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AV-views.de Extra Kenndaten Visualizer

Extra 2004/6

Kenndaten Visualizer


Hier werden kurz und knapp die wichtigsten technischen Daten von Visualizern und ihre Bedeutungen vorgestellt.

Auflösung

Die Auflösung ist ein wichtiges wie auch sensibles Thema bei Visualizern, lassen sich hier doch viele Irrungen und Wirrungen unterbringen. Auflösung kennzeichnet das Vermögen eines Visualizers, kleinste Details des aufgenommenen Objektes darzustellen. Das ist von verschiedenen Einflussfaktoren abhängig, die einerseits in der technischen Aufnahmefähigkeit der Kamera begründet liegen und andererseits in den sie umgebenden Komponenten, die die Qualität Wiedergabe und damit der 1Auflösung beeinträchtigen können. Ausgangspunkt jeder Auflösung ist die native Pixelanzahl der CCD-Kamera, genauer des eingebauten Chips. Mehr Auflösung kann der Visualizer nicht darstellen. Der CCD-Chip (Charge Coupled Device) besteht aus einer Matrix aus senkrecht und parallel angeordneten Photozellen, die je nach Lichteinfall einen proportionalen Strom auslösen. Dieser wiederum wird digitalisiert und in Form von Einsen und Nullen abgespeichert. Da die Ströme keine Farben zuordnen können, sondern nur proportional zu der Helligkeit ist, muss das farbige Licht durch Filter in seine Komponenten zerlegt werden. Die Filter sind so ausgelegt, dass sie der Empfindlichkeit des Auges am ehesten entsprechen. Deshalb bestehen 50% der Filterelemente aus Grün, Rot und Blau liegen jeweils zu 25% vor. Für jede Komponente wird dann die dazugehörige Graustufe abgespeichert. Da die drei Farbkomponenten jeweils ein Pixel ergeben, müssen, um zur vollen Auflösung der Kamera zu kommen, die restlichen darzustellenden Pixel zwischengerechnet werden. Je nach Qualität der Berechnung kann es hier zu ersten Beeinträchtigungen der gesamten Bildqualität kommen. Die 3-Chip Geräte sind da im Vorteil, wenngleich sie auch teurer sind. Hier steht für jede der drei Farben Rot, Grün und Blau ein eigener CCD-Chip zur Verfügung. So bestimmt die Auflösung eines Chips dann auch die Gesamtauflösung der Kamera. Die Auflösung der Kamera wird in Pixeln angegeben. So entspricht einer XGA-Auflösung der Anzahl von 1024 x 769 Pixeln. Ein weiteres wichtiges Maß ist die Angabe der Auflösung in Linien, wobei eine Linie aus jeweils einem schwarzen und einem weißen Punkt besteht. Die Linienangabe kommt aus der Videodarstellung. So entspricht eine Auflösung von 800 Linien senkrecht und 400 Linien waagerecht auf einem Monitor echte Broadcast-Qualität.
Leider wird oft die Auflösung angegeben, die am Ausgang des Gerätes vorliegt. Hierbei sollte bedacht werden, dass diese nichts mit der nativen Auflösung des CCD-Chips zu tun hat. Fast jeder Visualizer kann höhere oder niedrigere Auflösungen interpolieren. So kann ein Ursprungssignal zwar auf mehr Pixel dargestellt werden, enthält aber nicht mehr Informationen als das vom CCD-Chip aufgenommene Bild.
Die Auflösung selbst einer großen Pixelzahl kann beeinträchtigt werden durch zahlreiche Komponenten, die sich in der Informationskette befinden. Als erstes zu erwähnen ist das Objektiv. Ist es von geringer Qualität, so bildet es in den Rändern und im Tiefenschärfebereich unscharf ab. Und was unscharf ist, kann auch die Kamera nicht mehr scharf aufnehmen. Ein gutes Objektiv ist oft teurer als die Kamera. Aber auch die elektronischen Komponenten haben ihre Wirkung. Wenn sie nicht genau berechnen, entstehen Fehlfarben und Unschärfen, die sich in der Wiedergabe des Bildes niederschlagen.
Ein Tipp: Beurteilen Sie das am Monitor oder mittels Projektor dargestellte Bild anhand spezieller Test-Charts, über die seriöse Händler verfügen sollten.



