SMPTE-Farbbalken : gängiges NTSC- Testmuster
PM5544 : Häufiges PAL- Testmuster

Eine Testkarte , auch Testbild oder Start-/Abschalttest genannt , ist ein Fernsehtestsignal , das typischerweise zu Zeiten ausgestrahlt wird, in denen der Sender aktiv ist, aber kein Programm ausgestrahlt wird (oft beim Ein- und Ausschalten ) [ 1 ] und von einem Piepton begleitet sein kann .

Testkarten, die seit den Anfängen des Fernsehens verwendet wurden, waren ursprünglich physische Karten, auf die eine Fernsehkamera gerichtet wurde, um die Bildqualität einfach anzupassen. [ 2 ] Solche Karten werden auch heute noch häufig zur Kalibrierung, Ausrichtung und zum Abgleich von Kameras und Camcordern eingesetzt . Ab den 1950er-Jahren wurden Testkartenbilder in Monoskopröhren integriert, wodurch die Verwendung von Fernsehkameras überflüssig wurde, die andernfalls während der Sendepausen ständig physische Testkarten hätten ausstrahlen müssen.

Elektronisch erzeugte Testmuster, die zur Kalibrierung oder Fehlersuche im nachgelagerten Signalweg verwendet werden, wurden Ende der 1960er-Jahre eingeführt und fanden ab den 1970er- und 1980er-Jahren weite Verbreitung. Sie werden von Testsignalgeneratoren erzeugt , die nicht von der korrekten Konfiguration (und dem Vorhandensein) einer Kamera abhängen und auch zusätzliche Parameter wie korrekte Farbdekodierung, Synchronisation , Bildrate und Frequenzgang prüfen können. [ 3 ] Diese Testmuster sind speziell für die Verwendung mit Geräten wie einem Vektoroskop optimiert und ermöglichen präzise Justierungen der Bildverarbeitungstechnik.

Während der Testkarten wird üblicherweise ein Sinuston , Radio (sofern mit dem Fernsehkanal verbunden oder assoziiert) oder Musik (meist Instrumentalmusik , wobei einige Sender auch Jazz oder Popmusik ausstrahlen ) übertragen.

Digital generierte Testkarten kamen später im Zusammenhang mit dem digitalen Fernsehen auf und bieten einige spezifische Funktionen digitaler Signale, wie Fehlerkorrektur , Chroma -Subsampling , Seitenverhältnissignalisierung , Surround-Sound usw. In jüngster Zeit hat sich die Verwendung von Testkarten auch über das Fernsehen hinaus auf andere digitale Anzeigegeräte wie große LED-Wände und Videoprojektoren ausgeweitet . [ 3 ]

Technische Details

EBU-Farbbalken (4:3).

Testkarten enthalten typischerweise eine Reihe von Testmustern, mit denen Fernsehkameras und -empfänger so eingestellt werden können, dass das Bild korrekt angezeigt wird (siehe SMPTE-Farbbalken ). Die meisten modernen Testkarten enthalten kalibrierte Farbbalken, die auf einem Vektoroskop ein charakteristisches Muster von Farbpunkten erzeugen . Dadurch lassen sich Farbsättigung und Farbton zwischen verschiedenen Videoband- oder Netzwerksignalgenerationen präzise anpassen. SMPTE-Farbbalken – und einige andere Testkarten – zeigen analoges Schwarz (eine flache Wellenform bei 7,5 IRE bzw. dem NTSC-Einstellungspegel ), reines Weiß (100 IRE) und ein „Sub-Schwarz“ oder „schwärzer als Schwarz“ (bei 0 IRE), das die niedrigste zulässige Niederfrequenz-Übertragungsspannung in NTSC-Sendungen darstellt (obwohl die negativen Auslenkungen des Farbsignals unter 0 IRE liegen können). Mithilfe der Farbbalken und der korrekten Einstellung von Helligkeit und Kontrast bis zur Wahrnehmungsgrenze des ersten Sub-Schwarz-Balkens lässt sich ein analoger Empfänger (oder ein anderes Gerät wie z. B. ein Videorecorder) so einstellen, dass er eine beeindruckende Bildtreue liefert.

