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Guide: Heimkino am PC - Formate, Techniken, Realisierung

Eine Übersicht über Tonformate von DVD's und empfohlene Software zur Wiedergabe.


Autor: Simon Ostermann (D-Fred)
Datum: 01-06-2003, 19:17:41
Referenzen: keine
Schwierigkeit: Anfänger
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Rating: 7.25 (4x bewertet)

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Einleitung

Das digitale Kinozeitalter in der eigenen Wohnstube ist spätestens Weihnachten 2002 endgültig angebrochen. Kaum ein anderes Produkt verkaufte sich derart gut wie DVD's und DVD-Player. Doch was steckt hinter der kleinen Silberscheibe, welche Tonformate gibt es und welche Software empfiehlt sich zur Wiedergabe - dieser Artikel soll derart grundlegende Fragen klären.

Kinosound und seine Entwicklung

Im Gegensatz zu den dynamischen und anpassungsfähigen 3D-Surroundsound am PC, sind in Filmen und im Kino nur statische Effekte vom Zelluloid zu vernehmen. Diese werden vorberechnet und auf optischem oder digitalem Wege auf den Filmstreifen oder externen Silberscheiben gebracht. Im Kino werden die Tonspuren ausgelesen, decodiert und auf die Lautsprecher verteilt wiedergegeben.

Seit Mitte der 50er Jahre hat sich die Filmindustrie auf die Unterstützung von Mehrkanaligem Surroundsound gepushed, um der wachsenden Beliebtheit des Fernsehens einhalt bieten zu können. Denn im Gegensatz zu diesem konnte man mit Farbe und einem Stereophonen Klang dienen.

Dieser war schon seit Anfang an als mindestens 4-spurig avisiert. Man ging von drei Frontkanälen (links, rechts, center) und einem Effektkanal, der hinter Auditorium plaziert ist, aus. Das Tonsignal wurde dabei als optische Information mit auf den 35/70mm Filmstreifen gebracht. Daneben gibt es immer noch eine alte analoge Tonspur, um auch eine Aufführung auf älteren Systemen zu ermöglichen.




Nach einigen Jahren des Ausprobierens, ging man zum 6-Kanal-Sound über, der eine Aufteilung des Effektkanals in linken und rechten Kanal und einen zusätzlichen Subwoofer für tiefe Frequenzen verfügt. Diese Aufzeichnungsart hat sich grundsätzlich bis heute gehalten und bietet einen optimalen Klanggenuss. Die Tonsignale werden im Dolby Verfahren auf dem optischen Wege auf das Zelluloid encodiert und können mit einem passenden Decoder auf die Lautsprecher verteilt werden.

Ende der achtziger Jahre wurde dann das digitale Zeitalter eingeleitet. Zwischen den Löchern im Filmstreifen wurde eine zusätzliche digitale Informationsquelle eingerichtet. Diese basiert immer noch auf der optischen Aufzeichnung. Es ist also ein Fleck auf dem Film belichtet oder unbelichtet (Signal 0 oder 1). Mit einem speziellen Digitaldecoder kann man in Filmtheatern die Information entschlüsseln und die gewonnenen Tonsignale auf die 6 Lautsprecher verteilen.

Doch Dolby sollte nicht das einzige System bleiben, denn Konkurrenzformate wie dts und SDDS boten von Beginn an eine höhere Datenrate und teilweise sogar bis zu acht Kanäle. In den letzten Jahren gibt es ein wahres Wettrüsten um zusätzliche Kanäle. So verfügt Dolby Digital EX über einen versteckten Kanal im Stereoton der hinteren Lautsprecher, Formate wie das 8-Channel SDDS und dts es 6.1 verfügen hingegen über getrennte digitale Zusatzkanäle, also weitere diskrete Kanäle.

Viele der Kino-Tonformate sind inzwischen auch im Heimkinobereich verfügbar. Sowohl Stand-Alone-Geräte wie Receiver und gut ausgestattete DVD-Player als auch viele Softwareplayer in Zusammenarbeit mit entsprechenden Soundkarten sind in der Lage, Dolby Digital und dts zu decodieren. Sogar normale Fernsehsender wie Pro Sieben senden inzwischen ausgewählte Filme in Dolby Digital 5.1, das digitale Fernsehen macht es möglich.