Max./Min. Aufnahmebereich

Der Bereich, den die Kamera minimal oder maximal aufnehmen kann. Dieser Bereich ist vor allem von der Qualität des Zoom-Objektivs abhängig. Der Bereich liegt zwischen der maximalen Weitwinkelposition und der maximalen Teleposition des Objektivs. Innerhalb dieses Bereichs spielt die Schärfentiefe eine große Bedeutung.

Beleuchtung

Professionelle Visualizer haben die Beleuchtung integriert. Durch die Positionierung und die Auswahl der Lampen ist eine optimale Ausleuchtung besonders der 3-Objekte gewährleistet. Die Hersteller bedienen sich da unterschiedlicher Konzepte. Visualizer der gehobenen Klassen haben zusätzlich noch eine Leuchtbox integriert. So können Dias, Röntgenbilder oder OHP-Folien von der Kamera ohne zusätzliche Hilfsmittel aufgenommen werden.

CCD-Kamera

Die Kamera gilt als Herzstück eines Visualizers. Sie enthält den oder die CCDs, das Objektiv und Kameraelektronik. Je hochwertiger die Komponenten sind, desto besser wird das Bild. Zu unterscheiden ist, ob es sich um eine Kamera handelt, die im interlaced oder im noninterlaced Verfahren aufzeichnet. Interlaced wird für die Videodarstellung benötigt. Hier sind die Kameras niedrig auflösender als die Progressiv Scan Kameras, sind aber auch schneller beim einlesen der Daten, was zu ruckelfreien Bildern führt. Hochwertige Videokameras haben BroadcastQualität. Progressive Scan Kameras sind für feinere Darstellungen gedacht, lösen höher auf, liefern aber mitunter ruckelnde Bilder.

DVI-Schnittstelle

DVI (Digital Video Standard) definiert eine Schnittstelle, auf deren Basis Geräte wie Projektoren, PCs oder aber auch Visualizer Daten in digitaler Form austauschen können. Der Vorteil digitaler Übertragung besteht darin, dass die Daten schneller und verlustfreier übertragen werden können.

Effektive Pixel

Die effektive Pixelzahl gibt die Anzahl der Bildpunkte an, die tatsächlich dargestellt werden kann. Sie liegt in der Regel unter der angegebenen Anzahl der Pixel des oder der CCDs.

FBAS

Das FBAS-Signal (Farbe, Bild, Ausstast, Synchron) ist die einfachste, wenn auch geringwertigste Darstellung des Videosignals. Der Vorteil ist, dass alle Informationen über eine einzige Buchse (Cinch) ausgegeben werden können. Das FBAS-Signal enthält alle Informationen zu den Farben, Helligkeitswerten und den dazugehörigen Synchronisations- und Austastwerten. Durch die Mischung aller Informationen kann es zu gegenseitigen Beeinflussungen kommen, die eine schlechtere Bildqualität nach sich ziehen können.

Bildfrequenz (horizontal/vertikal)

Die horizontale Bildfrequenz oder auch Zeilenfrequenz gibt an, wie viele Zeilen auf Monitoren pro Sekunde dargestellt werden können. Der angegebene Wert ist meistens höher als der tatsächlich dargestellte, da in im angegebenen Wert noch die Zeilen für die Synchronisation und den Rücklauf enthalten sind. Sie wird in kHz angegeben. Bei der vertikalen Bildwiederholfrequenz wird angegeben, wie häufig sich ein dargestelltes Bild pro Sekunde wiederholt. Sie wird in Hz angegeben. Ab 75 Hz kann das Signal als flimmerfrei gewertet werden.

