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4K

4K steht als Kurzform und Sammelbegriff für Auflösungen in der Größenordnung von 4.000 horizontalen Bildpunkten.

Was im einzelnen darunter verstanden wird, kann relativ breit variieren, am gängigsten sind aber zwei Raster:

  • das auch als UHD, Ultra HD oder QFHD bezeichnete Raster mit 3.840 x 2.160 Bildpunkten
  • das Raster von 4.096 x 2.160 Bildpunkten

Im Consumer-Bereich wird unter 4K in aller Regel das UHD-Raster verstanden. Im Profibereich wird hingegen öfter unterschieden und es gibt Kameras, bei denen »echtes 4K« mit 4.096 x 2.160 Bildpunkten alternativ zum Raster von 3.840 x 2.160 Bildpunkten für die Aufnahme zur Verfügung steht.

Größenvergleich: Bei gleicher Pixelgröße entspricht das ganze Bild einer Auflösung von 8K, der nächstkleinere Rahmen markiert 4K, etwas schmaler ist QFHD und der kleinste Rahmen repräsentiert HD.

4K oder 4k?

Eher wissenschaftlich angehauchte Diskutanten machen sich gern mal darüber lustig, dass viele Branchenteilnehmer ja 4K nicht mal richtig schreiben könnten. Korrekt müsse es schließlich 4k heißen, weil es ja um Auflösungen in der Größenordnung von 4.000 Bildpunkten geht und im Internationalen Einheitensystem (SI) das kleine k als Abkürzung für die Vorsilbe »Kilo« festgelegt ist, was wiederum für Tausend steht. Das große K hingegen wird als Einheitensymbol für Kelvin verwendet.

Daraus lässt sich dann noch der etwas lahme Scherz zimmern, dass 4K ja einer Temperatur von -269,15 Grad Celsius entspreche.

Ausgehend von der Überlegung, dass ohnehin alle in der Branche zumindest prinzipiell wissen, was mit 4K gemeint ist, verwendet film-tv-video.de die zwar im Grunde falsche, aber in der Branche sehr weit verbreitete Schreibweise 4K — und wir salutieren gleichzeitig all jenen, die es wissenschaftlich genau nehmen.

4K oder UHD?

Müsste man nicht sogar von UHD oder Ultra HD sprechen, anstatt von 4K? Auch hier unterscheiden sich die wissenschaftliche Sicht und der Sprachgebrauch.

film-tv-video.de nutzt »4K« als Oberbegriff für das Arbeiten mit Auflösungen in der Größenordnung von 4.000 horizontalen Bildpunkten. Außerdem steht der Begriff 4K für einen stärkeren Produktionsbezug.

UHD hingegen bezieht sich unserer Auffassung nach stärker auf die Ausstrahlung. So sind in der Definition von UHD unter anderem auch Audioparameter, Datenraten und Codecs festgelegt, die so in der Produktion keine große Rolle spielen, sondern frühestens in der Postproduktion oder im Mastering zum Tragen kommen. Der Begriff Ultra HD wird zudem von der Unterhaltungsindustrie genutzt, um die Übertragung und den Empfang von TV-Signalen in 4K-Auflösung zu kennzeichnen.

4- und 8K-Auflösungen

3.840 x 2.160

Wer eher von der Videoseite kommt, der definiert als 4K meist die Verdoppelung der horizontalen und vertikalen HD-Auflösung: Aus dem Raster 1.920 x 1.080 wird also 3.840 x 2.160. Das sind dann viermal so viele Bildpunkte wie bei »Full HD«, weshalb des öfteren auch mal über Quad Full HD gesprochen wird, kürzer als QFHD bezeichnet.

Die 3.840 horizontalen Bildpunkte dieses Formats werden aber meis­tens auch großzügig auf 4.000, also 4K aufgerundet. Auf diesem Raster basiert auch UHD 1, also der für die Ausstrahlung von 4K-Fernsehprogrammen gedachte Formatstandard.

4.096 x 2.160

Eher aus dem Filmbereich kommen andere 4K-Definitionen. Das hat letztlich (auch) historische Gründe, die noch aus der Filmabtastung herrühren (siehe weitere Erläuterungen in diesem Eintrag): Fakt ist, dass im Scanning- und Filmabtasterbereich der Begriff 4K für ganz unterschiedliche Raster verwendet wurde, die aus dem jeweils genutzten Filmfens­ter resultierten. Bei den Digital­kameras kann aber 4.096 x 2.160 als weit verbreitet gelten.

