Seitenverhältnis

Unter Seitenverhältnis im weiteren Sinne versteht man das Verhältnis von mindestens zwei unterschiedlich langen Seiten eines Polygons. Meistens wird damit das Verhältnis von der Breite eines Rechtecks, eines Bildschirms oder einer Leinwand zu seiner Höhe angegeben. Ein Quadrat hat das Seitenverhältnis 1:1, weil die beiden Seiten gleich lang sind. Im Videobereich spricht man auch von der Aspect Ratio.

Das Seitenverhältnis Breite zu Höhe wird im Format N:M angegeben, im Kino jedoch M:N, also Höhe zu Breite

Die Angabe des Seitenverhältnisses erfolgt bei Bildschirmen häufig als Bruch N:M (z. B. 16:9), oft wird dieser Bruch auch auf eins normiert und ggf. gerundet (z. B. 1,78:1).

Foto

Bei analogen Negativen, Dias und Papierbildern kommt meist das 3:2-Format (Negativgröße: 36 Ã— 24 mm, sog. Kleinbild-Format – aber auch das 6x9 cm Mittelformat) zum Einsatz. Auch die meisten digitalen Spiegelreflex-Kameras (DSLR) nehmen in diesem Format auf, sowohl sog. FX ("Fullframe"), als auch DX und APS-C-Kameras. APS-H-Kameras und die meisten digitalen Kompaktkameras dagegen verwenden heute das Format 4:3 – das gleiche Format verwenden die meisten professionellen Mittelformatkameras im Format 6x4,5 cm. In der professionellen Mittelformat- und Großformat-Fotografie sind auch die Formate 1:1 (6x6 cm), 1:1,17 (6x7 cm), 1:1,25 (4x5 Zoll und 8x10 Zoll), 1:1,4 (5x7 Zoll), 1:1,27 (11x14 Zoll) bis hin zu 1:2,5 (4x10 Zoll) üblich.

Gelegentlich gibt es Digitalkameras, die eigentlich im 4:3-Format aufnehmen sollen, wobei jedoch das Seitenverhältnis nicht genau stimmt. So hat ein 2-Megapixel-Foto bei einer Kodak Easyshare CX7220 das Format 1632 Ã— 1232 Pixel, korrekt wäre 1632 Ã— 1224, was jedoch zu Konflikten mit der verwendeten JPEG-Komprimierung führen würde.

Film

Vergleich der drei gebräuchlichsten Seitenverhältnisse: Der äußere Rahmen (blau) und der mittlere Rahmen (rot) sind die meistverwendeten Formate für Filmaufnahmen, der innere grüne Rahmen ist das (bisherige) Standardformat 4:3 für das Fernsehen

2,35:1-Bild (blauer Rahmen) mit gängigen Seitenverhältnissen im Kino

2,35:1-Bild mit Letterbox auf 4:3 gebracht. OAR bleibt erhalten, gesamtes Bild sichtbar

1,85:1-Bild mit Letterbox auf 4:3 gebracht. Falls OAR 2,35:1, dann fehlt ein Teil des Bildinhalts

Breitbildformate per Pan&Scan auf 4:3 gebracht. Das Bild wird stark beschnitten

Während der Entwicklung des Films gab es immer neue Bildformate, von denen die meisten jedoch früher oder später aus der Mode kamen. Andere wiederum konnten sich bis heute durchsetzen. Im Kino bleibt die Bildhöhe (Leinwandhöhe) normalerweise immer gleich – eine Ausnahme bilden z. B. für die Vorführung von 70 mm-Film geeignete Kinos, die im „Normalfall“ den untersten Teil der Leinwand abdecken. Die Bildbreite variiert je nach Filmformat. Deshalb wird im Kino – anders als beim Video, wo die Breite das Bezugsmaß ist – immer die Höhe zuerst und die Breite dahinter genannt.

Das klassische Format des 35-mm-Films ist 1,375:1 (= 12,5:9). Dieses Format findet vor allem im Amateur- und Dokumentarfilm Anwendung. Im Spielfilm setzt man immer häufiger Breitbildformate mit den Verhältnissen 1,66:1 (15:9) und 1,85:1 (16,65:9) ein. Diese Verhältnisse werden erzeugt durch entsprechende Bildfenster in der Filmkamera bzw. Masken im Projektor, die in den Strahlengang eingefügt werden. Es wird also einfach nur ein kleinerer Ausschnitt jedes Filmrahmens benutzt und dieser dann proportional gestreckt. (Weitere Erläuterung →siehe unter Open Matte)

Beim CinemaScope-Verfahren geht man einen anderen Weg: Das ursprüngliche Verhältnis von 2,35:1 (21:9) wird mit Hilfe eines anamorphen Objektivs im Verhältnis 1:2 auf das Filmmaterial gebracht: Die Höhe des Bildes bleibt dabei erhalten, das gespeicherte Bild wirkt aber in der Breite gestaucht. Zur Vorführung des fertigen Films muss das Bild jedoch mit einem Anamorphot wieder entzerrt werden.

