Ob Harry Potter,
Der Herr der Ringe
oder Krieg der Sterne
- kaum ein Science-Fiction- oder Fantasy-Film kommt heute mehr ohne
Animationen und Spezial-Effekte aus. Mystische Fabelwesen und
außerirdische Reiche werden im Computer generiert. Doch damit endet
bislang auch die digitale Herrlichkeit. Auf die High-Tech-Bearbeitung
folgt die Rückbelichtung auf Film.
"Sogar wenn große Teile der Bilder digital erzeugt oder bearbeitet
werden, steht am Ende der Kette immer noch der klassische
35-Millimeter-Film", berichtet Hans Bloß vom Fraunhofer-Institut für
Integrierte Schaltungen IIS, Bereich Angewandte Elektronik. Der Grund:
Die große Datenmenge. Beim Dreh für einen 90minütigen Kinostreifen
fallen mehr als zwei Kilometer Film an. In digitalen Daten ist das die
gigantische Menge von zwei Terrabyte (ein Terrabyte sind mehr als 1 Mio.
Megabyte). Mit herkömmlichen Technologien können diese Datenmengen nicht
digital aufgenommen, gespeichert und übertragen werden. Ein Konsortium
von vier Forschungseinrichtungen hat sich zusammengeschlossen, um hier
Abhilfe zu schaffen.
Gemeinsam wollen Wissenschaftler der Fraunhofer-Institute für
Integrierte Schaltungen IIS-A, und für Medienkommunikation IMK, der
Fraunhofer-Arbeitgruppe Elektronische Medientechnologie AEMT, des
Heinrich-Hertz-Instituts für Nachrichtentechnik HHI und der Technischen
Universität Ilmenau technologische Grundlagen für das D-Cinema
erarbeiten. "Unser Ziel ist es, eine vollständige, digitale
Verarbeitungskette für das Kino, beginnend von der Kamera über die
Produktion, Postproduktion, Vertrieb bis zur Wiedergabe zu realisieren",
beschreibt Koordinator Siegfried Fößel vom IIS die Aufgabenstellung des
vom Bundesministerium für Bildung und Forschung BMBF geförderten
Projekts. Die Vorteile des digitalen Kinos liegen auf der Hand: Bislang
werden die Filme im Kopierwerk vervielfältigt und in alle Welt
verschickt. Doch diese Verfahrensweise ist aufwändig und teuer. Zudem
leidet die Qualität der Kinofilme durch das Kopieren und häufige
Abspielen. Digitale Filme hingegen reißen und verkratzen nicht. Auch
nach 1 000 Vorführungen erscheint der Kinohit fehlerfrei und brillant
auf der Leinwand. Digitale Movies könnten sogar via Satellit oder Kabel
als Datenpaket direkt ins Kino kommen.
Doch noch fehlen wichtige Schlüsselkomponenten für das D-Cinema wie zum
Beispiel eine digitale Kamera. Sogar die hochwertigen Kameras für das
High Definition TV (HDTV) genügen nicht den Anforderungen, die bei
Kinofilmen an Ortsauflösung, Farbtreue und Dynamik gestellt werden. So
können mit HDTV-Kameras nur 24 Bilder pro Sekunde aufgenommen werden,
für Spezial-Effekte und Zeitlupe braucht man jedoch eine variable
Framerate von 1-150 Bildern pro Sekunde. Auch die Dynamik - das
Verhältnis zwischen hellen und dunklen Bildern - der HDTV-Kamera reicht
nicht aus. "Die hohen Anforderungen können mit den bisher gängigen
CCD-Bildsensoren nicht realisiert werden", erläutert Siegfried Fößel.
Daher arbeiten die Forscher mit CMOS-Sensoren (Complementary
Metall-Oxide Semiconducto). Sie vereinen hochkomplexe Schaltungen mit
lichtempfindlichen Bauelementen (Pixel) auf einem Chip.
Die Forscher müssen aber noch ein weiteres Problem lösen: Die
Speicherung der enormen Datenmenge. Bei digitalen Fernsehfilmen beträgt
die Datenrate 270 Mbit/s. Diese Informationen kann man mit den gängigen
Datenkompressionsverfahren in Echtzeit speichern und laden. Beim
digitalen Kino fallen pro Sekunde jedoch mehr als 5 Gigabit Daten an. Um
diese gigantische Menge auf einem mobilen Medium speichern zu können,
bedarf es neuer Kompressionsverfahren. "Wir wollen das vorhandene
Codierverfahren JPEG 2000 als Basis nehmen, und es für
Kino-Applikationen adaptieren", beschreibt Fößel das Vorgehen der
IIS-Wissenschaftler. Ziel ist es, die Daten in Echtzeit auf etwa ein
Zehntel schrumpfen zu lassen und dann auf eine Art Laptop zu speichern.