961 13.2.2 Die Auflösung Die Auflösung ist eines der wesentlichen Beurteilungsmerkmale für die Qualität einer Digitalkamera, die vom CCD-Chip und auch der Linsenoptik bestimmt wird. Die Auflösung ergibt sich aus der Anzahl der lichtempfindlichen Sensoren des CCD- Chips. Für eine Auflösung von beispielsweise 1280 x 1024 Bildpunkten wären dem- nach 1,3 Millionen einzelne CCD-Elemente notwendig, wobei dann noch keinerlei Farbinformation enthalten ist, die sich prinzipiell erst durch die dreifache Menge an CCD-Elemente ergeben würde. Derartige CCDs ließen sich kaum preisgünstig produzieren und daher bedient man sich in einer Digitalkamera meist spezieller Software-Algorithmen, die dafür sorgen, dass beispielsweise für eine übliche Auf- lösung (inklusive der Farbinformation) von 640 x 480 Pixeln nicht 307.200, son- dern nur noch 102.400 CCD-Elemente nötig sind. Je nach Hersteller und Modell macht sich der implementierte Algorithmus dann mehr oder weniger stark in der Bildqualität bemerkbar. Die Angaben zu den Kame- ras sollten – wenn möglich – auch dahingehend überprüft werden, ob nicht bereits bei der Angabe der maximal möglichen Auflösung die Software ins »Bild pfuscht«, also das Bild im Speicher der Kamera hochgerechnet wird, was nur Speicherplatz verschwendet und eine höhere Auflösung »vorgaukeln« soll, als der CCD-Chip über- haupt liefern kann. Die Qualität des Bildes steht und fällt somit auch durch die in der Kamera verwendete Software und natürlich der vorhandenen Anzahl von CCD-Elementen. Aus diesem Grunde sollte man sich nicht an den Bildgrößen (z.B. 640 x 480 Pixel) orientieren, die die Kamerahersteller vielfach angeben, sondern an der Anzahl der vorhandenen CCD-Elemente. Die Canon-Powershot-600-Kamera erreicht beispielsweise eine maxi- male Bildgröße von 832 x 624 Bildpunkten, was somit 519.168 CCD-Elemente erfor- dert, und tatsächlich verfügt diese Kamera über 570.000 dieser Elemente, da die Farbinformation schließlich auch noch zu berücksichtigen ist. Die Digitalkameras ab mehr als 1 Million CCD-Elementen werden – zur Abgrenzung an das »untere« Marktsegment – auch oft als Megapixel-Kameras bezeichnet. Diese Typen liegen preislich im Bereich von DM 1000-2000,–. Sie bieten üblicherweise ein farbiges TFT-Display, mit dem der aufzunehmende Bildausschnitt relativ gut beurteilt werden kann. Hersteller von Digitalkameras http://www.agfa.de http://www.canon.de http://www.casio.com http://www.hp.com http://www.fuji.com http://www.kodak.com http://www.konica.com http://www.ricoh.co.jp http://www.sony.de http://www.olympus-europa.com Bild- und Videoverarbeitung Teil 6 · Multimedia 962 Eine Unterscheidung von CCD-Chips in Digitalkameras und auch Video-Camcordern ergibt sich auch dadurch, ob der Hersteller einen einzigen CCD-Chip mit aufge- brachten Farbfiltern verwendet oder ob für jede Grundfarbe ein einzelner CCD-Chip zum Einsatz kommt, wobei ein Lichtteiler das Licht eben auf drei CCD-Chips leitet. Diese teurere Drei-Chip-Lösung wird bei professionellen Digital- und auch Video- kameras angewendet, was gegenüber den üblicheren CCD-Single-Chip-Lösungen zu einer deutlich besseren Schärfe und Detailgenauigkeit führt. Für die Speicherung der Bilder in der Digitalkamera und die Datenübertragung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Üblicherweise befindet sich in der Kamera ein Flash- Speicher und zur Datenkomprimierung wird JPEG verwendet. Das