Externer Videoprozessor im Heimkino: wann er etwas bringt und wann nicht

Ein externer Videoprozessor ist ein eigenes Gerät im Bildweg zwischen den Zuspielern und dem Bildgeber. Er übernimmt vier Aufgaben, die Projektor, Fernseher und Zuspieler ebenfalls erledigen: Er rechnet HDR-Material auf das Licht um, das im Raum wirklich ankommt, skaliert auf die Ausgabeauflösung, richtet das Bildformat auf die Leinwand aus und hält die Farbkorrektur an einer Stelle für alle Quellen bereit. Neue Fähigkeiten kommen damit nicht ins System — die vorhandenen werden besser und einheitlich gelöst. Ob sich das lohnt, entscheidet deshalb die Ausgangslage und nicht das Gerät: Im verdunkelten Projektionsraum mit Breitbildleinwand, mehreren Zuspielern und einer Kalibrierung, die den nächsten Gerätewechsel überstehen soll, ist der Zugewinn groß. Am hellen Fernseher mit einer einzigen Quelle bleibt er klein.

Wo das Gerät sitzt und was es dem Bildgeber abnimmt

Der Bildweg im Heimkino ist eine Kette. Disc-Spieler, Streaming-Box und Konsole geben ein Signal ab, ein AV-Prozessor oder Receiver zweigt den Ton ab und reicht das Bild weiter, am Ende steht der Projektor oder der Fernseher. Ein externer Videoprozessor setzt sich in diese Kette, in aller Regel als letztes Glied vor dem Bildgeber.

Gerechnet wird an dieser Stelle ohnehin. Ein Zuspieler skaliert, wenn Du ihn lässt. Ein Projektor bildet HDR-Material auf seinen eigenen Helligkeitsbereich ab, sobald ein HDR-Signal anliegt — er hat gar keine Wahl. Ein Fernseher schärft und glättet nach Werkseinstellung mit.

Für jedes Signal, das bei ihnen ankommt, rechnen Fernseher und Projektor also durchaus. Nur rechnen sie nicht überall dasselbe: Bildmodus und Einstellungen hängen am Eingang und am Signaltyp, und vor dem Bildgeber hat häufig schon der Zuspieler skaliert. Derselbe Film nimmt deshalb je nach Abspielweg einen anderen Rechenweg. Der externe Prozessor ändert daran zwei Dinge: Er rechnet mit erheblich mehr Leistung als der Bildchip in einem Projektor, und er bündelt die Rechnung an einer Stelle — hinter dem Punkt, an dem die Quellen zusammenlaufen, mit einer Einstellung für alle.

Besser wird damit die Umrechnung vor dem Bildgeber; am Bildgeber selbst ändert der Prozessor nichts. Wie viel das wert ist, hängt davon ab, wie schlecht diese Umrechnung vorher war — und das ist im dunklen Kinoraum mit Projektor systematisch anders als vor einem Fernseher.

Das häufigste Missverständnis steht schon im Namen der Geräteklasse: Wer „Prozessor" hört, denkt an Leistung und erwartet ein helleres, kontrastreicheres Bild mit tieferem Schwarz. Auf keine dieser drei Größen hat das Gerät Zugriff. Lichtstrom, In-Bild-Kontrast und Schwarzwert entstehen im Bildgeber und auf der Leinwand, und ein Signalweg davor kann sie nicht vergrößern. Was er verändert, ist die Verteilung der vorhandenen Helligkeit über das Bild.

Die drei Bildaufgaben, an denen sich die Anschaffung entscheidet

Skalierung

Ein großer Teil dessen, was tatsächlich läuft, liegt unter der Auflösung des Bildgebers: Fernsehmaterial, ältere Serien, Archivfilme, gestreamte Inhalte mit knapper Datenrate. Irgendjemand in der Kette rechnet das hoch, und der Unterschied zwischen einem sparsamen Filter im Projektor und einem aufwendigen Verfahren im Prozessor ist genau dort sichtbar, wo das Bild groß ist. Auf drei Metern Bildbreite sieht man Skalierungsfehler, die auf einem 55-Zoll-Fernseher niemandem auffallen.

Bei Fernseh- und DVD-Material hängt an der Skalierung ein Rechenschritt, der davor liegt: Aus dem Zeilensprungsignal müssen erst wieder Vollbilder werden. Diese Geräteklasse rechnet das bildpunktweise und für Standard- wie für HD-Material. Der Skalierer bekommt danach nur noch das Ergebnis dieses Schrittes — wo dabei zwei verschiedene Zeitpunkte übereinanderliegen, hebt er die Streifen als echte Bildstruktur mit an und verteilt sie über die volle Bildbreite. Welche Verfahren es gibt und woran man das im laufenden Programm erkennt, steht beim Deinterlacing.