Image Turn Modus

Der Image Turn Modus, oder auch Bilddreh-Modus genannt, wird bei Visualizern angewandt, um die Qualität der Aufnahme z.B. bei DIN A4 Seiten zu erhöhen. In der Regel ist die Aufnahmefläche bei Visualizern rechteckig wobei die untere Seite des Rechteckes die breitere ist. Dies ist durch die Anordnung des CCD-Chips in der Kamera bedingt. Wird nun eine DIN A4 Seite hochkant eingelesen gehen viele Pixelwerte verloren. Wird die Auflage dagegen um 90° gedreht kann ein Großteil der Pixel verwendet werden. Die Elektronik rechnet das Bild wieder auf das exakte Maß um.

Interlaced / Non-Interlaced

Herkömmliche Videokameras, die in PAL oder NTSC aufzeichnen, arbeiten im Interlaced-Verfahren. Dabei wird das Bild in zwei Halbbilder aufgeteilt und mit 50 Hz bzw. 60 Hz aufgenommen. Zunächst die ungeraden Zeilen (1, 3, 5, …), dann die geraden (2, 4, 6, …). Anschließend werden die Bilder wiederzusammengefügt und ergeben das Gesamtbild. Der Vorteil des Interlaced Verfahrens ist, dass bewegte Bilder flüssig aufgezeichnet werden können, während als Nachteil eine geringere Auflösung zu verzeichnen ist. Durch die modernen Ausgabegeräte wie Plasma-Displays und Daten-/Videoprojektoren ist es möglich, höhere Auflösungen darzustellen. Also wuchsen auch die Anforderungen an CCD-Kameras mit höheren Auflösungen. Progressiv Scan Kameras nehmen das Bild Zeile für Zeile auf. Das ermöglicht eine schärfere und detailreichere Aufnahme, hat aber den Nachteil, dass durch die anfallenden großen Datenmengen, bewegte Bilder nicht mehr so flüssig aufgenommen werden.

Objektiv

Das Objektiv ist ein ganz entscheidendes Element für die Bildqualität. Es bestimmt die Schärfe des Aufnahmebereiches durch seine Qualität, die Größe des Bereiches durch den Zoom und die Tiefenschärfe. Hochwertige Objektive kosten in der Größenordnung von Kameras und darüber hinaus. Der Vergrößerungsfaktor bestimmt, wie stark ein Objekt vergrößert dargestellt werden kann. Hochwertige Visualizer haben heute einen Zoom von Faktor 12. Die Angaben F1.5-2.1 und f=5.3-66.5 mm bedeuten für da große F die Lichtdurchlässigkeit (Blende) des Objektivs und für das kleine f die Fokussierbarkeit innerhalb der Kamera. Eine große Zahl für die Blende bedeutet, dass wenig Licht durchgelassen wird und die Belichtungszeit länger dauert. Dafür erhält man mehr Schärfentiefe, eine kleine Zahl bedeutet eine weite Öffnung der Blende, was viel Lichteinfall und wenig Belichtungszeit bewirkt. Die Schärfentiefe ist dabei gering.

Progressiv Scan

Mit dem Aufkommen hochauflösender Wiedergabemedien wie Daten-/Videoprojektoren ist auch die Anforderung an hochauflösende CCD-Kameras gewachsen. War bislang das recht niedrig auflösende PAL/Secam Signal, welches im Interlaced Modus aufgenommen und auf dementsprechenden (Röhren-) Monitoren wiedergegeben wurde das übliche, so erfordert eine hochauflösende Bildqualität bei Daten-/Videoprojektoren die Darstellung im Progressive Mode. Daraus folgt, dass die Objekte nicht mehr in Form von zwei Halbbildern aufgenommen werden, sondern als Vollbild. Der Vorteil ist, dass das Bild schärfer wiedergegeben wird; der Nachteil ist, dass aufgrund der anfallenden großen Datenmengen die Bilder noch nicht ruckelfrei sind. Ausgetüftelte Elektronik wird hier eingesetzt, um der Datenflut Herr zu werden.

