Fernsehen

Das Fernsehen setzt sich in technischer Hinsicht aus drei Prinzipien zusammen: 1. Umwandlung des Helligkeitssignals oder (beim Farbfernsehen) des Farbartsignals in analoge oder digitale elektrische Signale; 2. Übertragung dieser Signale durch elektromagnetische Wellen (Satellitenfernsehen) oder im Kabelnetz; 3. Rückwandlung (Empfang) der Signale in ein Bild durch den Empfänger-Schaltkreis.

Ein Farbfernseh-Bildsignal wird im Fernsehstudio produziert, das sich in drei Hauptbereiche gliedert: 1. Bildgeberräume: Dazu gehören die eigentlichen Studios mit den technischen Einrichtungen zum Erstellen von Livesendungen und Aufzeichnungen wie Kameras, Tonausstattung, Beleuchtung, Bühnenbild und Kommandoverbindungen. In der MAZ (magnetische Aufzeichnung) werden Produktionen auf Magnetbändern oder Festplatten aufgezeichnet und Beiträge abgespielt. Videobeiträge und Sendungselemente wie Titel, Wetter und Trailer werden unter Einsatz von u. a. Grafik- und Animationsprogrammen in der Grafik erstellt und bearbeitet. 2. Technikräume: In ihnen befinden sich die Geräte, die nötig sind, um die von den verschiedenen Bildgebern gelieferten Signale programmgerecht zu mischen und zu überblenden und um das Ausgangssignal mit den normgerechten Synchronsignalen zu versehen. Technischer Knotenpunkt ist der Schaltraum, in dem alle Leitungen mit Bild- und Tonsignalen vom und zum Funkhaus auflaufen, z. B. die Downlink-Verbindung von Satellitenübertragungen und die Bild-Ton-Verbindung von Außenstudios oder Ü-Wagen. 3. Regieräume: In der Bildregie werden die verschiedenen Bildquellen wie Kameras, MAZ, Standbild und Schriftgenerator ausgewählt und gegebenenfalls unter Nutzung des Blauwandtricks (Chroma-Key) und digitaler Videoeffekte zusammengestellt. Der Ton zum Fernsehbild wird parallel zur Bildregie in der Tonregie produziert.

Umwandlung: Das Farbfernseh-Bildsignal entsteht so, dass alle Farben, die aus den Primärfarben Grün, Rot und Blau zusammengesetzt sind, unter Verwendung von Farbfiltern in diese drei Bestandteile zerlegt und an drei Aufnahme- oder Kameraröhren weitergeleitet werden. Aus den von diesen Signalen erzeugten Signalen werden das Helligkeits- und das Farbartsignal gebildet: Ersteres definiert die Gesamthelligkeit des Bildes, so dass es bei gleicher Frequenz auch noch von Schwarzweiß-Fernsehern empfangen werden kann (Kompatibilität), letzteres setzt sich aus zwei Farbdifferenzierungssignalen zusammen, die durch Subtraktion der Farbsignale Rot und Blau vom Helligkeitssignal gewonnen werden. Die drei Farbsignale für Rot, Blau und Grün aus dem Helligkeits- und Farbdifferenzsignal wandelt man mit Fernsehkameras in das elektrische Farbfernseh-Bildsignal um, das nach der Vorverstärkung in den Technikraum gelangt, wo die Synchronsignale hinzugemischt werden.

Übertragung: Die Übertragung der Bilder vom Fernsehstudio zu den Sendern geschieht zunehmend über geostationäre Satelliten, über die sowohl interkontinentale Fernsehbildübertragungen als auch ein nationaler Direktempfang möglich sind (digitales Fernsehen, Farbfernsehen, Satellitenfernsehen).

Die allgemeine terrestrische Übertragung geschieht darüber hinaus mittels fester Relaisstationen über Rundfunk. Da die Ultrakurzwellen sich wie Licht geradlinig ausbreiten, müssen die Fernsehsender auf Türmen oder hohen Gebäuden errichtet werden. Die Sender für den VHF-Bereich werden in Band I (41–68 MHz) und Band III (174–223 MHz), die Sender für den UHF-Bereich in Band IV und V (470–790 MHz) betrieben. Um Bild und Ton übertragen zu können, beträgt die Kanalbreite in Band I und III 7 MHz und in Band IV und V 8 MHz. Zur Übertragung eines Fernsehbildes sind etwa 13 Mio. Impulse in der Sekunde nötig, da jedes zu übertragende Bild in rund 520 000 Einzelpunkte zerlegt wird, die durch einen Elektronenstrahl 25-mal je Sekunde zeilenweise abgetastet werden. Daher ist die Übertragung nur im UKW- und Dezimeterwellenbereich bei einer erforderlichen Bandbreite von einigen MHz gewährleistet. Da auf der Empfangsseite jedes Bild wieder Zeile um Zeile zusammengesetzt werden muss, steuert man die Zeilen-Abtastbewegung des Elektronenstrahls mit Gleichlaufimpulsen (Horizontal-Synchronimpulse). Das Ende der Übertragung eines Bildes wird durch einen Vertikal-Synchronimpuls gekennzeichnet. Diese Synchronimpulse werden zusammen mit den Helligkeits- und Farbsignalen über den Sender zu den Empfängern übertragen. Bei der Zusammensetzung des Bildes auf dem Bildschirm sorgen Zeitsignale für die richtige Reihenfolge der Bildelemente. Der Ton wird durch ein separates Audio-Signal hinzugefügt.

