Asphären ermöglichen hochqualitatives Video-Streaming

Egal, ob es die neueste Serie auf Netflix^®, Videos auf YouTube^® oder Klassiker auf Disney+^® sind, die Welt brennt nach Video-Streaming wie niemals zuvor. Clevere Kameraleute nehmen Videos mit geringer Schärfentiefe auf, um sowohl die Komprimierung als auch die Streaming-Qualität des Videos zu verbessern, wofür jedoch spezielle Cinema-Objektive benötigt werden. Dabei sind hochqualitative Asphären als Bestandteil der Cinema-Objektive entscheidend, da diese bei geringer Schärfentiefe eine hohe Bildqualität ermöglichen und somit weltweit das optimale Netflix-Erlebnis garantieren.

Was ist ein Cinema-Objektiv?

Cinema-Objektive sind speziell entwickelte Linsenbaugruppen, die auf die anspruchsvolle Videoqualität in der Filmproduktion zugeschnitten sind. Sie sind meist größer und kostspieliger als Objektive für die Bildverarbeitung oder die kommerzielle Fotografie.

Einsparung von 10% Bandbreite bei Verwendung geringerer Schärfentiefe¹

Die Nachfrage nach hochqualitativen Videos war nie höher. Der globale Video-Streaming-Markt hat 2019 42,6 Mrd. US-Dollar erreicht und erfährt derzeit ein explosionsartiges Wachstum mit einer voraussichtlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 20,4% von 2020 bis 2027.²

Kameraleute haben begonnen Inhalte für Streaming-Dienste mit geringer Schärfentiefe (DOF) zu erstellen. Schärfentiefe ist die Entfernung zwischen dem nächsten und dem weitesten Punkt, an dem ein Objekt ohne Nachfokussierung noch eine bestimmte Auflösung erreicht (Abbildung 1). Eine geringe Schärfentiefe bedeutet, dass nur das wichtigste Objekt des Videos im Fokus und der Hintergrund unscharf ist. Dieser Effekt wird oft genutzt, um die Aufmerksamkeit des Zuschauers auf etwas Bestimmtes zu lenken, er hilft aber auch bei der Komprimierung und beim Video-Streaming.

Abbildung 1: Ein lichtstarkes Objektiv mit einer geringen Blendenzahl führt zu geringer Schärfentiefe am Fokuspunkt.

Videodateien sind sehr groß und müssen für das Streaming komprimiert werden, um die Dateigröße zu reduzieren. Kompressionsalgorithmen kodieren sinnvollerweise lediglich die Informationen, die sich von Frame zu Frame verändern und nicht jeden Pixel in jedem Frame. Eine geringe Schärfentiefe ist günstiger hinsichtlich der gesamten komprimierten Bildqualität, da sich bei einem verschwommenen Hintergrund meist wenig von Frame zu Frame verändert. Der Kompressionsalgorithmus kann somit mehr Details im Fokus-Bereich des Videos erhalten, während der verschwommene Hintergrund weiter komprimiert wird, da eine Komprimierung in diesem Bereich kaum sichtbar ist. Als allgemeine Faustregel gilt, dass etwa 10% der Bandbreite durch geringe Schärfentiefe eingespart werden kann, aber dies ist auch von der Hintergrundfülle und der exakten Schärfentiefe abhängig.¹

Asphären machen es möglich

Cinema-Objektive, die für Aufnahmen mit geringer Schärfentiefe eingesetzt werden, müssen eine hohe Bildqualität bei niedriger Blendenzahl oder steilem Fokuswinkel erreichen. Je steiler der Winkel des Lichts, das von der Linse fokussiert wird, desto höher die sphärische Aberration oder desto mehr Variation der Fokusentfernung über die Linsenapertur. Die größte Herausforderung, die es bei der Entwicklung von Cinema-Objektiven mit geringer Schärfentiefe gibt, ist die Beseitigung der sphärischen Aberration. Um dies zu erreichen, werden in größere Cinema-Objektive hochqualitative Asphären eingebaut. (Abbildung 2).

Abbildung 2: Sphärische Aberration bei einer konventionellen sphärischen Linse (links) im Vergleich zu einer Asphäre (rechts).

Asphären minimieren den Einfluss von Aberrationen durch eine komplexere Oberflächenform. Die Herstellung von Asphären ist komplexer und schwieriger als die von sphärischen Linsen, was zu erhöhten Preisen für Cinema-Objektive mit Asphären führt, die für die niedrige Schärfentiefe genutzt werden. Es mag zunächst unlogisch erscheinen, aber Videos mit geringerem Datenvolumen benötigen teurere Objektive. Dank hochqualitativer Asphären in modernen Cinema-Objektiven können wir ganze Staffeln unserer Lieblingsserie auf Netflix an einem einzigen Wochenende anschauen.

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