YUV Anschluss - bitte kurze Aufklärung!

parazit · 29. März 2012

Sicher kennt sich der eine oder andere damit aus. Denn ich habe vor meinen DVD-Player mit dem TV zu verbinden. Beide haben diesen YUV Anschluss (beide Geräte mit YPBPR beschriftet). Auf meinem Kabel steht jedoch YCBCR. und wenn ich das richtig verstehe, dann ist YPBPR-analog wobei das YCBCR-digital ist.

Kann es sein, dass ich deshalb kein Bild bekomme?

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Bruckl · 29. März 2012

AW: YUV Anschluss - bitte kurze Aufklärung!

dürftest damit recht haben

Auch wenn es oft verwechselt, falsch beschrieben und sogar an Playerbuchsen etc. falsch beschriftet wird: YUV, YPbPr und YCbCr ist nicht dasselbe und so gut wie nie mehr als eines davon auf dem selben Anschluß verfügbar.

YUV ist im Zusammenhang mit der (alten, analogen) PAL-Ferhnsehübertragungsnorm entwickelt worden, so wie YIQ für/mit NTSC (in dessen alter, analoger Fassung). Das heißt, die Übertragung per Funk (terrestrisch wie auch per Analog-Sat) oder Kabel geschieht beim analogen PAL-Ferhsehen mittels eines Signals, bei dem statt eines RGB-kodierten Signals zwecks Abwärtskompatibilität zu Schwarzweißfernsehern zusätzlich zur Gesamthelligkeit (Y, wobei die grünen, roten und blauen Anteile schon nach ihrer Wahrnehmung durch uns Menschen verschieden gewichtet berücksichtigt werden) auf einer höheren Trägerfrequenz Informationen über die jeweilige (gewichtete) Differenz zwischen Blau und Gesamthelligkeit (U) wie auch zwischen Rot und Gesamthelligkeit (V) übertragen werden. (Grün ergibt sich als Rest.)

Auch die zu PAL- und NTSC-Zeiten üblichen Videoschnittstellen/-kabel, nämlich das sogenannte "Composite Video" wie auch das spätere "S-Video" (nicht zu verwechseln mit dem Videorecorder-Aufzeichnungsstandard/-band "S-VHS"), übertragen die Bildsignale in dieser YUV- (bei PAL) bzw. YIQ- (bei NTSC) -Farbkodierung, und es gab früher auch (meist an Profi-Equipement) YUV-/YIQ-kodierte Übertragung auf drei "Component"-Kabeln. Jedoch hatten diese "Component"-Kabel nichts mit den heute etwa bei DVD-Playern oder "HD-Ready"-Geräten üblichen analogen "Component Video"-Anschlüssen zu tun, denn die übertragen ausschließlich YPbPr-farbkodiert. (S-Video unterscheidet sich von Composite Video nur dadurch, daß die Farbinformationen, also "U" und "V", nicht mehr auf dem gleichen Kabel sondern separat auf einer extra Ader übertragen werden, deshalt heißt "S-Video" auch so, denn das "S" steht für "separated".)

PAL-Empfänger (Fernseher) wandeln das empfangene YUV-kodierte Signal (bzw. NTSC-Empfänger das YIQ-kodierte) dann die vom Bildschirm benötigten Werte Rot, Grün und Blau um.

Also halten wir fest: YUV bei analogem PAL, Composite und S-Video, YPbPr bei (analogem) Component Video an heute gebräuchlichen Geräten (wie DVD-Playern oder hochauflösenden Bildschirmen und Beamern).

Bei YUV und YPbPr wird die Gesamthelligkeit (Y) grundsätzlich gleich kodiert, die zusätzlichen Farbinformationen jedoch nach unterschiedlichen Formeln. So entspricht U (YUV) wie, wir schon wissen, einer (gewichteten) Differenz aus Blau und Y, und zwar auf einer Skala von 0 (kein Blau) bis 1 (nur Blau). Entsprechendes gilt für V in Bezug auf Rot. Dagegen entspricht Pb einer Abweichung des Bildpunktes von Grau (oder Weiß bzw. Schwarz) in Richtung Blau bzw. dessen Komplementärfarbe Gelb auf einer Skala von -0,5 (reines Gelb) bis 0,5 (reines Blau). Eine ebensolche Abweichung von Grau in Richtung Rot (bis 0,5) bzw. Türkis (ab -0,5) gibt Pr an. D.h., daß YUV und YPbPr sich verwandt aber doch deutlich verschieden sind. Würden YPbPr-kodierte Signale als YUV-kodiert interpretiert (oder umgekehrt), ergäbe dies ziemlich merkwürdige Farben.

