Wandlung von HDV in das konventionelle PAL-Format

Uli Plank

Mit besonders hoher Qualität lassen sich Aufnahmen im gängigen HDV-Format 1080i50 in die herkömmliche Standardauflösung überführen, indem man erst durch adaptives Deinterlacing auf 50 Vollbilder umrechnet, diese herunter skaliert und schließlich wieder zu 50 Halbbildern zusammensetzt.

Schwächen in Final Cut Pro

Eigentlich macht Final Cut Pro auch ohne die hier dargestellten Methoden eine recht brauchbare Konvertierung von HDV-Material mit Beibehaltung der Interlace-Struktur bei bewegten Objekten, wenn man es einfach in eine PAL-Sequenz legt.

Doch das letzte Quäntchen an erreichbarer Qualität geht dabei verloren: Feine horizontale Strukturen wie hier die doppelte Linie auf der Fahrbahn werden nicht mehr aufgelöst und an kontrastreichen Diagonalen wie beim Lieferwagen entstehen deut-liche Treppchenkanten. Bei Betrachtung der bewegten Bilder scheint das Bild in der Senkrechten außerdem leicht zu “schwimmen”.

Perfektionismus

Mit den im Folgenden erläuterten Verfahren erhalten Sie einen Bildeindruck, der einer sehr hochwertigen Videoaufnahme entspricht und sich unter anderem hervorragend für die MPEG-2 Kompression eignet, wenn Sie nicht unter schlechten Lichtverhältnissen mit Zusatzverstärkung gearbeitet haben. Durch das Herunterskalieren auf SD werden sämtliche Artefakte deutlich reduziert und verschwinden weitgehend.

Rein rechnerisch kommt die verfügbare Auflösung in SD hochklassigen Formaten wie Digi-Beta oder DVCPro-50 recht nahe, auch wenn das Objektiv einer HDV-Kamera mit der Optik einer echten Profikamera selbstverständlich nicht mithalten kann.
Übrigens: die Echtzeitkonvertierung auf DV, zu der die Kameras intern in der Lage sind, kann mit dieser aufwändigen Methode qualitativ erst recht nicht mithalten. Abgesehen davon ist der DV-Codec auch nicht gerade optimal für die Übergabe an einen MPEG-Encoder.

Wahlweise können Sie durch eine Konvertierung auf 576p25 ohne Reinterlacing auch einen Film-Look erzeugen. Technisch korrekt heißt das Format eigentlich "Progressive Segmented Frames" (PSF), da ein klassisches Fernsehgerät keine echten progressiven Bilder verarbeiten kann. Es bekommt in diesem Fall nach wie vor Halbbilder geliefert, deren Bildinhalt aber (wie bei einer Filmkopie) vom gleichen Zeitpunkt stammt.

Zwei mögliche Arbeitsweisen

Um auch in SD die videotypische flüssige Bewegungsdarstellung zu erreichen, soll die hohe zeitliche Auflösung von 50 Positionen pro Sekunde erhalten bleiben. Andererseits ist eine Skalierung von 1080 Zeilen auf 576 Zeilen wegen des “krummen” Teilungsverhältnisses nur mit Vollbildern möglich.

Deshalb erstellt man zuerst mit einem Deinterlacer aus den 50 Halbbildern 50 Vollbilder in möglichst hoher Qualität. Diese kann man entweder in einer Timeline mit 50 Bildern pro Sekunde unterbringen oder man kann die Filmlänge unter Beibehaltung der Bildfrequenz auf das Doppelte strecken (was sich auch als Zeitlupe nutzen ließe). Adobes After Effects ermöglicht beide Verfahren, wobei die Rechenzeiten sich kaum unterscheiden und die erzielbare Qualität die gleiche ist.

Wandlung mit 50 fps

Legen Sie eine Komposition im Format 1440 x 1080 für quadratische Pixel mit einer Bildfrequenz von 50 fps und der Dauer Ihres Rohmaterials an.

Wir arbeiten hier also mit der tatsächlichen Auflösung von HDV, die ja horizontal nur 1440 Pixel beträgt. Eine Skalierung auf 1920 Pixel in der Horizontalen würde an dieser Stelle nicht nur unnötigerweise Rechenzeit beanspruchen, sondern durch die überflüssige Skalierung auch das Bild verschlechtern.