Testkarten wurden auch verwendet, um die tatsächlichen Empfangsbereiche neuer Fernsehantennen und/oder -netze zu ermitteln. In Vorbereitung auf den neuen kommerziellen ITV- Dienst in den 1950er Jahren beauftragte die Independent Television Authority (ITA) das britische Elektronikunternehmen Belling & Lee aus Enfield , das gut drei Jahrzehnte zuvor den Belling-Lee-Stecker erfunden hatte , mit der Entwicklung einer Reihe von Testkarten und -folien für Pilot-Testübertragungen [ 4 ]. Diese waren für potenzielle Zuschauer und DX-Enthusiasten gedacht , um das neue VHF- Sendernetz der ITA im Band III zu testen, das mit Unterstützung der General Post Office (GPO), der damaligen staatlichen PTT-Agentur Großbritanniens, entwickelt worden war . Die Testkarten, von denen einige das von der GPO für diese Übertragungen vergebene Rufzeichen G9AED trugen, zeigten in der Mitte eine geschwungene Linie in einem Kreis mit einer in Meilen angezeigten Entfernungsanzeige. Diese diente als Orientierungshilfe, um die Entfernung zwischen dem Empfänger, dem (temporären) Sender und einem simulierten Landschaftselement, das Geisterbilder verursachte, zu ermitteln . Diese Testkarten wurden hauptsächlich von temporären mobilen Sendern ausgestrahlt, die an Wohnwagenanhängern befestigt waren und an den voraussichtlichen Standorten der späteren Hauptsender der ITA, wie Croydon , Lichfield , Emley Moor und Winter Hill , stationiert waren . [ 5 ] [ 6 ] Knapp ein Jahrzehnt später begann die BBC, eine modifizierte SMPTE-Monochrom-Testkarte zu verwenden, die vom Sender Crystal Palace ausstrahlte, um ihr neues UHF- Netzwerk zu testen , das sie schließlich 1964 als BBC Two in Betrieb nahm.

Testkarten werden auch im weiteren Kontext von Videodisplays für Konzerte und Live-Veranstaltungen eingesetzt. Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Testmuster, die jeweils einen spezifischen technischen Parameter prüfen: einfarbige Balken mit Farbverlauf zur Prüfung von Helligkeit und Farbe; ein Schraffurmuster zur Prüfung von Seitenverhältnis , Ausrichtung, Fokus und Konvergenz; und ein ein Pixel breiter Rand zur Prüfung von Überabtastung und Abmessungen . [ 3 ]

Geschichte

Das berühmte RCA- Indianerkopf-Testbild, das hauptsächlich in Nordamerika von den 1940er bis zu den 1970er Jahren verwendet wurde, mit seinen beschrifteten Elementen, die die Verwendung jedes Elements beim Ausrichten eines analogen Schwarzweiß-Fernsehers beschreiben.
Erste RTF- Testkarte (1953) für das französische 819-Zeilen -Fernsehsystem. Wurde auch in Französisch-Algerien verwendet , mit Modifikationen, die auch von TMC in Monaco [ 7 ] , Telesaar im Saar-Protektorat [ 8 ] und TVN in Chile [ 9 ] eingesetzt wurden .
Ein Philips TD1410U Fernsehgerät aus dem Jahr 1952, das die optische Monochrom- Testkarte Telefunken T05 zeigt.

Testkarten sind so alt wie Fernsehsendungen selbst. Ihre Verwendung ist bei der BBC in Großbritannien dokumentiert, zunächst bei den frühen mechanischen Baird- Übertragungen mit 30 Zeilen ab 1934 und später als vereinfachte „Abstimmungssignale“, die vor Sendebeginn gezeigt wurden [ 10 ] . Auch im besetzten Frankreich während des Zweiten Weltkriegs kamen sie zum Einsatz [ 11 ] . Im Laufe der Zeit wurden sie weiterentwickelt und enthielten nun Gitter für Auflösungstests, Raster zur Unterstützung der Bildgeometrieanpassung und Graustufen zur Helligkeits- und Kontrasteinstellung. Beispielsweise sind all diese Elemente auf einer 819-Zeilen- Testkarte von Radiodiffusion-Télévision Française aus dem Jahr 1953 zu sehen [ 11 ].

In Nordamerika gehören die meisten Testbilder, wie das berühmte Indianerkopf-Testbild der 1950er und 1960er Jahre, längst der Vergangenheit an. Die SMPTE-Farbbalken tauchen zwar gelegentlich noch auf, aber da die meisten nordamerikanischen Sender mittlerweile ein 24-Stunden-Programm ausstrahlen, sind auch diese selten geworden.

