dann “lernt” er, wie er aus dem analogen Signal die einzelnen Pixel filtert. Das macht jeder TFT-Monitor, auch einer für unter 200 Euro vom Aldi mit wesentlich kleinerer Auflösung.
1024er AuflösungSpannend wird es, wenn ich meine Grafikkarte in eine andere Auflösung schalte. Wenn auf einmal 1024 mal 768 Bildpunkte gezeigt werden sollen, gibt es bei den Zeilen zum Beispiel das Problem, das 768 Zeilen auf 1200 Zeilen aufgeblasen werden müssen. Ein Pixel muss auf 1,5625 Pixel abgebildet werden. Und damit wird das ganze Bild sofort unscharf, denn die Zeilen gehen jetzt matschig ineinander über. Übrigens auch, wenn ich den Monitor in dieser Auflösung mit einem DVI-Kabel digital ansteuere. Man betrachte zum Beispiel das “n” in diesem Foto: In die Mitte hat sich unmotiviert eine graue Zeile geschoben, die eigentlich schwarz sein sollte. Kurzfassung: Ob das Bild scharf oder unscharf ist, entscheidet nicht der Ausgang, sondern die physikalische Auflösung des Monitors.
Das führt auch bei HDTV zu interessanten Problemen. Wenn ich beispielsweise einen richtig teuren Monitor mit 1080 Zeilen Auflösung habe, was passiert dann mit einem Bild von 720 Zeilen? 1080 ist nämlich 1,5 mal so viel, ein Pixel wird also auf anderhalb Pixel angebildet. Oder anders ausgedrückt, jede dritte Zeile muss unscharf einen Mittelwert aus den umliegenden Zeilen wiedergeben. Umgekehrt wird es etwas einfacher: 1080 auf 720 bedeutet, jede dritte Zeile rauszuschmeissen.
Wenn ich also eine Xbox 360 in bestmöglicher Qualität genießen will, benötige ich einen Fernseher, der 720 Zeilen ohne Wenn und Aber 1:1 wiedergibt. Sobald die 720 Zeilen rauf oder runter gerechnet werden, verschlechtert sich die Bildqualität. Egal ob HDMI oder Component-In.
Wenn der Qualitätsunterschied nun aber gar nicht so groß ist, warum gibt es dann HDMI?
Ganz einfach: Wie gezeigt kann ein analoges Signal so gut sein, daß man jeden einzelnen Pixel recht genau rekonstruieren kann. Siehe meinen 1600er-Screen. Wenn ich also einen Film in HDTV über einen analogen Ausgang wiedergebe, kann ich ihn erneut digitalisieren und habe eine wirklich exzellente Raubkopie. Und mit exzellent meine ich “Kann 99% der Bevölkerung nicht vom Original unterscheiden”. Das kann die Filmindustrie natürlich nicht erlauben. Also dürfen HDTV-Spielfilme gar nicht über Komponenten-Ausgänge wiedergegeben werden. Egal ob Blu-Ray oder HD-DVD: Die neuen DVD-Formate verbieten eine analoge HD-Ausgabe. Das Entscheidende an HDMI ist nicht etwa höhere Bildqualität, sonden ein Kopierschutz. Das Bildsignal ist auf dem Weg vom DVD-Player zum Fernseher verschlüsselt und damit kopiergeschützt. Überspielen in HDTV ist unmöglich.
Jetzt aber nochmal kurz einen Schritt zurück: Bei HDTV fallen in der einfachen Variante 158 MByte pro Sekunde an. Die Elektronik, die diese Daten in Echtzeit ent- und verschlüsselt ist aufwendig und damit teuer. Ein HDMI-Anschluss kostet eine Menge Geld, nicht wegen des Kabels, sodern wegen des Kopierschutzes.
Und jetzt stelle ich mir die Frage: Würde ich für eine Spielkonsole mehr Geld ausgeben, nur damit das Bildsignal kopiergeschützt werden kann? Oder reicht mir ein analoger Ausgang, dessen Qualitätsunterschied 99% der Bevölkerung gar nicht sehen können und das restliche Prozent nur, wenn sie ganz ganz nahe an einen perfekt eingestellten Monitor gehen?

