Dolby Vision vs. UHD Premium (HDR10)


Ekki Schmitt und Stefan Wesche, Experte bei HEIMKINORAUM

Wo liegen die tatsächlichen Unterschiede und vermeintlichen Vorteile in der Praxis? 

 

 

Mit der „UHD Premium“ Blu-Ray (und Streaming) ist die Bildqualität in nahezu allen Bereichen verbessert worden: Die Auflösung hat sich auf das Vierfache (8 Megapixel) erhöht, die 10bit Farbtiefe sorgt für feinere Farbabstufungen, HDR bietet einen glaubwürdigeren Inbildkontrast und der native DCI-Farbraum sorgt für originale Kinofarben. Fast klingt es so, als ob man mit HD Premium bildqualitativ „endlich am Ziel“ angekommen ist.

 

 

Dennoch hat es nicht lange gedauert, bis (natürlich) etwas Besseres versprochen wird. Die Kinofans allseits bekannte Marke „Dolby“ möchte das Bilderlebnis mit „Dolby Vision“ noch weiter verbessern und einen Formatkrieg wie schon beim Ton (Dolby vs. DTS vs. Auro3D) initiieren.

  

 

Doch welche Vorteile bietet Dolby Vision tatsächlich und könnte es sich als Bildstandard durchsetzen? Oder ist alles nur Marketing Hype? Wir haben de Unterschiede untersucht und den Nutzen und in diesem Special eingeordnet…

 


1) 12Bit Farbtiefe

Dolby wirbt damit, dass Dolby Vision eine noch höhere Farbtiefe (12bit) bietet, als herkömmliches HDR10 (10bit ). Eine 12bit Signalverarbeitung beinhaltet pro Farbkanal 4096Abstufungen, so dass theoretisch 68 Milliarden Farbtöne darstellbar sind. Bei 10bit HDR10, wie es derzeit auf den UHD Premium Blu-Ray s aufgezeichnet sind, werden „nur“ 1024 Abstufungen pro Farbkanal verwendet, was immerhin eine Milliarde Farbtöne erlaubt.

 

12bit bieten viermal mehr Nuancen, als 10bit

 

Dolby Vision scheint also wie ein klarer Sieger, doch wo liegt der praktische Nutzen? Was Dolby nicht verrät: Es existieren keine wirklich 12bit tauglichen TVs, Beamer erst recht nicht. Zwar verarbeiten die meisten Geräte 12bit Videosignale problemlos, doch das letzte Glied in der Kette, das Panel im Beamer oder TV, ist nicht in der Lage, die für 12bit notwendigen Farbnuancen optisch zu erzeugen. Dies gilt vor allem für volldigitale Techniken, die per Pulsweitenmodulation arbeiten, sie erreichen meist nicht einmal 10bit Auflösung.

 

Mit anderen Worten: Mit 12bit mögen zwar feinere Abstufungen aufgezeichnet sein, doch in der Praxis kommt davon nichts auf der Leinwand oder dem Bildschirm an. Dass die Hardware-Hersteller dies in der Zukunft ändern werden, ist zudem sehr unwahrscheinlich, denn der sichtbare Nutzen würde in keinem Verhältnis zum technischen Aufwand stehen. Unsere Bewertung zu diesem versprochenen Vorteil daher:  Mehr „Schein als Sein“, für die Bildqualität derzeit nicht relevant.

 

2) Die maximale Helligkeit

Unterschiedliche Auffassungen gibt es bei der Wahl des maximalen Weißpegels. Während die Macher von HDR10 eine Maximalhelligkeit von 4,000cd/m² auf dem Screen für mehr als ausreichend halten, proklamiert Dolby Vision ein Spitzenweiß von sage und schreibe 10,000cd/m². Mit der einfachen Formel „Mehr ist immer besser“, möchte man den Konsumenten hier überzeugen. Doch um voreilige Schlüsse zu vermeiden, sollte man sich erst damit beschäftigen, was diese Pegel wirklich bedeuten:

 

Das Bild wird nicht heller!