Mit der Einführung des Farbfernsehens wurden elektronisch erzeugte Testkarten eingeführt. Sie sind nach ihren Erzeugungsgeräten (z. B. Grundig VG1000, [ 12 ] [ 13 ] Philips PM5544 , [ 14 ] Telefunken FuBK , [ 15 ] usw.), Fernsehsendern (z. B. BBC-Testkarte ) oder Organisationen (z. B. SMPTE-Farbbalken , EBU-Farbbalken ) benannt.

In entwickelten Ländern wie Australien , Kanada , Großbritannien und den Vereinigten Staaten führt der finanzielle Druck des kommerziellen Fernsehrundfunks dazu, dass die Sendezeit typischerweise 24 Stunden am Tag mit Programmen und Werbespots (wie z. B. Infomercials ) gefüllt ist, und nicht-kommerzielle Sender müssen sich dem anpassen.

Ein spätes Testkartendesign, das 2005 eingeführt und vollständig für HD-, SD-, 16:9- und 4:3-Übertragungen angepasst wurde, ist in der ITU-R Rec. BT.1729 definiert. [ 16 ] Es bietet ein spezifisches Markierungsdesign zum Testen von Formatkonvertierungen, Chroma-Sampling usw.

Früher allgegenwärtig, sieht man Testkarten heute nur noch selten außerhalb von Fernsehstudios, Postproduktions- und Vertriebseinrichtungen. Insbesondere dienen sie nicht mehr dazu, Zuschauern bei der Kalibrierung ihrer Fernsehgeräte zu helfen. Mehrere Faktoren haben zu ihrem Verschwinden für diesen Zweck geführt:

  • Moderne, mikrocontrollergesteuerte Analogfernseher müssen nur noch selten justiert werden, daher sind Testkarten heute deutlich weniger wichtig als früher. Auch moderne Kameras und Camcorder benötigen selten eine Justierung der technischen Genauigkeit, obwohl sie häufig zur Kompensation der Lichtverhältnisse und für verschiedene künstlerische Effekte angepasst werden.
  • Die Verwendung digitaler Verbindungsstandards wie CCIR 601 und SMPTE 292M , die ohne die Nichtlinearitäten und andere Probleme analoger Rundfunkübertragungen arbeiten, führt nicht zu Farbverschiebungen oder Helligkeitsänderungen. Dadurch entfällt praktisch die Notwendigkeit, diese mithilfe eines Referenzsignals zu erkennen und zu kompensieren. (Vergleichbar mit der Veralterung von Stroboskopen zur Drehzahlregelung von Plattenspielern.) Digitale Testsignalgeneratoren hingegen enthalten Testsignale, die die digitale Schnittstelle belasten sollen. Viele hochentwickelte Generatoren ermöglichen zudem das Einfügen von Jitter , Bitfehlern und anderen Störungen, die zum Ausfall einer digitalen Schnittstelle führen können.
  • Ebenso beseitigt die Verwendung digitaler Rundfunkstandards wie DVB und ATSC die Probleme, die durch die Modulation und Demodulation analoger Signale entstehen.
  • Testkarten mit großen Kreisen dienten zur Überprüfung der Linearität der Ablenksysteme des Geräts. Da Halbleiterbauteile die Vakuumröhren in den Ablenkschaltungen der Empfänger ersetzten, waren Linearitätsanpassungen seltener erforderlich (beispielsweise verfügen nur wenige neuere Geräte über vom Benutzer einstellbare Regler für „Vertikale Größe“ und „Vertikale Linearität“). Bei LCD- und anderen ablenkungslosen Displays hängt die Linearität von der Fertigungsqualität des Displaypanels ab; für eine einwandfreie Funktion des Displays sind die Toleranzen bereits deutlich enger als die menschliche Wahrnehmung.

Für kundenspezifische Videoinstallationen, wie beispielsweise LED-Displays in Gebäuden oder bei Live-Veranstaltungen, werden Testbilder speziell angefertigt, um der jeweiligen Größe und Form des Setups zu entsprechen. Diese individuellen Testbilder bieten den Technikern auch die Möglichkeit, Insiderwitze für die Crew während der Installation der Ausrüstung zu verstecken. [ 3 ]

Monoskop

Nahaufnahme des Testkartenbildes von einem Monoskop

Anstelle von physischen Testkarten, die mit einer Kamera übertragen werden mussten, verwendeten Fernsehsender oft eine spezielle Bildröhre, auf deren Innenseite das Testbild aufgemalt war. Jede Röhre konnte nur dieses eine Testbild erzeugen; daher wurde sie Monoskop genannt .

