Eine Laserlichtquelle erzeugt das Licht eines Projektors mit Halbleiterlasern statt mit einer Entladungslampe. Das Wort steht auf sehr verschiedenen Geräten: Gemeint sein können ein einzelner blauer Laser mit Leuchtstoff, eine Kombination aus blauem und rotem Laser oder drei Laser in den Grundfarben. Was der Käufer davon sieht, entscheidet sich an dieser Unterscheidung.

Ausführliche Erklärung

Ein Projektor braucht zwei Baugruppen, die wenig miteinander zu tun haben: eine Lichtquelle und einen Bildwandler, der aus diesem Licht das Bild formt. Welche Lichtquelle im Gerät arbeitet, sagt nichts darüber, ob der Bildwandler ein Spiegelchip, ein reflektives oder ein durchleuchtetes Panel ist — und umgekehrt. Beide Fragen gehören getrennt gestellt.

Drei Bauarten unter einem Namen

Laserphosphor ist die verbreitete Ausführung. Eine Bank blauer Laserdioden leuchtet auf ein Rad, das mit Leuchtstoff beschichtet ist. Der Leuchtstoff wandelt einen Teil des blauen Lichts in ein breites gelbgrünes Spektrum um, aus dem ein Farbrad oder ein Prisma über dichroitische Farbteilung die Anteile Rot und Grün heraustrennt; Blau kommt direkt vom Laser. Rot und Grün sind damit so rein, wie der Leuchtstoff sie liefert — und ein Leuchtstoff strahlt breit, wo ein Laser schmal strahlt.

Der Dual-Laser setzt einen roten Laser daneben und überlässt dem Leuchtstoff nur noch das Grün. Rot gewinnt dadurch an Sättigung, der Aufbau bleibt aber im Kern der von oben. Diese mittlere Stufe wird im Handel meistens gar nicht benannt.

Der Dreifarblaser hat für jede Grundfarbe eine eigene Laserquelle. Laserlicht ist schmalbandig — es besteht aus einem sehr engen Wellenlängenbereich statt aus einem breiten Gemisch —, und je schmaler das Band jeder einzelnen Grundfarbe bleibt, desto weiter außen liegt sie im Farbdiagramm und desto größer wird der Bereich der Farben, die das Gerät überhaupt darstellen kann. Für Material mit weitem Farbraum ist das die interessante Bauart.

Was an der Bauart hängt

Der Farbraum ist die erste Folge, und sie steigt über die drei Stufen hinweg an. Die zweite ist das Speckle-Muster: ein feines, körniges Glitzern in gleichmäßigen Flächen. Es entsteht, weil kohärentes Laserlicht an der mikroskopisch rauen Leinwandoberfläche mit sich selbst zur Interferenz kommt — dieselbe Eigenschaft, die den großen Farbraum erst möglich macht. Hersteller arbeiten mit optischen Verfahren dagegen, und Betrachter sehen das Muster unterschiedlich stark; verlässlich verschwunden ist es nicht.

Die dritte Folge wiegt in der Planung am schwersten und wird selten genannt. Die Lampe war ein Verschleißteil mit Ersatzteilnummer: dunkler werdendes Bild, Wechsel, weiter. Eine Laserlichtquelle ist im Gerät verbaut und wird nicht vom Nutzer getauscht. Das nimmt eine Wartungsposition aus der Kalkulation heraus und verschiebt sie an das Ende der Gerätelebensdauer — was dort passiert, ist eine Frage an den Service und nicht an den Zubehörhandel.

Lebensdauer: was bekannt ist und was nicht

Als Nennlebensdauer geben Hersteller 20.000 bis 30.000 Betriebsstunden an. Das ist viel, gemessen an den wenigen tausend Stunden einer Lampe, und für den Wohnraum praktisch die Gerätelebensdauer. Offen ist der Verlauf dahinter: Ob die Helligkeit über die Laufzeit weitgehend erhalten bleibt und am Ende deutlich abfällt oder von Anfang an langsam nachlässt, wird unterschiedlich dargestellt.

