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Das Fernsehen in Deutschland bis zum Jahre 1945
(07) Zeilenzahlen und Normen

Bei jeder Fernseh-Übertragung müssen zur Wahrung einer absoluten Kongruenz der Bildraster auf der Geber- und auf der Wiedergabeseite bestimmte technische Daten vereinbart und eingehalten werden.

Voraussetzung für einen allgemeinen Fernseh-Rundfunk ist, daß diese Daten zu einer für die Sendestelle wie für die Empfänger-Industrie verbindlichen Norm erklärt werden.

Ein Kompromiss zwischen Auge und Technik

Für die in einer solchen Fernseh-Norm festzulegende Rasterung des zu übertragenden Bildes sind einmal die physiologischen Eigenschaften des menschlichen Auges, zum anderen die ausnutzbare Modulations-Bandbreite des zur Verfügung stehenden Rundfunk-Senders oder sonstigen Übertragungskanals maßgebend.

Übermittelt man ein beliebiges Bild in Form nacheinander übertragener elektrischer Werte über einen Fernseh-Kanal, so muß das Bild mindestens zehnmal in der Sekunde wiedergegeben werden, wenn das Auge des Betrachters infolge der Nachbildwirkung die einzelnen Teilbilder zu einem geschlossenen Helligkeitseindruck verschmelzen soll.

Der kontinuierliche Bewegungseindruck

„Dieser Verschmelzungsfrequenz entspricht eine erforderliche Beleuchtungsstärke am Schirm von rund einem Lux [279]." Bei Bildern mit sich bewegendem Inhalt muß die Rasterfrequenz zur Verschmelzung der einzelnen Phasen zu einem kontinuierlichen Bewegungseindruck mindestens 16/s betragen.

Im Gegensatz zur Kinematographie, bei der die Helligkeit auf der ganzen Fläche gleichzeitig wechselt, wandert beim Aufbau des Fernsehbildes die Hellzone auf der Netzhaut und ruft eine Flimmer- oder besser Flackerempfindung hervor, die für eine Beleuchtungsstärke von nur 0,07 Lux erst bei 17,8, für 1,17 Lux erst bei 25,1 und für 117 Lux bei 51 Bildwechseln in der Sekunde verschwindet [280]. Diese physiologisch bedingte Flimmerfrequenz ist deshalb maßgebend für die untere Grenze der Übertragungsgeschwindigkeit [262].

Über die Anzahl der Zeilen und den Betrachtungswinkel

Die Anzahl der Zeilen, in die jedes Bild für die elektrische Übertragung zerlegt werden muß, ist nach oben begrenzt durch das Sehvermögen des normalen menschlichen Auges. Nimmt man dessen Schärfenwinkel mit 1 1/2 Minuten an, so ergibt sich für einen normalen Betrachtungswinkel von 24° eine größte, noch sinnvolle Zeilenzahl von 40 x 24 = 960. Die untere Grenze der Zeilenzahl wird bestimmt durch die Bild-Einzelheiten, die noch wahrgenommen werden sollen [281].

1932 - F. Schröter schreibt


  • „Wie die Erfahrung im Gegensatz zu allen früheren Annahmen gelehrt hat, wirkt die Wiedergabe bewegter Darstellungen bei gleichem Raster befriedigender als diejenige ruhender Objekte. Teilweise läßt sich dies darauf zurückführen, daß bei der visuellen Verfolgung von Verschiebungen im Bildfelde die Empfindung der Mosaikstruktur, die sich bei stationärer Hell-Dunkel-Verteilung der Wahrnehmung aufdrängt, in den Hintergrund des Bewußtseins tritt. ... Die Unschärfe eines bewegten Motivs wird dagegen vom Sinnesapparat als „natürlicher" Gesichtseindruck hingenommen, weil dabei auf Grund unseres Wissens ... die detaillierte Wahrnehmung einzelner Phasen von Natur ausgeschlossen ist. ... Daher sind für die heutigen Apparate die lebenden Züge und mimischen Veränderungen des menschlichen Antlitzes das dankbarste Übertragungsobjekt, das schon bei 1.000 bis 2.000 Rasterelementen hohe Grade von Erkennbarkeit zu liefern vermag",


bemerkte F. Schröter 1932 zu den oft überraschend guten Bildern niedriger Zeilenzahl [282].
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  • „Es liegen verschiedene Untersuchungen darüber vor, wieviel Zeilen/Bild zur Erkennbarkeit beliebig gewählter Szenen erforderlich sind, in Deutschland von Thun, in Amerika von Engström (RCA) und dem Bell-Laboratorium. ... Die Ergebnisse der auf verschiedenen Untersuchungsmethoden beruhenden Arbeiten liefern eine sehr gute Übereinstimmung. Der prozentuale Anteil der erkennbaren Szenen wächst schnell mit der Zeilenzahl bis zu etwa 300 Zeilen/Bild. Steigert man die Zeilenzahl weiter, so steigt die Erkennbarkeit nur noch langsam, später sogar fast gar nicht mehr an" [262].