Monoskope ähnelten in ihrer Konstruktion einer herkömmlichen Kathodenstrahlröhre (CRT), nur dass sie anstelle eines Bildes auf ihrem Bildschirm ein eingebautes Bild abtasteten. Das Monoskop besaß an seinem „Bildschirm“-Ende anstelle der Leuchtstoffbeschichtung ein geformtes Metalltarget. Während der Elektronenstrahl das Target abtastete, wurde kein Bild angezeigt, sondern ein sich änderndes elektrisches Signal erzeugt, das aus dem geätzten Muster ein Videosignal generierte. Monoskopröhren hatten gegenüber Testkarten den Vorteil, dass keine vollständige Fernsehkamera benötigt wurde und das Bild stets korrekt gerahmt und scharf war. Sie gerieten nach den 1960er-Jahren außer Gebrauch, da sie keine Farbbilder erzeugen konnten.

Weitere Verwendungsmöglichkeiten

Die Testkarte, die seit 2001 mit dem Links-Webbrowser mitgeliefert wird.

Eine weniger bekannte Art von Testmuster wird zur Kalibrierung von Fotokopierern verwendet . [ 17 ] [ 18 ] Bei Fotokopierer-Testmustern handelt es sich um physische Blätter, die fotokopiert werden. Die Unterschiede in der resultierenden Fotokopie zeigen etwaige Abweichungen oder Defekte in der Kopierfähigkeit des Geräts an.

Es gibt auch Testbild-Kits und Software, die speziell für viele Unterhaltungselektronikgeräte entwickelt wurden. Der B&K Television Analyst wurde in den 1960er Jahren für die Prüfung von Schwarzweiß-Fernsehgeräten nach dem NTSC-Standard entwickelt und später für die europäischen und australischen PAL-Standards angepasst. Er bestand unter anderem aus einem Flying-Spot-Scanner, auf dem ein auf einen Celluloseacetat-Träger gedrucktes Testbild angezeigt wurde. [ 19 ]

Als CRT-Monitore noch weit verbreitet in PCs eingesetzt wurden , wurden spezielle Testmuster zur korrekten Kalibrierung dieser Monitore entwickelt, falls Multimedia-Bilder nicht korrekt dargestellt werden konnten. [ 20 ] Auch einige VCD- und DVD- Linsenreinigungs-Discs, wie beispielsweise die Kyowa Sonic Linsenreinigungssets von 1997–2001, enthielten Testmuster. [ 21 ]

Neuere Beispiele sind der THX Optimizer, der im Einstellungsmenü fast jeder THX-zertifizierten DVD zu finden ist [ 22 ] [ 23 ] , sowie die auf Netflix verfügbaren Serien „HDR sRGB Graphics Test (400 nits)“ und „Test Patterns“ [ 24 ] , die die Streaming-Bandbreite internetfähiger Geräte testen [ 25 ] , insbesondere von Breitbild- Smart -HDR- Fernsehern, 4K- und 8K -Displays. Sie dienen außerdem der Synchronisierung von Audio- und Videosignalen, die unter anderem durch Bluetooth- und Internetlatenz beeinträchtigt werden kann. [ 26 ]

Testmuster werden auch zur Kalibrierung von Überwachungskameras und Monitoren [ 27 ] sowie von medizinischen Bildgebungsgeräten für Telemedizin und Diagnostik [ 28 ] verwendet . Beispiele hierfür sind die SMPTE RP-133-Spezifikation für medizinische und chirurgische Bildgebungs-Testmuster, die um 1983 [ 29 ] –86 [ 30 ] [ 31 ] erstellt wurde, sowie eine spätere Weiterentwicklung namens TG18-QC-Testmuster, die 2001 von der AAPM entwickelt wurde [ 32 ] [ 33 ]. Es existieren auch Testmuster zur Kalibrierung von Röntgengeräten , insbesondere von solchen, die von Leeds Test Objects in England hergestellt werden [ 34 ] [ 35 ] .

