Zoom und Overscan

Wie passt das Bild auf die Fläche — und warum kostet Overscan Bildinhalt, Zoom dagegen Licht?

Beide Begriffe beantworten dieselbe Frage — wie das Bild auf die Fläche passt —, aber auf verschiedenen Ebenen. Zoom verändert die Bildgröße optisch, durch Verstellen des Objektivs. Overscan vergrößert das Bild im Signalweg und schneidet dabei die Ränder ab.

Wenn ein Bild nicht genau auf die Fläche passt, gibt es zwei ganz verschiedene Wege. Der eine verstellt das Objektiv, so wie bei einer Kamera — das Bild wird größer oder kleiner, und es bleibt alles drauf. Der andere vergrößert das Bild elektronisch und lässt die Ränder einfach wegfallen. Der zweite Weg stammt aus der Zeit der Röhrenfernseher, wo die Bildränder nicht sauber waren. Heute nimmt er Dir nur noch Schärfe und ein paar Prozent Bildinhalt weg — und trotzdem ist er bei vielen Geräten ab Werk eingeschaltet.

Zoom: die optische Seite

Ein Zoomobjektiv verändert seine Brennweite und damit die Bildgröße bei gleichbleibendem Abstand. Angegeben wird der Bereich meist als Spanne des Projektionsverhältnisses, etwa 1,3 bis 2,1 — die Zahlen sagen, das Wievielfache der Bildbreite der Abstand betragen darf.

Ein großer Zoombereich macht die Aufstellung unkritisch und ist deshalb im Wohnraum wertvoll, wo der Projektorplatz oft feststeht. Er hat aber zwei Preise, und beide werden bei der Planung gern übersehen.

Am langen Ende kostet Zoom Licht. Bei maximaler Auszugsweite geben viele Objektive spürbar weniger Lichtstrom ab als in der Mittelstellung. Wer den Projektor weit hinten platziert und das Objektiv ans Ende fährt, verliert damit Leuchtdichte auf der Leinwand — dieselbe Größe, um die es bei der Auslegung ohnehin geht. Warum die beiden Enden des Zoomwegs optisch ungleich sind und welche Zoomstellung die Lumenzahl des Datenblatts beschreibt, führt der Eintrag zum Weitwinkel- und Tele-Ende aus.

Die Zoomstellung begrenzt den Lens Shift. Objektiv und Verschiebemechanik arbeiten zusammen, und am Rand des Zoombereichs schrumpft der nutzbare Verstellbereich für den Bildversatz. Beide Angaben im Datenblatt gelten also nicht gleichzeitig in voller Höhe; wer beide ausreizen will, stellt fest, dass sie sich gegenseitig einschränken. Die Einzelheiten dazu stehen beim Lens Shift; wie sich Lichtstrom, Verstellbereich und Einfallswinkel auf der Leinwand um dieselbe Objektivstellung streiten, führt Wurfweite, Lens Shift und Einfallswinkel aus.

Ein praktischer Anwendungsfall verdient eigene Erwähnung: Manche Projektoren speichern Objektivstellungen und fahren sie auf Knopfdruck an. Damit lässt sich zwischen einem 16:9-Bild und einem breiteren Kinoformat umschalten, ohne ein Vorsatzobjektiv zu verwenden — das Bild wird auf die volle Leinwandbreite gezoomt, und die schwarzen Balken wandern über den Leinwandrand hinaus. Der Nachteil bleibt: Die Bildpunkte der Balken werden weiterhin angesteuert, ihr Restlicht landet oberhalb und unterhalb der Leinwand.

Overscan: die Signalseite

Overscan vergrößert das ankommende Bild um einige Prozent und stellt nur den mittleren Ausschnitt dar. Der Rest fällt über den Bildrand hinaus.

Der Ursprung liegt bei der Bildröhre. Deren Geometrie war nicht stabil — sie änderte sich mit der Betriebsspannung, der Temperatur und dem Alter des Geräts —, und die äußersten Zeilen enthielten oft Steuerinformationen oder waren schlicht unsauber. Man strahlte deshalb absichtlich über den sichtbaren Bereich hinaus, damit unter keinen Umständen ein unbeschriebener Rand zu sehen war.

