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What the F*** is MBAFF?
Da war der ein oder andere wohl Baff

(Image)Angeregt von einer kurzen teaminternen Diskussion gibt es heute einen kurzen, aber knackigen Infoblog. Dabei geht es um das neue Release von The Walking Dead, welches das mysteriöse Element 1080MBAFF in seinem Namen trägt. Eine kurze Erklärung findet ihr hier.
The.Walking.Dead.S04E01.1080MBAFF.HDTV.H264-BWB schimpft sich der Übeltäter, in welchem die Group BWB die Encodier-Methode MBAFF benutzt.

Doch was soll das eigentlich und wieso? Da wo jetzt 1080MBAFF steht, steht für gewöhnlich 1080i oder 1080p. i steht für Interlaced, während p für Progressive steht.

Das ganze entspringt dem sogenannten Zeilensprungverfahren, welches im Fernsehen seinen Einsatz findet. Das Problem, welches sich bereits in den 1920ern materialisierte, war das Flimmern in der Bildübertragung, was es zu beseitigen galt. Damals war die Übertragungsbandbreite eher begrenzt, was dafür sorgte, dass Vollbilder nicht konsistent übertragen werden konnte. Dem Problem nahm sich der Deutsche Fritz Schröter an, welcher damals bei Telefunken (ja, die waren mal gut) arbeitete. Er entwickelte das sogenannte Zeilensprungverfahren, welches sich eines kleinen Tricks bediente.

(Image)
Er zerstückelte dabei ein Vollbild in zwei Halbbilder, welche dann nacheinander übertragen wurden. Der Trick ist dabei wie folgt: Erst wird Bild 1 Zeile für Zeile übertragen, wobei (offensichtlich) eine Zeile immer leer bleibt. Danach wird Bild 2 Zeile für Zeile übertragen, um die leeren Zeilen zu füllen. Zusammen ergibt sich dann Bild 3. Während im (deutschen) Fernsehen 25 Vollbilder pro Sekunde üblich sind, mussten nun also 50 Bilder pro Sekunde übertragen werden. Das war jedoch kein Problem, da sich die zu transportierende Menge nicht veränderte. Viel mehr wurde sie nun besser auf die Zeit verteilt (50 mal halbes Bild statt 25 mal ganzes Bild senden). Das nennt man übrigens auch Interlacing. Das Verfahren findet auch in der Videoaufnahme statt, da es faktisch mit einer zeitlichen Auflösung von 50 Hz filmte, ohne das größere Datenmengen anfielen (es wurde jedes Bild halb aufgenommen). Dies machte sich besonders bei schnellen Bewegungen (z.B. Sport) positiv bemerkbar. Hier fangen die 50 Bilder pro Sekunde mehr ein als die 25 Stück. Da zwischen den einzelnen Momenten so wenig Zeit liegt, fällt der Bildunterschied nicht negativ auf.

Auf der anderen Seite muss dementsprechend ein Empfangs- bzw. Abspielgerät stehen, welches einen sogenannten Deinterlacer besitzt. Dieser muss die 50 Halbbilder wieder zusammensetzen.

Natürlich hatte auch das Zeilensprungverfahren seine Tücken, denn flimmerfrei war auch es nicht vollständig. Auch Standbilder konnten keine gemacht werden (entweder vom Halbbild in halber Auflösung oder vom errechneten Vollbild, jedoch wiesen diese immer Strukturen auf).

Mit der Zeit konnte man sich von dem Verfahren lösen und zur Vollbildübertragung wechseln, was eine gewisse Zeit auch gut lief. Doch dann kam HD und damit wieder die gleichen Probleme.

Während Videos in HD 720 progressiv (also in vollen Bildern) übertragen werden können, erfordert Full HD 1080p (für progressiv) eine enorme Bandbreite, um die Bilder fehlerfrei zu übertragen. Da Transponder Geld kosten und die Sendeanstalten keinen Transponder mit einem Sender belegen wollen (zur Referenz: da passen theoretisch 5 normale HD-Kanäle drauf), setzt man nun auch bei 1080i auf eine interlaced Ausstrahlung. Daher auch der Term 1080i.