In den 1950-er und frühen 1960-er Jahren wurde mit verschiedenen Verfahren und Seitenverhältnissen experimentiert. Ein weiteres kostengünstiges Verfahren war VistaVision (1954), da hier nur umgebaute Kameras benötigt wurden, die jedoch weiterhin auf 35-mm-Film aufnahmen. Das Seitenverhältnis betrug hier 1,96:1.

Fernsehen und Video

Beim analogen Fernsehen (ursprünglich schwarz/weiß) war 4:3 jahrzehntelang das einheitliche Format, ebenso später sowohl beim deutschen PAL als auch beim französischen SECAM oder dem US-amerikanischen NTSC Farbfernsehen. Ab den 1990-er Jahren wurde immer häufiger das Format 16:9 (= 1,78:1) eingesetzt.

Die digitalen Fernsehnormen wie DVB und ATSC unterstützen bei einer Vielzahl von Pixelseitenverhältnissen die Anzeigeseitenverhältnisse 16:9 und 4:3 sowie theoretisch 2,21:1 (etwa 20:9), welches in der Praxis nicht eingesetzt wird. Beim hochauflösenden Fernsehen (HDTV) ist das Seitenverhältnis 16:9 üblich.

Bei DVD, SVCD und DVB werden die Bilder häufig anamorph gespeichert – analog zum CinemaScope-Verfahren.

Vor allem bei größeren und hochwertigen Fernsehgeräten setzte sich mit der Digitalisierung und der Abkehr von der Kathodenstrahlröhre (CRT) das Seitenverhältnis 16:9 durch. Ab 2009 kamen auch noch breitere Geräte im Format 21:9 (7:3 = 2,33:1) auf den Markt, welche Kinofilme im Format 2,35:1 ohne horizontale Streifen anzeigen können, wobei kein dafür optimiertes Quellmaterial existiert und die meisten Inhalte mit vertikalen Balken bzw. aufgeblasen oder verzerrt angezeigt werden müssen.

Bildschirmseitenverhältnisse

	21:	16:	15:	14:	12:
:8		2:1			3:2
:9	7:3	16:9	5:3	14:9	4:3
:10		8:5	3:2
:12		4:3	5:4		1:1

Andere Formate

• √2 : 1 – Das Seitenverhältnis beim DIN-A4-Blatt und verwandten DIN-Maßen. Bei einer Teilung des Rechtecks durch Halbierung der längeren Seite entstehen wiederum zwei Rechtecke mit demselben Seitenverhältnis (~1,4142:1)
• Φ : 1 – Seitenverhältnis im Goldenen Schnitt (~1,618:1)
• 5 : 3 – Findet neben dem noch breiteren 1,85:1 als Filmformat Verwendung (entspricht 15:9). PDAs und vergleichbare Geräte der jüngeren Zeit, meist ausgestattet mit Netzwerk- und Videofähigkeiten sowie einem Touchscreen, verwenden es zwischenzeitlich ebenso, z. B. mit Bildschirmauflösungen von 800×480.

Anzeigeseitenverhältnis

Die Display Aspect Ratio (DAR) gibt das Anzeigeseitenverhältnis eines einzelnen Bildes in einem Digitalvideo an. Grundlage ist dabei das Seitenverhältnis des anzuzeigenden Bildes, nicht die Auflösung in der das Bild dargestellt wird.

Aus der Display Aspect Ratio und der Pixel Aspect Ratio (Pixel-Seitenverhältnis) ergibt sich bei der Darstellung das tatsächliche Seitenverhältnis.

Pixelseitenverhältnis

Die Pixel Aspect Ratio (PAR) gibt das Pixelseitenverhältnis, also das Verhältnis von Breite zu Höhe eines einzelnen Bildpunktes (Pixel) des Ausgabemediums an.

Auf Computerbildschirmen sind Pixel standardmäßig quadratisch (PAR 1:1), beim (analogen) TV Bildschirm sind sie – historisch bedingt – rechteckig, und zwar bei PAL 4:3 genau 128/117 = ca. 1,094, also etwas breiter als hoch.

