GAG

Moderne TV-Technik erklärt

Am 21.December 2020 / In TV

GAG services teaser 5
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In der guten alten Zeit genügte es, das TV-Gerät über das Antennenkabel an die Antennendose anzuschliessen und schon erschienen die bewegten Bilder auf der Mattscheibe. Heute ist der Kauf eines Fernsehers mindestens so kompliziert wie der eines Computers. Und weil sich die meisten nur alle paar Jahre damit beschäftigen, ist ein Kauf jedes Mal ein neues Abenteuer.

Wenn die wichtigsten Kriterien und Fachbegriffe bekannt sind, ist der Kauf wesentlich einfacher. Eines jedoch sei vorweggesagt: Fast alle Hersteller verwenden die gleichen Schlagwörtern, wie zum Beispiel «HDR». Je nach Preis der Geräte sind die qualitativen Unterschiede bei Bild und Ton markant.

Die Auflösung

Die Frage nach der richtigen Auflösung ist heute schnell beantwortet. In unseren Breitengraden sind die meisten Fernseher mit 4K respektive UHD aufgelöst, also mit 3840×2160 Pixeln. Eine geringere Full-HD-Auflösung (1920×1080 Pixel) findet sich heute nur noch bei kleinen, billigen Fernsehern. Am anderen Ende des Spektrums finden sich 8K-Geräte, die enorm hohe 7680×4320 Bildpunkte darstellen. Doch 8K-Inhalte sind bis auf weiteres nicht verfügbar. Weder bei den Fernsehprogrammen als auch bei den Streamingdiensten oder bei Spielkonsolen. Um die Unterschiede von 4K zu 8K zu bemerken, müsste man sehr nahe vor einem sehr grossen Bildschirm sitzen. Tipp: Die Bildqualität auf einem hochwertigen 4K-Fernseher ist heute allemal besser als jene auf einem mittelteuren 8K-Modell.

Was ist LED, OLED oder QLED?

Hier handelt es sich um Begriffe beim Aufbau des Bildschirms, denn der technische Aufbau bestimmt die Bildqualität massgeblich.

LED (Light Emitting Diode, Leuchtdiode)

Heute sind die meisten TV-Geräte auf der Basis von LED aufgebaut, wobei die Bezeichnung ein wenig irreführend ist. Genau genommen handelt es sich bei den Displays um LCDs; die LEDs sind die Leuchtmittel im Hintergrund, die für die Beleuchtung zuständig sind – denn ohne sie bleibt die Mattscheibe schwarz. Für ein gutes Bild ist eine gleichmässige Ausleuchtung unerlässlich. Die besseren Modelle arbeiten mit «Local Dimming», bei denen die Hintergrundbeleuchtung in viele Segmente unterteilt ist, um eine möglichst punktuelle Ausleuchtung zu erreichen. Das wiederum sorgt für einen besseren Kontrast zwischen dunklen und hellen Bildpartien.

OLED (Organic Light Emitting Diode)

Die OLED-Technologie gilt zurzeit als der Standard in der Bilddarstellung. Diese Geräte sind in der Regel nicht zu einem Dumping-Preis zu erhalten. Der technische Unterschied zu den LED-Modellen besteht darin, dass ein OLED-Display ohne Hintergrundbeleuchtung auskommt. Stattdessen leuchtet jeder Pixel für sich und wenn ein möglichst tiefes Schwarz verlangt wird, schalten sich die betroffenen Pixel komplett ab. Dadurch werden sehr attraktive und gleichzeitig punktgenaue Schwarzwerte erreichbar, die mit einer Hintergrundbeleuchtung nicht möglich sind. Auf der anderen Seite kann ein OLED-Panel in hellen Räumen nicht immer die gewünschte Leuchtkraft bieten. Der Hersteller LG ist der namhafteste Hersteller von OLED-Bildschirmen für Fernseher. Das Unternehmen beliefert andere Anbieter wie z.B. Panasonic, Philips und Sony.

QLED (Quantum Dots LED, Quantenpunkt Leuchtdiode)

QLED ist ein Begriff von Samsung. Grundsätzlich handelt es sich ebenfalls um LEDs aber mit sog. «Quantum Dots». Diese kristallienen Bausteine können die Wellenlänge und damit die Farbe des Lichts verändern. Die Folge sind hohe Kontrastwerte und kräftige, klare Farben. QLED-Geräte erreichen eine hohe Spitzenhelligkeit, was für HDR (High Dynamic Range) und beleuchtete Räume von Vorteil ist; bei den Schwarzwerten reicht die Technologie aber nicht an OLED heran. Auch die Blickwinkelstabilität ist bei QLED-Displays kleiner, sodass die Qualität bei seitlicher Betrachtung schnell nachlässt. Dieses Problem kennen OLED-TVs nicht.