Ländercodes & Kopierschutz

Der Start des DVD-Zeitalters war nicht sonderlich ruhmreich, denn zunächst gab es, wie derzeit bei DVD-Brennern und auch den zukünftigen DVD-Formaten, mehrere Lager mit unterschiedlichen Formatvorschlägen. Das Problem war die Möglichkeit des Kopierschutzes.

Letztlich hat man sich für Macrovision zur Unterdrückung von DVD-Kopien entschieden. Macrovision verhindert das Überspielen der Bilddaten auf andere Medien, beispielsweise Videobänder, indem das ausgegebene Signal mit einem Verschlüsselungsalgorithmus unbrauchbar gemacht wird. Weiterhin verhindert das Serial Copy Generation Management System (CGMS) das Kopieren auf digitalem Wege, etwa auf Festplatte oder DVD-Rohlinge.

Die Daten auf einer Video-DVD sind außerdem noch verschlüsselt hinterlegt. Mit dem Content Scrambling System (CSS) ist der komplette Film codiert und verhindert ein weiteres Kopieren. Erst beim Abspielen wird der Code dechiffriert und Audio- und Videodaten können ausgegeben werden.




Ein besonderes Schmankerl kommt von den großen Filmstudios: die Schaffung von sogenannten Regionalcodes. Die Welt wird (siehe Skizze) in 6 Gebiete aufgeteilt und eine Video-DVD mit dem Regionalcode versehen. Abspielgeräte sollen so eingestellt werden, dass sie nur DVD's mit dem gleichen Regionscode abspielen können.

Für Europa, Südafrika und Japan gilt der Regionscode 2. Der Haupt-Filmmarkt USA/Kanada besitzt den Code 1. Das erlaubt den Filmbossen über die internationalen Erscheinungsterminen von Film und DVD-Video nach ihren Ansprüchen zu verfügen. So ist es gang und gebe, dass es in den USA schon Video-DVDs von Filmen gibt, die bei uns gerade aus dem Kino herausgenommen wurden. Somit soll der Markt für Importe aus den USA gar nicht erst enstehen.

Doch weit gefehlt. Findige Hacker nutzen die Programmierbarkeit des Flash-ROMs in DVD-ROM Laufwerken dahingehend, die künstlich geschaffene Limitierung auf 5-maliges Wechseln des Regionscodes, durch eine Eigenprogrammierung umzustellen.

Das gleiche gilt für Software- wie für Hardware-DVD-Player. Wer im Internet sucht, wird immer eine passende Lösung finden. Mittlerweile gibt es DVD-ROM Laufwerke, bei denen der Regionscode durch nicht lösen eines Jumpers auf Code 0 verbleibt, also codefree (regionscodefrei). Damit kann man alle weltweit erhältlichen Video-DVD's abspielen. Allerdings wird in diesen Fällen bei den heutigen Systemen weiterhin ein Crack für den Software-Player benötigt.

Der PC als Kino

DVD Video Player gibt es als externe Lösung ab ca. 100 EUR. Diese besitzen serienmäßig über einen Digitalausgang. Daran kann man seinen Dolby Digital / dts Decoder und Verstärker anschließen. Doch es geht auch preiswerten, denn ein DVD-Laufwerk kostet keine 50 EUR und in vielen Fällen verfügen die installierten Mainboards bereits über einen digitalen Ausgang oder sogar über 6 analoge Kanäle.

Passende Softwareplayer liegen entweder aktuellen Grafikkarten bei, können zusätzlich erworben werden oder man greift zu separaten MPEG2 Video Decoderkarten. Doch warum braucht man eine extra Software? Der Datenstrom im MPEG2 ist sehr stark komprimiert (Verhältnis 36:1), sodass der Prozessor im Rechner die Hauptarbeit zum Entschlüsseln des Videos (Bild und Ton) leisten muss.