Der maximale Weißpegel beeinflusst bei HDR nicht die allgemeine Bildhelligkeit, sondern lediglich die von so genannten Highlights, die im realen Leben besonders hell erscheinen: Sonne, Sterne, Gewitterblitze usw.…  Je heller ein Highlight dabei sein soll, umso kleiner muss es sein, um den Zuschauer nicht zu blenden und in den Augen zu schmerzen.

 


Helligkeiten jenseits der 4000nits sind nur für winzig kleine Highlights nutzbar

 

Ein 4000nits Highlight ist dabei bereits sehr klein, ein 10000nits Highlight müsste noch kleiner sein, wäre wahrscheinlich nur noch für kleine Sternenpunkte sinnvoll.

  

Kein Fernseher erreicht derzeit 4,000nits, geschweige denn 10,000nits

Die Zielwerte beider Standards sind derzeit ohnehin Utopie, denn die Fernseher sind weit von den maximalen HDR-Pegeln entfernt. Der derzeit hellste HDR-TV am Markt ist der Sony ZD9 mit einem Maximalpegel von rund 2000nits. Und dieser ist bereits so hell in Peakflächen, dass viele dies als unangenehm empfinden. Der Unterschied ist also für viele Jahre reine Theorie und es ist fraglich, ob man abends auf de Couch wirklich gerne „geblendet“ werden möchte.

 

Auch HDR kann bis 10,000nits verarbeiten

„Last but not least“ benutzen beide Standards (HDR10 und DV) dasselbe Gamma (ST2084), das für 0 bis 10,000nits ausgelegt ist.

 

 

Sollten irgendwann entsprechende TVs auf den Markt kommen, wäre es also für beide Standards möglich, diese auszureizen. Auch für diesen vermeintlichen Dolby-Vorteil gilt also „Mehr Schein als Sein“, ein praktischer Vorteil besteht auf absehbare Zeit nicht.

  


3) Dynamische Metadaten – Echtzeitanpassung der Bildhelligkeit

Einer der größten beworbenen Vorteile von Dolby Vision sollen die so genannten „dynamischen Metadaten“ sein, die eine für jedes Bild eigene Helligkeitszuordnung ermöglichen. Der Kontrastumfang des Displays soll dabei effektiver genutzt werden, als bei HDR10, das statisch arbeitet. Wir erläutern, wo das tatsächlich in der Praxis der Fall ist hier die Möglichkeiten:

 

Maximalpegel des TVs und des Filmes (Blu-Ray ) sind identisch

Derzeit werden die UHD Premium Spielfilme auf ca. 1000nits Maximalpegel geeicht, weil dies dem technischen Stand der TVs entspricht. Verfügt man über einen entsprechend hellen TV (z.B. die 4K Topmodelle von Samsung oder Sony) und hat man diese korrekt auf HDR / 1000nits kalibriert, so erscheinen alle(!) Bildelemente genau so hell wie sie sollen. Alles(!) ist perfekt, es gibt keine(!) Kompromisse. In dieser Konstellation bieten dynamische Metadaten keinerlei(!!) Vorteile. Dynamische Metadaten können hier keinen Vorteil bringen.

  

Maximalpegel des TVs ist geringer, als des Filmes

Aufgrund der technischen Entwicklung ist folgender Fall derzeit der häufigste: Die maximale Helligkeit des TVs liegt deutlich unter dem HDR Pegel, tatsächlich erreichen die meisten Geräte lediglich 500nits und sind damit nur halb so hell, wie es aktuelle HDR Scheiben „erwarten“. In dieser Konstellation hat man bei HDR10 die Wahl zwischen zwei Kompromissen:

 Original (1000nits)

 

Stellt man den „zu dunklen“ TV auf seine native Clipping-Grenze,
so stimmt die durchschnittliche Bildhelligkeit aber helle Durchzeichnung geht verloren.