Außerdem liefert FieldsKit nach meiner Erfahrung in nativer Auflösung bessere Ergebnisse. Die Skalierung des Quellmaterials müssen Sie von Hand anpassen – natürlich kann man sich in After Effects für solche Aufgaben entsprechende Vorlagen anlegen.

Nun können Sie auf diese Ebene den FieldsKit Deinterlacer anwenden. Die hier dargestellten Werte bilden eine brauchbare Ausgangsbasis für HDV, aber da ein adaptiver Deinterlacer auch vom Bildinhalt abhängig ist, sollten Sie die Werte durch Tests für Ihr jeweiliges Projekt optimieren.

Bitte beachten Sie insbesondere die Einstellung zum “Timing Mode”, durch die hier 50 Vollbilder berechnet werden. Und falls Sie bisher überwiegend mit DV gearbeitet haben, übersehen Sie bitte nicht, dass unter “Field Order” bei HDV das obere Halbbild zuerst kommt. Wenn Sie einzelbildweise durch die Timeline steppen, werden Sie feststellen, dass tatsächlich 50 separate Bewegungspositionen berechnet werden.













Für den nächsten Schritt brauchen wir eine neue Sequenz im Zielformat, also PAL, aber mit 50 fps. Legen Sie die erste Sequenz in die zweite und skalieren Sie auf die Zielgröße.


Dabei sollten Sie natürlich das gesamte Bild aus-füllen, wenn Sie die bessere Auflösung eines anamorphen Bildformats nutzen können, wie zum Beispiel auf DVD. Bei Zielformaten wie Digi-Beta müssen Sie dagegen im Letterbox-Format arbeiten.

Dieser Zwischenschritt ist nötig, weil After Effects die Transformationen nach den Effekten berechnet. Das Programm würde sonst erst nach dem Reinterlacing skalieren und dadurch den ganzen Aufwand zunichte machen. Der Filter “Transformationen” hilft hier nicht. Der ließe sich zwar vor dem Reinterlacer einsetzen, aber dieser kommt damit nicht zurecht: Das Bild bleibt schwarz. An dieser Stelle können Sie aber schon einmal das sehr sauber dargestellte Vollbild nach der Skalierung genießen.
Als letzten Schritt legen Sie die Sequenz in PAL-Größe in eine weitere PAL-Sequenz – diesmal mit 25 fps – und wenden darauf den FieldsKit Reinterlacer an.

Wichtig ist, dass Sie hier mit “Half Frame Rate” die Änderung der Bildfrequenz rückgängig machen. Dabei können Sie die Feldreihenfolge frei wählen – für Digi-Beta z. B. das obere Halbbild zuerst, für DV dagegen das untere. Bei DVD steht Ihnen die Wahl frei, Sie müssen nur den MPEG2-Encoder über die eingestellte Reihenfolge informieren.

Wenn Sie dabei die Reihenfolge der Halbbilder ändern, entsteht allerdings an jedem Schnitt ein Mischbild aus zwei verschiedenen Bildinhalten. Doch für die Wiedergabe auf einem konventionellen Röhren-TV spielt das keine Rolle, und selbst auf progressiven Displays fällt der Effekt im laufenden Film nicht auf.

Wandlung mit Zeitdehnung

Weil sich bei dieser Methode die Filmlänge verdoppelt, ist ein etwas anderes Vorgehen notwendig. Ein Filter kann nämlich die Länge eines Filmclips nicht ausdehnen, deshalb brauchen wir diesmal eine zusätzliche Ebene von der doppelten Dauer des zu bearbeitenden Materials als Dummy.

Merkwürdigerweise funktioniert das aber nicht direkt in einer Komposition mit dem Quellmaterial im Originalformat (also in 1440x1080) wie beim ersten Beispiel. Anders als man es logisch erwarten würde, können wir mit der Dummy-Spur nicht in der Komposition mit dem Original arbeiten – das Bild bleibt dann schwarz.

Wir brauchen eine zusätzliche Komposition im HDV-Format wie im ersten Fall (ich habe sie hier HDV_Direkt genannt), die wir dann in eine weitere Komposition zum Deinterlacing mit Verlängerung einsetzen.
Es muss sich um ein HDV-spezifisches Problem handeln (zumindest bis After Effects 6.5), denn bei anderen Formaten ist diese zusätzliche Verschachtelung nicht nötig.

Dieser zweiten Komposition (hier: HDV_Deinterlace) fügen Sie dann die Dummy-Ebene mit der doppelten Länge hinzu. Deren Bildinhalt ist unwichtig, da er sowieso ersetzt wird – eine simple Farbfläche genügt.

