8K (Bildauflösung)

Aus der Angabe „8K“ geht nicht hervor, welche Bildseitenverhältnisse, Bittiefen, Bildwiederholfrequenzen oder Helligkeits- und Farbwerte in den Bildern kodiert sind. Die ITU-R-Empfehlung BT.2020 der Internationalen Fernmeldeunion definiert diese Parameter beispielsweise für die beiden Bildauflösungen 3840 × 2160 („UHD-I“) und 7680 × 4320 („UHD-II“) mit einem Bildseitenverhältnis von 16:9 und quadratischen Bildpunkten.^[2]

Die Bildauflösung hat bei einem Bildseitenverhältnis von 16:9 einen Wert von rund 33 Megapixel. Die folgende Tabelle gibt einige Bildauflösungen mit den bei 8K auftretenden Zeilen- und Spaltenzahlen bei verschiedenen Bildseitenverhältnissen an.

Das 8K-UHD-Format in 16:9 ist Gegenstand der Verdoppelung der Auflösung in Länge und Breite. Dies sind dann 16K mit 15360 × 8640 Bildpunkten und 32K mit 30720 × 17280 Bildpunkten. Die Abkürzungen 16K UHD und 32K UHD sind dabei keine Rundungswerte der tatsächlichen horizontalen Auflösung, was 15K oder 31K ergäbe, sondern weisen auf die Verdopplung der vorhergehenden Auflösung von 8K UHD beziehungsweise 16K UHD hin.

Das einzig bekannte Display wurde 2019 von Sony vorgestellt, mit 16K UHD auf 19,5 m × 5,5 m für eine Ladenfront.^[3] Ansonsten werden die größeren abgeleiteten Formate nur durch Multi-Monitor-Installationen erreicht.

Digitale Wiedergabegeräte wie Computermonitore, Bildschirme, Fernsehgeräte oder Projektoren, sowie Aufnahmegeräte, wie digitale Kinokameras oder Digitalkameras, mit einer Spaltenzahl ab rund 8000 Spalten können mit dem Attribut „8K“ gekennzeichnet werden. Diese Geräte sind in der Lage, Bilder mit dieser Spaltenzahl vollständig zu verarbeiten und wiederzugeben, ohne Bildpunkte zusammenfassen zu müssen (Downsampling).

 

 

Einige Digitalkameras liefern insbesondere für Stehbilder eine entsprechende Bildauflösung, die auf solchen Bildschirmen wiedergegeben werden kann.^[1] Für Videoaufnahmen gibt es seit 2011 8K-taugliche Kameras von Anbietern wie Sony,^[4] später wurden weitere Produkte von Herstellern wie zum Beispiel von Astrodesign,^[5] Hitachi, Red Digital Cinema Camera Company^[6] und Sharp vorgestellt.^[7]

Die für eine entsprechende optische Auflösung erforderlichen Objektive müssen bei der Bildaufnahme allerdings in der Lage sein, auch bei einer Ortsfrequenz von 2160 Linienpaaren pro Bildhöhe einen hohen Kontrast zu liefern. Bei einem Bildsensor im Vollformat entspricht dies einer Ortsfrequenz von 90 Linienpaaren pro Millimeter (Linienbreite = 5,6 Mikrometer, das entspricht eine Blendenzahl von ungefähr 4). Bei kleineren Bildsensoren mit einem Pixelabstand von einem Mikrometer, wie sie zum Beispiel in Smartphones eingesetzt werden, wäre hierfür theoretisch eine Blendenzahl von deutlich unter 1,0 erforderlich, die selbst mit entsprechenden korrigierten Objektiven technisch nicht mit der erforderlichen optischen Auflösung erreichbar ist. Eine dafür geeignete Modulationsübertragungsfunktion mit einer entsprechend hohen fotografischen Auflösung kann nur von optisch korrigierten sowie großen und nicht beugungsbegrenzten Spezialobjektiven (in der Regel ohne variable Brennweite) erreicht werden, bei denen die unvermeidlichen lateralen Lagefehler der optischen Abbildung in den digitalen Aufnahmen im Video-Post-Processing kompensiert werden können.^[8] Bei der Liveübertragung oder beim Streaming von bewegten Bildern muss die für diese Kompensationen sowie die für die Datenkompression erforderliche Rechenleistung in Echtzeit zur Verfügung stehen.