 
TV (500nits)

 

Kalibriert man den TV auf seine native Clipping Grenze von 500nits, so erscheinen alle Bildelemente so hell, wie sie sein sollen, die Bildhelligkeit leidet nicht. Allerdings werden alle Highlights, die heller als 500nits sind, nicht dargestellt, sondern verschwinden in Weiß.

 

Original (1000nits)



Stellt man den zu dunklen TV auf eine höhere Clipping-Grenze,
leiden die Helligkeit & Durchzeichnung




TV (500nits)

 

Kalibriert man seinen (zu dunklen) TV auf die derzeit erforderlichen 1000nits Clipping, so werden in hellen Bereichen keine Details verschluckt, alles wird sauber differenziert, wenn auch nicht ganz so hell, wie beabsichtigt. Zum Problem werden aber andere Helligkeitsstufen, das Bild wird insgesamt dunkler, als beabsichtigt. Dies ist daher kein guter Kompromiss.

 

Die dynamischen Metadaten von Dolby Vision erlauben es hingegen, die tatsächliche Helligkeit des TVs (in unserem Beispiel 500nits) mit der aufgezeichneten Helligkeit des Filmes (hier 1000nits) zu vergleichen und so das Gamma für jedes Bild anzupassen. 

 

Original (1000nits)

 

Mit Dolby Vision ist das Highlight (hier Sonne) zwar etwas dunkler, dafür geht keine Zeichnung verloren und die Gesamthelligkeit bleib, wie sie sein soll.

 

 
Dolby Vision TV (500nits)

 

In der hellen Szene wird so deutlich differenziert, während eine dunkle Szene nicht zu dunkel erscheint. Es verbleibt aber der Kompromiss, dass der TV in der hellen Szene optisch nicht die richtige HDR Helligkeit erreicht. Dennoch: Hier bietet Dolby Vision ein klar besseres Ergebnis, als das statische HDR, da die Kompromisse auf einem Minimum gehalten werden.

 

Übrigens: LGs OLED Fernseher waren die ersten Geräte am Markt, die Dolby Vision beinhalteten. Dies war kein Zufall, denn die OLED Technologie ist bislang noch nicht in der Lage, die volle Peak-Helligkeiten von HDR so effektiv zu nutzen, wie herkömmliche LED/LCD TVs. Daher ist Dolby Vision bei OLED TVs besonders sinnvoll, um das optische Defizit in dieser Hinsicht teilweise auszugleichen.

 


Maximalpegel des TVs ist höher, als des Filmes

Ebenfalls interessant ist es, wenn der TV optisch zu einer höheren Helligkeit in der Lage ist, als es der Film vorsieht. Dies ist tatsächlich jetzt schon möglich: Die aktuelle ZD9-Serie von Sony ist mit 2000nits doppelt so hell, wie es die meisten HDR Filme vorsehen:

 

Sony ZD9

 

Richtig kalibriert wird sein HDR-Maximalpegel auf 2000nits gelegt, damit stellt der TV alle(!) Helligkeiten genau so ein, wie sie sein sollen, es gibt eigentlich keinerlei Kompromisse im Bild. Der einzige Nachteil: Die hohe Helligkeit von 2000nits des TVs bleibt bei nahezu allen Software-Titeln derzeit ungenutzt, das Leistungspotenzial liegt brach, ein 1000nits TV hätte auch gereicht. Hier muss man also entweder auf entsprechende Software (bis 2000nits geeicht warten), oder den TV in seiner maximalen Helligkeit auf 1000nits eichen.

 

Nun nutzt der TV seine vollen Lichtreserven, Hightlights sind im wahrsten Sinne des Wortes strahlend (2000nits) hell. Der Nachteil: Das Bild wird insgesamt heller, als beabsichtigt, manche helle Elemente könnten zu groß sein und blenden.