Dazu sollte mindestens ein Pentium II Prozessor mit 300 MHz oder ein AMD K6-2 400 MHz im PC stecken. Hat man eine Grafikkarte mit MPEG2 Videobeschleunigung (ab ATI Rage 128 oder S3 Savage4 und bei allen heutigen Karten), dann reicht auch ein PC mit geringerer Ausstattung. Diese decodiert nicht das komplette MPEG2-Video, sondern beschleunigt nur einen Teil der Bilddaten.

Die Tonspur bleibt von der Kompression nicht verschont, das Surroundsignal zur Ansteuerung der Lautsprecher und die volle Dynamik bleiben aber fast völlig unverändert. Fast alle heutigen DVD's nutzen das Tonformat Dolby Digital, dts ist bislang nur bei wenigen Titeln ein Thema. SDDS ist hingegen ein sehr neues Verfahren und bislang auf dem Heimkinosektor nicht zu finden. Daher beschäftigen wir uns auf den nächsten Seiten ausschließlich mit Dolby Digital, da nur einige teure PC-Boxensets bereits mit einem dts-Decoder ausgestattet sind. Daher ist für den PC das Verfahren zu vernachlässigen.

Wenn Sie noch einen alten Rechner im Keller haben, so kann man diesen oftmals als DVD-Player nutzen, wie die Tabelle beweist. Allerdings sollte hierzu eine Grafikkarte mit einem TV-Ausgang vorhanden sein, dann kann man sich auf gute Bilder freuen:

ohne Motion-Compensation mit Motion-Compensation
Rechnerklasse AMD K6-2 400 MHz, K6-3 400 MHz K6-2 300 MHz
Rechnerklasse INTEL Celeron 333 MHz, Pentium II 300 MHz Pentium 233 MHz


Um den Genuss nicht nur auf einem kleinen Monitor erleben zu müssen, bietet sich die Möglichkeit an, das Bild auf einem Fernseher wiederzugeben, bei echten Kinofreaks bedarf es hierzu eines 16:9-Geräts. Diese Geräte profitieren von anamorph encodiertem Material. Hierbei werden die Balken, die auf einem 4:3-Fernseher bei einem 16:9-Bild zu sehen sind, mit Bildinformationen gefüllt. Der Fernseher entzerrt das Bild und erhöht damit die Zeilenzahl. Viele heutige 4:3-Fernseher haben ebenfalls eine Schaltung, um ein anamorphes Bild richtig darstellen zu können.




Fehlt dies, so sollte man in der Software oder dem Player als Format 4:3 auswählen. In diesem Modus wird das Bild vom Player entzerrt, sodass es auf einem 4:3-Fernseher mit den üblichen Balken dargestellt werden kann. Selbst Pan&Scan können viele Player künstlich erzeugen. Bei der Methode wird das Bald gezoomt, sodass die Balken verschwinden - und leider auch ein Teil des Films.

Bei einem Hardware MPEG2 Decoder ist ein Composite oder Super VHS Signal abgreifbar. Dabei ist die Bildqualtät bei S-VHS signifikant besser. Die zum Anschluss vorgesehenen Geräte (TV, VCR) müssen über einen S-VHS tauglichen Eingang besitzen, sonst erscheint das Bild nur in S/W auf dem Fernseher. Hierzu ist jedoch nicht unbedingt eine S-VHS Buchse notwendig, viele Scart-Anschlüsse können über einen Adapter mit S-VHS-Signalen versorgt werden.

Bei der Nutzung ohne MPEG2 Karte muss die Grafikkarte über ein TV-Ausgang verfügen. Bei heutigen Karten ist es möglich das Video-Overlay-Fenster direkt an den TV-Ausgang zu leiten, sodass auf dem Monitor der komplette Windows-Desktop erhalten bleibt, aber auf dem Fernseher nur das Videobild ohne irgendwelche schwarze Umrandungsbalken erscheint.