Auf der Internationalen Funkausstellung wurden 2018 erste größere Fernsehbildschirme vorgestellt, die 8K-Bilder wiedergeben können.^[9]

Die erforderlichen Datenmengen können beispielsweise über ein High Definition Multimedia Interface ab der Version 2.1 (Januar 2017) oder mit UHD-2-Geräten über den Standard DisplayPort ab der Version 1.3 (September 2014) übertragen werden.

Bilder mit geringerer Bildauflösung als 8K können mit Hilfe von Upsampling auf ultrahochauflösenden Wiedergabegeräten formatfüllend dargestellt werden.^[9]

2020 erschienen die ersten Mobiltelefone, die aufgrund der Bildauflösung des Bildsensors und ausreichender Rechenleistung in der Lage sind, in 8K-Auflösung aufzunehmen, darunter sind das Samsung Galaxy S20 und Samsung Galaxy Note 20. Wegen der Beugungsbegrenzung der miniaturisierten Objektive ist die optische Auflösung jedoch erheblich geringer.

Die im September 2020 veröffentlichte GeForce RTX 3090 wurde von Nvidia als die erste Gaming-Grafikkarte beworben, die 8K-fähig ist und eine UVP von 1499 US-Dollar hatte.^[10] Allerdings wurde diese Marketingaussage von der Fachpresse häufig als übertrieben und unangemessen betrachtet.^[11][12] In der Praxis erreicht die RTX 3090 in 8K-Auflösung nur in wenigen Spielen stabile Bildraten von 60 fps. Oft wird erst ihr Nachfolger, die GeForce RTX 4090, als die erste Grafikkarte angesehen, die in vielen modernen Titeln bei 8K spielbare Bildraten erreicht.^{[13][14][15][16]}

Die ursprünglichen Prognosen für den Absatz von Geräten wurden jährlich reduziert. 2021 lag der Marktanteil an Fernsehgeräten weltweit bei 0,15 %.^[17] In Q4 2021 sank die Auslieferung unter den Vorjahreswert.^[17] In der EU lag der Marktanteil bei Fernsehgeräten Ende 2022 bei 2 %.^[18] Ursächlich können die mit der Chipkrise ab 2020 steigenden Preise sein, die durch Ökodesign-Verordnung (siehe Kritikpunkte) weiter hochgetrieben werden, bei gleichzeitig anhaltend geringem Angebot an Medieninhalten. Insbesondere Streaming-Anbieter wie Netflix beschränken sich auf 4K (Stand 2023), auch wenn das Ausgangsmaterial in 8K bereitsteht (etwa Squid Game). Auch in Japan konnte sich trotz der Verfügbarkeit von Fernsehkanälen das 8K-Format nicht durchsetzen.^[17] Stattdessen beobachtete man, dass sich die HDR-Technik durchsetzte, während auch 2022 zu 3/4 die 4K-UHD Auflösung den Markt dominierte.^[19]

Mit der ab 2023 geltenden EU-Verordnung wurden einige Modelle vom Markt genommen, und der Marktanteil von 8K-Fernsehern sank auf 1 %.^[20] Als entscheidender Faktor für die Verbreitung von 8K gilt nicht das herkömmliche Fernsehen, sondern Spezialanwendungen in Sport und Medizin mit selbstproduziertem Material. Dabei können schon handelsübliche Smartphones für Aufnahmen in 8K eingesetzt werden, wie das Samsung Galaxy S23 (seit Februar 2023) gezeigt hat.^[21]

Die Olympischen Spiele 2016 in Rio de Janeiro wurden in einem Testlauf in 8K nach Japan übertragen.^[22]

Mit 8K aufgelösten Bildern sollen bei Live-Übertragungen Personal und Kosten eingespart werden können, indem die interessanten Bildinhalte („Region of Interest (ROI)“) automatisch durch eine Motiv- und Szenenerkennung mit künstlicher Intelligenz ermittelt und gefiltert werden. Eine einzelne Kamera kann hierbei synchron bis zu vier unterschiedliche Bildausschnitte in Full-HD-Auflösung liefern.^[23]

Im November 2018 veröffentlichte die NASA 8K-Aufnahmen, die mit einer Helium-Kamera der Red Digital Cinema Camera Company in der Internationalen Raumstation (ISS) gemacht wurden.^[24]

8K-taugliche Geräte sind in der Anschaffung noch unverhältnismäßig teuer und es gibt nur wenige Medieninhalte, die mit dieser Bildauflösung zur Verfügung stehen,^[1] da keine einheitliche Norm für das Format existiert.^[25]

Selbst bei einer Auflösung von 4K-Bildern kann das menschliche Auge bei Betrachtung des gesamten Bildes einzelne Pixel kaum noch erkennen. Viele Menschen nehmen die Unterschiede bei der Bildauflösung bereits zwischen Ultra HD und Full HD nicht mehr wahr.^[26] Eine subjektive Verbesserung könnte sich nur durch einen höheren Kontrastumfang und einen größeren Farbraum ergeben, der allerdings nichts mit der Bildauflösung zu tun hat^[27] und aufgrund der verwendeten Kompressionsformate schon beim HD nicht ausgeschöpft wird.^[28] Tatsächlich konnte sich die 8K-Technik bis 2023 nicht durchsetzen. Stattdessen beobachtete man, dass ab 2022 über 99 % aller verkauften Fernseher HDR-Video unterstützten, 83 % davon mit Dynamic-HDR (HDMI 2.1).^[29] Im Splitscreen (Simulation mehrerer Bildschirme auf einem Wiedergabegerät TV bzw. Monitor) bietet 8K hingegen klare Vorteile. Diese Technik wird häufig in Computerspielen angewendet, wenn mehrere Personen am Spiel beteiligt sind und jeder einen eigenen Bildschirmausschnitt betrachtet. Dabei sitzen die Personen näher am Bildschirm und es ergibt sich ein signifikanter Vorteil bei einer höheren horizontalen Auflösung.^[9][30]

Die Leistungsaufnahme und Wärmeentwicklung von hochauflösenden Aufnahme-, Bildverarbeitungs- und Wiedergabegeräten ist in der Regel deutlich höher als von Geräten mit geringerer Bildauflösung, ebenso die Herstellkosten, Ressourcenverbrauch und Bandbreiten/Speicherbedarf.^[27] Dem abnehmenden Grenznutzen stehen also exponentiell steigende Nachteileffekte gegenüber. Mit der ab 2023 geltenden Ökodesign-Verordnung der EU wird ein Energieeffizienzindex (EEI) eingeführt, dessen Grenzwert von 8K-Fernsehern nur selten eingehalten werden kann.^[18][31]

1. ↑ ^{a b c} Robert Silva: 8K Resolution — What Lies Beyond 4K. In: Lifewire. 14. April 2021, abgerufen am 4. März 2024 (englisch). 
2. ↑ BT.2020: Parameter values for ultra-high definition television systems for production and international programme exchange, ITU, 2015, abgerufen am 12. September 2018.
3. ↑ Ryan Waniata: Sony's massive new MicroLED display stands 17 feet tall and packs 16K resolution. Digital Trends, 10. April 2019, archiviert vom Original am 17. Oktober 2019; abgerufen im 1. Januar 1 (englisch). 
4. ↑ Thomas Richter: Sony gibt Preis für High-End 4K (8K) Cam F65 CineAlta bekannt, slashCAM vom 9. September 2011, abgerufen am 12. September 2018.
5. ↑ NAB2013 Debut 8K CameraHead. In: Astro. Astrodesign Inc., 5. April 2013, archiviert vom Original am 9. April 2013; abgerufen am 12. September 2018 (englisch). 
6. ↑ Jon Fauer: RED 8K HELIUM Super35mm Cameras. In: Jon Fauer’s Film and Digital Times. 11. Oktober 2016, abgerufen am 12. September 2018.
7. ↑ ISE 2019: Sharp präsentiert neue Lösungen für Büros, Schulen und Einzelhandel (Memento vom 30. August 2019 im Internet Archive), Sharp Deutschland vom 5. Februar 2019, abgerufen am 1. September 2019.
8. ↑ Markus Bautsch: Bildaufnahme – Güte der optischen Abbildung / Randlichtabfall, Verzeichnung, chromatische Aberration. In: Wikibook Digitale bildgebende Verfahren. Wikibooks, 10. November 2021, abgerufen am 21. November 2021. 
9. ↑ ^{a b c} Berti Kolbow-Lehradt: Für 8K-Fernseher hebt sich der Vorhang allmählich, Netzpiloten Magazin von 11. September 2018, abgerufen am 12. September 2018.
10. ↑ Tom Warren: Nvidia’s new RTX 3090 is a $1,499 monster GPU designed for 8K gaming. 1. September 2020, abgerufen am 3. März 2024 (englisch). 
11. ↑ Nvidia Geforce RTX 3090: Extremtests bis 8K-Auflösung - was bringen 24 GiByte Speicher? 24. September 2020, abgerufen am 3. März 2024. 
12. ↑ Wolfgang Andermahr: Custom-Designs der GeForce RTX 3090 im Test: Benchmarks in 5K & 8K. 24. September 2020, abgerufen am 3. März 2024. 
13. ↑ Alessio Palumbo: RTX 4090 Is the First True 8K Gaming GPU According to Benchmarks. 12. Oktober 2022, abgerufen am 9. Juni 2024 (amerikanisches Englisch). 
14. ↑ Alexander Köpf: Ist das der nächste Schritt in Sachen Gaming? Nvidia zeigt Benchmarks in utopischer 8K-Auflösung. In: GameStar. 29. September 2022 (gamestar.de [abgerufen am 3. März 2024]). 
15. ↑ RTX 4090: Ausreichend schnell für Gaming in 8K? 12. Oktober 2022, abgerufen am 3. März 2024. 
16. ↑ Red Dead Redemption 2: Geforce RTX 4090 beschleunigt 8K und Raytracing mit 60 Bilder pro Sekunde. 25. Dezember 2023, abgerufen am 11. Juli 2024. 
17. ↑ ^{a b c} Rasmus Larsen: 8K TV is failing to appeal to consumers, says Omdia. flatpanelshd, 29. April 2022; abgerufen im 1. Januar 1 (englisch). 
18. ↑ ^{a b} Martin Jäger: Das Aus für große Fernseher? Strenge EU-Verordnung kommt bald. CHIP News, 3. Januar 2023; abgerufen im 1. Januar 1. 
19. ↑ Gemeinsame Presseinformation der Deutschen TV-Plattform und des ZVEI: TV-Geräte-Markt 2022: Anteil von Smart-TVs erneut leicht gestiegen. 1. September 2022; abgerufen im 1. Januar 1. 
20. ↑ Andree Westphal: 8K strauchelt weiterhin: Auch 2023 ist ein schlechtes Jahr. 4kFilme, 4. Oktober 2023; abgerufen im 1. Januar 1. 
21. ↑ Analyse der Marktgröße und des Marktanteils der 8K-Technologie – Wachstumstrends und Prognosen (2024–2029). Mordor Intelligence, abgerufen am 15. Juni 2024. 
22. ↑ Olympische Spiele 2016 werden in 8K übertragen. In: 8K Magazin. 18. März 2016, abgerufen am 12. September 2018.
23. ↑ Vier HD-Bilder aus einem 8K-Sensor IBC 2018: Panasonic will mit „Region-of-Interest“ Live-Übertragungen revolutionieren, Kameramann vom 15. September 2018, abgerufen am 17. September 2018.
24. ↑ Experience High-Res Science in First 8K Footage from Space, NASA vom 2. November 2018, abgerufen am 8. November 2018.
25. ↑ Thomas Heuzeroth: Die Deutschen glauben an das falsche Fernseher-Versprechen. In: Die Welt. 4. September 2018, abgerufen am 12. September 2018.
26. ↑ 4K (UHD) – Fortschritt mit Abstand? Zerobrain vom 18. August 2017, abgerufen am 16. April 2021.
27. ↑ ^{a b} UHD Fernsehen: Was bringt die „knackige“ Technik? In: test.de. 31. August 2016, archiviert vom Original; abgerufen am 12. September 2018. 
28. ↑ Christoph Mies, Imed Bouazizi: Die MPEG Standards. (PDF) In: Otto Spaniol. Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2003, abgerufen am 10. Februar 2022. 
29. ↑ Gemeinsame Presseinformation der Deutschen TV-Plattform und des ZVEI: TV-Geräte-Markt 2022: Anteil von Smart-TVs erneut leicht gestiegen. 1. September 2022; abgerufen im 1. Januar 1. 
30. ↑ Wiedergabe – Punktdichte – Optimale Anzahl der Bildpunkte, Wikibook Digitale bildgebende Verfahren, abgerufen am 12. September 2018.
31. ↑ Dominic Jahn: Unzähligen OLED und 8K Fernsehern droht ab März 2023 der Verkaufsstopp. 4kfilme, 23. November 2022; abgerufen im 1. Januar 1.