Das Bildformat auf der Breitbildleinwand

Eine Leinwand im Kinoformat und Material in wechselnden Bildseitenverhältnissen sind eine Dauerbaustelle: Ein Film wechselt mitten im Programm das Format, die nächste Serie kommt in 16:9, die Maskierung soll mitfahren, und wo eine Vorsatzlinse sitzt, muss das Bild vor ihr passend verzerrt werden. Diese Geräteklasse erkennt das Format des anliegenden Bildes, stellt darauf um und steuert Leinwandmaskierung sowie anamorphe Aufbauten an. Welche Wege es gibt, einen Breitbildfilm ohne schwarze Balken auf eine breite Leinwand zu bringen — und warum das Strecken von 16:9-Material über die volle Breite eine Notlösung mit sichtbaren Nebenwirkungen bleibt —, steht bei der anamorphen Projektion. Auf einer 16:9-Leinwand ohne Maskierung fällt diese ganze Aufgabe weg — und mit ihr ein guter Teil der Begründung für das Gerät.

Die Abbildung von HDR auf die Leinwand

Hier liegt der stärkste Grund, und er ist eine Folge der Physik des Projektors. HDR-Material ist für Leuchtdichten gemastert, die eine Leinwand nie erreicht; die Abbildung auf das, was der Raum hergibt, ist deshalb der Normalfall jeder Projektion und keine Zutat, die man abwählen könnte. Wie gut sie ausfällt, entscheidet über Durchzeichnung in hellen wie in dunklen Bildteilen. Die Mechanik dahinter — absolute Codierung, Diffusweiß, Spitzlichter, warum das Ergebnis von Gerät zu Gerät verschieden aussieht — steht bei HDR im Heimkino und Tonwertabbildung.

Für die Kaufentscheidung zählt der Unterschied im Verfahren — und der ist kleiner geworden, als die Geräteklasse es lange nahegelegt hat. Einfache und ältere Bildgeber bilden mit einer festen Kurve ab, die sie aus den Metadaten des Materials ableiten: Ein dunkler Nachtdreh und eine Schneelandschaft bekommen dieselbe Kurve. Aktuelle Heimkinoprojektoren der oberen Klassen analysieren das laufende Bild dagegen selbst und stellen die Abbildung Bild für Bild oder Szene für Szene nach; zwei Hersteller dokumentieren das als eigene Funktion ihrer Bildverarbeitung, einer davon bezieht auch Leinwandgröße und Gain in die Rechnung ein. Die externen Prozessoren tun dasselbe mit mehr Rechenleistung und Erkennung von Szenenwechseln.

Für die Planung zählt deshalb eine andere Frage als „dynamisch gegen fest": Wie gut erledigt der vorgesehene Bildgeber diese Arbeit selbst, und lässt er sie sich auf den eigenen Raum einstellen? Bei einem Projektor ohne eigene bildweise Anpassung ist der Zugewinn durch ein externes Gerät groß, bei einem aktuellen Spitzenmodell deutlich kleiner — und ohne Gegenüberstellung im eigenen Raum nicht seriös zu beziffern.

Die Kalibrierung bekommt einen Ort, der bleibt

Der vierte Nutzen ist eine Frage des Aufbaus und keine des Bildverfahrens. Wer ein Bild einmessen lässt, bekommt Korrekturdaten — eine mehrpunktige Graustufenkorrektur und eine dreidimensionale Farbraumtabelle, die an vielen Stützpunkten im Farbraum festhält, welcher Sollwert welchem Istwert entspricht. Diese Daten müssen irgendwo liegen. Liegen sie im Bildgeber, hängen sie an dessen Bildmodi und an dessen Lebensdauer. Liegen sie im Videoprozessor, gelten sie für alles, was durch ihn hindurchgeht, unabhängig davon, welcher Zuspieler gerade sendet.

Deshalb finden sich diese Geräte vor allem in Installationen, die über Jahre stehen bleiben sollen. Genau hier wird die Anschaffung aber auch am schnellsten wertlos: Ohne Kalibrierung mit Messtechnik liegt in der Tabelle nichts drin, was der Bildgeber nicht auch selbst könnte. Was eine Kalibrierung leisten kann und was nicht, steht bei der Bildkalibrierung.