Umrechnung

Für digital codiertes Video gilt folgender mathematischer Zusammenhang:

$\begin{align}PAR &= \frac{DAR}{SAR}\\ \frac{x_p}{y_p} &= \frac{\frac{x_d}{y_d}}{\frac{x_s}{y_s}} = \frac{x_d}{y_d} \times \frac{y_s}{x_s} = \frac{x_d}{x_s} \times \frac{y_s}{y_d}\end{align}$

PAR = pixel aspect ratio

x/y-Verhältnis eines einzelnen Pixels

DAR = display aspect ratio

x/y-Verhältnis des darzustellenden Bildes, z. B. 4/3 oder 16/9

SAR = storage aspect ratio

x/y-Verhältnis der gespeicherten Auflösung (Anzahl der Pixel), z. B. 720/576

Die Pixel sind auf dem Medium häufig quadratisch gespeichert, d.h. PAR = 1:1; das vorliegende Seitenverhältnis des Bildes (DAR) mit diesen quadratisch gespeicherten Pixel ist damit identisch zu SAR.

DAR ist das benötigte Bildseitenverhältnis (das des Monitors oder, wenn nicht identisch, lediglich der Datei), das am Ende rauskommen soll, meistens entsprechend der Anzeigemonitore 4:3 oder 16:9. PAR ist dann das Verhältnis, um das jeder Pixel bei der Darstellung horizontal (bei PAL) oder vertikal (bei NTSC) gestreckt werden muss, um das benötigte Bildseitenverhältnis DAR zu erhalten; dadurch werden alle Pixel nichtquadratisch in der Anzeige. Quadratisch und nichtquadratisch beziehen sich hierbei immer auf die Form der einzelnen Pixel, nicht auf die Form des Gesamtbildes.

Ursache ist der historische Stand der Technik der zwanziger und dreißiger Jahre des zwanzigsten Jahrhunderts, in denen das analoge Fernsehen entwickelt wurde, infolge dessen die analogen Bildpunkte des Fernsehsignals und -monitors noch nicht vollkommen quadratisch realisiert werden konnten. Daher stammen die nichtquadratischen Auflösungen 720×576 (PAL, was einem Verhältnis 5:4 statt 4:3 entspricht) und 720×480 (NTSC); zur Kompensation wird bei der A/D-Wandlung zuweilen das quadratische 768×576 verwendet, wobei derselbe nichtquadratische analoge Bildpunkt durch mehrere quadratische digitale Pixel repräsentiert wird. Seit dem Aufkommen der DVD allerdings werden nichtquadratische Pixelseitenverhältnisse auch bevorzugt zur vertikalen Auflösungserhöhung bei Breitwandfilmen ohne Erhöhung des Speicher- bzw. Bandbreitenbedarfs verwendet; durch anamorphe vertikale Stauchung (statt Streckung) der im 5:4-Verhältnis auf dem Medium gespeicherten Pixel auf 16:9 wird so eine vergrößerte Auflösung erzielt.

Die Skalierung auf die richtige DAR findet im Falle von $PAR \neq 1$ bei der Darstellung/Dekodierung statt. Damit der Videodekoder die nötige Skalierung berechnen kann, wird entweder die DAR (MPEG2) oder PAR (MPEG4) im Datenstrom gespeichert. Wird dieses Attribut bei der Dekodierung nicht beachtet, kann es zu Verzerrungen kommen. Häufig wird von der Darstellungssoftware (Videoplayer) auch das Überschreiben des Attributs unterstützt, da es in bestimmten Fällen schon falsch oder nicht im Datenstrom enthalten ist.

Originalseitenverhältnis

Original Aspect Ratio (OAR) steht für das Originalseitenverhältnis.

Mit der OAR beabsichtigt der Regisseur, den Zuschauer seinen Film im originalen Seitenverhältnis sehen zu lassen. Beim Bildtransfer vom Kinofilm zum DVD-Film oder Fernsehfilm wird dabei das Seitenverhältnis nicht verändert, sondern bleibt (2,35:1, 1,85:1 oder 1,66:1) unangetastet. Da das Seitenverhältnis für die Fernsehausstrahlung in PAL und NTSC bei 1,33:1 (4:3) festgeschrieben ist, wird bei einer Ausstrahlung eines Kinofilmes mit OAR in PAL/NTSC dabei der „leere“ Bereich schwarz gefüllt, so dass über und unter dem Bild schwarze Balken entstehen – die sogenannte Letterbox, von manchen auch spöttisch: „Trauerbalken“ genannt. Bei einer anamorphen Ausstrahlung wird das Bild nachträglich in das richtige Seitenverhältnis gestaucht, wobei ebenfalls schwarze Balken entstehen. Im Gegensatz dazu steht das Pan and Scan-Verfahren, bei dem an den Seiten Bildteile abgeschnitten werden, um die gesamte Fernsehschirmhöhe mit Bild zu füllen.

Siehe auch

• WSS (Wide Screen Signalling)
• Cropping
• Cinerama und Cinemiracle
• Techniscope
• Querformat

Weblinks

 Commons: Aspect Ratio â€“ Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien