DCI und Digital Cinema Package

Was sind DCI und ein Digital Cinema Package — und warum spielt ein Heimkino-Projektor eine echte Kinokopie nicht ab, obwohl er 4K und DCI-P3 beherrscht?

DCI — Digital Cinema Initiatives — ist ein Zusammenschluss der großen Hollywood-Studios, gegründet 2002, der in einem einzigen Dokument festlegt, wie eine digitale Kinovorführung technisch auszusehen hat: Bildformat, Kompression, Farbcodierung, Ton und vor allem der Schutz des Films auf dem Weg vom Verleih in den Saal. Ein Digital Cinema Package, kurz DCP, ist die Kopie selbst: ein Verzeichnis aus mehreren Dateien, nach SMPTE-Normen zusammengestellt. Eine einzelne Videodatei ist es nie. Getrennt bleiben diese Welt und das Heimkino aber an einer anderen Stelle, als die meisten vermuten: an der Schlüsselvergabe.

Ein Kinofilm kommt nicht als Datei ins Kino, wie Du sie kennst, sondern als Paket aus vielen Einzelteilen — Bild, Ton, Untertitel und eine Liste, in welcher Reihenfolge das alles läuft. Damit niemand den Film unterwegs kopiert, ist das Paket abgeschlossen. Den Schlüssel bekommt das Kino vom Verleih, und zwar für ein ganz bestimmtes Gerät und für einen festgelegten Zeitraum. Läuft die Zeit ab, öffnet sich das Paket nicht mehr. Ein normaler Projektor zu Hause hat für dieses Schloss gar kein Schlüsselloch — er versteht das Format nicht und bekommt auch keinen Schlüssel.

Ausführliche Erklärung

Die maßgebliche Fassung der Digital Cinema System Specification ist Version 1.4.4, freigegeben am 3. Januar 2024. Beschrieben wird darin der ganze Weg von der Distributionsvorlage über die Verpackung bis zum Projektor im Saal, kein einzelnes Gerät. Drei Festlegungen daraus erklären, warum diese Kette geschlossen bleibt.

Das Bild. Als einziges Kompressionsverfahren ist JPEG 2000 zugelassen — jedes Bild wird für sich codiert, nicht aus Vorgängern vorhergesagt. Farbig codiert wird in X'Y'Z' mit 12 Bit je Komponente. Der Container misst 2048 × 1080 Bildpunkte in 2K und 4096 × 2160 in 4K. Die Datenrate ist nach oben gedeckelt: höchstens 1.302.083 Byte je Bild, rund 250 Mbit pro Sekunde. Pflicht sind genau 24 Bilder je Sekunde, 48 nur für 2K-Material.

Das ist ein anderes Fach als alles, was über HDMI ins Wohnzimmer kommt. Ein Consumer-Zuspieler liefert H.264 oder HEVC in Y'CbCr, also Bildfolgen mit Bewegungsvorhersage in einem Farbmodell für Rundfunk und Datenträger. Ein Gerät, das JPEG 2000 in X'Y'Z' entpacken soll, braucht dafür eigene Hardware; mit einem Softwareupdate lässt sich das an einem Consumer-Gerät nicht nachrüsten.

Die Verpackung. Wie ein DCP aufgebaut ist, regelt SMPTE ST 429-2 in der Fassung vom 12. September 2023. Ein Paket besteht aus genau einer Packing List, die als Lieferschein alles auflistet, und den Assets, auf die dieser Lieferschein zeigt: einer oder mehreren Composition Playlists und den Track Files. Die Playlist ordnet die Essenz in Rollen und sagt, was in welcher Reihenfolge läuft; deshalb kann ein Kino Werbung, Trailer und Hauptfilm aus denselben Bausteinen für jede Vorstellung anders zusammensetzen. Die Track Files sind MXF-Dateien nach SMPTE ST 429-20 und enthalten Bild, Ton oder Untertitel getrennt voneinander. MXF steht für Material Exchange Format und ist der in der professionellen Produktion übliche Container: Er führt die Essenz zusammen mit den beschreibenden Daten in einer Datei.

Ein Missverständnis räumt diese Struktur gleich mit aus: Ein DCP ist kein Format, das man „konvertiert". Es ist eine Zusammenstellung, deren Teile einzeln normiert sind.

Die Schlüsselvergabe — hier trennen sich die Wege

Muss ein DCP geschützt werden, wird die Essenz verschlüsselt: KLV- Verschlüsselung der Track Files nach SMPTE ST 429-6, je Track File genau ein symmetrischer 128-Bit-Schlüssel. Diesen Schlüssel liefert der Verleih getrennt vom Paket aus, in einer Key Delivery Message nach SMPTE ST 430-1. Und die KDM ist auf zwei Dinge festgelegt:

auf das Zertifikat eines bestimmten Media Blocks — also auf genau das eine Abspielgerät, dessen Seriennummer und Schlüsselpaar dem Verleih vorliegen,
auf ein Gültigkeitsfenster — einen Zeitraum, außerhalb dessen sich nichts entschlüsseln lässt.

Dazu kommt, was die Spezifikation in Abschnitt 9 rundherum verlangt: Nur Geräte auf einer Trusted Device List dürfen entschlüsseln, das projizierte Bild wird forensisch markiert, die Strecke zwischen Media Block und Projektor ist ihrerseits verschlüsselt, und beide sitzen in einem manipulationsgeschützten Gehäuse.

Damit ist die Frage „kann mein Gerät das abspielen?" falsch gestellt. Selbst ein Gerät, das JPEG 2000 in X'Y'Z' beherrscht, spielt ein verschlüsseltes DCP nur, wenn jemand bereit ist, für dieses eine Gerät eine KDM auszustellen. Darüber entscheidet der Rechteinhaber geschäftlich, und die Technik hat damit nichts mehr zu tun.

Der Umkehrschluss ist ebenso wichtig: Ein unverschlüsseltes DCP — Festivalkopien, Werbung, eigenes Material — läuft auf jedem DCI-tauglichen Abspieler ohne jede KDM. Wer eine DCI-Kette plant, weil er eigene Inhalte in Kinoqualität zeigen will, steht vor einer ganz anderen Aufgabe als jemand, der aktuelle Kinotitel sehen möchte.

Häufiges Missverständnis

„Der Projektor kann DCI, also spielt er Kinokopien." In Datenblättern steht „DCI" fast immer für etwas anderes als die Spezifikation. Gemeint ist meist der Farbraum DCI-P3 — eine Angabe zum Farbumfang, die mit Verschlüsselung und Paketformat nichts zu tun hat. Oder es ist die Auflösung gemeint: „DCI-4K" bezeichnet den Kinocontainer mit 4096 × 2160 Bildpunkten im Seitenverhältnis 1,90 : 1, gegenüber 3840 × 2160 bei UHD. Beides sind Formatangaben. DCI-Konformität dagegen heißt, dass ein Gerät die Sicherheitsanforderungen der Spezifikation erfüllt und in der Schlüsselinfrastruktur bekannt ist. Zwischen „erreicht 95 Prozent DCI-P3" und „ist DCI-konform" liegt die gesamte Sicherheitskette.

„Wenn HDCP schon verschlüsselt, ist das doch dasselbe." HDCP schützt die Leitung zwischen zwei Geräten und lässt den Inhalt unangetastet. Beim DCP ist der Inhalt selbst verschlüsselt, schon auf der Festplatte, lange vor jeder Leitung. Deshalb hilft kein Gerät in der HDMI-Kette weiter: Es gibt an dieser Stelle nichts zu entschlüsseln, was nicht vorher im Media Block entschlüsselt worden wäre.