Noch geschickter ist das Ausnutzen von Multi-Monitor-Funktionen wie HydraVision oder nView. Damit ist es möglich, gleichzeitig auf dem Bildschirm zu arbeiten und auf dem zweiten Bildschirm, also beispielsweise dem TV-Gerät, einen Film zu betrachten. Wer sich aber jetzt denken mag, er könne einfach den Videorecorder einschalten und aufnehmen, wird sich bald eines besseren belehren lassen müssen. Jede DVD-Video hat einen Macrovision Kopierschutz, der die Aufnahme vom Bild unbrauchbar macht - jedenfalls ohne eine im Fachhandel erhältliche Box, die das Signal reinigt.

Dolby X

Für die Darstellung des Bildes ist nun gesorgt. Doch was ist mit dem Digitalton? Dieser muss nun über eine Soundkarte mit Digitalausgang (für Dolby Digital Wiedergabe) oder mittels eines passenden Boxensets ausgegeben werden. Welche relevanten Dolby-Tonverfahren es gibt und was sie unterscheidet, sowie den Aufbau der Soundanlage, können Sie der nachfolgenden Tabelle entnehmen:

Name Logo Aufzeichnungsart Anordnung Jahr
Stereo
Analog
1941
Dolby Surround
Analog
1982
Dolby Surround Pro Logic
Analog
1987
Dolby SR
Digital
1987
Dolby Digital
Digital
1992
Dolby Digital EX
Digital
1999


Auf den Packungen der Video DVD's sind genaue Angaben zu den verwendeten Tonvariaten gegeben. Für den am nutzbaren Ton ist dabei das Dolby Digital 5.1 Logo am wichtigsten. Filme die mit diesem Verfahren aufgenommen wurden erlauben eine hochwertige Wiedergabe und ein hervorragendes Kinoerlebnis am heimischen PC oder im Wohnzimmersessel (siehe Grafik unten).




Der Aufbau im Wohnzimmer




Ein Receiversystem mit analoger Dolby Surround Pro Logic 3.1 Wiedergabe (Subwoofer optional und nicht per Dolby angesprochen)




Ein Receiversystem mit digitaler Dolby Digital 5.1 Wiedergabe

Softwareplayer für den PC

Bei Video-DVD-Softwareplayern gibt es verschiedene Möglichkeiten zur Surroundsoundwiedergabe:
  • Digitalton AC3 (5.1)
    Der Softwareplayer muss die Wiedergabe über den Digitalausgang der Soundkarte werkseitig unterstützen. Auch wenn eine Soundkarte einen Digitalausgang besitzt, muss die Software diesen direkt ansprechen und das Dolby Digital AC3 Format ausgeben. Inzwischen gibt es einige Boxensets auf dem Markt, beispielsweise von Logitech und Creative, die über einen integrierten Dolby Digital-Decoder verfügen und an den Digitalanschluss gestöpselt werden können - schon beginnt der Soundgenuss.
  • Analog Dolby Surround (2.1)
    Das Dolby Surround Signal wird unverändert über den LineOut der Soundkarte ausgegeben und mittels eines externen Decoders und Verstärkers an die drei Lautsprecher übermittelt.
  • Analog Dolby Surround Pro Logic (3.1)
    Das Dolby Surround Signal wird unverändert über den LineOut der Soundkarte ausgegeben und mittels eines externen Decoders und Verstärkers an die vier Lautsprecher übermittelt.
  • Analog Surround mit 4.0 Downmix (4.0)
    Auch kann man bei einer Soundkarte, die dies unterstützt, ein 4.0-Boxenset anschließen und den Ton auf dieses Format downmixen. Dabei wird der LFE-Kanal, der Subwoofer, in die normalen Soundkanäle eingerechnet. Anders als bei einem Boxenset aus zwei Stereolautsprechern und einem Boxenset muss man jedoch nicht auf den Effektkanal verzichten, zumal durch den Einsatz von vier Boxen die Ortbarkeit des Tons bereits eingeschränkt wird.
  • Analog Dolby Digital (EX)
    In den letzten Jahren haben sich zudem vermehrt Karten mit einem integrierten Decoder durchgesetzt. Bereits die Soundblaster Live! 5.1 bewies erstmals, dass ein Soundkarten-DSP den digitalen Ton decodieren kann. Zumeist haben derartige Soundkarten drei Ausgänge, die mit den notwendigen sechs Boxen verbunden werden können. Die aktuellsten Karten, beispielsweise von Terratec, Audiotrek, Hercules und Creative, unterstützen sogar bereits 6.1 und teilweise sogar 7.1 Kanäle inklusive der Decodierung von Dolby Digital EX - allerdings fehlt es auf dem Markt bislang an den passenden Boxensets.
Zudem benötigt man für eine Wiedergabe von DVD's den passenden DVD-Software-Player. Zwei Produkte haben sich auf dem Markt durchgesetzt und sind als Bundle-Version bei vielen Grafikkarten und DVD-Laufwerken enthalten. Bei den beiden Produkten handelt es sich um WinDVD von Roxio und PowerDVD von Cyberlink. PowerDVD wird eine etwas bessere Bildqualität bei höheren Systemanforderungen nachgesagt, während WinDVD sehr stabil, schnell und kompatibel ist. Beide Programme unterstützen in den Multichannel-Versionen sowohl die analoge als auch die digitale Mehrkanalausgabe, einige Versionen verfügen sogar über Funktionen, die mit zwei Boxen versuchen, ein Surround-System zu simulieren.