Häufiges Missverständnis

„Der hat Laser" ist im Verkaufsgespräch eine Qualitätsaussage, und sachlich ist es eine Aussage über die Lichtquelle allein. Zwischen einem Laserphosphor-Gerät der Einstiegsklasse und einem Dreifarblaser liegt im Farbraum ein sichtbarer Unterschied, obwohl beide mit demselben Wort beworben werden. Wer den Farbraum wirklich braucht, muss deshalb nach der Bauart fragen und nicht nach dem Schlagwort.

Bei der Wartung liegt der zweite Irrtum. Kein Lampenwechsel heißt noch lange nicht wartungsfrei: Staubfilter, Lüfterwege und die Optik bleiben Pflege, und in einem eingebauten Gerät ist gerade der Zugang dazu die Stelle, an der es hakt.

Nicht zu verwechseln mit

• Bildwandler: Spiegelchip, reflektives oder durchleuchtetes Panel formen das Bild aus dem Licht. Diese Wahl ist von der Lichtquelle unabhängig; jede Kombination kommt vor.
• Laser TV: Beschreibt die Bauform Ultrakurzdistanz samt Vermarktung als Fernseherersatz. Auch ein Deckenprojektor arbeitet heute in aller Regel mit Laser.
• LED- und Hybridlichtquelle: Leuchtdioden liefern weniger Licht auf die Fläche und erzeugen kein Speckle; Mischformen aus Laser und LED gibt es ebenfalls.
• Entladungslampe: Das ältere Verfahren mit Lichtbogen unter hohem Druck. Sie braucht Vorwärmzeit, wird über ihre Lebensdauer messbar dunkler und ist ein Wechselteil.

In der Planung

Ein dedizierter Kinoraum, in dem überwiegend Kinofilme mit weitem Farbraum laufen, Bildbreite gut drei Meter, Sitzabstand rund vier Meter. Zuerst zählt, was dieser Raum können soll: geht es um Farbtreue bei anspruchsvollem Material oder um ein helles Bild unter Restlicht? Beides zieht in verschiedene Richtungen.

Lautet die Antwort Farbtreue, ist der Dreifarblaser die naheliegende Wahl, und die Prüffrage lautet dann: Fällt das Sprenkelmuster in diesem Aufbau auf? Sichtbar wird es eher bei großer Fläche, kurzem Sitzabstand und ruhigen, gleichmäßigen Bildteilen — angesehen werden muss es an einem Gerät, gerechnet werden kann es nicht. Steht dagegen die Helligkeit im Vordergrund, weil der Raum Restlicht hat, verschiebt sich die Entscheidung zur Laserphosphor-Bauart mit hohem Lichtstrom, und der Farbraum wird zur nachgeordneten Größe. Erst wenn Lichtstrom, Farbraum und Fläche als Anforderung feststehen, lässt sich sinnvoll über einzelne Modelle reden — vorher sortiert die Geräteliste nur das Sortiment, nicht den Raum.

Verknüpfte Inhalte

Wie das Licht der Quelle auf der Fläche ankommt und was die Fläche daraus macht, steht beim Leinwand-Gain; welchen Teil des sichtbaren Farbbereichs ein Gerät überhaupt darstellen kann, führt der Farbraum aus. Warum die Kontrastangaben der Datenblätter mit der Lichtquelle wenig zu tun haben, klärt das Kontrastverhältnis. Die Bauform, die den Laser im Wohnzimmer bekannt gemacht hat, behandelt der Laser TV; die Bildwandlerseite dieser Frage steht bei LCoS und beim transmissiven LCD.

Quellen

Die Angaben zu Nennlebensdauer und Farbraum je Bauart stammen aus Herstellerunterlagen; die Entstehung des Speckle-Musters folgt der optischen Fachliteratur.