Wenden Sie auf diesen Dummy-Clip den Deinterlacer an, diesmal mit der Einstellung “2x Duration, 1 Frame Per Field”. Als Bildquelle benutzen Sie aber die erste HDV-Komposition, indem Sie diese als “Source Layer” angeben.

Sie erhalten so einen Film doppelter Laufzeit, also eine Zeitlupe mit dem Faktor 2. Die können Sie auch als solche verwenden, aber dann bekommen Sie den typischen “Film-Look”, da ja nur noch 25 Vollbilder pro Sekunde zur Verfügung stehen.
Nun legen Sie diese Sequenz in eine neue Sequenz im SD-Widescreen-Format (oder in Letterbox für entsprechende Ausgabeformate) und skalieren passend, ganz wie im ersten Beispiel.

Zuletzt legen Sie die Komposition mit dem skalierten Material in eine weitere Komposition und fügen dort einen Dummy-Clip mit der Dauer des Originals hinzu.

Auf diesen Clip wenden Sie den Reinterlacer von FieldsKit an, diesmal mit der Einstellung auf “Keep Frame Rate” bei “Output Type” und natürlich mit der HDV-Sequenz aus der unteren Spur im Fenster “Source Layer”.
Dieser Schritt bringt Ihren Film wieder auf die normale Dauer mit Interlacing – mit dem videotypischen Aussehen von Bewegungen. Dabei können Sie die für das Ausgabeformat geeignete Halbbildfolge im Reinterlacer auch hier frei bestimmen.

Den zu berechnenden Bereich sollten Sie natürlich auf die Länge des Dummy-Clips beschränken, sonst werden völlig überflüssige Bilder mit berechnet. Es dauert auch so schon lange genug…

Als Codec sollten Sie das gewünschte Ausgabeformat wählen. Da sich der ganze Aufwand in erster Linie für hochwertigere Formate als DV lohnt, kommt hier zum Beispiel unkomprimiertes 4:2:2 oder DVCPro-50 in Frage. Zur Übergabe an einen MPEG-Encoder eignet sich wieder einmal Foto-JPEG bei 75% als sinnvolles Zwischenformat.

Final Cut Pro ?

Zumindest die zweite Methode sollte sich auch für Final Cut Pro eignen. Leider zeigt mir das Programm aber bei dem Versuch, ein entsprechend angelegtes Projekt zu berechnen, zuerst absurd lange Rechenzeiten an und stürzt dann nach einiger Zeit ab. Dabei wird manchmal Speichermangel gemeldet, obwohl der betreffende Rechner damit üppig ausgestattet ist. Ich vermute ein Memory-Leak. Wenn Ihnen eine der Methoden mit Final Cut Pro zuverlässig gelingen sollte, lassen Sie es mich wissen.

Sinn und Unsinn

Die Rechenzeiten bei beiden Vorgehensweisen sind ganz erheblich und machen eigentlich nur Sinn, wenn das Rohmaterial entsprechend sorgfältig aufgenommen wurde. Insbesondere die Aktivierung des adaptiven De-Interlacings kann nur dann die Qualität verbessern, wenn überwiegend vom Stativ oder mit hochwertigen Kameraträgern wie Jib-Arm, Dolly oder Steadicam gedreht wurde. Unruhige Aufnahmen mit der Handkamera können nicht davon profitieren.

Da Sie bei HDV meist im Format 16:9 gestalten werden und somit auf herkömmlichen Fernsehgeräten eine Letterbox-Darstellung unvermeidlich ist, kommt dort auch ein anderes Verfahren in Betracht, das hier im Forum schon mehrfach empfohlen wurde: Wenn Sie Ihr Quellmaterial auf genau 50% der Originalgröße skalieren, fällt jede zweite Zeile weg und die Notwendigkeit des De-Interlacing entfällt. Dabei vergrößern sich natürlich die schwarzen Balken geringfügig, aber die Rechenzeiten werden drastisch verkürzt.



Merkwürdigerweise sieht das Ergebnis trotzdem nicht ganz so gut wie das aus FieldsKit aus – was Final Cut Pro da treibt, kann ich Ihnen auch nicht sagen – aber in vielen Fällen werden Sie den Unterschied in SD kaum bemerken. Nur die schmalen schwarzen Balken, die nun bei echten 16:9-Geräten auftauchen können, werden eventuell auf manchen Displays stören.