Hardwareplayer für den PC

Auch bei den MPEG2-Karten gibt es mehrere Soundmöglichkeiten, die aus der beiliegenden Software heraus gesteuert werden können.
  • Direktverbindung mit AC3 Decoder
    Das Digitalsignal wird direkt vom auf der MPEG2-Decoderkarte befindlichen Digitalausgang an den Digitaleingang des Dolby Digital AC3 Decoders und Verstärkers der HiFi-Anlage oder des AC3-Surroundsets hingeführt.
  • Durchschleifen des AC3 Signals
    Von der Decoderkarte wird das Signal in den Digitaleingang der Soundkarte geführt und dort durch den Mixer durchgeschleift und mit dem Digitalausgang wieder ausgegeben.
  • Durchschleifen des analogen Signals und analoge Wiedergabe
    Wenn man auf ein AC3 Signal verzichtet, ist ein durchschleifen (und abgreifen) des Signals im PCM Format möglich. Hierbei ist nur Dolby Surround Pro Logic (3.1) oder niedriger möglich. Der Anschluss an einen Verstärker/Decoder mit AC3-Eingang ist möglich, jedoch muss auf Dolby Digital 5.1 verzichtet werden.
Die MPEG2 Decoder Karte

Seit vielen Jahren gibt es bereits MPEG2-Decodierkarten, da zu Beginn der DVD-Ära das Decodieren mittels einen Software-Players kaum möglich war. Eine besonders bekannte Karte ist, diese PCI-Karte, die den REALmagicDVD Chip von Sigmaltel besitzt. Sie ist auch unter dem Namen Hollywood Pro bekannt und über eBay sowie als Restposten bei vielen Händlern erhältlich.

Der Einbau der Karte gestaltet sich sehr einfach. Vor dem Einbau sollen die Treiber von der beiliegenden CD installiert werden. Danach wird die Karte eingesteckt (bitte nicht in den Slot neben der Grafikkarte) und belegt einen Interupt. Mittels Loop-Through-Kabel blendet der Videologic-DVD-Player das Bild ein, wobei einige Konkurrenzkarten das Bild inzwischen auch über den PCI-Bus leiten und so ohne Kabel auskommen.

Die Bildqualität leidet leider ab einem 17 Zoller merklich unter dem Loop-Kabel. Dafür wird man mit einem exzellenten und völlig euckelfreien MPEG2 Videobild entschädigt. Es empfiehlt sich daher, solch eine Karte nur zur Ausgabe auf den Fernseher zu nutzen und auf das Loop-Kabel zu verzichten.