Joint-Photographic- Experts-Group-Format ist ein verlustbehaftetes Kompressionsverfahren, was be- deutet, dass dabei Bildinformationen verloren gehen. Ob sich dies allerdings negativ auf die Bildqualität auswirkt, hängt davon ab, wie hoch der Kompressionsgrad gewählt wird, ist und üblicherweise erlauben die Digitalkameras die Einstellung verschiedener Stufen. Eine Komprimierung der Daten in der Kamera ist jedoch notwendig. Bei einer Bild- größe von beispielsweise 1024 x 768 Pixeln wären dies 786.432 zu speichernde Bytes, was noch mit drei zu multiplizieren ist (für jede Grundfarbe) und somit zu einer Dateigröße von 2,25 Mbyte führt. Der Speicher von Digitalkameras besitzt meist eine Kapazität von typischerweise 1-6 Mbyte, woraus ersichtlich wird, dass man nicht ohne eine Datenkomprimierung auskommt. Bei einer Digitalkamera sollte man aus diesem Grunde berücksichti- gen, ob und wie der Speicher zu erweitern ist. Vielfach kommen dabei Speicher- karten nach PCMCIA (Kapitel 10.8) zum Einsatz. Es gibt sie mit verschiedenen Kapazitäten und in die Powershot-600-Kamera lässt sich sogar eine PCMCIA-Fest- platte einschieben, da dieser PCMCIA-Steckplatz dem Typ 3 entspricht. Mit der von Canon angebotenen 170-Mbyte-PCMCIA-Festplatte lassen sich dann 2500 Bil- der in der bestmöglichen Qualität speichern. Einige Modelle beherrschen zudem die Infrarotübertragung per IrDa und unterstützen auch den USB (z.B. Kodak DC220). Die Möglichkeit, das Bildsignal live per PAL- oder NTSC-Ausgang an ei- nen Videoeingang auszugeben, was zur Aufzeichnung (VideoRekorder) oder auch nur zur Bildkontrolle verwendet werden kann, ist vielfach ebenfalls gegeben. Bild 13.15: Die kleine Flash-Speicherkarte wird in einen PCMCIA-Adapter geschoben und kann dann wie jede übliche PCMCIA-Karte gelesen und beschrieben werden 963 Der Datenaustausch zwischen Kamera und PC mittels PCMCIA-Karten ist eine von mehreren Möglichkeiten, wofür man im PC aber einen entsprechenden PCMCIA-Slot benötigt. Die meisten Notebooks besitzen bereits standardmäßig einen PCMCIA- Steckplatz. Bild 13.16: Ein PCMCIA-Slot für den Einbau in einen PC; zu diesem »Laufwerk« gehört noch eine entsprechende Controllerkarte Für die direkte Datenübertragung zwischen Kamera und PC wird vielfach die RS232- Schnittstelle eingesetzt und als ganz praktisch erweist sich auch die Docking Sta- tion der Powershot-600-Kamera, die an den parallelen Port (Druckerschnittstelle) angeschlossen wird. Diese Station dient nämlich auch als Ladegerät für den NiCd- Akku der Kamera. Bild 13.17: Die Docking Station der Powershot 600 Ein interessante Variante sind die Smart Media Cards, die es mit Kapazitäten von 2 Mbyte bis zu 32 Mbyte gibt. Einige Digitalkameras von Olympus und Fuji unter- stützen beispielsweise diese kleinen Speicherkarten, die für das Auslesen einen Floppy-Disk-Adapter (Flash Path) benötigen. Bild- und Videoverarbeitung Teil 6 · Multimedia 964 Bild 13.18: Die Daten der Smart Media Cards werden mit Hilfe eines Floppy-Adapters vom üblichen 3,5-Zoll-Laufwerk verarbeitet In diesen Adapter wird die Smart Media Card hineingeschoben und der Adapter passt in einem normales 3,5-Zoll-Diskettenlaufwerk. Die Smart Media Cards werden also mit Hilfe eines üblichen Diskettenlaufwerkes ausgelesen. Bild 13.19: Die Möglichkeiten der Datenübertragung zum PC mittels Schnittstellen und Speicher- karten 965 13.2.3 Digitalkamera-Praxis Die Bedienung einer Digitalkamera ähnelt