Empfang: Für den Empfang bestehen vier Normen, die unterschiedlich weit verbreitet sind: 1. Die Gerbernorm mit 625 Zeilen pro Bild und 25 Bildwechseln pro Sekunde wird vom internationalen beratenden Ausschuss für Funkdienste (CCIR) weltweit empfohlen; sie wird in allen osteuropäischen, in fast allen westeuropäischen und in zahlreichen Ländern Afrikas und Asiens angewendet. – 2. Die US-Norm mit 525 Zeilen pro Bild und 30 Bildwechseln pro Sekunde findet in allen nord- und mittel- sowie in fast allen südamerikanischen Staaten Anwendung. Abweichend von diesen beiden Normen zerlegt man in England und einigen ehemaligen britischen Kolonien das Fernsehbild in 405 Zeilen (3. oder Englische Norm) und in Frankreich sowie in einigen Französisch sprechenden Ländern das Bild in 819 Zeilen (4. oder Französische Norm).

Beim Empfang nimmt der Fernsehempfänger sowohl die übertragenen Bild- als auch die Tonträgerwellen mit einer gemeinsamen Antenne auf und wählt den Sender. Danach wird das Signal aufgespalten: Das Tonsignal gelangt zum Lautsprecher, die Zeitsignale an die Synchronisations-Schaltkreise, wo sie die waagerechte und senkrechte Position des Elektronenstrahls am Bildschirm bestimmen. Die Farb- und Helligkeitssignale werden an die drei Elektronenkanonen in der Röhrenbasis weitergeleitet (Braun’sche Röhre), die je einen, von Magneten gesteuerten, grünen, roten und blauen Strahl zeilenweise auf die Leuchtschicht des Bildschirms zeichnen. In Deutschland wird dabei seit 1952 die Gerbernorm von 625 Zeilen genutzt, was bei dem gängigen Bildformat von 4:3 (Breite:Höhe) eine Auflösung des Bildes in rund 520 000 Einzelpunkte bedeutet. Die 625 Zeilen werden 25-mal je Sekunde neu gezeichnet. Da dies aber zuwenig ist, um Bewegungen unter Vermeidung von Flackern abzubilden, andererseits aber eine Erhöhung der Abtastfrequenz unwirtschaftlich wäre, wendet man das sogenannte Zeilensprungverfahren an, bei dem der Elektronenstrahl beim Abfahren des Bildschirms nur jede zweite Zeile zeichnet und die fehlenden eine fünfzigstel Sekunde danach ergänzt. Jedes Fernsehbild besteht also aus zwei ineinander geschobenen Zeilenrastern. Dieses seit 1953 vom NTSC (National Television System Committee der USA) entwickelte Prinzip einer Farbbildröhre wies aber noch Schwächen in der Farbwiedergabe auf, die ab 1967 durch Einführung des PAL-Systems in Deutschland praktisch beseitigt werden konnten (in Frankreich hat sich das SECAM-System durchgesetzt).

Entwicklungstendenzen: Das Fernsehen wird in Zukunft dem Zuschauer immer größere Nutzungs- und Programmangebote machen. Das hängt zum einen mit der „digitalen Revolution“ (digitales Fernsehen) und der Entwicklung der Glasfasertechnik, zum anderen mit der Entwicklung des interaktiven Fernsehens zusammen. Das digitale Fernsehen wird durch Datenkompression und -reduktion die Kapazität an Fernsehkanälen deutlich erhöhen und die schnelle Verbreitung des hoch auflösenden Fernsehens (High Definition Television, HDTV) mit seiner auf 720 oder auch 1080 Zeilen erhöhten Zeilenzahl ermöglichen, weil die höhere Datenmenge mit der neuen Technik leichter zu übertragen ist. Die Umstellung des jetzigen 4:3 Bildformats auf das augenfreundlichere Breitbildformat 16:9 mit Hilfe des PALplus-Systems nimmt zu. Das Fernsehen zeigt schließlich eine starke Tendenz zum Pay-TV und interaktiven Medium. Der Zuschauer kann sich durch Video-on-Demand (Bestellung eines Filmbeitrages) sein eigenes Programm zusammenstellen, durch Pay-per-View muss er nur für die von ihm aus dem normalen Programm ausgewählten Sendungen zahlen und kann im interaktiven Fernsehen zum Mitregisseur werden, der über die Perspektive entscheidet, aus der er eine Übertragung sehen möchte. Zusätzlich wird das Fernsehen in Zukunft durch Vernetzungen zum Multimediacomputer, mit dem eine Vielzahl von Tätigkeiten möglich ist; Homebanking, Homeshopping, Datenbankrecherchen und Computerspiele. Die Auflösung festgestalteter Programme wirft aber auch Fragen auf: Wird das Fernsehen trotz der Tendenz zur Segmentierung auch in Zukunft noch seine gesellschaftliche Integrationsfunktion übernehmen können? Weiterhin ist noch unklar, ob und wie der Zuschauer in der Lage sein wird, aus dem erheblich größeren Programmangebot sinnvoll auszuwählen.