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Zum Vergleich (Bildgüte-Werte und Zeilenzahlen)

Zum Vergleich seien hier die bekannten Bildgüte-Werte einiger Film-Projektionsbilder und die ihnen etwa entsprechenden Zeilenzahlen angegeben:

Material äquivalente Zeilenzahl
   
35 mm Positiv-Film, vom Negativ kopiert 1500 bis 1800
16 mm Umkehr-Positiv-Film 900 bis 1000
16 mm Positiv-Film, vom 35 mm Negativ kopiert 500 bis 800
8 mm Umkehr-Positivfilm 450 bis 500 [283]

1929 - Über die Voraussetzung objektiv gleicher Bildschärfe

Die bei einer Fernseh-Bildübertragung mögliche höchste Signalfrequenz tritt nach der „klassischen" Betrachtungsweise dann auf, wenn der Bildinhalt aus einer regelmäßigen Folge schwarzer und weißer Bildpunkte besteht, deren Länge der Zeilenhöhe entspricht.

R. D. Kell (RCA) hat allerdings 1936 auf Grund empirischer Arbeiten gezeigt, daß bei Voraussetzung objektiv gleicher Bildschärfe längs und quer zur Zeile die höchste auftretende Frequenzbandbreite nur etwa das 0,7fache des bei der klassischen Betrachtungsweise sich ergebenden Wertes beträgt [262].

Vorgaben des Genfer Wellenplans vom 15. November 1926

Im Genfer Wellenplan vom 15. November 1926 war der Trägerfrequenz-Abstand der damaligen Rundfunksender geringer Leistung in Europa auf 10kHz festgelegt worden [285]. Um die dadurch gegebene größte Modulations-Bandbreite von 5kHz nicht zu überschreiten, wählte D. v. Mihäly für seinen im Mai 1928 in Berlin gezeigten Fernseher eine Zeilenzahl von 30 bei nur 10 Bildwechseln/s und quadratischem Bildformat. Er meinte, man brauche sich an das Fernsehen bei so grobem Raster nur zu gewöhnen. „... Sobald unser Auge erst mit diesen Bildern vertraut ist, sehen wir gar nicht mehr das Flimmern und füllen etwa entstehende Lücken von selbst aus" [286].
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März 1929 - Zum ersten Male Fernsehen über Mittelwellen-Rundfunksender

Der Bildabtaster der Telehor A.G., mit dem die DRP am 8. März 1929 zum ersten Male den Mittelwellen-Rundfunksender Witzleben modulierte, zerlegte das Bild ebenfalls noch in nur 900 Bildpunkte. Da jedoch die Versuche mit drahtlosen Fernseh-Rundfunksendungen hauptsächlich in den Tagesstunden oder nachts nach der allgemeinen Sendezeit durchgeführt wurden, entschloß sich die DRP nach einem Vorschlag von G. Leithäuser, im September 1929 den Berliner Sender bis zu 7.500 Hz zu modulieren, um festzustellen, ob dabei überhaupt benachbarte Sender gestört würden.

1929 - Das Seitenverhältnis von 4:3 wird festgelegt

Am 20. Juli 1929 verkündete die DRP als deutsche Fernmelde-Hoheitsbehörde auf Grund der im Fernsehreferat des RPZ geleisteten umfangreichen Vorarbeiten im Einvernehmen mit der deutschen Fernseh-Industrie eine Zerlegung des zu übertragenden Bildes mit einem Seitenverhältnis von 4:3 in 30 Horizontal-Zeilen bei einer Bildfrequenz von 12,5 Hz (d. h. 1/4 der Netzfrequenz) als erste vorläufige deutsche Fernseh-Norm für verbindlich (Bild 48 und 49).

  • „Dr. Banneitz ... hatte mit der Normierung der horizontalen Bildabtastung eine sehr glückliche Anordnung getroffen, die durch den Vergleich der Vorführung der Telehor- und der Fernseh A.G. überzeugend gerechtfertigt wurde" [288].