Hierzu besitzt die Karte direkt einen integrierten Video-Ausgang (Cinch (Composite) und S-VHS). Einen störenden schwarzen Rand sucht man vergebens, auch die Tonqualität ist sehr gut. Dabei ist entweder ein externer Anschluss an die Soundkarte oder ein interner Anschluß (mittels entfremdeten CD-ROM Audiokabel) möglich. Natürlich verfügt der Videologic-DVD-Player über einen AC3-tauglichen Digitalausgang. Daran lässt sich ein passender AC3-Decoder mit Verstärker und 5.1 Ausgängen anschließen. Somit kann man auf eine entsprechende Soundkarte mit Digitalausgang verzichten.

Die Wiedergabesysteme

Um einen mehrkanaligen Dolby-Ton im Wohnzimmer oder am heimischen PC zu erhalten, benötigt man einen Dolby-Decoder. Dieser ist entweder in HiFi-Anlagen enthalten oder in separaten Surroundboxensystemen eingebaut. Man erkennt diese Systeme am entsprechenden Logo. Die optimale Lösung ist eine digitale Verbindung vom DVD-Player, also in unserem Fall dem PC (Soundkarte/MPEG2-Decoder-Karte), und der Dolby Digital 5.1 Decoder-Verstärker-Anlage.

HiFi Anlagen sind mit Dolby Digital und passende Boxensysteme ab etwa 300 EUR erhältlich. Der Klang hängt wie bei allen Systemen von den Boxen ab - und die sind leider oftmals nicht besonders gut. Der Surroundprozessor ist hingegen meist erheblich besser, da er von Dolby abgesegnet sein muss.

Gute Anlagen um die 750 EUR eröffnen dem Filmfreund schon einen sehr guten Klang für seine Lieblingsvideos oder Live-Übertragungen im TV. Fast alle Sender unterstützen den Dolby Pro Logic Standard, Premiere und Pro Sieben sogar Dolby Digital. Das Dolby-System ist abwärtskompatibel. Je nach Decoder werden nur die Kanäle ausgegeben, die auch unterstützt werden.




Als Alternative zu HiFi Anlagen bieten sich in letzter Zeit neue Boxensets von viele Herstellern an. Videologic, Creative, Logitech, fast alle Hersteller haben inzwischen Boxensets für 300 EUR auf dem Markt, die Dolby Digital decodieren können. Die Boxensets klingen dabei meist besser als kostengünstige HiFi Systeme - aktuelle Tests derartigen Systeme sind in vielen Zeitschriften zu finden, da derzeit ständig neue Boxensysteme vorgestellt werden.

Letztlich muss für den vollen Tongenuss noch eine digitale Verbindung zwischen dem Set und dem Digitalanschluss hergestellt werden. Hierzu gibt es zwei Alternativen, Koaxialkabel (mit SP/DIF) und zum anderen optische Lichtwellenleiter (TOSLINK). Es ist eine Glaubensfrage, welcher Anschluss besser ist, am Ende dürfte der Preis des Kabels und der verfügbare Anschluss an der Soundkarte entscheiden.

Daher dürfte meist das Coaxkabel der beste Weg sein, da viele günstige Karten auf einen Lichtleiter-Anschluss verzeichten. Für erste Versuche ist auch ein normales Cinchkabel tauglich, dieses kann als Ersatz für ein teures Koaxialkabel dienen. Am Decoder muss das gleiche Digitalinterface verfügbar sein, wie an der Soundkarte/MPEG2 Decoderkarte. Der normale Line-Ein- und Ausgang darf nicht benutzt werden, man möchte schließlich den digitalen Ton erleben.

Für den analogen Anschluss stehen bei vielen Soundkarten drei Buchsen zur Verfügung, allerdings gibt es auch einige Soundkarten mit Kabelpeitschen zum Anschluss der Boxen. Zudem tragen viele Soundkarten inzwischen farblich codierte Anschlüsse, sodass die Steckerfarbe des Anschlusskabels bereits zeigt, in welchen Port man das Kabel stecken muss.




picard
Professonial
Beitrag vom:
01-06-2003, 19:23:06

Klasse Artikel!

Sehr gut aufbereitet, guter Inhalt - bin einfach begeistert. Vielleicht leg ich mir jetzt doch ein Heimkino zu :-)

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"...denn wir arbeiten nicht nur um uns selbst zu verbessern, sondern auch den Rest der Menschheit!"


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