 

Hier kann Dolby Vision helfen, indem es durch seine dynamischen Metadaten die Bildszene „bewertet“ und die extra Lichtreserven des TVs nur da einsetzt, wo es in Frage kommt. So könnte DV z.B. gezielt eine Sonne oder Sterne etwas „aufhellen“, ohne das andere Elemente blenden oder zu hell werden. Aus diesem Grund ist es auch sinnvoll, dass der ZD9 ein Dolby Vision Update erhält.

 

 

Allerdings arbeiten die Hersteller parallel dazu auch an ihren eigenen Lösungen. Tatsächlich hat der Sony ZD9 bereits einen von Sony selbst entwickelten Algorithmus implementiert, der in Echtzeit das Bild analysiert und bei Bedarf den Weißpegel anpasst bzw. anhebt.

 

Der ZD9 ist also auch ohne Update nicht zwingend auf Dolby Vision angewiesen. Welches Verfahren (Xtended Dynamic Range oder Dolby Vision) schließlich die besseren Ergebnisse liefert, werden wir testen.

 

 

Projektoren im Heimkino

Eine absolute Sonderstellung nehmen Heimkinoprojektoren ein, denn ihre Helligkeit ist nicht so „statisch“ wie die eines TVs, sondern wird von vielen Faktoren beeinflusst: Der Lampenmodus (Eco / Hell), die Lampenalterung, der Projektionsabstand / Zoom , der gewählte Bildmodus, die Leinwandgröße und der Gain der Leinwand haben alle einen Einfluss.

 

 

Hinzu kommt der Umstand, dass das projizierte Beamer-Bild viel größer ist, als das eines TVs und HDR-Highlights nicht so hell sein müssen, da sie eine größere Fläche abstrahlen. Echte 4000nits auf einer 3m Leinwand sind demnach nicht erstrebenswert.

 

Diese besonderen Umstände machen eine Echtzeitanpassung auf ein genaues Niveau nahezu unmöglich, der Algorithmus würde detaillierte Angaben des Anwenders benötigen, um die tatsächliche Helligkeit des Beamers zu ermitteln. Tatsächlich würde aber gerade ein Beamer von dynamischen Metadaten profitieren, wenn diese intelligent implementiert würden, denn gerade Projektoren zeigen bei HDR oft Defizite in der Durchzeichnung. Potenzial für Dolby Vision ist also vorhanden, aber der technische Aufwand wäre ungemein höher und daher ist es unklar, ob tatsächlich jemals ein leistungsfähiges Dolby Vision für Heimkinoprojektoren erscheinen wird. Wahrscheinlicher ist es, dass die Hersteller der Projektoren selbst adaptive HDR-Algorithmen in den Beamern integrieren, die die Pegel in Echtzeit anpassen. Bei Sonys Topmodell VW5000 ist dies bereits der Fall.

 

 

4) Immer perfekte Farben?

Dolby wirbt auch damit, dass Dolby Vision den nativen Farbraum des jeweiligen TVs „kennt“ und so die Farbdarstellung des Filmes automatisch perfekt abgleicht. Dieses Versprechen ist als reines Marketing zu bewerten, denn ein TV oder Projektor kann nur dann immer perfekte Farben darstellen, wenn sein Farbraum mit dem der Quelle (in diesem Fall dem Kinofarbraum DCI P3) deckungsgleich ist und er auf die entsprechende Norm kalibriert wurde.

 

 

Weicht der Farbraum ab, ist die Farbdarstellung immer ein Kompromiss und aufgrund von Serienstreuung auch nicht automatisch anpassbar. Bildperfektionisten achten daher weiterhin am besten auf einen nativen DCI Farbraum des TVs oder Projektors und auf ein genaues Werkspreset oder noch besser eine genaue Kalibrierung auf die Videostandards.