Bei einem Gerät mit fester Bildpunktmatrix ist diese Begründung entfallen, die Voreinstellung aber vielerorts geblieben. Zwei Nachteile folgen daraus.

Bildinhalt geht verloren. Fünf Prozent Overscan bedeuten, dass rundum je rund zweieinhalb Prozent der Bildbreite und -höhe fehlen. Bei Film fällt das selten auf; bei Untertiteln am Bildrand, bei eingeblendeten Anzeigen und bei allem, was von einem Rechner oder einer Spielkonsole kommt, sehr wohl.

Die Schärfe leidet. Damit ein vergrößerter Ausschnitt auf die Bildpunktmatrix passt, muss das Bild neu berechnet werden. Ein Signal, das exakt zur Auflösung des Geräts passt und ohne Overscan eins zu eins abgebildet würde, wird dadurch skaliert — jeder Bildpunkt entsteht neu aus Nachbarwerten. Der Verlust ist gering und bei feinen Strukturen sichtbar.

Wie die Kette es aushandelt

Auch hier verständigen sich die Geräte über den AVI-InfoFrame. Ein Feld im ersten Datenbyte sagt, ob das Bild bereits überabgetastet vorliegt oder vollständig übertragen wird.

Ist das Feld nicht gesetzt, greift dieselbe Fallunterscheidung wie beim Signalwertebereich: Bei einem CE-Videoformat — den Fernseh- und Filmauflösungen — soll der Empfänger overscannen, bei einem IT-Videoformat, also den PC-Auflösungen, nicht. Das erklärt eine Beobachtung, die sonst rätselhaft wirkt: Derselbe Projektor schneidet bei der einen Quelle Ränder ab und bei der anderen nicht, ohne dass jemand etwas umgestellt hätte.

Die Menübezeichnungen sind so vielfältig wie beim Wertebereich. „Just Scan", „Pixel-für-Pixel", „1:1", „Vollbild", „Bildgröße" und schlicht „Overscan" meinen dieselbe Einstellung, und welcher Wert davon Overscan abschaltet, ist ohne Testbild nicht zu erraten.

So findet man es

Ein Testbild mit einem Rahmen genau auf dem äußersten Bildpunkt zeigt es sofort: Ist der Rahmen vollständig und an allen vier Seiten sichtbar, läuft das Gerät ohne Overscan. Fehlt er ganz oder teilweise, wird beschnitten. Testbilder mit einer Skala am Rand zeigen zusätzlich, wie viel Prozent fehlen.

Die Prüfung gehört je Eingang und je Quelle einzeln gemacht, weil die Einstellung oft eingangsbezogen gespeichert wird und die Vorgabe je nach Bildformat wechselt.

Häufiges Missverständnis

„Overscan brauche ich, damit das Bild die Leinwand ganz ausfüllt." Dafür ist die Aufstellung zuständig — Abstand, Zoom und Lens Shift. Das Bild an die Fläche anzupassen und Bildinhalt wegzuschneiden sind zwei verschiedene Vorgänge, die nur zufällig ähnlich aussehen. Wer Overscan dafür einsetzt, verliert Auflösung und Bildinhalt, ohne das eigentliche Problem — eine nicht passende Aufstellung — zu lösen.

„Am Projektor ist etwas Überstrahl doch gut, dann ist die Leinwand ganz gefüllt." Das ist die teuerste Variante dieses Irrtums, und sie kostet Schwarzwert. Licht, das über die Leinwandkante hinaus auf die Wand fällt, macht die Wand ringsum zu einer großflächigen Lichtquelle direkt neben der Bildfläche — sie strahlt auf die Leinwand zurück und hebt Schwarz an. Ein Projektor gehört so eingerichtet, dass er innerhalb der Leinwand bleibt; die Einzelheiten stehen beim Schwarzwert.