HDR (High Dynamic Range)

In den letzten Jahren machte vor allem die 4K-Auflösung von sich reden. Doch die HDR-Technologie trägt mindestens genauso viel zur Bildqualität bei und damit für die Möglichkeit, einen grösseren Farbumfang und vor allem höhere Kontraste zu erzeugen. Daraus resultiert ein dynamischeres, lebendigeres Bild. Aber auch bei HDR gibt es Unterschiede, welche sich vor allem bei teureren Geräten zeigen. HDR funktioniert nur, wenn auch die Signalquelle HDR ausstrahlt. Heutzutage sind das einerseits Bluray Discs und andererseits bei Streamingdiensten wie Netflix, Apple TV+ und Disney+. Verschiedene HDR-Standards sind im Fachhandel zu sichten:

HDR10

HDR10 wird auf breiter Ebene unterstützt. Die Zahl 10 steht für die Farbtiefe von 10 Bit mit der theoretisch über 1 Milliarde Farbtöne dargestellt werden können. Die Metadaten mit den Helligkeits- und Kontrasteinstellungen werden einmalig für den gesamten Film festgelegt; sie nehmen keine Rücksicht auf besonders dunkle oder helle Szenen, was die Wirkung etwas schmälert. Immerhin wird HDR10 von nahezu allen Inhaltsanbietern unterstützt. Zur Wiedergabe von HDR10 müssen Ultra-HD-Fernseher die Schnittstelle HDMI 2.0a oder DisplayPort 1.4 besitzen, bei Dolby Vision reicht HDMI 1.4b.

Dolby Vision

Dolby Vision wird von immer mehr Streaminganbietern unterstützt und gilt derzeit als das Nonplusultra. Mit Dolby Vision kann bei Bedarf nicht nur jede Szene sondern sogar jedes Bild optimiert werden, sodass die bestmögliche Qualität erreicht wird. Dieser Standard wird von Netflix, Apple TV+ und Disney+ bei ausgewählten Produktionen verwendet. Bei den UHD-Blu-rays ist Dolby Vision ebenfalls verbreitet verfügbar, ebenso verwendet es die Spiele-Industrie. Beim Kauf eines TV-Gerätes sollte auf die Kompatibilität mit Dolby Vision geachtet werden, dann diese Technik wird sich wohl gegen die anderen Techniken durchsetzen.

HDR10+

HDR10+ wurde von Samsung entwickelt und steht allen Anbietern, ohne Lizenzgebühren zu verrechnen, zur Verfügung. Es bietet dynamische Metadaten und befindet sich damit in Konkurrenz zu Dolby Vision. Es scheint eher ungewiss, ob HDR10+ in Zukunft noch eingesetzt wird.

HLG (Hybrid Log Gamma)

Die bisher beschriebenen Standards lassen sich nicht auf das reguläre TV-Programm übertragen. Deshalb ist HLG quasi das «HDR für lineares Fernsehen», um zum Beispiel die Qualität von Sport-Übertragungen zu verbessern. Die meisten HDR-Fernseher können HLG darstellen, doch wird dieser Standard nur von wenigen Sendern verwendet.

Das Betriebssystem

Moderne TV-Geräte verwenden Computerbausteine und benötigen deshalb ein Betriebssystem für die Steuerung. Aktuell dominieren drei Systeme den Markt, die sich in Funktionalität und Bedienung unterscheiden.

Tizen («Taisen»)

Tizen heisst das System der Samsung-Geräte. Es besticht in Kombination mit der Fernbedienung «Smart Remote» durch seine grosse Zugänglichkeit. Trotz der minimalistischen Fernbedienung funktioniert die Steuerung intuitiv.

WebOS

WebOS gehört zu den TV-Geräten von LG. Das System bietet einen klassischen Aufbau und die wichtigsten Apps sind vorhanden. Die Oberfläche reagiert flüssig, doch weitere Optionen verstecken sich zum Teil in Untermenüs.

Android TV

Android TV wurde durch Google entwickelt und wird u.a. bei Sony-Geräten eingesetzt. Ebenfalls verwendet die GAG/Quickline UHD Settop-Box dieses Betriebssystem; aktuell Android 9 genannt «Pie». Geräte mit dieser Android-Variante können auf eine grosse Auswahl an Apps zurückgreifen, bis hin zu Mediacenter-Anwendungen, Spielen etc.

HDMI (High Definition Multimedia Interface)

Seit vielen Jahren ist die HDMI-Schnittstelle die beste Wahl für Datenübertragungen. Sie erlaubt es, Geräte schnell und unkompliziert miteinander zu verbinden. Beim Kauf ist die Anzahl der HDMI-Anschlüsse zu beachten; mindestens vier Stück sind das Minimum. In den meisten Haushalten steht heute eine TV Settop-Box, die über HDMI ans TV-Gerät verbunden wird. Dazu kommen allenfalls Bluray-Player, Spielkonsolen oder Mediacenter.

HDMI-Kabel ist nicht gleich HDMI-Kabel!

HDMI-Kabel sehen seit der Markteinführung mehr oder weniger gleich aus. Doch die Anforderungen und Standards haben sich im Laufe der Jahre stark verändert. So sind qualitativ bessere Kabel und Abschirmungen nötig geworden, um die höheren Bildfrequenzen und Auflösungen zu übertragen. Wenn HDMI-Kabel schon einige Jahre alt sind und neue Technologien verwendet werden sollen, sollten auf jeden Fall die HDMI-Kabel ausgewechselt werden. Die aktuellen Kabel sind z.B. mit den Bezeichnungen «UHD / Ultra High Speed / Premium HDMI Kabel» versehen. Diese wurden nach den höchsten Spezifikationen entwickelt, um auch die sehr hohen Datenraten zu bewältigen, die bei den neuen Spielkonsolen oder Mediacenter-Anwendungen anfallen; dabei sollte auch der HDMI-Standard 2.1 unterstützt werden.