 

 

Fazit

Dolby verspricht mit Dolby Vision zahlreiche Verbesserungen, die in der Theorie auch vorhanden sind, doch von denen in der Praxis derzeit wenig übrigbleibt: Die höhere Bit-Tiefe wird von derzeitigen TVs und Projektoren optisch nicht genutzt, Highlights von 10,000nits sind reine Utopie und ihr Nutzen auch fragwürdig, da sie nur „winzig klein“ sein dürften.

 

 

Viel Potenzial steckt allerdings in den dynamischen Metadaten, die es vor allem TVs mit verringerter Lichtleistung ermöglichen, HDR dazustellen, ohne in dunklen Bildinhalten „abzusaufen“ oder in hellen Bildinhalten „zu überstrahlen“. Gerade OLED TVs profitieren hiervon ungemein, so dass wir in dieser Konstellation Dolby Vision empfehlen.

Verfügt man aber über einen TV, der die erforderliche HDR-Helligkeit von 1000 bis 2000nits erreicht, so genügt eine genaue Kalibrierung des Weißpegels und man geht auch ohne Dolby Vision keine Kompromisse ein.

Einen Sonderfall nehmen Projektoren ein, denn sie könnten von den dynamischen Metadaten von Dolby Vision durchaus profitieren, doch müsste Dolby hier wesentlich komplexere Algorithmen implementieren, was derzeit fraglich ist. Vermutlich werden die Beamer-Hersteller hier selbst schneller für Abhilfe sorgen, wie sich bei den ersten Modellen schon abzeichnet.

 

Unserer Empfehlung: Man sollte sich nicht zu viele Sorgen um den von Dolby initialisierten Formatkrieg machen, richtig angewendet sorgen beide Varianten für optimale Ergebnisse, wenn es die Hardware (TV oder Beamer) zulässt. Wer auf Nummer Sicher gehen möchte, sollte sich allerdings einen Player zulegen, der zu Dolby Vision kompatibel ist, wie die aktuellen Oppo Geräte, damit ist man immer „auf der richtigen Seite“. Auch die aktuellen Sony TVs wie XE93/94, ZD9 und A1 werden Dolby Vision bald unterstützen.

 



Kommentare

Frage
Von am 30. November 2017

Unterstützt sony KD75XD9405 den DOLBY VISION.

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Ich habe da was nicht verstanden ...
Von am 22. Juli 2017

Gekürztes Zitat: "Maximalpegel des TVs und des Filmes (Blu-Ray ) sind identisch ...
Alles(!) ist perfekt, es gibt keine(!) Kompromisse. In dieser Konstellation bieten dynamische Metadaten keinerlei(!!) Vorteile. Dynamische Metadaten können hier keinen Vorteil bringen."

Da habe ich etwas nicht Verstanden. Die Aussage ist meiner Meinung dann richtig wenn man ein Einzelbild betrachtet welches Helligkeiten von 0 bis 1000 nits beinhaltet. Wenn die maximale Helligkeit bei 500 nits liegt verschenkt man bei HDR10 geschätzt 25% der Bitauflösung. Mit DV kann aber aufgrund der Metadaten die volle Auflösung von 12 bit über den gesamten Helligkeitsbereich von 0 bis 500 nits verwendet werden, ein klarer Vorteil, auch dann wenn das Display nur 10 bit nutzen kann.

Noch krasser wird es wenn eine Szene ohne Spitzlichter bis maximal 100 nits geht, dann werden bei HDR10 geschätzt vielleicht 50% der Bandbreite eingesetzt. Bei DV sind es immer 100%.

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Jetzt hab ich den durchblick
Von am 06. Juli 2017

Danke für den Ausführlichen und sehr informativen Bericht.

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Wirklich sehr interessant...
Von am 05. Juli 2017

Danke. Spannender Artikel.... Also ist es schon gut Dolby Vision zu haben, auch wenn es vielleicht doch keine neue "Wunderwaffe" ist.

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