Die Beschränkung auf einen Raster von 1200 Bildpunkten entsprechend einer Modulationsfrequenz von 7,5 kHz sollte damals zugleich die Möglichkeit geben, Bildströme über musikpupinisierte Fernleitungen zu übertragen [289].

1930 - Ein Wirrwar beginnt

Im Jahre 1930 ging die deutsche Fernseh-Industrie teilweise selbständig zu willkürlich gewählten Rastern von 42 und 67 Zeilen bei 15; 16,6 und 25 Bildwechseln/s über, während das RPZ mit Rücksicht auf die von A. Kruckow befürwortete drahtlose Übertragung von Fernsehbildern auf Mittelwellen zunächst an der bisherigen Norm festhielt und erst ein halbes Jahr später eine neue, auf Kurzwellen versuche von Telefunken [287] gestützte vorläufige Bild-Norm einführte.

1931 - 48 Zeilen bei 25 Bildern/s festgelegt

Die Zeilenzahl wurde Anfang 1931 zur Verbesserung der Bildauflösung auf 48 (Bild 50), die Bildwechselzahl im Hinblick auf die Tonfilm-Bildfrequenz von 24/s und zur Vermeidung wandernder Bildstörungen durch die Restwelligkeit der Speisespannungen auf die Hälfte der Netzfrequenz, d. h. auf 25/s festgelegt. Damit stieg die Zahl der Rasterelemente - deren Fläche von 1,2 auf 0,38mm2 abnahm - auf 3.072, die Zahl der in der Sekunde zu übertragenden Bildpunkte auf 76.800 entsprechend einer höchsten Frequenz von 38,4 kHz.

1931 - Wieder Wirrwar bei Normen und Formaten

Im Laufe des Jahres 1931 wichen nicht nur alle Firmen der deutschen Fernseh-Industrie, sondern auch das RPZ selbst von dieser Norm ab. Es wurden im Kurzschluß-Verfahren Bilder mit 60 (Bild 51); 80; 84; 90 und 100 Zeilen bei 16 2/3 bis 25 Bildwechseln/s gezeigt. Nur bei den von Döberitz ausgehenden drahtlosen Versuchssendungen übertrug die DRP auch weiterhin Bilder nach der zweiten vorläufigen RPZ-Norm (48 Zeilen, 25 Bilder/s).

1932 - Übertragung von Fernsehen im UKW Frequenzbereich

Die Benutzung von Ultrakurzwellen für die Übertragung von Fernsehbildern gestattete im Jahre 1932 den Übergang zu einer neuen Norm von 90 Zeilen bei 25 Bildwechseln/s (Bild 52). Da der von der DRP unmittelbar vor Beginn der Funkausstellung 1932 in Betrieb genommene 16kW-UKW-Sender bereits mit 90zeiligem Bild moduliert wurde, beschränkten die Firmen der deutschen Fernseh-Industrie - mit einer Ausnahme - ihre Empfangs-Geräte auf diese Norm, so daß 1932 zum ersten Male ein objektiver Vergleich der verschiedenen Bildgeber und Bildschreiber möglich war 10).

10) Die nachstehende Tabelle ermöglicht einen Vergleich der 1933 in Europa gebräuchlichen Fernseh-Normen.

Vergleich der 1933 in Europa gebräuchlichen Fernseh-Normen :

Senderort Frequenz Wellen- länge Leistung Zeilen- zahl Bild- wechsel Programm Art Gestalter Sendezeiten
  kHz in m in kW   pro Sek.      
1. London (Bild) 1147 261,5 50 30 12,5 Direktsendung v. Porträts BBC Mo, Di, Do, Fr 23.00 bis 23.30
London (Ton) 752 398,9 25 30 12,5 u. einfachen Szenen BBC  
2. Königs Wuster-hausen 183,5 1635 60 30 12,5 Filme RPZ Di: 9.05 bis 10.00; Do: 01.45 bis 02.45; Sa: 09.05 bis 09.45
3. Rom 3750 80 ? 60 20 Filme EIAR unregelmäßig
                 
4. Berlin-Witzleben 42950 6,985 4 90 25 Filme RPZ tgl. (außer So): 10.00 bis 11.00; nach Bedarf 14.00 bis 15.00; 21.00 bis 22.00

Stand: Oktober 1933
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1934 - im Studio bereits 180 Zeilen

Im folgenden Jahr behielt die DRP für die drahtlosen UKW-Sendungen diese vorläufige Norm bei. Das RPZ und fast alle Firmen der deutschen Fernseh-Industrie zeigten jedoch mit speziellen Bildabtastern im Kurzschlußbetrieb bereits 180zeilige Bilder.