14 Antworten für “Wer braucht HDMI?”

  1. Gute, verständliche Abhandlung. Danke. Jetzt hab ich endlich mal ein Bookmark, dass ich bei Diskussionen über HDTV aus der Tasche ziehen kann. :)

  2. Alexander Kaiser sagt:

    Lieber Boris,
    du hast schon recht, in der Praxis sieht man den Unterschied zwischen analoger und digitaler Zuspielung so gut wie nie – das ist bei Beamern ähnlich.

    Der Punkt mit “next-gen” DVD ist ja auch hinfällig da die Xbox 360 diese sowieso nicht wiedergeben können wird! Oder doch: http://www.gamespot.com/news/2005/06/28/news_6128301.html
    ? Dann gibt es hier natürlich ein echtes Problem, da an den analogen Ausgängen nur ein heruntergerechnetes PAL-Bild anliegen dürfte.

    Einen anderen, meiner Meinung nach sehr wichtigen Punkt, hast Du leider vergessen: Den Ton.
    HDMI bietet im Consumer-Bereich erstmals den Luxus von “embedded audio”, d.h. der digital-Ton (egal wie hochauflösend und wiviel Kanäle) wird mit dem Bildsignal gleich mit übertragen.
    Schließlich will ich meine goile Xbox 360 ja nicht in Stereo anschließen, oder? Und der S/PDIF sollte eigentlich auch nicht infrage kommen, da er ja auch lediglich 2 Kanäle, oder eben ein komprimiertes Audiosignal (Dolby Digital) anbietet.
    Dies wäre mit HDMI unnötig und stört mich leider mit am meissten.

    Schöne Grüße,
    Alex, Wiesbaden

  3. Administrator sagt:

    Hmm – Dolby Digital AC3 5.1 in allen (!) Spielen ist nicht genug? Der optische Digitalausgang ist am HDTV-Kabel automatisch vorhanden.
    Klar, ein unkomprimiertes 96KHz-Signal klingt natürlich besser – wenn man Equipment für mehrere zehntausend Euro im Zimmer stehen hat. Auch ein Kino lebt mit komprimiertem AC3-Sound und auch DTS ist im Kino auf DVD-ähnliche Bitraten runterkomprimiert.

  4. Administrator sagt:

    Next-gen DVD – sprich HD-DVD vs. Blu-Ray. Das ist wie Betamax gegen VHS – wer jetzt auf’s falsche Pferd setzt, hat in zwei Jahren eine Player-Leiche. Und je nachdem, welches Filmstudio welchen Standard unterstützt, muß ich mir einen entsprechenden Player kaufen? High Definition DVD ist für normale Konsumenten, die ein Gerät für maximal 3-400 Euro kaufen wollen, noch einige Zeit entfernt. Solange sollte Microsoft mit 360 nicht warten.

  5. Alexander Kaiser sagt:

    Dolby Digital Live: Nur weil es eine technische Lösung ist, muß es keine gute Lösung sein. Es tut mir (als Techniker) einfach weh, für eine 1m Strippe, die im Prinzip (LWL) unendlich Bandbreite bietet, mein Signal auf 640kBit/s eindampfen zu müssen.

    Next-Gen DVD: Nein, die Xbox 360 sollte nicht durch diesen Formatstreit aufgehalten werden. Es geht ja auch eher um das, was man in drei Jahren noch damit machen können soll (HDTV-Ausgabe).

    Offtopic: Ich sehe die Parallele zu Betamax-VHS nicht ganz…jeder vernünftige Hersteller wird Laufwerke anbieten, die beide Formate abspielen – der Rest ist dann “just Software”…das Problem wird schlimmer dargestellt als es ist, imho.