Nicht zu verwechseln mit

DCI-P3: ein Farbraum, definiert über seine Primärvalenzen. Eine Prozentangabe dazu sagt nichts über Kinokopien aus.
DCI-4K: die Containerauflösung 4096 × 2160. Ein Gerät kann sie annehmen, ohne irgendetwas aus der Spezifikation sonst zu erfüllen.
HDCP: Schutz der Übertragungsstrecke, nicht des Inhalts.
DRM eines Streaming-Dienstes: schützt den Inhalt auf dem Weg ins Abspielgerät, arbeitet aber mit ganz anderen Formaten und Schlüsselwegen.

In der Planung

Ein Kunde möchte ein privates Kino, in dem aktuelle Filme so laufen wie im Saal. Der Reflex geht sofort zum Gerät — welcher Projektor kann das? Die Reihenfolge ist eine andere.

Zuerst zu klären ist das Konzept: Welche Inhalte sollen hier laufen? Aktuelle Kinotitel im Verleihfenster, eigenes Material in Kinoqualität, oder schlicht die bestmögliche Wiedergabe von Ultra-HD-Blu-ray und Streaming? Die drei Antworten führen zu drei verschiedenen Anlagen, und nur die erste stellt überhaupt die Frage nach DCI.

Erst danach die Verfahrensfrage, und die ist bei aktuellen Titeln keine technische: Wer stellt die KDM aus? Ohne einen Rechteinhaber, der für dieses eine Gerät und diesen einen Zeitraum einen Schlüssel ausstellt, hilft die vollständigste Kinotechnik nichts. Diese Frage ist vor jeder Gerätewahl zu klären, weil an ihr das gesamte Vorhaben gelingt oder scheitert.

Und erst zuletzt das Gerät. Einige Hersteller führen zwei Linien nebeneinander: eine aus der Kinotechnik abgeleitete, DCI-konforme, und eine auf eigener Elektronikplattform für die Consumer-Zuspielung. Die zweite ist für eine andere Aufgabe gebaut und deshalb keine schwächere Ausführung der ersten — sie sitzt an HDMI und HDCP, nicht an Media Block und Trusted Device List. Wer beides will, plant zwei Zuspielwege in einen Raum.

Verknüpfte Inhalte

Warum JPEG 2000 im Transport eine andere Aufgabe löst als H.264 oder HEVC, steht bei der Videokompression im Transport; wie die Verfahren der Consumer-Zuspielung selbst arbeiten, beim Videocodec. Wie DCI-P3 als Farbraum definiert ist und was eine Prozentangabe dazu wert ist, klärt der Farbraum. Der Unterschied zwischen Inhalts- und Streckenverschlüsselung wird bei HDCP ausführlich. Wie sich die beiden Produktlinien eines Herstellers an genau dieser Grenze trennen, zeigen Barco Residential und die Pulse-Plattform.

Quellen

Gründung durch die sieben Studios, die Festlegung auf JPEG 2000 nach ISO/IEC 15444-1, die Farbcodierung X'Y'Z' nach SMPTE 428-1 mit 12 Bit je Komponente, die Containerauflösungen 2048 × 1080 und 4096 × 2160, der Höchstwert von 1.302.083 Byte je Bild sowie die Bildraten stehen in der Digital Cinema System Specification Version 1.4.4 vom 3. Januar 2024. Aus deren Abschnitt 9 stammen auch die Sicherheitsanforderungen: AES-Verschlüsselung der Essenz, Key Delivery Message nach SMPTE ST 430-1 mit Bindung an Media-Block-Zertifikat und Gültigkeitsfenster, Trusted Device List, forensische Markierung, Linkverschlüsselung und manipulationsgeschütztes Gehäuse. Der Aufbau des Pakets aus Packing List, Composition Playlist und MXF-Track-Files stammt aus SMPTE ST 429-2 in der Fassung vom 12. September 2023. Diese Norm lässt auch die Bildraten 25, 30, 50 und 60 zu; das ist eine Angabe zur Verpackung und hebt die 24 Bilder je Sekunde nicht auf, die die Spezifikation für die Vorführung verlangt.