zunächst der eines üblichen Fotoappara- tes. Allerdings gibt es bei einer Digitalkamera eine Reihe von Funktionen und damit auch Schaltelementen (z.B. Farbe/Monochrom, Komprimierungsmodus, Spei- cher löschen, Audio an/aus), die auf einer üblichen Kamera nicht vorkommen. Dies führt – je nach Modell – teilweise zu einer etwas umständlicheren Bedienung und die Digitalkamera ist mitunter auch etwas unhandlicher. Bild 13.20: Die Bedienelemente der Powershot-600-Digitalkamera Alle heute üblichen Digitalkameras bieten mindestens eine Auflösung von 640x480 Bildpunkten, was für Aufnahmen aus der Ferne im Prinzip ausreicht, aber noch lange nicht an die Qualität eines echten Fotos herankommt. Wie erläutert, spielt die Anzahl der CCD-Elemente die ausschlaggebende Rolle und bei Modellen, die weniger als 500.000 CCD-Elemente bieten, wird man insbesondere bei Nahaufnah- men keine rechte Freude an den Bildern haben. Bei den preiswerteren Modellen sind viele Displays, auf denen das Bild so erschei- nen sollte, wie es fotografiert wird, leider wenig augenfreundlich und bei relativ schlechten Lichtverhältnissen kommt man überhaupt nicht gut damit zurecht. Bei Blitzlichtaufnahmen, die die meisten Digitalkameras ebenfalls beherrschen, stimmt das Farbergebnis mit der Darstellung auf dem Display sowieso nicht mehr überein. Außerdem verbrauchen die Displays relativ viel Strom, so dass der Akku der Kame- ra sehr schnell zur Neige gehen kann. Farbig muss das Display jedoch nicht unbe- dingt sein, es reicht prinzipiell auch ein – weniger stromverbrauchendes – LCDisplay. Hauptsache, das Motiv stimmt möglichst gut mit dem tatsächlich aufgezeichneten Bild überein, wovon man jedoch nicht generell ausgehen kann. Einige Digitalkameras besitzen allerdings auch überhaupt kein Display. Die meisten Digitalkameras sind eben doch keine Spiegelreflex-Kameras und was man im Su- cher sieht, stimmt eben nicht mit dem Bildinhalt überein. Die Digitalkameras ar- beiten meist mit einer festen Brennweite und automatischer Scharfstellung und je nach Abstand zum Motiv liegt das Bild dann innerhalb eines bestimmten Rahmens, der im Sucherfenster eingezeichnet ist. Bild- und Videoverarbeitung Teil 6 · Multimedia 966 Bild 13.21: Man braucht schon etwas Übung, damit man tatsächlich das gewünschte Motiv fotogra- fiert, denn je nach Abstand liegt das Bild in einem anderen Rahmen Was man bei einer Digitalkamera, die keine »richtige« Bildanzeige bietet, nun tatsächlich aufgenommen hat, offenbart sich erst beim Laden der Bilder auf den PC. Wie auch bei Scannern basiert die Software zur Digitalkamera oftmals auf der TWAIN-Schnittstelle (siehe Kapitel 13.1.5), die das Laden der Bilder aus verschie- denen Applikationen heraus erlaubt. Was für Scanner angemessen erscheint, ist bei Digitalkameras nicht unbedingt prak- tisch, denn der TWAIN-Treiber erlaubt immer nur das Herunterladen eines einzigen Bildes zur Zeit, was bedeutet, dass jedes Bild einzeln zu selektieren ist. Alle Bilder auf einen »Rutsch« in den PC laden funktioniert meist nur mit spezieller, hersteller- spezifischer Software, wie sie zu einigen Digitalkameras allerdings mitgeliefert wird. Bei der Verwendung von PCMCIA-Karten in einem PC können die Bilddaten jedoch genauso kopiert, geladen und gelöscht werden wie jede normale Datei, denn die PCMCIA-Karte verhält sich im Prinzip wie ein Laufwerk, das zudem noch außeror- dentlich schnell ist. Bild 13.22: Die