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Auge


Die Videotechnik hat viel von der Art und Weise gelernt, wie unsere Menschliches Auge funktioniert. Deshalb ist es für die Struktur des Videosignals wichtig zu wissen, wie das Auge zumindest im Prinzip
funktioniert:

Das Licht fällt durch die Pupille auf die Netzhaut des Auges. Es gibt zwei verschiedene Arten von Photorezeptoren: Etwa 120 Millionen sogenannte Stäbchen und zwischen 4 und 7 Millionen
Zapfen.

Die Sehzellen machen dann aus dem Licht durch einen chemisch-elektrischen Prozess zu Nervenimpulsen.

Im Vergleich zu den Zapfen sind die Stäbchen 25 mal so oft vorhanden. Dies erklärt, warum das Auge so lichtempfindlich ist Farben jedoch - gerade im Dunklen- weniger gut wahrgenommen werden. In der Videotechnik macht man sich das oft zu nutzen, in dem man als erste an den Farbinformationen spart

Wie das Farbsehen im Detail funktioniert, ist bis heute umstritten. In der Theorie von Thomas Young und Hermann von Helmholtz gibt es drei Gruppen von Zapfen, die sich verschiedene Wellenlängenbereiche der Farben Rot, Blau und Grün aufteilen.
Das ist das Zweite, was die Videotechnik vom Auge übernommen hat. Die meisten Sensoren und Signale Arbeiten genau mit diesen drei Grundfarben.

Der letzte Punkt, wie das Auge die Videotechnik geprägt hat, ist die Anzahl der Farben. Der menschliche Sehsinn kann je nach Forscher zwischen 1 und 16 Millionen Farben unterscheiden. Viele digitale Videosignale nehmen diesen höheren wert und geben etwa 16,8 Millionen unterschiedliche Farben wieder.

Farbe


Rot, Grün und Blau sind in der Videotechnik die drei Grundfarben. Alle anderen Farben wüssen also durch Mischen dieser Primärfarben erzeugt werden.
Hier kommt die so genannte additive Farbmischung ins Spiel.
Durch die Überlagerung der unterschiedlichen Grundfarben entstehen die Mischfarben Cyan, Gelb und Magenta.
Durch die Überlagerung aller drei Grundfarben entsteht Weiß.
Durch unterschiedlich intensieve Lichter bekommt man fast jede Farbe in jeder Abstufung hin. Sind alle drei Grundfarben aus, erhällt man Schwarz.
Schwarz, Weiß und Grau nennen wir in der Videotechnick unbunte Farben.

HSB

HSB steht für Hue, Saturation und Brightness

Hue = Farbton

Saturation = Sättigung

Brightness = Helligkeit

Farbton = "Farbe des Regenbogens"

Der Farbton ist eine Zahl zwischen 0 und 360.

Wenn Du ein intuitives Verständnis von HSB entwickeln willst, solltest Du einige Ankerpunkte im Hinterkopf haben.

Ich verwende Rot, Grün und Blau, da sie im gleichen Abstand um den Kreis herum angeordnet sind:

Rot ist 0°
Grün ist 120°
Blau ist 240°
Rot ist auch 360°, was genau gleichbedeutend mit 0° ist.

Sättigung = "Buntheit der Farbe"

Die Sättigung ist eine Zahl zwischen 0 und 100.

Unabhängig davon, welchen Farbton du ausgewählt hast, 100% ist die satteste mögliche Version dieser Farbe und eine Sättigung von 0% die graue Version dieser Farbe.

Helligkeit = Helligkeit

Die Helligkeit ist eine Zahl zwischen 0 und 100.

Wie die Sättigung wird sie manchmal in Prozent angegeben. Diese Zahl ist ziemlich Logisch es gibt jedoch einen kleinen Haken.

0% Helligkeit ist schwarz, unabhängig vom Farbton, unabhängig von der Sättigung.
100% Helligkeit ist nur dann weiß, wenn die Sättigung ebenfalls 0% beträgt.
Ansonsten ist 100% Helligkeit nur eine sehr helle Farbe.

RGB

RGB steht für Rot, Grün und Blau
Das ist die zweite Möglichkeit der Farbbestimmung,
Jede Grundfarbe kann dabei einen wert zwischen 0% und 100% annehmen.

Wenn ein einzelner Farbkanl beeinflusst wird, ist eine klare Beschreibung des Ergebnisses und der Unterscheidung zwischen Helligkeit und Sättigung besonders wichtig.

Aus Farben entsteht ein Bild


Pixel

Aus vielen einzelnen Pixeln also Bildpunkten entsteht in der digitalen Bildverarbeitung ein Bild.
Dabei ist ein Pixel nicht genauer definiert und kann sowohl einen Bildpunkt als auch einen einzelnes Bildpunkelement meinen. Denn ein Bildpunkt besteht aus drei Elementen einem Grünen, Blauen und Rotem Teil.

Auflösung

UHD, HD und SD definieren den aktuellen Standard, der kann sich aber über die zeit ändern daher wird die Auflösung (Detailtreue) oft durch die Angabe in Zeilen oder der Bildpunktmenge beschrieben.

Norm/System
Bildpunkte x Zeilen Bildformat
Bildpunktgeometrie
Bildpunkte
UHD-2 7.680 X 4.320 1,78:1 quadratisch 33.177.600
4K-DCI 4.096 X 2.160 1,9:1 quadratisch 8.847.360
UHD-1 3.840 X 2.160 1,78:1 quadratisch 8.294.400
2K-DCI 2.048 X 1.240 1,66:1 quadratisch 2.539.520
HD international
1.920 X 1.080 1,78:1 quadratisch 2.073.600
HD ARD/ZDF 1.280 X 720 1,78:1 quadratisch 921.600
SD Europa 720 X 576 1,33:1 rechteckig 414.000
SD USA/Japan 720 X 480 1,33:1 rechteckig 342.000
VGA 640 X 480 1,33:1 quadratisch 307.200

Weißabgleich

Durch den Weißabgleich werden die drei Farbkanäle Blau, Rot und Grün so aneinander angeglichen, dass Weiß farbneutral ist (unbunt).

Der Weißabgleich muss bei jeder Farbtemperatur neu vorgenommen werden.

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