RS232 Schnittstelle

Die RS-232 ist eine Norm für eine serielle Schnittstelle. Über sie lassen sich Geräte wie Monitore, Projektoren oder Visualizer vom PC aus steuern.

Y/C

Signalnorm die das Videosignal in Farb- (Chrominanz) und in einen Helligkeitsteil (Luminanz) aufsplittet. Dadurch wird die Signalübertragung gegenüber FBAS verbessert. Das Signal wird über Hosidenbuchsen ausgegeben.

Tiefenschärfe

Die Tiefenschärfe gibt den Bereich des Visualizers wieder, wo er in der Achse, sie senkrecht zur Auflagefläche steht, scharf abbildet. Eine gute Optik ist ausschlaggebend für einen großen Tiefenschärfebereich. Wenn der Tiefenschärfebereich groß genug ist können auch hohe 3D-Objekte (z.B. Kirchturmmodelle) scharf abgebildet werden.

USB-Schnittstelle

Beim USB (Universal Serial Bus) handelt es sich um einen seriellen Bus, der aber sehr viel schneller ist als die bisherigen seriellen Schnittstellen. Die Daten laufen nicht auf getrennten Leitungen wie bei der RS-232-Schnittstelle, sondern auf denselben Leitungen in beide Richtungen, und es können bis zu 127 Geräte angeschlossen werden. Jedes Gerät kann über eine Adresse angesprochen werden. Der Bus erkennt ein neu angeschlossenes Gerät automatisch und lädt einen dementsprechenden Treiber.

VGA-Ausgang

Ursprünglich als Grafikstandard von IBM entwickelt, bezeichnet der VGA-Ausgang heute die Anschlüsse für das Videoaus- bzw. -eingangssignal mit den Be-legungen für die Farben RGB und die Synchronisationssignale. Hier werden also Monitore oder Projektoren angeschlossen.

Weißabgleich

Beim Weißabgleich werden die Umgebungsfarben am aufzunehmenden Objekt mit denen der Kamera Farbkanäle so angepasst, dass eine optimale Farbwiedergabe erfolgt. Je nach Beleuchtung des Raumes erscheinen die Farben des Objektes in einem veränderten Farbton. Diesen Farbton gilt es so auszubalancieren, dass die Farbwiedergabe wieder natürlich erscheint. Der Weißabgleich bei Visualizern erfolgt heutzutage automatisch oder manuell.

Zoom (optisch/digital)

Das Zoom gibt den Vergrößerungsfaktor des Visualizers an. Dabei wird unterschieden zwischen dem optischen Zoom und dem digitalen Zoom. Der optische Zoom entsteht durch Verschiebungen von Linsen im Objektive des Kamerakopfes und sollte, je nach Qualität, keinerlei Einbußen auf die Bildqualität haben. Bei der optischen Vergrößerung gehen keine Details verloren. Im Gegensatz hierzu vergrößert das digitale Zoom den eingestellten Bereich und den Zoom-Faktor rechnerisch, ohne dass zusätzliche Details sichtbar gemacht werden. Die Bedeutung liegt daher auf dem optischen Zoom.

Ralf Mrotzek


Übersicht
 
Mehr Klarheit durch
Farblichtleistung?
 
Technische Daten und was
dahinter steckt
 
Lumen: ANSI oder was?
 
Kontrast und Farbe
 
Die Projektorenklassen
 
Digitale Trapezentzerrung
 
Kenndaten Visualizer
 
Pinbelegungen der im
AV-Bereich üblichen
Stecker
 
Projektionsgeometrien
bestimmen
 
Weitblick und Durchblick
 

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