7.680 x 4.320

Verdoppelt man die Zeilen- und Linien­zahl von QFHD/UHD 1 noch einmal, dann ergibt sich das Raster 7.680 x 4.320 – was auch unter dem Oberbegriff UHD 2 zusammengefasst wird. Dieses Format verwendet also die horizontal und vertikal vierfache Zahl an Bildpunkten des HD-Rasters 1.920 x 1.080. Dieses Verfahren wurde maßgeblich unter der Ägide des japanischen Staatsfernsehens NHK entwickelt, wird von diesem Sender aber nicht als Ultra HD bezeichnet, sondern als Super Hi-Vision (mehr dazu in einem früheren Artikel). Der Ton soll dabei als 22.2-Kanal-Ton übertragen werden. Zudem umfasst die Definition Bildraten von bis zu 120 fps. (Mit Sinn oder Unsinn von 8K im TV-Bereich befasst sich ein früher erschienener Kommentar zu diesem Thema.)

Weitere Faktoren

Wenn in früheren Jahren höhere Auflösungen diskutiert werden, ging es dabei meist um die Auflösung im Zusammenspiel mit 8-Bit-Signalverarbeitung und dem BT.709-Farbraum. Einige Hersteller sahen darin einen ausreichend großen technologischen Schritt, nach dem Motto: Erstmal 4K-Auflösung, den Rest schieben wir dann in weiteren Schritten nach.

Forschungseinrichtungen, Standardisierungsgremien und Verbände legten hingegen in Studien und Forschungsarbieten nahe, dass es sinnvoll wäre, nicht nur die räumliche Auflösung, sondern auch die zeitliche Auflösung zu verbessern, also die Framerate zu erhöhen. Weitere Faktoren wie etwa Dynamikverbesserungen, hin in Richtung HDR, wurden ebenfalls diskutiert.

Fakt ist aber, dass im Markt immer mehr 4K-Kameras und -Displays verfügbar werden und hier möglicherweise durch die Marktdynamik Fakten geschaffen werden, bevor man sich auf eine in alle Feinheiten reichende Definition von 4K/UHD ge­einigt hat.

Historie

4K galt viele Jahre als höchste Qualitätsstufe der digitalen Film- und Videobearbeitung und wurde nur im high-endigen Profibereich eingesetzt. Dort ist man aber mittlerweile in Bereiche von 8K und mehr vorgestoßen. Seit der Einführung von UHD im Consumer-Bereich hat sich der Begriff 4K inflationär verbreitet und wird dort als Qualitätsmerkmal vermarktet, obwohl er letztlich nur ein technisches Maß für das Bildraster darstellt und noch nicht sehr viel über die Bildqualität aussagt.

Historisch kommt der Begriff 4K daher, dass seit den Anfängen der digitalen Filmbearbeitung das 35-mm-Filmbild beim Scannen und Digitalisieren in üblicherweise rund 4.000 x 2.200 Bildpunkte aufgeteilt wurde. Insgesamt bestand also ein 4K-Bild aus rund 4.000 x 2.200 = 8.800.000 Bildpunkten.

Die Werte 4K und 2K sind gerundete Angaben. Die tatsächlich verwendete Pixelzahl hängt vom verwendeten Sensor oder Scanner, sowie vom Bildfenster oder Filmformat und dessen Seitenverhältnis ab.

Einige Beispiele aus den Anfängen des digitalen Films:

1: 1,375 (Academy)
4K: 3.656 x 2.664
2K: 1.828 x 1.332

1:1,66
4K: 3.656 x 2.200
2K: 1.828 x 1.100
Bei 1:1,85
4K: 3.656 x 1.976
2K: 1.828 x 988

1:2,35 (Cinemascope)
4K: 3.656 x 3.112
2K: 1.828 x 1.556

Super-35 (Full Aperture)
4K: 4.096 x 3.112
2K: 2.048 x 1.556

Vista Vision (8-Perf)
4K: 4.096 x 6.144
2K: 2.048 x 3.072

Das ist, um die historische Betrachtung weiterzuführen, eine höhere Auflösung als sie mit 35-mm-Film — bedingt durch die Kornstruktur der Emulsionsschicht — erreichbar ist. Bei durchgängiger 4K-Auflösung ist somit gewährleistet, dass Filmbilder nach der Bearbeitung die gleiche Auflösung bieten, wie die Originalaufnahmen.

Bei 10-Bit-Verarbeitung gilt das übrigens auch uneingeschränkt für Farbe und Kontrast. Bei einer Farbauflösung von 10 Bit steht eine feinere Farbabstufung zur Verfügung, als der weitaus größte Teil der Menschen mit dem unbewehrten Auge voneinander differenzieren kann.

In der Praxis wurde zu Beginn des Digitalzeitalters oft mit der halben Auflösung, also mit 2K und zudem mit reduzierter Farbauflösung von 8 Bit gearbeitet, mittlerweile ist aber 4K / 10 Bit im Spiefilmbereich der Normalfall und wird auch häufig übertroffen — zumal in Kinos immer öfter 4K-Projektoren zur Verfügung stehen und mit UHD auch ein 4k-Consumer-Standard zur Verfügung steht.

Siehe auch:
Auflösung
Pixel
2K
QFHD
Super-35