auf TWAIN basierende Software wird hier von Corel Photo Paint aus verwendet 967 13.3 Video und Fernsehen Neben den Scannern und Digitalkameras gibt es noch weitere Möglichkeiten, Bild- informationen in den PC einzuspeisen: > Video-Camcorder > Capture- und Video-Boards > TV-Tuner-Karten Die Gemeinsamkeiten zwischen einer Digitalkamera und einer digitalen Videokamera – Video-Camcorder – sind schon durch die Verwendung ähnlicher CCD-Sensoren recht groß. Die digitale Datenspeicherung erfolgt dabei jedoch nicht in einem Flash- Baustein oder PCMCIA-Karte, sondern auf einer kleinen DV-Kassette, die typischer- weise Speicherplatz für 60 Minuten Filmmaterial bietet. Üblicherweise bieten diese Camcorder auch einen digitalen Videoausgang (IEEE1394, Firewire, Kapitel 5), wo- durch es möglich ist, die Filme direkt ohne Umsetzung in digitaler Form auf den PC zu übertragen. Die Datenmengen fallen dabei ganz beträchtlich aus. Bei einer Auflösung von bei- spielsweise 768 x 576 Bildpunkten und einer Farbtiefe von 16 Bit (65.536 Farben) ergibt sich eine Dateigröße von 768 x 576 x 16 = 7.077.888 Bit bzw. 0,8 Gbyte. Ab einer Bildrate von 25 Bildern pro Sekunde ergibt sich für den Betrachter ein »flüssi- ges« Videobild und damit werden pro Sekunde ca. 21 Mbyte, in der Minute 1,26 Gbyte und in einer Stunde rund 75 Gbyte an Daten produziert. Also ist auch hier eine Komprimierung der Datenflut notwendig. Entweder wird dabei eine Software-technische Komprimierung (Indeo, Cinepak) vorgenommen, wobei das Video kleiner und weniger detailgetreu wiedergeben wird, oder aber es kommt eine Hardware-Komprimierung zum Einsatz, die demgegenüber verlustfreier arbeitet. Die MPEG-Verfahren (Motion Picture Experts Group) sind hierfür als Standard an- zusehen. Es gibt spezielle MPEG-Dekoderkarten, oder aber der MPEG-Chip befindet sich mit auf einer Digitalisier- oder auch Grafikkarte. Bei leistungsfähigen Pentium- PCs kann auch die CPU die MPEG-Kodier-/Dekodierarbeit erledigen. 13.3.1 Capture-Boards Videos oder auch allgemein Bildinformationen, die in analoger Form vorliegen, können mit einer Digitalisierkarte (Frame Grabber, Capture Board) in digitale In- formationen umgesetzt werden. Die bekanntesten Hersteller, die solche Karten im Programm haben, sind Fast und Miro (jetzt Pinnacle). Die DC-30-PCI-Karte von Miro enthält im Wesentlichen einen Videodigitalisierer, einen M/JPEG-Prozessor für die Datenkompression, einen Video-Encoder und einen Audio-CODEC. Für die Aufnahme und Wiedergabe wird dabei der PCI-Busmaster- Modus verwendet. Bild- und Videoverarbeitung Teil 6 · Multimedia 968 Bild 13.23: Die DC-30-Karte erlaubt die Aufzeichnung von Videos mit 25-Bildern pro Sekunde und auch 16-Bit-Stereo-Ton in bei einer Abtastrate von 44 kHz Bei älteren Digitalisier- oder auch Videokarten (in ISA-Technik) ist eine Kombina- tion mit der installierten Grafikkarte notwendig. Der Monitor wird dann an das Videoboard angeschlossen und es wird eine externe Kabelverbindung zwischen der Grafikkarte und der Videokarte hergestellt und außerdem noch eine Verbindung über den Feature-Connector zwischen diesen beiden Karten. Die Videoquelle (VideoRekorder, Kamera) speist das Signal in die Videokarte ein, wobei das Videobild bei diesem Verfahren praktisch in das Monitorbild (analoges Overlay) mit eingebettet wird. Die Einstellungen der Grafikkarte beeinflussen so- mit auch das Videobild, was bedeutet, dass möglicherweise die