„Digitaler Zoom ist auch Zoom." Er skaliert das Signal, statt das Objektiv zu verstellen. Damit kostet er Auflösung wie Overscan und gewinnt keinen Lichtstrom — die Lichtmenge verteilt sich weiterhin auf dieselbe Fläche. Als Notbehelf bei ungünstiger Aufstellung ist er brauchbar, als Ersatz für ein passendes Objektiv nicht.

„Zoom kostet nichts." Optischer Zoom kostet keine Auflösung, aber am langen Ende Lichtstrom und Verstellbereich beim Lens Shift. Bei der Auslegung eines Projektors ist das kein Nebeneffekt, sondern eine der Größen, die über die Bildbreite mitentscheiden.

Nicht zu verwechseln mit

Trapezkorrektur: Eine Geometriekorrektur für schräge Aufstellung, die ebenfalls Bildpunkte kostet, siehe Trapezkorrektur.
Lens Shift: Verschiebt das Bild, ohne seine Größe zu ändern, siehe Lens Shift.
Projektionsverhältnis: Das Verhältnis von Abstand zu Bildbreite; der Zoombereich ist die Spanne, in der es einstellbar ist, siehe Projektionsverhältnis.
Bildformatanpassung: Schwarze Balken bei abweichendem Seitenverhältnis sind kein Overscan — dort geht kein Bildinhalt verloren.

Bei der Einrichtung

Bei der Spielkonsole ist die Anzeige am oberen Bildrand angeschnitten, während Filme von der Disc einwandfrei aussehen. Der erste Verdacht fällt auf die Konsole.

Beide Beobachtungen passen zu einem eingeschalteten Overscan, der je nach Bildformat unterschiedlich greift. Filme bringen ihre wichtigen Inhalte nicht bis an den Rand, eine Spieloberfläche schon — derselbe Beschnitt fällt deshalb nur bei der einen Quelle auf.

Der Weg dorthin ist ein Testbild mit Randmarkierung, an jedem Eingang einzeln. Zeigt es fehlende Ränder, wird die Bildgrößeneinstellung des Projektors auf die Stellung ohne Skalierung gebracht — wie sie heißt, verrät erst das Testbild. Bleibt danach ein Rest, lohnt der Blick auf die Quelle: Auch Zuspieler und Konsolen haben eigene Einstellungen dafür, und zwei aufeinanderfolgende Beschnitte addieren sich.

Erst wenn das Bild ungeschnitten ankommt, wird die optische Seite eingerichtet — Abstand, Zoom, Lens Shift —, und zwar so, dass die Bildkante innerhalb der Leinwand bleibt. Diese Reihenfolge lohnt sich, weil eine optische Einrichtung, die auf ein beschnittenes Bild ausgelegt wurde, nach dem Abschalten des Overscans erneut gemacht werden muss.

Verknüpfte Inhalte

Wie weit ein Projektor von der Leinwand entfernt stehen muss, klärt das Projektionsverhältnis; wie sich das Bild ohne Größenänderung versetzen lässt, der Lens Shift. Warum eine schräge Aufstellung Bildpunkte kostet, führt die Trapezkorrektur aus. Wie die Kette ihre Betriebsart aushandelt, steht beim InfoFrame, die Parallele beim Signalwertebereich. Warum Überstrahl über die Leinwandkante den Schwarzwert kostet, gehört zum Schwarzwert.

Quellen

Die Signalisierung der Abtastung im AVI-InfoFrame, die Bedeutung der Feldwerte und die Vorgabe je Formatart stammen aus CTA-861-G, das für diese Seite in einer texterkannten Volltextfassung am Objekt gelesen wurde. Die optischen Zusammenhänge — Zoombereich als Spanne des Projektionsverhältnisses, Lichtverlust am langen Ende, Abhängigkeit des Lens-Shift-Bereichs von der Zoomstellung — sind im Bestand bereits auf den Einträgen zum Projektionsverhältnis und zum Lens Shift geführt und dort an Herstellerunterlagen gebunden.