In der Numismatik

Das Fernsehen hat das heutige Leben so stark geprägt, dass es zum Hauptmotiv zahlreicher Sammlermünzen und -medaillen geworden ist. Eines der jüngsten Beispiele ist die Gedenkmünze „50 Jahre Fernsehen“, die am 9. März 2005 in Österreich geprägt wurde . Die Vorderseite der Münze zeigt den Mittelteil der Telefunken-Testkarte T05 , während die Rückseite mehrere Meilensteine ​​der Fernsehgeschichte darstellt. [ 36 ]

Das Philips-Testmuster und die SMPTE-Farbbalken gelten in den Märkten, in denen sie verwendet wurden, als ikonische Symbole der Popkultur der 1980er und 1990er Jahre. Zahlreiche Sammlerstücke und Neuheiten wurden nach dem Vorbild der berühmten Testkarte gestaltet, darunter Wanduhren, Bettwäsche, Armbanduhren und Kleidung. Die Figur Sheldon Cooper in der Serie „The Big Bang Theory“ trug T-Shirts mit beiden Mustern, und ein Blogger identifizierte das SMPTE-Shirt in mehr als einem Dutzend Folgen der Serie. [ 37 ]

Die BBC-Testkarte F ist in der Science-Fiction-Krimiserie „ Life on Mars“ ( 2006–2007) zu sehen . [ 38 ] [ 39 ]

Testkartenmusik

In Großbritannien wurde mit der Testkarte üblicherweise Musik anstelle von Radiosignalen abgespielt. Die von der BBC und später von ITV gespielte Musik war Archivmusik , die für die häufige Nutzung zu günstigeren Lizenzbedingungen als kommerziell erhältliche Alternativen lizenziert war. [ 40 ] Später verwendete Channel 4 britische Archiv-LPs von Verlagen wie KPM , Joseph Weinberger und Ready Music. [ 41 ]

Bis September 1955 nutzte die BBC für ihre Testbilder Live-Musik von 78er-Schallplatten als Hintergrund. Danach verwendete sie Tonbandaufnahmen. [ 42 ] Im darauffolgenden Jahr begann die BBC, eine eigene Bibliothek mit speziell für die halbstündigen Testaufnahmen produzierter Musik aufzubauen – zunächst drei Stücke ähnlichen Stils, gefolgt von einem Erkennungszeichen (den drei Tönen, die die BBC auf der Celesta spielte ). ITV (das 1957 seine ersten kommerziellen Sendungen aufnahm) nutzte bis Ende der 1960er-Jahre weiterhin kommerziell erhältliche Aufnahmen, bevor auch dort eigens produzierte Bänder hergestellt wurden. [ 42 ]

Aus urheberrechtlichen Gründen wurde ein Großteil der Musik von Unterhaltungsorchestern in Frankreich und Deutschland aufgenommen, mitunter jedoch auch von britischen Musikern oder international renommierten Studiomusikern, die unter Pseudonymen wie dem Oscar Brandenburg Orchestra (einer Gruppe bestehend aus Neil Richardson , Alan Moorhouse und Johnny Pearson ) oder dem Stuttgarter Studioorchester auftraten. [ 43 ] Zu den weiteren Komponisten und Bandleadern, die für diese Art von Werk beauftragt wurden, zählten Gordon Langford , Ernest Tomlinson , Roger Roger , Heinz Kiessling , Werner Tautz, Frank Chacksfield und Syd Dale . [ 44 ]

In den 1980er Jahren wurde die Testkarte immer seltener gezeigt – sie wurde zunächst von Teletext- Seiten und später von verlängerten Sendezeiten verdrängt. Dieselben Tonbänder wurden sowohl für die Testkarte als auch für Ceefax auf den BBC-Sendern verwendet, doch einige Fans argumentieren, dass die neuen Tonbänder, die nach der Einführung von Ceefax im Jahr 1983 eingeführt wurden, musikalisch weniger interessant waren. [ 42 ]

Bis heute spielt das koreanische Zentralfernsehen verschiedene populäre, patriotische Lieder oder klassische Musikstücke aus Nordkorea , und in der letzten Minute vor Sendebeginn wird stets eine sich wiederholende Intervallmelodie mit den ersten sieben Noten des Liedes von General Kim Il Sung abgespielt. [ 45 ]

Liste der TV-Testkarten

Ein neu gebautes Fernsehgerät wird in einer Grundig -Fabrik in Nürnberg, Westdeutschland, mithilfe einer Testkarte kalibriert (Dezember 1959).
Ein Testbild im Stil der 1940er Jahre mit einem Zielscheibenmuster, ausgestellt im Early Television Museum in Hilliard, Ohio (Juni 2022).

Siehe auch

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  • Die Testkartengalerie
  • Nostalgia-TV: Fernsehtestikuva – Testkarten in Finnland, nur in finnischer Sprache