Konzepte Content-Repräsentation & Markup-Sprachen

5.1 Einleitung

In den vorangegangenen Abschnitten haben wir verschiedene Formen der Repräsentation von Bildern — einzelnen Bildern oder auch Standbildern — kennengelernt. Zur Speicherung und Übertragung von Standbildern wurden eine Reihe von Kodierungen vorgestellt, die sich jeweils an den spezifischen Erfordernissen des Anwendungsgebiets orientieren — und beispielsweise entweder die Kompression maximieren oder auf möglichst verlustarme oder gar verlustfreie Kompression ausgerichtet sind.

Standbilder sind heute als Träger von Informationen aber auch als Mittel der ansprechenden Gestaltung von zentraler Bedeutung für eine Vielzahl von Anwendungen, insbesondere für Präsentationen — nicht nur im Web. Seit einigen Jahren finden auch zunehmend bewegte Bilder Eingang in die rechnerbasierte Gestaltung von Inhalten. Bewegtbilder lassen sich an Hand verschiedener für dieser Lerneinheit relevanter Aspekte charakterisieren, die maßgeblich einige Parameter ihrer Kodierung beeinflussen und daher eingangs kurz vorgestellt werden sollen:

  • Nach der Herkunft der Inhalte der Bewegtbilder lassen sich im wesentlichen zwei Quellen unterscheiden: Zum einen sind dies natürliche Bilder, die mit einer Kamera erfaßt und anschließend im Rechner weiterverarbeitet werden — diese bezeichnen wir im folgenden auch als Videos. Zum anderen gibt es künstlich erzeugte Bildfolgen wie Zeichentrickfilme und ähnliche Abfolgen von Einzelbildern, auch Computeranimationen und virtuelle Welten — im folgenden unter dem Sammelbegriff Animationen zusammengefaßt. Diese Grenze ist heute offensichtlich verwischt: Zeichentrickfilme sind oftmals mit der Kamera aufgenommen, Computeranimationen sind vielfach kaum von natürlichen Bildern zu unterscheiden. Wesentlich für die Abgrenzung zwischen Videos und Animationen im Sinne dieser Lerneinheit ist, ob die Inhalte einer Szene nur als zwei- oder dreidimensionale Aufnahme einer Kamera als Bitmaps vorliegen und als solche beim Betrachter reproduziert werden. Dann sprechen wir von einem Video. Falls eine Beschreibung der Szene — z.B. bestehend aus sichtbaren Objekten mit Form, Farbe und Struktur, Bewegungen, Beleuchtung usw. — im Rechner verfügbar ist und aus dieser Beschreibung beim Betrachter ein Bewegtbild generiert wird, sprechen wir von einer Animation. Natürlich ist auch die Kombination beider Formen denkbar.

  • Bildsequenzen können zum einen als Aufzeichnung vorliegen, die zu einem vorgegebenen Zeitpunkt übertragen und wiedergegeben wird; dann spricht man auch von “(Film-)Konserven”. Spielfilme fallen in diese Kategorie. Zum anderen können (natürliche) Bewegtbilder “live” aufgenommen und gesendet werden, wie viele Nachrichtensendungen, Sportereignisse usw.

  • Als Kommunikationsformen lassen im wesentlichen unidirektionale und bidirektionale (interpersonelle) Kommunikation unterscheiden. Bei der unidirektionalen Kommunikation wird ein Bewegtbild von einem Sender an einen oder mehrere Empfänger gesendet und von im allgemeinen menschlichen Benutzern betrachtet. Typisches Beispiel hierfür ist das Fernsehen. Bidirektionale Kommunikation im Sinne dieser Lerneinheit findet dann statt, wenn Bewegtbilder der miteinander interagierenden menschlichen Benutzer in mehrere Richtungen ausgetauscht werden. Beispiele hierfür sind Bildtelefonie und Videokonferenzen.

  • Während bidirektionale Kommunikation prinzipiell immer eine Interaktion der beteiligten Gesprächspartner ermöglicht, lassen sich bei unidirektionaler Kommunikation interaktive und nicht-interaktive Anwendungen unterscheiden: Bei diesen interaktiven Anwendungen ist nur einer der Kommunikationspartner (meistens die Informationssenke) ein Mensch, etwa als Betrachter eines Videofilms oder eines Video-Clips, der interaktiv — on-demand — von einer Webseite abgerufen werden kann. Dabei steuert der Betrachter gegebenenfalls die Wiedergabe wie bei einem Videorekorder durch Start, Stop, Pause oder Suchlauf. Bei nicht-interaktiven Anwendungen hat der Betrachter hingegen keinen Einfluß auf die Präsentation des Bewegtbildes: hierzu zählen Kinofilme und Fernsehen wie auch eine Reihe von Medienströmen im Internet, etwa das Live-Video einer Webcam. Eine Zwischenstellung nehmen die Intro, die beim Aufruf einer Webseite abgespielt wird, die animierte Wetterkarte oder die Animation eines technischen Ablaufs und ähnliche Anwendungen ein. Sie lassen sich meist vom Benutzer anstoßen und wieder abbrechen, eine darüber hinausgehende Steuerung ist aber meist nicht vorgesehen.

In dieser Lerneinheit werden wir hauptsächlich die Kodierung von Videos betrachten — wobei für die meisten heutigen Videokodierungen die Annahme getroffen wird, daß es sich um natürliche Bilder handelt und nicht etwa um Zeichentrickfilme. Von den anderen drei Punkten ist primär der Grad der Interaktion zwischen Sender und Empfänger für die Videokodierung von Bedeutung. Bei Live-Aufnahmen für bidirektionale Kommunikation muß die Kodierung der Bewegtbilder in Echtzeit geschehen, bei unidirektionaler Kommunikation steht etwas mehr Zeit zur Verfügung. Für die Dauer der Kodierung von “Konserven” hingegen gibt es prinzipiell keine natürliche obere Schranke. Für Anwendungen ohne Einwirkungsmöglichkeit des Betrachters muß ein Bewegtbild einfach nur im Zeitablauf wiedergegeben werden. Um hingegen interaktive, unidirektionale Anwendungen zu unterstützen, muß dieselbe Bildsequenz ab einer beliebigen Stelle wiedergegeben werden können, gegebenenfalls auch vor- und rückwärts oder in verschiedenen Geschwindigkeiten. Aus diesen Anforderungen ergeben sich unterschiedliche Verfahren der Bewegtbildkodierung, die in dieser Lerneinheit vermittelt werden.

Zunächst werden die Grundlagen von Bewegtbildern anhand des Films beschrieben. Im Anschluß wird auf eine erste (analoge) Kodierung von Bewegtbildern eingegangen, auf das Fernsehen, wobei insbesondere die verschiedenen heute dominanten Fernsehformate vorgestellt werden. Diese liefern auch die Grundlagen für die Kompression von Bewegtbildern in digitaler Form: hier werden zunächst die im allgemeinen verwendeten technischen Verfahren vorgestellt, abschließend wird auf die heute bedeutsamen Standards zur Videokodierung eingegangen. Dabei wird auch der fließende Übergang von Videokodierungen zur Repräsentation von Animationen angesprochen; XML-basierte Sprachen zur Beschreibung von Animationen und Grafiken werden in Lerneinheit 13 vorgestellt. Weitere Beschreibungssprachen für Animationen, wie etwa Macromedia Flash, sind jedoch Gegenstand eigener Qualifikationseinheiten und werden daher hier nicht weiter vertieft.

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