Farbanzahl, die Auflösung und die Bildwiederholfrequenz zu reduzieren ist, damit die Videokarte überhaupt ein Bild zeigt. Eine relativ schlechte Videokarte beeinflusst somit auch die normale Bildschirm- darstellung, da die Grafikdaten zum Monitor stets durch die Videokarte laufen. Bei den einfacheren Karten (z.B. Video Blaster), die keinen Video-Digitalisierer bein- halten, können lediglich Schnappschüsse vom Videobild angefertigt werden, was bedeutet, das der Inhalt (als Standbild) des Video-Fensters in eine Datei geschrie- ben werden kann. Ist auf dem Videoboard auch ein Fernsehtuner eingebaut, kann man somit auch am PC Fernsehen und natürlich auch davon einen Schnappschuss anfertigen. Die Aufzeichnung von Videosequenzen – also fortlaufenden Bildern – ist erst durch einen Video-Digitalisierer-Chip möglich, der, vereinfacht dargestellt, wie der A/D- Umsetzer bei einer Soundkarte funktioniert. Erst durch die Verwendung des PCI- Bus sind derartige Karten in der Lage, eine angemessene Qualität mit typischer- weise 25 Bildern pro Sekunde (frames per second) in S-VHS-Qualität zu bieten. Die Dateigrößen, die bei der Digitalisierung entstehen, entsprechen denen, wie es oben für die Camcorder erwähnt ist. 969 Die PCI-Capture-Boards arbeiten praktisch unabhängig von der installierten Grafik- karte. Bei der Verwendung eines Capture-Boards hat die Festplatte (thermische Kalibrierung, Geschwindigkeit, siehe Sampling bei Soundkarten) einen nicht un- wesentlichen Einfluss auf die Qualität des Videobildes und nach der Installation eines derartigen Boards ist es der erste Schritt, einen Performance-Check des PC durchzuführen, wofür üblicherweise ein entsprechendes Programm mitgeliefert wird. Aus diesen Test errechnet sich die Datenrate, mit der eine M/JPEG-Datei mit Ton und ohne Bildverlust aufgezeichnet werden kann. Bild 13.24: Der PC-Performance-Check mit der DC-30 Die Miro-DC-30 bietet fast die Möglichkeiten eines digitalen Filmstudios wie digita- len Filmschnitt, Filter, Überblendeffekte, Titeleinblendung, Einbindung von Grafi- ken usw., wofür als Minimum ein Pentium mit 166 MHz Taktfrequenz und einer relativ schnellen und großen Festplatte notwendig ist. Eines der Standardprogram- me zur Videobearbeitung ist Adobe Premiere, welches die genannten Features bie- tet und auch AVI-Dateien erzeugen kann, die dann auf jedem üblichen PC mit der Medienwiedergabe abgespielt werden können. Bild- und Videoverarbeitung Teil 6 · Multimedia 970 Bild 13.25: Die DC-30 erlaubt die Verwendung von S-VHS- und Composite Video-Signalen sowie Audio Neben dem Einsatz zur Video-Digitalisierung eignet sich die DC-30 insbesondere auch für die Erstellung von qualitativ hochwertigen Einzelbildern, die in den übli- chen Formaten (*.bmp. *.tif) abgespeichert und bearbeitet werden können. Hersteller von Capture-Boards http://www.creaf.com http://www.fast-multimedia.de http://www.miro.de http://www.pinnacle.come [...]