Als am 1. April 1934 das 180zeilige Bild mit 25 Rasterwechseln von der DRP zur neuen vorläufigen deutschen Fernseh-Norm erklärt wurde, schien es vorübergehend, als ob damit die endgültige Betriebsform für einen deutschen Fernseh-Rundfunk gefunden sei; denn auf der Fernseh-Schau der deutschen Industrie im August 1934 war - auch im Kurzschlußbetrieb - kein feiner gerastertes Bild zu sehen. Deshalb konnte die DRP auch im folgenden Jahre diese Norm für die drahtlosen Sendungen beibehalten.

1935 - Auf der Berliner Funkausstellung 320zeiliges Bild

Im Kurzschlußbetrieb sah man allerdings auf der Berliner Funkausstellung 1935 bereits vereinzelt ein 320zeiliges Bild. Außerdem waren 1935 drei Firmen zur Zerlegung des Bildes in 2 x 90 Zeilen bei 25 vollen Bildwechseln nach der Zeilensprungmethode übergegangen.

1936 - Fernseh-Rundfunks noch nach der 180-Zeilen-Norm

1936 wurden nur noch die drahtlosen Sendungen des deutschen Fernseh-Rundfunks nach der 180-Zeilen-Norm ausgestrahlt. Das RPZ und die Firmen der Fernseh-Industrie zeigten dagegen im Kurzschluß-Betrieb bereits Fernseh-Bilder mit 375 und vereinzelt sogar mit 405 Zeilen nach dem Zeilensprungverfahren.

1937 - im Juni Entscheidung für 441 Zeilen Norm

Nachdem der Berliner Fernsehrundfunk drei Jahre hindurch ein verhältnismäßig vollkommenes 180zeiliges Bild mit 25 vollen Rasterwechseln in der Sekunde entsprechend einer maximalen Frequenzbandbreite von etwa 0,5 MHz übertragen hatte, mußte es eine der ersten Aufgaben der am 1. Januar 1937 gegründeten Forschungsanstalt der Deutschen Reichspost (RPF) sein, eine neue, dem Stande der Technik angeglichene Zerlegungsnorm aufzustellen. Hierbei war die Wahl der Zeilenzahl nach oben allerdings begrenzt durch das inzwischen ausgelegte Fernseh-Breitbandkabel, das bei einem Verstärkerabstand von 17,5km nur ein Frequenzband von 4 MHz zu übertragen gestattete.

Auf Grund theoretischer Überlegungen und experimenteller Ermittlungen wurde im Juni 1937 von der RPF die Einführung des Zeilensprung-Verfahrens in Verbindung mit einem 44lzeiligen Bildraster als die für den damaligen Stand der Fernsehtechnik zweckmäßigste Lösung gefunden [290]. Diese ungerade Zeilenzahl ergab sich einmal aus der Forderung, daß auf die gerad- und ungeradzahligen Halbraster die gleiche Zeilenzahl entfallen sollte, weil dann die Zeilen-Gleichlauf zeichen rein periodisch aufeinander folgen konnten. Sie entstand anderseits aus der Notwendigkeit einer unbedingt starren Verkopplung von Zeilen- und Rasterfrequenz, die sich am einfachsten dadurch erreichen ließ, daß man beide Frequenzen durch mehrfache Teilung einer Mutterfrequenz gewann, wobei jedoch Zeilen- und Rasterfrequenz keinen gemeinsamen Teiler besitzen durften.


Ein kleineres Teilungsverhältnis als 1:7 erschien im Hinblick auf den dann zu kleinen Synchronisierbereich der Kippgeneratoren nicht ratsam. Unter den bei Anwendung der verbleibenden Teiler 3; 5 und 7 sich ergebenden Zeilenzahlen ermöglichte die Zahl 441 die beste Ausnutzung des verfügbaren Übertragungskanals von 2 MHz [291].