Lens Shift verschiebt das projizierte Bild gegenüber der optischen Achse, indem das Objektiv quer zu dieser Achse bewegt wird. Das Gerät bleibt dabei gerade ausgerichtet, der Abstand zur Bildfläche ändert sich nicht, und es geht kein Bildpunkt verloren.

Ausführliche Erklärung

Angegeben wird der Bereich als Prozentsatz der Bildgröße: vertikal bezogen auf die Bildhöhe, horizontal auf die Bildbreite. In der üblichen Lesart bedeutet eine Angabe von 60 Prozent vertikal, dass die Bildmitte um 60 Prozent der Bildhöhe über oder unter der Objektivachse liegen darf — verbindlich ist das nicht, denn die Bezugsgröße wird nicht einheitlich gehandhabt. Der Wert beschreibt also eine Montagetoleranz: Er sagt, wie weit die Bildmitte von der Objektivachse abweichen darf, und damit, welche Montagepositionen für ein bestimmtes Bild überhaupt in Frage kommen.

Drei Einschränkungen gehören zur Angabe dazu.

Erstens sind vertikaler und horizontaler Versatz nicht unabhängig voneinander. Wer den vertikalen Bereich voll ausreizt, hat horizontal kaum noch Spielraum. Hersteller bilden das meist als Diagramm ab, und die beiden Maximalwerte aus dem Datenblatt gelten jeweils nur, wenn die andere Achse in der Mitte steht.

Zweitens hängt der nutzbare Bereich an der Zoomstellung. Objektiv und Verschiebemechanik arbeiten zusammen, und der verfügbare Versatz ändert sich, wenn Du zoomst. In welche Richtung, lässt sich nicht allgemein sagen: Konstruktionsunterlagen der Objektivhersteller beschreiben beide Fälle — Rechnungen, bei denen der Versatz am Weitwinkel-Ende einbricht, weil der Bildkreis dort klein ist, und ebenso Rechnungen, die im Weitwinkel gerade mehr Versatz zulassen. Das ist eine Eigenschaft des einzelnen Objektivs, keine der Bauart.

Praktisch wichtig wird das, weil eine zweite Regel in dieselbe Stellschraube greift: Ein Zoomobjektiv gibt am Weitwinkel-Ende mehr Licht ab als am Tele-Ende, weshalb für die Bildhelligkeit eine möglichst weitwinklige Stellung empfohlen wird — siehe Zoom und Overscan. Wer nun zugleich den Shift ausreizt, stellt zwei Anforderungen an dieselbe Objektivstellung. Ob ein Gerät beides gleichzeitig kann, steht im Shift-Diagramm, abgelesen bei genau der Zoomstellung, die der geplante Aufbau braucht. Die beiden Maximalwerte des Datenblatts reichen dafür nicht aus. Bei einer winkelselektiven Leinwand kommt eine dritte Anforderung an dieselbe Objektivstellung dazu; wie sie sich zu den beiden anderen verhält, führt Wurfweite, Lens Shift und Einfallswinkel aus, und die Rechnung dahinter steht beim Einfallswinkel des Projektorlichts an der Bildmitte.

Drittens kostet die Ausnutzung Bildqualität. Ein Objektiv ist um seine Achse herum am besten korrigiert; je weiter das Bild aus der Mitte geschoben wird, desto eher zeigen sich Unschärfe zu den Ecken hin, Helligkeitsabfall am Rand und Farbsäume. Hersteller sagen das in ihren Anleitungen auch offen — Epson weist die Anwender darauf hin, dass das Bild in der Grundstellung des Objektivs am klarsten ist. Für die Planung heißt das: Ein Aufbau, der den Bereich etwa zur Hälfte nutzt, steht besser da als einer, der ihn ausschöpft.

Lens Shift und die elektronische Trapezkorrektur greifen an verschiedenen Stellen an. Lens Shift arbeitet optisch: Es bewegt Licht, und das Signal bleibt unangetastet. Die Trapezkorrektur arbeitet im Signal. Sie rechnet das Bild so um, dass es auf der schräg getroffenen Fläche wieder rechteckig erscheint — und dafür muss sie es neu abtasten.

Das lässt sich am Bildpunkt nachvollziehen. Der Projektor hat eine feste Anzahl physikalischer Bildpunkte in festem Raster. Die Trapezkorrektur schiebt und staucht das Bild so, dass ein Bildpunkt des Signals nun zwischen zwei physikalischen Bildpunkten zu liegen kommt. Weil er dort nicht dargestellt werden kann, wird sein Helligkeits- und Farbwert auf die benachbarten Bildpunkte aufgeteilt. Aus einer scharfen Kante werden so zwei halbhelle Punkte. Weil das Bild außerdem in die Fläche des Rasters hineingestaucht wird, bleiben am Rand Bildpunkte ungenutzt: Die tatsächlich dargestellte Auflösung liegt unter der des Geräts. Sichtbar wird beides als weicheres Bild und als unruhige Diagonalen und Schriftkanten.

Wird die Trapezkorrektur nötig, ist das eine Aussage über die Montage und nicht über das Gerät: Die Position stimmt nicht. Für den mobilen Einsatz ist die Funktion trotzdem sinnvoll gebaut — im Besprechungsraum, im Klassenzimmer, beim Projektor, der abends auf den Tisch gestellt wird, ist ein leicht weiches Bild allemal besser als ein schiefes. Im geplanten Heimkino gilt das nicht. Dort steht die Montageposition zur Disposition, solange gebaut wird, und ein Aufbau, der ohne Trapezkorrektur nicht rechteckig wird, ist nicht fertig geplant. Die Antwort ist dann eine andere Halterung, ein anderer Montagepunkt oder ein Gerät mit größerem Shift-Bereich.

Häufiges Missverständnis

Lens Shift und Keystone werden regelmäßig für dasselbe gehalten, weil beide das Bild an die richtige Stelle bringen. Unterscheiden lassen sie sich an ihrem Preis: Lens Shift kostet keine Auflösung, die Trapezkorrektur kostet welche. Wer die Wahl hat, nimmt deshalb den optischen Weg; wer sie nicht hat, ändert besser die Montage, statt elektronisch zu korrigieren.

Hartnäckiger ist die Vorstellung, der Bereich sei ein Qualitätsmerkmal: viel Shift, gutes Gerät. Er sagt nur, wie tolerant die Aufstellung sein darf. Ausgereizt wird er zum Nachteil, und bei Ultrakurzdistanz-Geräten gibt es ihn oft gar nicht — dort steht die Position fest, und die Feinjustage passiert über die Aufstellfläche selbst. Bei dieser Bauform folgt der fehlende Lens Shift aus der Geometrie und zählt deshalb nicht als Schwäche des Geräts.

Nicht zu verwechseln mit

• Projektionsverhältnis: Beantwortet, wie weit das Gerät für eine bestimmte Bildbreite entfernt stehen muss — also den Abstand entlang der Blickachse. Lens Shift beantwortet die zweite Hälfte der Montagefrage: wie weit das Gerät quer dazu daneben oder darüber sitzen darf, ohne dass das Bild seine Lage verliert.
• Trapezkorrektur: Elektronische Entzerrung eines schief geworfenen Bildes. Sie kostet Auflösung und Schärfe, der optische Versatz nicht.
• Offset: Der fest eingebaute Versatz, den der Konstrukteur festgelegt hat. Er bestimmt die Grundstellung; der Lens Shift ist der Bereich, in dem sich das Bild von dort aus noch bewegen lässt. Bei Geräten mit beidem wird zuerst der Offset bereinigt und erst danach der Shift angesetzt.
• Zoom: Verändert die Bildgröße bei gleichem Abstand, nicht ihre Lage.

In der Planung

Ein Wohnzimmer mit Deckenbalken, der Projektor soll an die Decke. Die Bildoberkante liegt bei 2,10 Metern, die Decke bei 2,60, und der einzige tragfähige Punkt für die Halterung liegt seitlich versetzt neben der Bildmitte.

Zuerst die Konzeptfrage: Steht die Bildlage fest, oder darf sie sich bewegen? Ist sie gesetzt — und im Heimkino ist sie das meistens, weil sie am Sitzabstand und am Sichtwinkel hängt —, wird daraus die Verfahrensfrage: Welcher Montagepunkt liegt innerhalb des Shift-Fensters, das ein Gerät mitbringt? Der seitliche Versatz und der Höhenunterschied müssen gemeinsam hineinpassen, nicht einzeln, denn beide Achsen begrenzen sich. Dann erst das Modell — eines mit Reserve im Bereich statt auf eines, das den Punkt gerade eben erreicht.

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Ist eine ALR-Leinwand geplant, engt sie die Montagepositionen stärker ein als der Shift-Bereich selbst — die Begründung steht bei Wenn der Lens Shift gegen die ALR-Leinwand arbeitet. Der fest eingebaute Gegenpart ist der Offset — er legt fest, wo das Bild ohne jeden Shift liegt, und ist der häufigste Grund für falsch gerechnete Montagehöhen. Wie weit ein Projektor für eine bestimmte Bildbreite entfernt stehen muss, klärt das Projektionsverhältnis; warum bei Ultrakurzdistanz-Geräten die Aufstellung besonders empfindlich ist, der Laser TV und die ALR-Leinwand. Wie groß das Bild für einen gegebenen Sitzabstand sein soll, steht beim Sichtwinkel. Dass motorisierte Geräte eine eingestellte Objektivlage samt Zoom und Fokus speichern und wieder abrufen können, beschreibt der Objektivspeicher.

Quellen

Die Angaben zu Bereichen, Diagrammen und zum Zusammenspiel mit dem Zoom folgen Herstellerunterlagen.

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.

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.

HDR10 ist das HDR-Format, das jedes Gerät beherrscht: eine feste Kombination aus der PQ-Kurve, zehn Bit Farbtiefe, dem Farbraum-Container BT.2020 und einem Satz Metadaten, der für den ganzen Film gilt. HDR10+ benutzt dieselbe Kombination und legt Angaben je Szene daneben, mit denen ein Wiedergabegerät seine Umrechnung feiner steuern kann.

Ausführliche Erklärung

HDR10: fünf Angaben, kein Verfahren

Der Name klingt nach einer Norm, gemeint ist ein Medienprofil. Die Consumer Technology Association — der US-Branchenverband der Unterhaltungselektronik, dessen Spezifikation CTA-861 festlegt, wie Bildsignale über schnelle digitale Schnittstellen wie HDMI angekündigt werden — beschreibt das HDR10 Media Profile in ihren Gerätedefinitionen über genau fünf Angaben:

Mehr steht dort nicht. Kein Abbildungsverfahren, keine Prüfstelle, keine Mindesthelligkeit — HDR10 sagt, wie das Signal aussieht, und schweigt darüber, was das Gerät damit anstellt. Genau daraus folgt seine Verbreitung: Wer die fünf Angaben erfüllt, erfüllt das Profil, und niemand muss dafür um Erlaubnis fragen.

Verbindlich wird HDR10 in derselben Definition, eine Zeile weiter. Ein Fernseher, Monitor oder Projektor darf sich nach dieser Festlegung nur dann HDR-tauglich nennen, wenn er das HDR10-Profil aus dem Netz, über HDMI oder aus anderen Quellen annimmt und verarbeitet. Weitere Profile sind ausdrücklich erlaubt, gefordert ist keines. Deshalb steht HDR10 auf praktisch jedem Datenblatt — es ist der einzige Weg, auf dem sich zwei beliebige HDR-Geräte sicher verstehen.

Was die statischen Metadaten leisten

Die beiden Metadatenteile beantworten zwei verschiedene Fragen. SMPTE ST 2086 beschreibt das Mastering-Display, also den Monitor, an dem der Film abgenommen wurde: seine Primärvalenzen und seine kleinste und größte Leuchtdichte. MaxCLL und MaxFALL beschreiben den Inhalt — den hellsten Bildpunkt, der im Film vorkommt, und die höchste mittlere Bildhelligkeit.

Entscheidend ist die Reichweite dieser Angaben: Sie gelten für den gesamten Titel. Eine Nachtszene und eine Schneelandschaft bekommen dieselbe Auskunft, und was ein Gerät daraus für die konkrete Szene ableitet, bleibt ihm überlassen. Was dabei passiert und warum derselbe Film auf zwei Projektoren verschieden aussieht, steht bei der Tonwertabbildung.

HDR10+: Beschreibung je Szene

HDR10+ ändert an den fünf Angaben nichts und legt einen zweiten Metadatenstrom daneben. Dessen Aufbau steht in SMPTE ST 2094-40, im Normtitel „Application #4", genehmigt im April 2020 als Überarbeitung der Fassung von 2016. Die Norm beschreibt eine von mehreren Ausprägungen desselben Grundmodells für dynamische Metadaten — Nummer 40 ist die, auf der HDR10+ aufsetzt. Deshalb steht auf manchen Datenblättern die Normnummer statt des Formatnamens.

Was mitreist, gehört zu zwei verschiedenen Gattungen, und dieser Unterschied ist der Kern des Formats.

Beschreibende Statistik. Für jedes Zeitintervall — praktisch: für jede Szene — nennt der Datensatz das Maximum der Farbkomponenten, den Mittelwert der hellsten Komponente je Bildpunkt und eine Häufigkeitsverteilung dieser Werte. In der aktuellen Ausprägung sind das neun Stützstellen: die Werte, unter denen 1, 5, 10, 25, 50, 75, 90, 95 und 99 Prozent aller Bildpunkte der Szene liegen. Dazu kommt der Anteil der wirklich hellen Bildpunkte. Ein Gerät erfährt damit mehr als den Höchstwert der Szene: Es sieht, ob die Helligkeit auf wenigen Spitzlichtern sitzt oder über die halbe Bildfläche geht.

Eine festgelegte Kurve. Zusätzlich kann eine Tonkurve mitgegeben werden: ein linearer Anfang, ein Knickpunkt und die Stützpunkte einer Bézier-Kurve darüber. Das ist die Fassung, die im Farbabgleich bewusst gesetzt wurde. Die Norm sagt dazu ausdrücklich, dass die Verteilungsangaben als Ersatzmetadaten dienen, wenn diese Kurve fehlt.

Die Kurve gilt dabei nie im luftleeren Raum: Der Datensatz nennt die Spitzenhelligkeit des Zielgeräts, für die sie gedacht ist. Ein Gerät mit anderer Spitzenhelligkeit muss also weiterhin selbst rechnen — es hat dafür aber die Verteilung der laufenden Szene und eine gesetzte Kurve statt eines einzigen Werts für den ganzen Film.

Warum ein HDR10+-Film auf jedem HDR10-Gerät läuft

Die dynamischen Angaben stecken in einer Zusatznachricht des Videostroms, wie sie der HEVC-Codec für herstellerregistrierte Daten vorsieht; ihren Aufbau legt dieselbe CTA-Schnittstellenspezifikation fest, die auch die HDR-Ankündigung auf der HDMI-Verbindung regelt. Je Einzelbild wird höchstens eine solche Nachricht mitgeschickt.

Diese Bauart erklärt die Abwärtskompatibilität besser als jede Zusage: Ein Decoder, der die Nachricht nicht kennt, überspringt sie — genau dafür ist die Nachrichtenart gemacht. Übrig bleibt ein gewöhnlicher HDR10-Strom, weil das Bild selbst nie etwas anderes war. Die Rundfunk-Spezifikation, die diesen Weg festschreibt, formuliert das als Erwartung, dass keine Kompatibilitätsprobleme auftreten; die Formatorganisation sagt dasselbe kürzer und stellt fest, dass ein reines HDR10-Gerät ein HDR10+-Signal ohne Weiteres als HDR10 abspielt.

Ein HDR10+-Titel braucht deshalb keine eigene Rückfallebene: Der HDR10-Strom darunter ist bereits eine.

Wo der Unterschied zu Dolby Vision liegt

Beide Formate ergänzen HDR10 um Metadaten je Szene. Verschieden ist, wer über die Abbildung entscheidet:

Die entscheidende Zeile ist die zweite. HDR10+ liefert einem Gerät bessere Informationen und schreibt ihm nicht vor, was es daraus macht; Dolby Vision schreibt beides vor und bindet die Wiedergabe an zugelassene Geräte. Das ist derselbe Zielkonflikt wie überall zwischen offener und geschlossener Festlegung: Verbindlichkeit kostet Reichweite, Offenheit kostet Vorhersagbarkeit.

Am Gerät schließen die beiden Formate einander nicht aus. Viele Fernseher werten beide aus, andere nur eines — welches, ist eine Frage der Produktdaten und des Firmwarestands.

Häufiges Missverständnis

„Die Zehn ist eine Versionsnummer." Sie steht für die Bittiefe — zehn Bit je Farbkanal statt der acht des gewohnten SDR-Materials. Auch das Pluszeichen zählt nichts hoch: Die fünf Angaben bleiben Wort für Wort dieselben, es kommt ein Metadatenstrom dazu.

„HDR10+ macht das Bild heller." Es verteilt vorhandenes Licht anders. Die PQ-Kurve schreibt weiterhin absolute Leuchtdichten vor, die kaum ein Wiedergabegerät erreicht; die Metadaten verbessern nur die Auskunft darüber, welche Stellen im Bild diese Vorgabe überhaupt ausreizen. Wie viel das ausmacht, hängt vom Abstand zwischen Master und Gerät ab — und der ist bei Projektion am größten.

„Steht HDR10 auf dem Karton, kann das Gerät HDR." Die Geräteanforderung verlangt vier Dinge: eine Schnittstelle mit HDR-Kennung, die Verarbeitung der statischen Metadaten, die Annahme des HDR10-Profils und das Anwenden einer passenden Übertragungsfunktion. Eine Mindesthelligkeit ist nicht darunter. Ein Gerät kann die Angabe also vollständig erfüllen und trotzdem so wenig Licht haben, dass von der HDR-Wirkung fast nichts übrig bleibt.

Nicht zu verwechseln mit

• PQ und HLG: Übertragungsfunktionen, die Codewerte in Helligkeit umrechnen. HDR10 benutzt PQ, aber eine Kurve allein ist noch kein Format — es fehlen Bittiefe, Farbraum und Metadaten. Beide Kurven klärt die Übertragungsfunktion.
• Tonwertabbildung: Was das Gerät mit den Metadaten macht. Beide Formate legen sie nicht fest — deshalb sagen Formatangaben allein wenig über das Bild.
• Dolby Vision: Ebenfalls dynamische Metadaten, aber mit vorgeschriebenem Verfahren und Gerätezulassung.
• BT.2020: Der Farbraum-Container, eine der fünf Angaben des Profils. Kein Gerät stellt ihn vollständig dar.
• Ultra HD und 4K: Bildauflösung. Sie hat mit dem Helligkeitsumfang nichts zu tun, wird auf Verpackungen aber im selben Atemzug genannt.

In der Planung

Ein Kunde bringt einen Fernseher mit HDR10+-Kennzeichen und einen Projektor ohne mit, dazu einen AV-Receiver und eine Matrix im Signalweg. Die Frage lautet, ob die Kette HDR10+ „kann".

Sie ist in dieser Form nicht beantwortbar, und die Reihenfolge der Klärung entscheidet mehr als die Antwort:

1. Was liefert die Quelle? Erst hier entscheidet sich, ob überhaupt dynamische Metadaten anliegen — je nach Titel, Dienst und Datenträger.
2. Was reicht die Kette durch? Ein Zwischengerät, das die Kennung verwirft, lässt die Kette stillschweigend auf HDR10 zurückfallen. Der Mechanismus dahinter steht beim InfoFrame; das Bild ist dann nicht gestört, sondern schlicht anders abgebildet.
3. Was wertet das Anzeigegerät aus? Die Kennung im Menü und die tatsächliche Verarbeitung sind zweierlei.
4. Wie groß ist der Abstand zum Master? Auf einem lichtstarken Fernseher im abgedunkelten Raum bleibt für die Metadaten wenig zu tun. Auf drei Meter Bildbreite ist der Abstand riesig — dort wäre der Gewinn am größten, und dort ist die Formatunterstützung am dünnsten.

Der vierte Punkt ist der, der die Kaufentscheidung dreht. Raumverdunklung und Bildgröße wirken bei HDR um ein Vielfaches stärker als jede Formatliste auf dem Datenblatt; die Rechnung dazu steht bei der Tonwertabbildung.

Verknüpfte Inhalte

Warum jedes Gerät die HDR-Vorgabe umrechnen muss und was dabei verloren geht, führt die Wissensseite zu HDR im Heimkino und Tonwertabbildung aus — sie ist die Voraussetzung dieser Seite. Die PQ-Kurve selbst und die Abgrenzung zwischen Kurve und Format gehören zur Übertragungsfunktion; dort steht auch, was HLG anders macht. Das konkurrierende dynamische Format beschreibt Dolby Vision. Zwei der fünf Angaben des HDR10-Profils haben eigene Einträge: Bittiefe und Farbraum. Die Größe, auf die am Ende alles zusammenläuft, klärt die Zielleuchtdichte. Woran die Kennung eines Formats in der Kette scheitert, klärt der InfoFrame.

Quellen

Die fünf Angaben des HDR10 Media Profile und die vier Bedingungen, unter denen ein Anzeigegerät HDR-tauglich heißen darf, stammen aus den Gerätedefinitionen der Consumer Technology Association, die für diese Seite am Objekt gelesen wurden; das Merkblatt selbst führt kein aufgedrucktes Datum. Der Aufbau der dynamischen Metadaten — die Verteilungsangaben mit ihren neun Stützstellen, die Kurve aus Knickpunkt und Bézier-Ankern, die Zielhelligkeit und der Vorrang der Kurve vor den Verteilungsangaben — ist an SMPTE ST 2094-40 in der Fassung von 2020 belegt, ebenfalls am Objekt gelesen. Die Übertragung als herstellerregistrierte Zusatznachricht im HEVC-Strom und die Feststellung, dass uninteressierte Empfänger sie überspringen, stehen in der ATSC-Ergänzung vom September 2021, die dafür auf die CTA-Schnittstellenspezifikation von Dezember 2020 verweist; deren Normtext ist kostenpflichtig und wurde nicht eingesehen.

Dass HDR10+ genau diese Norm benutzt, ist an einer Spezifikation der Alliance for Open Media vom Oktober 2023 gegengelesen, die HDR10+ als Metadaten nach ST 2094-40 und CTA-861 beschreibt — also unabhängig von der Formatorganisation. Deren eigene Darstellung deckt Herkunft, Prüfprogramm und Lizenzbedingungen; diese Angaben sind nirgends gegenlesbar, weil die Systemspezifikation nur angemeldeten Unternehmen offensteht. Öffentlich ist allein die Metadatennorm. Die Angaben zur Ultra HD Blu-ray sind nicht belegt; die maßgebliche Fundstelle war nicht abrufbar und die Aussage steht entsprechend gekennzeichnet.