D-Cinema: Abschied von der Filmrolle

Fraunhofer-, Heinrich-Hertz-Institut und TU Ilmenau entwickeln Kino-Technik

Seit mehr als hundert Jahren werden Kinobilder auf Film gebannt. Neue digitale Kino-Technologien könnten das jedoch bald ändern. Ein deutsches Forschungskonsortium will die technischen Grundlagen schaffen.

Artikel veröffentlicht am 21. Februar 2002, 13:16 Uhr, Christian Klaß

"Sogar wenn große Teile der Bilder digital erzeugt oder bearbeitet werden, steht am Ende der Kette immer noch der klassische 35-Millimeter-Film", so Hans Bloß vom Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS. Der Grund ist die Datenmenge: Beim Dreh für einen 90-minütigen Kinostreifen fallen mehr als zwei Kilometer Film an. In digitalen Daten ist das die gigantische Menge von zwei Terabyte (ein Terabyte sind mehr als 1.000 Gigabyte).

Diese Datenmenge kann mit herkömmlichen Technologien nicht digital aufgenommen, gespeichert und übertragen werden. Ein Konsortium von Forschungseinrichtungen hat sich zusammengeschlossen, um hier Abhilfe zu schaffen: Gemeinsam wollen Wissenschaftler der Fraunhofer-Institute für Integrierte Schaltungen IIS-A, 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 aufwendig 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 Filme könnten zudem via Satellit oder Kabel als Datenpaket direkt ins Kino kommen.

Doch noch fehlen wichtige Schlüsselkomponenten für das D-Cinema. Sogar die hochwertigen Kameras für das High Definition TV (HDTV) sollen nicht den Anforderungen genügen, die bei Kinofilmen an Ortsauflösung, Farbtreue und Dynamik gestellt werden. So könnten laut Fraunhofer-Institut mit HDTV-Kameras nur 24 Bilder pro Sekunde aufgenommen werden, für Spezial-Effekte und Zeitlupe brauche man jedoch eine variable Framerate von 1-150 Bildern pro Sekunde. Auch die Dynamik - das Verhältnis zwischen hellen und dunklen Bildern - der HDTV-Kamera würde nicht ausreichen.

"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 Semiconductor). Sie vereinen hochkomplexe Schaltungen mit lichtempfindlichen Bauelementen 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 sei es, die Daten in Echtzeit auf etwa ein Zehntel schrumpfen zu lassen und dann auf eine Art Laptop zu speichern.

Erste technologische Grundlagen für das D-Cinema wollen die Forscher auf dem Fraunhofer-Gemeinschaftsstand in Halle 11, Stand A10, A14 a zeigen.