Warum aber wird eigentlich bei modernen Geräten (=>Component Video) YPbPr und nicht YUV (wie beim alten Composite Video oder dessen Verwandten S-Video) benutzt? Weil die Angabe einer Abweichung Pb auf der Gelb-Blau-Achse (im Vergleich zur Blau-Hellingkeits-Differenz U) kombiniert mit einer entsprechenden Angabe zur Abweichung Pr auf der Türkis-Rot-Achse (statt Rot-Helligkeits-Differenz V) einen wahrnehmbar vollständigeren Farbraum ergibt, d.h. mehr menschlich wahrnehmbare Farbnuancen so kodierbar und relativ genau übertragbar sind. Aus diesem Grund wird auch ein digitaler naher Verwandter von YPbPr für die Farbkodierung praktisch sämtlicher gebräuchlicher digitaler Konsumenten-Videoformate benutzt.

Dieser digitale Verwandte von YPbPr heißt YCbCr und findet Einsatz u.a. bei JPEG, MPEG, Video-CD, DVD oder auch DVB-T/-C/-S und -S2. YCbCr ist gewissermaßen eine digitale Entsprechung zu YPbPr, wobei die Werte für gewichtete Helligkeit (Y) und Farbabweichungen (statt Pb hier: Cb; statt Pr: Cr) nicht beliebig (analog) sein können, sondern durch die digitale Kodierung mit bestimmter Bittiefe beschränkt sind auf die entsprechend verfügbaren Bitwerte (abzüglich reservierter Bitwerte für Über- und Unterbelichtung sowie Synchronimpulse). Die Umwandlung von analogen, YPbPr-kodierten Bildwerten kann daher nicht verlustfrei in digitale, YCbCr-kodierte Werte geschehen. Bei der Rückumwandlung in YPbPr-kodierte analoge Werte (etwa bei der Ausgabe YCbCr-kodierter DVD-Videos über YPbPr-kodierte analoge Component Video-Anschlüsse) gibt es aber immerhin keinen erneuten Informationsverlust (abgesehen von Ungenauigkeiten und Interferenzen in der analogen Praxis).

D.h. daß es (entgegen den Angaben auf zahlreichen Geräten oder Kabelverpackungen) keinerlei analoge Anschlüsse gibt, die mit YCbCr farbkodierte Bilder/Videos übertragen. Bei analogen Komponentenanschlüssen an modernen Heimkinogeräten handelt es sich stets um YPbPr. Dagegen gibt es verschiedene digitale Übertragungswege, bei denen Bildinformationen mit YCbCr kodiert übertragen werden, etwa DVB-x oder auch HDMI, sofern bei letzterem nicht (wie bei DVI) digital kodiertes RGB Verwendung findet.

Zu beachten ist, daß es diverse Varianten von YCbCr-Farbkodierungen gibt, u.a. mit verschiedenen Bittiefen für Y, Cb und Cr. Diese Varianten sind nicht verlustfrei ineinander konvertierbar. Ebenso ist i.d.R. keine verlustfreie Konvertierung von YCbCr in digitales RGB oder umgekehrt möglich, und zwar unabhängig davon, ob es eine digitale Direktverbindung oder erst eine (prinzipiell verlustfreie) Wandlung in YPbPr und danach erst in digitales RGB gibt. Diese Wandlungsverluste von einem digitalen Format (etwa YCbCr) in ein anderes (etwa digitales RGB) sind erst dann kaum noch wahrnehmbar, wenn die Umrechnung und Abbildung im Zielsystem (also z.B. im RGB-basierten Bildschirm) mit entsprechend höheren Bittiefen erfolgt, wobei selbst dann noch das Problem der nicht identischen Farbräume (=abbildbaren Farbnuancen) verbleibt.

Summa summarum: Fast überall, wo man im Zusammenhang mit Schnittstellen, Anschlüssen, Kabeln, Adaptern etc. von YUV oder YCbCr liest, ist eigentlich YPbPr gemeint. Wenn z.B. von "YUV-Anschluß" die Rede ist, dann handelt es sich praktisch immer eigentlich nicht um einen Anschluß mit YUV-farbkodierter Übertragung sondern um einen Component Video-Anschluß mit YPbPr-kodierter Farbübertragung. YUV-kodierte Anschlüsse gibt es aber viel häufiger, nämlich bei allem, was altes PAL überträgt: Composite Video, S-Video oder auch die gute, alte Fernsehantenne bzw. analoge Sat-Schüssel. Und auch YCbCr-kodierte Anschlüsse gibt es, aber ausschließlich digital: nämlich z.B. DVB-x und HDMI (leteteres alternativ zu digitalem RGB).

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