ARC (Audio Return Channel)

ARC steht für den erweiterten Audiorückkanal und üblicherweise sind am TV-Gerät und am Receiver je eine HDMI-Buchse so beschriftet. Beim Verbinden der beiden Anschlüsse wird der vollständige Fernsehton automatisch an den Receiver weitergegeben. Wenn also zum Beispiel «HDMI 1» die ARC-Buchse ist und an «HDMI 2» eine Spielkonsole hängt, wird auch deren Ton über die ARC-Schnittstelle an den Receiver weitergereicht.

HDMI-CEC (Consumer Electronics Control)

Hierbei handelt es sich um einen minimalen Befehlssatz, auf den sich die Branche einigen konnte. Über die TV-Fernbedienung lassen sich die Wiedergabe des Bluray-Players oder die Lautstärke des Receivers steuern. Nicht alle Befehle werden unterstützt, aber das ist oft auch nicht nötig. HDMI-CEC sorgt auch dafür, dass der TV automatisch auf den passenden HDMI-Eingang umschaltet, wenn z.B. eine Spielkonsole eingeschaltet wird. HDMI-CEC ist heute bei den meisten Geräten dabei, heisst aber oft anders. «Viera Link» bei Panasonic, «Bravia Sync» bei Sony und «Anynet+» bei Samsung.

HDMI 2.1

Neben HDR gehört der HDMI-Standard 2.1 zu den wichtigsten technischen Neuerungen der Branche. Allerdings ist der Standard 2.1 nur relevant, wenn am TV-Gerät eine brandneue Xbox Series X, eine PlayStation 5 oder ein Gamer-PC mit einer HDMI-2.1-fähigen Grafikkarte angeschlossen werden. Nur diese stellen Anforderungen an die Datenübertragung/Darstellung, die HDMI 2.1 nötig machen – etwa die Möglichkeit, 4K-Bilder mit bis zu 120 Bildern pro Sekunde zu übertragen, was Bandbreiten von 40Gbit/s und mehr bedingt. HDMI 2.1 funktioniert jedoch nur, wenn die ganze Gerätekette damit klarkommt – das TV-Gerät, der Receiver, die Kabel sowie die Zusatzgeräte. Wenn das TV-Gerät mit HDMI 2.1 ausgerüstet ist, der Receiver allerdings nur HDMI 2.0 bietet, sollte die neue PlayStation mit dem TV verbunden werden, sonst macht der Receiver alle Vorzüge zunichte.

VRR (Variable Refresh Rate)

Die Abkürzung steht für eine variable Wiederholrate. Idealerweise werden z.B. auf einem 60Hz-Display Spiele mit 60 fps (Frames per Second) wiedergegeben. Sinkt die Bildrate des Spiels auf 53 fps, während der TV stur auf 60 Hz weiterläuft, leidet die Bildqualität. Der Standard VRR sorgt dafür, dass sich die Wiederholrate des TV-Gerätes automatisch an jene der Spielkonsole anpasst.

ALLM (Auto Low Latency Mode)

Hierbei handelt es sich um den automatischen Niedriglatenz-Modus. Die Quelle kann damit alle kompatiblen Geräte in der HDMI-Kette so steuern, dass die kleinstmögliche Latenz (Zeitverzögerung) erreicht wird. Das ist bei reaktionsschnellen Spielen wichtig, insbesondere bei Actionszenen.

EARC (Enhanced Audio Return Channel)

EARC macht im Prinzip dasselbe wie der oben erwähnte ARC-Modus, der mit HDMI 1.4 eingeführt wurde. Der Unterschied zu EARC über HDMI 2.1 besteht in einer höheren Datenmenge, die übertragen werden kann – und damit steht auch eine grössere Bandbreite für Tonformate zur Verfügung. Das ist dann wichtig, wenn Sound-Formate wie DTS:X und Dolby Atmos übertragen werden sollen. Zusätzlich werden komplexere Sounds mit 7.1 möglich.

HGIG (HDR Gaming Interest Group)

Die HGIG-Interessengemeinschaft aus verschiedenen Herstellern setzt sich dafür ein, dass HDR in Spielen nach festgelegten Regeln und Techniken verwendet wird, vor allem um Inkompatibilitäten zu verhindern.

Zusammenfassung

Von EARC abgesehen, ist HDMI 2.1 vor allem für Gamer interessant. Gerade die neuen Generationen von Spielkonsolen haben gezeigt, dass es noch weitere Anstrengungen der Hersteller braucht, um die Standards mit all den Möglichkeiten korrekt zu implementieren. Mit den von den Herstellern empfohlenen periodischen Firmware-Updates können die Geräte jeweils auf die neusten Errungenschaften gebracht werden.