1935 - Juli - Endgültige deutsche Fernsehnorm

Am 15. Juli 1937 erklärte der Reichspostminister 441 Zeilen bei 50 Halbrastern/s zur endgültigen deutschen Fernseh-Norm [292]. „Für die Normung eines dafür geeigneten Synchronisierverfahrens fehlten damals" allerdings „noch die notwendigen Unterlagen". Infolge der dadurch verursachten Unsicherheit trat in der fernsehtechnischen Entwicklung und Fertigung ein gewisser Stillstand ein, der sich im Schrifttum des Jahres 1937 deutlich bemerkbar macht.

Als Übertragungsbereich für die drahtlosen Fernseh-Rundfunksendungen wählte die DRP 1938 den in der Allgemeinen Vollzugsordnung der Weltnachrichtenkonferenz von Kairo u. a. festgelegten Kanal von 40,5 bis 56 MHz.

Der Abstand zwischen dem in der Amplitude modulierten Bild- und Tonträger wurde auf 2,8 MHz festgelegt, und zwar blieb man für den Bildsender bei der positiven Helligkeitsmodulation. Als genormte Trägerfrequenz führte die DRP 1939 für die Übertragung im Studio und auf Ortskabeln 8,4MHz, auf Fernseh-Fernkabeln 4,2MHz ein [293]. Für die Folge und Dauer der Gleichlaufzeichen mußte eine besondere Regelung getroffen werden.

Nach Festlegung der endgültigen deutschen Fernseh-Norm im Mai 1933 „waren die letzten Unsicherheiten beseitigt, und es konnte zum Bau endgültiger Apparaturen geschritten werden" [294].

1937 - Fese AG entwickelt Fernseh-Apparatur mit 729 Zeilen

Unabhängig von diesen Normungsarbeiten der DRP hatte die Fernseh A.G. (Dr. Bunger) im Sommer 1937 eine im Kurzschluß arbeitende Fernseh-Apparatur für 729 Zeilen entwickelt, um zu demonstrieren, welche Bildqualität sich - bei Vernachlässigung des technischen Aufwandes - überhaupt erzielen ließ.

Als Geber diente ein Sondenrohr-Diapositivabtaster, weil nur dieser eine mechanisch definierte Abtastöffnung besaß, deren Bildpunktgröße sich zudem durch Verändern des elektronenoptischen Abbildungsmaßstabes in gewissen Grenzen variieren ließ. Man hat es der DRP damals in Industrie-Kreisen verübelt, daß sie es ablehnte, dieses hochzeilige Bild während der Berliner Funkausstellung 1937 im Rahmen der aus ihren Mitteln aufgebauten Fernseh-Sonderschau zu zeigen.

Kritik an angeblicher Trägheit der DRP

Wenige Jahre vorher war aus denselben Kreisen gegen die DRP der Vorwurf erhoben worden, sie habe „durch das viele Herumexperimentieren" die wirtschaftliche Lage der Fernseh-Firmen geschädigt. Hätte die DRP 1937 - nachdem gerade das 441-Zeilen-Bild zur deutschen Fernseh-Norm erklärt worden war - dem Publikum zwar bessere, aber technisch nicht zu verwirklichende Bilder zeigen lassen, so wäre dadurch nur eine nicht zu verantwortende Verwirrung der zukünftigen Käuferschichten zum Nachteil des gesamten deutschen Fernseh-Gedankens eingetreten. Man kann es deshalb - rückschauend - nur begrüßen, daß die DRP damals in der Frage der Fernseh-Norm unbedingt die einheitliche Linie wahrte und die öffentliche Demonstration unwirtschaftlicher Experimente ablehnte.

1940 - Fese GmbH Fernsehanlage mit 1.029 Zeilen

Dessen ungeachtet übernahm die DRP während des Krieges eine von der Fernseh G.m.b.H. 1940 erstmalig in der Geschichte der Fernsehtechnik entwickelte Anlage zur Abtastung eines Diapositivs mit 1.029 Zeilen (Bild 53) und Zeilensprung bei 25 Bildern/s, um sie auf ihre Eignung für Zwecke der Fernseh-Luftaufklärung hin zu erproben. 10)

10) Während der Drucklegung erschien in einer von G. Leithäuser und F. Winckel herausgegebenen Vortragssammlung eine Arbeit von F. Schröter über „Wege und Werden des Fernsehens". Danach hatte die Telefunken G.m,b.H. (M. Knoll, G. Wendt, W. Schröder) 1940 sogar ein durch Kathodenstrahlröhren übertragenes 2000-Zeilen-Bild für militärische Schnellbild-Telegraphie entwickelt, das jedoch praktisch nicht eingesetzt wurde.

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