Wann er sich lohnt

• Projektion in einem verdunkelten Raum. Erst dort entsteht die HDR-Aufgabe in voller Schärfe, und erst dort ist das dunkle Bildende überhaupt sichtbar.
• Breitbildleinwand mit wechselnden Bildformaten, gern mit Maskierung oder anamorphem Aufbau. Diese Arbeit erledigt sonst niemand in der Kette.
• Mehrere Zuspieler. Je mehr Quellen, desto größer der Gewinn daraus, dass alle gleich behandelt werden.
• Eine Kalibrierung ist geplant und wird gepflegt. Ohne sie fehlt dem Gerät sein haltbarster Vorteil.
• Der Bildgeber bleibt länger als der Rest. Ein Prozessor, der Bildverarbeitung per Software nachbekommt, verschiebt den Zeitpunkt, zu dem die Kette insgesamt veraltet ist.

Wann er nichts bringt

• Ein heller Raum ohne Lichtkontrolle. Streulicht zerstört zuerst das dunkle Ende — genau das, was die aufwendige Abbildung gewinnen soll. Die Reihenfolge bleibt: Licht im Raum kontrollieren, dann Gerätewahl.
• Ein Fernseher als Bildgeber. Er erreicht die Leuchtdichten, für die HDR gemastert wird, viel eher als eine Leinwand; die Umrechnung ist entsprechend weniger dramatisch.
• Eine einzige Quelle, die selbst gut abbildet. Wenn ohnehin alles über denselben Zuspieler läuft, verliert das Argument der einheitlichen Behandlung seine Grundlage.
• Kein Wille zur Kalibrierung. Dann fehlt dem Gerät sein haltbarster Vorteil. Es bleiben HDR-Abbildung, Skalierung und Bildformatverwaltung, und die rechtfertigen den Aufwand nur, wo die Projektion groß ist oder die Leinwand wechselnde Formate zeigt.
• Das Bild ist zu groß für den Projektor. Ein Bild eine Nummer kleiner zu wählen, wirkt bei HDR stärker als jede Abbildungsstrategie und kostet nichts.

Grenzen und Sonderfälle

Dolby-Vision-Material. Bei Dolby Vision liegen die Abbildung auf das Zielgerät und die Zulassung der beteiligten Geräte bei Dolby selbst. Die Metadaten reisen bis zum zugelassenen Wiedergabegerät, und dieses bildet auf seine eigenen Möglichkeiten ab; ein Blu-ray-Zuspieler prüft dafür eigens, ob am Ende der Kette überhaupt ein Dolby-Vision-Fernseher hängt. Ein Prozessor, der die Abbildung stattdessen selbst übernehmen will, steht quer zur Anlage des Verfahrens. Der Weg, den die Gerätehersteller dafür dokumentieren, ist der andere: Die Abbildung geschieht vor dem Prozessor, und der behandelt das Ergebnis dann wie jedes andere HDR-Signal.

Ein Glied mehr in der Kopierschutzkette. Jedes zusätzliche Gerät im Bildweg meldet sich als Zwischenstation an und muss die Prüfung des Kopierschutzes mitmachen. Die Fassung 2.3 lässt eine solche Kette bis zu vier Ebenen tief und 31 Geräte breit werden, die ältere Fassung 1.4 mehr; überschritten wird das im Wohnraum selten, doch jedes Glied ist eine Stelle mehr, an der das Bild schwarz bleiben kann. Warum eine flachere Kette hier fast immer die bessere Antwort ist als ein weiteres Zwischengerät, steht bei HDCP; der Fähigkeitsabgleich, der dabei ebenfalls durch alle Geräte laufen muss, beim EDID.

Spielbetrieb. Jede Bildverarbeitung kostet Zeit. Die Geräteklasse kennt dafür eine Betriebsart mit verkürztem Weg, doch die Frage gehört in die Planung und nicht in die Inbetriebnahme — was an Verzögerung spürbar wird und ab wann, steht beim Input-Lag.

Wärme und Aufstellung. Ein Gerät, das dauerhaft viel rechnet, gibt diese Leistung als Wärme ab, und einzelne Bauweisen brauchen aktive Kühlung. Im geschlossenen Technikschrank ist das eine Anforderung an die Lüftung und eine mögliche Geräuschquelle.

In der Planung

Ein dedizierter Kinoraum, vollständig verdunkelbar, Leinwand im Kinoformat mit Maskierung, Projektor bereits ausgewählt. Der Kunde schaut überwiegend Filme von Disc und über zwei Streaming-Boxen, gelegentlich spielt jemand an der Konsole. Die Frage lautet: externer Videoprozessor — ja oder nein?

Die Reihenfolge der Klärung:

1. Konzeptfrage zuerst. Ist die Lichtkontrolle im Raum fertig geplant? Solange Wände, Decke und Boden noch Licht zurückwerfen, ist der Raum der Engpass und kein Rechenweg. Diese Frage wird beantwortet, bevor über das Gerät gesprochen wird.
2. Dann die Verfahrensfrage. Welche der vier Aufgaben fallen in diesem Projekt wirklich an? Hier: Formatwechsel mit Maskierung — ja. HDR-Abbildung auf eine große Leinwand — ja. Mehrere Quellen — ja. Kalibrierung — nur, wenn sie beauftragt wird. Drei von vier Aufgaben sprechen dafür, die vierte ist eine Entscheidung des Kunden.
3. Dann erst das Gerät. Erst wenn feststeht, welche Aufgaben das Gerät übernehmen soll, ergibt der Vergleich zweier Prozessoren einen Sinn — und auch dann bleibt die Vorführung mit eigenem Material im verdunkelten Raum das einzige belastbare Prüfmittel.

Fällt die Kalibrierung weg und ist die Leinwand doch 16:9 ohne Maskierung, kippt das Ergebnis. Dann rechtfertigt allein die HDR-Abbildung das Gerät, und die Frage wird zu einer Abwägung gegen den Projektor selbst: Dasselbe Geld in einen Bildgeber mit mehr Lichtreserve gesteckt, wirkt auf einer großen Leinwand oft sichtbarer.

Verknüpfte Inhalte

Die normativen Grundlagen der Tonwertabbildung und die Rechnung, warum die Helligkeitsvorgabe eines HDR-Masters auf der Leinwand nicht ankommt, stehen bei HDR im Heimkino und Tonwertabbildung; diese Seite setzt sie voraus. Was eine Kalibrierung einstellt und wo ihre Grenzen liegen, klärt die Bildkalibrierung.

Zur Kette selbst: HDCP erklärt, warum ein zusätzliches Zwischengerät ein Risiko für ein schwarzes Bild ist, EDID den Fähigkeitsabgleich, der davor läuft, und der Input-Lag die Verzögerung im Spielbetrieb. Wie sich die Ebenen eines Signalwegs ordnen, steht bei den Ebenen im Signalweg; was ein höherer Leinwand-Gain an Leuchtdichte bringt und an Blickwinkel kostet, gehört zur selben Abwägung.

Die beiden Hersteller, die diese Geräteklasse im Heimkino heute prägen, haben eigene Seiten: Lumagen und madVR Labs. Dort steht, worin sich ihre Rechenwege unterscheiden.

Quellen

Der Aufgabenzuschnitt der Geräteklasse ist an den Produktunterlagen beider Hersteller belegt und bewusst über beide gelegt: Was nur einer von ihnen anbietet, steht hier nicht als Merkmal der Klasse. Werbende Aussagen, Alleinstellungsansprüche und Wertungen aus diesen Unterlagen sind nicht übernommen; Modellbezeichnungen, Anschlusszahlen, Bandbreiten und Preise ebenfalls nicht — die stehen an den einzelnen Geräten.

Die Topologiegrenzen der Kopierschutzkette stammen aus der HDCP-Spezifikation für HDMI in der Fassung 2.3 vom 28. Februar 2018, im Volltext eingesehen. Dass aktuelle Projektoren die Tonwertabbildung selbst Bild für Bild nachstellen, ist an den Unterlagen zweier Bildgeber-Hersteller belegt und nicht aus der Geräteklasse geschlossen. Zu Dolby Vision liegen zwei Dolby-Unterlagen vor: der Leitfaden für die Farbkorrektur, der die Produktionsseite beschreibt, und der Leitfaden zur Blu-ray-Erstellung, aus dem die Wiedergabeseite hervorgeht. Der Umweg über eine Abbildung vor dem Prozessor ist damit nicht gedeckt; die Fundstelle, die ihn decken müsste, war nicht lesbar und steht mit Zugriffsvermerk im Quellenblock. Die normativen Belege zur Tonwertabbildung selbst stehen auf der HDR-Seite und werden hier nicht wiederholt.

Alles, was diese Seite darüber hinaus über Nutzen und Grenzen sagt, ist aus dem beschriebenen Mechanismus abgeleitet und nicht durch eigene Messungen gedeckt.