Womit nun bei der aktuellen Thematik wären. Ihr seht keine Scene-Releases, welche interlaced sind. Dies hat einen simplen Grund. Die Konvertierung in progressives Material (sowohl 1080p als auch 720p) spart Platz. Außerdem hat es so auch der Player leichter, da er bei progressivem Material nur das Bild darstellen muss. Wäre das Material interlaced, bräuchte das Abspielgerät auch einen Deinterlacer. Nicht zuletzt müssen Halbbilder "roh" gespeichert werden, während progressives Material komprimiert werden kann.

Soweit so gut, doch wieso das Ganze und wieso die lange Erklärung? Kommen wir also zu MBAFF (Macroblock-Adaptive Frame/Field Coding). Diese Technik ist Bestandteil des MPEG-4-AVC Codecs und geht einen interessanten Weg zum Encoding (Encoding heißt in diesem Fall Konvertierung des Materials in ein anderes Format). Als Grundlage gilt hier wieder interlaced-Material (z.B. eine 1080i-Aufnahme), welches vom Encoder in eine komprimierte Datei überführt werden soll. Nun geht der Encoder einen neuen Weg. Er unterteilt wie jeder Encoder das Material erstmal in alle Einzelbilder, um diese dann zusammen zu kleben. Für gewöhnlich werden aus jenen 50 Bildern nun 25. Bei MBAFF hingegen unterteilt der Encoder jedes Einzelbild (auch Frame genannt) nochmals in sogenannte Makro-Blöcke. Daraufhin vergleicht der Encoder die Blöcke mit denen des vorhergehenden Einzelbildes. Hat sich inhaltlich wenig getan, werden die beiden Halbbilder zu einem Vollbild zusammengelegt, das Material wird an dieser Stelle also progressiv. Passiert hingegen zwischen beiden Einzelbildern etwas signifikantes, belässt der Encoder es bei beiden Einzelbildern, das Material bleibt also interlaced. MBAFF ermöglicht dies nun gleichzeitig. So kann z.B. das rechte untere Ecke durchgehend gleich bleiben, dann wird der Bereich progressiv encoded, während sich oben die Action abspielt, dieser Bereich wird dann in Halbbildern belassen.

Und wieso das Ganze? Beim Encoding von Halbbildern zu Vollbildern leidet unter Umständen die Qualität. Bewegungen verlieren an Geschwindigkeit und durch kleine Unterschiede kann es zu Bildfehlern kommen. MBAFF kombiniert also die platzsparende Konvertierung zu progressivem Material, wo es möglich ist und erhält die Qualität bei schnellen Bewegungen. Und da wir nun eine Mischung aus Voll- und Halbbildern haben, können wir das Material weder als 1080p noch als 1080i betiteln und müssen zum hässlichen "Kürzel" 1080MBAFF greifen.

MBAFF ist übrigens ein Feature, welches euer Player unterstützen muss, da es zu den erweiterten Funktionen des Codecs gehört und nicht immer Standard ist. Technisch gesehen ist dies jedoch seltsam, denn MBAFF beeinträchtigt für gewöhnlich nicht die Geschwindigkeit des Abspielgerätes.

Und warum jetzt das Walking Dead-Release in MBAFF? Die NFO hat die Antwort:
Pointless to re-encode such grainy source.

Auch hier spielte die Qualität die vorrangige Rolle.

Das war jetzt viel Theorie und sehr trocken. Aber es ging nicht anders und so hoffe ich, dass es dem ein oder anderen ein bisschen geholfen hat. Falls was nicht stimmen sollte, wäre ein Kommentar sehr nett. Das Thema ist leider extrem komplex.



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DasFragezeichen
18. Okt 2013, 17:44 Uhr
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