    Keinen HDMI-Ausgang anzubieten ist übrigens eine Entscheidung mit dem ich bei einer Spielkonsole gut leben kann…zumindest die nächsten fünf Jahre!
    Meine Xbox 360 wird als MCE-Client dienen und ansonsten warte ich sehnsüchtig auf Gears of War…

  6. Alexander Kaiser sagt:

    PS: Ich betreue das Thema Dolby Digital von technischer Seite bei Deinem Mainzer “Lieblingssender” :-)

  7. Endijian sagt:

    Sehr interessanter Beitrag und vor allem hilfreich. Muss dazu noch sagen ich versteh nicht was immer diese Audiodiskussion soll, ja ich werde die 360 mit Stereo zocken, denn diese ganze Dolby Digital Spielerei ist für ich uninteressant. Mir war immer schon ein möglichst grosses und natürlich scharfes Bild immer das wichtigste. Und dieses Thema wurde in den letzten Jahren in der TV-Landschaft ja nicht grade forciert, stattdessen wurde überall Werbung gemacht für Dolbyanlagen jeglicher Art. Aber gott sei dank, hält ja so langsam (sehr langsam) das HDTV-Zeitalter in Europa einzug.

  8. janten sagt:

    Gibt es denn für Leute die sich keinen sündhaft teuren HDTV-Fernseher kaufen wollen auch wieder ein stinknormales RGB-Scartkabel mit optischem Ausgang für Dolby Digital? Auf den Bildern sieht man so eines nie.

    Und werden die Spiele nur noch in 16:9 produziert? Oder werden die auch 4:3-Modi haben, so wie einige Xbox-Spiele?

  9. hdgamer sagt:

    YUV als bildtechnisch RGB überlegen darzustellen finde ich zwar bedenklich (besonders wenn viele Wiedergabegeräte das Signal eh wieder in ein RGB Signal wandeln müssen), aber sicherlich akzeptabel. Die Verallgemeinerung, dass man den Bildunterschied nicht sieht kann ich aber unterstützen.

    Moderne HDTV Geräte sind auf eine digitale Verarbeitung des Signals angewiesen wie du auch im Bericht geschrieben hast, aber die Wandlung vom Analaogen Signal zum Digitalen Signal (die dein Dell Monitor offensichtlich gut hinbekommt, auch wenn er sicherlich von RGBHV und nicht YUV als Quelle wandelt) ist nicht in jedem Gerät gleichgut gelungen. Es gibt viele Geräte die bei analogen Zuspielungen einen großen Bereich des Bildes abschneiden (Overscan), bei Spielen könnte sich das dann sogar in abgeschnittenen Stats am Bildschirmrand bemerkbar machen. Eine pixelgenaue Wiedergabe (wie du sie am Beispiel des Monitors beschreibst) ist bei allen Geräten die einen Overscan haben dann eh ausgeschlossen (ich denke das trifft auf sehr viele Geräte zu, wenn nicht sogar auf die Mehrheit).
    Ausserdem finde ich es schade, dass durch den fehlenden HDMI Ausgang auch die Option in dem MediaPC eingelegte HD-Titel im WMV-HD Format zu streamen gestorben ist (da sie ja meist einen HDCP geschützten Ausgang voraussetzen).

    Ich denke dass MS hier viel Potential verschenkt hat und vielleicht auch vielen Gamern Probleme bereitet weil ihr HDTV (und gerade die jüngeren Spieler werden wohl am ehesten zu Geräten ala ALDI-TFT (http://www.heise.de/newsticker/result.xhtml?url=/newsticker/meldung/61467)
    nicht sauber mit dem analogen Komponenten-Signal klar kommt.

  10. pac sagt:

    Dazu will ich meinen Senf abgeben.
    Boris´ Abhandlung über YUV und HDMI DVI Zeug ist toll.

    Aus eigener Erfahrung darf ich aber anführen, daß ein MacMini per VGA ein schlechtes Bild hat, ziemlicher Matsch, soll in DVI besser sein.
    Mit meinem PC isses in VGA großartig (Samtron TFT Bildschirm).

    Welcher ist der Mainzer Lieblingssender?
    Ich wette, der mit dem Fröhlichen Weinberg und dem Spass aus Mainz, der Hierzuland unterwegs ist um das Flutlicht auf Mainz 05 und den FCK zu geben. Oder doch der Sender mit den kleinen Jungs inner WG?