... Intercast-Technologie Je länger der PC den Sender per Intercast empfängt, desto mehr Seiten werden auf den PC übertragen, in denen man dann, wie im Internet üblich, navigieren kann Natürlich können nur diejenigen Seiten angewählt werden, die sich bereits auf dem PC befinden, ein Abruf bestimmter Seiten ist natürlich nicht von der Empfängerseite aus möglich Die Daten der auf dem PC befindlichen Internetseiten... erwähnten einfachen ISA-Karten möglich, die einfach das Fernsehsignal – ebenfalls analog – in den Datenstrom zum Monitor einbetten Durch die Verwendung des PCI-Bus ist es aber möglich, die umgesetzten VideoDaten direkt über den Bus zu schicken und in den PC- Speicher zu schreiben, was auch als digitales Overlay bezeichnet wird Der bekannteste Hersteller, der derartige TV-Tunerkarten anbietet, ist die Firma... wird dabei auf eine Buchse der Win/TV-Karte gelegt und üblicherweise von dort mit dem Line-In-Anschluss der Soundkarte verbunden Die Win/TV-Karte arbeitet als PCI-Busmaster und »schaufelt« die Daten in den Speicher der Grafikkarte, was auch als PCI Push bezeichnet wird 971 6 · Multimedia Teil Bild 13.27: Die Win/TV-Karte der Firma Hauppauge benötigt als wesentliche Schaltungseinheiten lediglich einen... für diese Fehlermeldung und damit das Nichtfunktionieren der Karte: Es war vor dieser Karte bereits eine andere Video- oder TVTunerkarte im PC installiert, die gleichnamige DLLs installiert hat, die aber nicht für die Win/TV-Karte geeignet sind, oder aber auf dem PC ist ein Uninstaller wie etwa Cleansweep installiert Im ersten Fall muss man die Registrierung und die INI-Dateien (SYSTEM.INI) auf alte...Bild- und Videoverarbeitung Bild 13.26: Die Auswahl des Bildtyps; hier ein Schnappschuss des Innenlebens einer 386-CPU, bei der sich sowohl Intel als auch AMD verewigt haben; die DC-30 ist hierfür auf einem Mikroskop montiert 13.3.2 TV-Tunerkarten TV-Tunerkarten sind primär dazu gedacht, das Fernsehen am PC zu ermöglichen Dies ist bereits mit den erwähnten einfachen ISA-Karten möglich, die einfach... CleanSweep sich damit rühmt, zahlreiche Auszeichnungen erhalten zu haben, und in den Computerzeitschriften oftmals Lobeshymnen auf diese Programme zu lesen sind, sind sie letztendlich nur überflüssige Geldausgaben Ich habe eine ganze Reihe dieser Programme über eine längere Zeit ausprobiert und jedes davon hat im Laufe der Zeit irgendwelchen Ärger bereitet CleanSweep hat beispielsweise auch die Komplettinstallation... dabei natürlich nicht mit der eines richtigen CaptureBoards zu vergleichen, die demgegenüber S-VHS-Qualität in voller Bildgröße erreichen Die Aufzeichnung von Audio ist auch nur dann möglich, wenn sich im PC eine Soundkarte befindet, und lippensynchron bekommt man dies auch nicht immer hin Das folgende Bild zeigt die mit der Win/TV-Karte erreichbaren Werte Bild 13.30: Die Werte für die Capture-Funktionen... Brooktree) Im Gegensatz zu Capture-Boards (z.B DC-30) setzt dieses Verfahren ein optimales Zusammenspiel mit der Grafikkarte voraus Aus diesem Grunde funktionieren die Win/TV-Karten nicht mit jeder üblichen PCI-Grafikkarte Als geeignet werden beispielsweise die ATI Mach 64, die ATI Rage, die Matrox Millenuim, die Matrox Mystique, die Hercules Dynamite 128 oder auch Karten mit dem Permedia 2-Chip angegeben . man im PC aber einen entsprechenden PCMCIA-Slot benötigt. Die meisten Notebooks besitzen bereits standardmäßig einen PCMCIA- Steckplatz. Bild 13.16: Ein PCMCIA-Slot für den Einbau in einen PC; zu. Flash-Speicherkarte wird in einen PCMCIA-Adapter geschoben und kann dann wie jede übliche PCMCIA-Karte gelesen und beschrieben werden 963 Der Datenaustausch zwischen Kamera und PC mittels PCMCIA-Karten ist eine. Speicher- karten nach PCMCIA (Kapitel 10.8) zum Einsatz. Es gibt sie mit verschiedenen Kapazitäten und in die Powershot-600-Kamera lässt sich sogar eine PCMCIA-Fest- platte einschieben, da dieser PCMCIA-Steckplatz