Pixel-Cropping und Overscan

Die Begriffe “Pixel-Cropping” und “Overscan” kommen in Gerätebeschreibungen selten vor, weil sie sich nicht für Jubelmeldungen eignen, sondern im Allgemeinen Bildverschlechterungen bedeuten. Diese allerdings in einem geringem Ausmaß, das anscheinend nur Menschen interessiert, die digitale Bilder nicht  ziemlich scharf, sondern sehr scharf sehen wollen (siehe auch “Der richtige Abstand”).

Digitale Bilder bestehen aus Bildpunkten (Pixel), die zeilen- und spaltenförmig angeordnet sind. Bei der fotografischen Aufnahme werden für jeden Bildpunkt drei Zahlenwerte ermittelt, die in der Fotografie der Intensitäten der drei Farben Rot, Grün und Blau (RGB) und alternativ – aus der analogen Fernsehtechnik stammend – der Gesamthelligkeit und zwei Farbdifferenzsignalen von Blau bzw Rot und der Helligkeit (YUV) entsprechen. Diese Zahlen können im PC einfach gespeichert und gegebenenfalls mit Bildbearbeitungsprogrammen verändert werden.

Von entscheidender Bedeutung für die Qualität eines Bildes ist die Anzahl der Bildpunkte. Weit verbreitet ist das HD-Format, das sind 1920×1080 Pixel, wie es in TV-Geräten, Monitoren und Laptops verwendet wird. Daher beziehe ich mich im folgenden vor allem auf dieses Bildformat.

Die optimale Lösung: Der Fotograf hat eine Kamera mit der Bildauflösung 1920×1080 Pixel. In diesem Format wird auch abgespeichert, auf den PC übertragen und am Monitor angezeigt. Wenn der Weißabgleich der Kamera korrekt war und der Monitor farbkalibriert ist, hat der Betrachter genau denselben Eindruck wie ihn die Kamera einfing, pixelgenau ohne Abstriche oder Zusätze. Manchmal ist es dazu erforderlich die Einstellung an den Geräten richtig vorzunehmen (in Bedienungsanleitungen verwendete Bezeichnungen sind 1:1-Abbildung oder unskaliert oder pixelgenaue-Darstellung oder Punkt-für-Punkt oder Point-to-Point oder Vollbild oder nur-scannen oder overscan-aus)

Die Probleme beginnen dann, wenn das Aufnahmeformat nicht mit dem Wiedergabeformat übereinstimmt. Glimpflich kommt man davon, wenn das Aufnahmeformat ein ganzzahliges Vielfaches des Wiedergabeformates ist, z.B. die vierfache Fläche 3840×2160, weil dann können genau vier Pixel der Aufnahme zu einem Pixel der Wiedergabe zusammengefasst werden. Diese Verringerung der Pixelanzahl heißt Pixel-Cropping oder Downscaling. Doch was passiert, wenn sich die Formate nur um einige Prozent unterscheiden, wie beim Bildbeschnitt, auch Overscan genannt? Das ist bei Wiedergabegeräten (Fernsehgerät, DVD-und BD-Player) der Fall, die ein Bild liefern, bei dem ein schmaler Rand außerhalb des Bildfeldes liegt, weil man früher beim analogen Fernsehen Ungenauigkeiten vertuschen und leere Bildränder vermeiden wollte. Da werden z.B. für 100 Bildpunkte des Monitors nur 95 Bildpunkte von der Bildquelle verwendet. Dabei können die Bildpunkte nicht mehr punktgenau abgebildet werden, sondern es kommen nur einige Bildpunkte fast voll zur Deckung, aber andere liegen genau zwischen zwei Bildpunkten. Wie gehen die betroffenen Geräte damit um? Es gibt verschiedene Verfahren für die Umrechnung, aber was immer man auch anstellt, das Bild verliert – trotz des in Prozenten ausgedrückten geringen Formatunterschiedes – in den feinen Details an Bildschärfe oder weist Moiré-Strukturen auf. Bei bewegten Bildern mag das weniger auffallen, aber bei stehenden Bildern ist die Detailverschlechterung unübersehbar.

Das folgende pixelgenaue Testbild passt an den Rändern (Dreiecke vollständig sichtbar). Die in der rechten Bildhälfte befindlichen 2px-Streifen und 1px-Streifen sind unter dem Gesamtbild vergrößert dargestellt und in Ordnung.

Das zweite Bild hat einen Overscan von ca 5%, daher sind die Randdreiecke nicht mehr zur Gänze sichtbar. Im Feld der 2px-Streifen und besonders im Feld der 1px-Streifen sind die Bildverschlechterung gut zu erkennen.