  11. retro sagt:

    Sehr interessanter Artikel, der bei mir eine Glühbirne aufgehen ließ…

    Allerdings stellt sich für mich eher die Frage wie die Xbox 360 Spiele auf 480i aussehen werden bzw. 576i (oder so ähnlich bei PAL-Norm) weil HDTV ist bei mir noch länger kein Thema.

  12. kockott sagt:

    - nun HDMI wünsche ich mir auch nicht für die Xbox 360 aber sehr wohl DVI als Ausgang – sprich einen “digitalen” Ausgang

    - DVI hat “KEINEN” Kopierschutz – desweiteren gibt es für Besitzer eines HDMI Fersehers Adapter von DVI zu HDMI – ich bezweifle wie hier der Kopierschutz übertragen wird da DVI nunmal ein anderer Standard ist bzw. zusätzlichen Drähte von HDMI dann fehlen (z.B. haben wir nen HDMI Beamer auf Arbeit und den am DVI+USB PC hängen und können mit der Beamer Fernbedienung den PC steuern) – sprich Problem Kopierschutz “gelöst”

    - teurere Hardware für digitale Ausgänge – hey für eine AGP Radeon Grafikkarte bezahle ich im günstigsten Falle “30″ Euro nagelneu – so teuer kann wohl der DVI Ausgang wiederum nicht sein – außerdem ist das im Verhältnis zu den restlichen Komponenten wohl mehr als lächerlich

    - einen Film über Ausgabeschnittstellen zu kopieren ist wohl als bescheuert – sowas macht man direkt über das Medium im PC ohne Echtzeitaufnahme (sprich bessere Qualität beim Encoden) bzw. wenn 1:1 möglich halt schneller und vor allem “OHNE” Verluste

    dieser Thread ist somit “unvollständig” da die besagte Schnittstelle DVI fehlt bzw. deren Vorteile gegenüber HDMI mit HDCP – ich würde es jedenfalls so lösen – DVI ranpacken und schon können auch Leute mit HDMI Fernseher das teil betreiben – später wenn es mal Blue-Ray/HD-DVD Player geben sollte und diese nur HDMI mit HDCP unterstützen macht das halt der Fernseher gleich mit – sorry Leuts ich kauf mir nicht alle zwei Jahre nen neuen Fernseher

  13. Normal_User sagt:

    Ich brauche nur mehr HDMI …habe meine Wohnung und den PC alles schon
    fix umgerüstet auf HDTV

    HD-DVD und BlueRay Laufwerke – Brenner auch schon gekauft bei http://www.alternate.de und schon wieder alles verbaut bzw. eingebaut !!
    (funktioniert bis jetzt, perfekt…)

    Bei mir existiert nur mehr ein kleiner analoger NOT-Fernseher !!!
    Ich warte nur mehr, bis die Welt alles auf HDMI schaltet (bin bereit für
    die neue Technik….)

  14. AgentFrost sagt:

    @kockott –

    DVI und HDMI sind als gleichwertig zu betrachten, das Bildsignal wird nach den gleichen Spezifikationen übertragen,

    Somit ist DVI auch 100% aufwärtskompatibel zur HDMI Schnittstelle, welche den einzigen Vorzug mit sich bringt, Bild und Ton über ein Kabel zu realisieren.

    HDCP hat NICHTS mit HDMI zu tun, … HDCP greift ebenfalls bei DVI.

    Siehe auch : http://de.wikipedia.org/wiki/High-bandwidth_Digital_Content_Protection

    Somit ist Boris seine Ausführung des Themas als komplett zu bezeichnen.

    Aus persönlicher Meinung und Erfahrung sehe ich kaum einen vorteil dieser digitalen Schnittstellen in Verwendung mit einer Spielekonsole – Mit hilfe des Xbox 360 VGA Kabels kann ich ein spitzen Bild auf meinen Samsung TFT zaubern und das Pixelgenau und OHNE Overscan.

    Zwar sind die Farben nicht soo “übersteuert” .. manche würden auch sagen “knallig” wie mit dem Komponentenkabel – jedoch begrüße ich sowas, da ich ein homogenes Bild vorziehe.

    Klar manche mögen jetzt sagen was ist Viva Pinata oder Kameo ohne die Knalligen übertriebenen Farben – aber sowas ist eben Geschmackssache.

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