Wie funktioniert Lichtton?

[lukas]

Angeregt von Waynes Frage bezüglich der aktuellen Technik bei Kinovorführungen und meinem Scheitern Näheres über die Technik des Lichttons in Erfahrung zu bringen, versuch ich es mal hier:
Der analoge Ton zum Film wird üblicherweise (wenn wir mal den Magnetton außer Acht lassen) als modulierte Lichtspur direkt am Film aufgezeichnet. Weiß jemand wie die Demodulation genau funktioniert und wie die technischen Daten dieses Verfahrens aussehen?

In Wikipedia ist so eine Lichtspur zu sehen :http://de.wikipedia.org/wiki/Lichtton, die Spur ist wohl kaum breiter als 1 mm, wobei die Höhe dieser Zacken der Lautstärke entprechen soll, wie die Frequenz codiert ist, geht aus dem Artikel nicht eindeutig hervor. Jedenfalls scheint es mir doch unwahrscheinlich, dass der Dynamikumfang des Filmtons auf 1mm Platz hat: wenn ich davon ausgehe, dass die Filmauflösung kaum mehr als 100lp/mm ist, wird der Rauschabstand auch kaum über 40dB liegen. Reichlich ungünstig.

Und die optische Abtastung höherer Frequenzen stelle ich mir auch nicht so leicht vor, da enge Spalten schließlich starke Beugungen hervorrufen, was zumindest den Rauschabstand in den Höhen nochg zusätzlich verringern wird.

Weiß jemand was Genaueres?

Viele Grüße
Lukas

[Zelluloid]

Ich weiß alles, aber nicht mehr heute.

Erklärung folgt demnächst hier in diesem Theater!

Liebe Grüße
Martin

[Frank]

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Guggsu hier:
http://de.wikipedia.org/wiki/Lichttonverfahren

oder hier
http://www.kinoteam.de/kt/kt_ton_dsr.html

[Zelluloid]

Also zum Lichtton; wie ausführlich soll es denn sein?

Hier erstmal die Kurzfassung, so daß alle anderen auch noch interessiert mitlesen:

Anfangs wurde der Lichtton mit einer Ultrafrequenzlampe auf die Tonspur belichtet, was eine reine Intensitätsschrift erzeugt. Mit dieser sogenannten Sprossenschrift kommt man maximal auf einen Geräuschspannungsabstand von 42 dB.

Später, als trägheitslose Blenden hergestellt werden konnten, bzw. mit der Galvanometerbelichtung wurde die Doppelzackenschrift eingeführt. Die stumme Tonspur ist hierbei weiß (!), also durchsichtig. Die Modulation liegt innen im weißen Bereich als schwarzes Zackenmuster vor. In den nicht modulierten Bereichen wird die klare Tonspur durch die sogenannte Reintonblende (oder auch Klartonblende genannt) eingeengt. Dies kann man als eine frühe Form der Lichtton-Rauschunterdrückung bezeichnen. Der maximal erzielbare Geräuschspannungsabstand bei der Doppelzackenschrift mit Reintonblende liegt bei 53 dB.

Später wurde durch Ray Dolby, den wir hier ja nun alle quasi persönlich kennen, diese schmale Mono - Lichttonspur (2,68 mm) in zwei gleich breite halb so schmale Tonspuren aufgeteilt und die Dolby A Rauschunterdrückung eingeführt. Hier ist die stumme Tonspur auch weiß, besteht aber nur aus einer schmalen Linie. Die schwarzen Modulationen liegen außen am jeweiligen Tonspurrand. Zunächst drei, dann später vier Kanäle wurde mit der zugekauften Sansui - Matrix in die zwei Tonspuren encodiert. Später wurde dann noch einfach ein Subwoofersignal zusätzlich ausgefiltert. Zuletzt schlug die Stunde von Dolby SR, einer speziell für die physikalischen Grenzen des analogen Lichttons (!!!!!!!) entwickelten Rauschunterdrückung, damit auch in lauten Tonpassagen das Knistern weiter verschwindet.

Der maximal erreichbare Ferquenzumfang liegt bei Verwendung eines Microtongerätes zur Abtastung und einer als fehlangepaßten Tiefpaß (!!!) funktionierenden Spaltverlustkorrektur (vom Namen her vergleichbar beim Tonband mit der Wiedergabeentzerrung) bei etwa 12 kHz linear, dann gehts (durch den Tiefpaß) richtig senkrecht runter. Bei 14 kHz ists quasi wirklich 0!

Bei Verwendung eines Makrotongerätes (ursprünglich in den 30er Jahren zur versuchsweisen Abtastung von Gegentakttonspuren entwickelt) und einer angepaßten Spaltverlustkorrektur kann der Frequenzumfang auf bis zu 15 kHz ausgedehnt werden. Nur kann man auf Farbfilmen diese Frequenz nicht mehr finden. Auf Schwarzweissfilmen schon.

Auch die Digitalformate wie Dolby Digital, dts und SDDS, werden rein optisch ausgelesen, wobei erstens die Analogspur als Backup immer noch Platz hat, zweitens alle drei Digitalformate auf einer Kopie untergebracht werden können und drittens bei dts nur eine Codespurauf der Kopie ist, die einen Spezial CD Player synchron zu Filmkopie hält. Auch bei Bildverlust oder sonstigen Fehlern springt der CD Player immer an die richtige Stelle des Filmtons.

Magnetton hat es beim Kino auch gegeben. 4 Kanal Magnetton bei 35 mm Kopien (Tonspur je 1,6 mm breit) und 6 Kanal Magnetton bei 70 mm Kopien (Tonspur je 1,52 mm breit). Laufgeschwindigkeit 456 mm / sec bei 35 mm und 570 mm / sec beim 70 mm Film. Magnetton wurde auch mit zig Tonspurlayouts und Rauschunterdrückungen kombiniert, so daß es 6 normale analoge Lichttonformate plus Perspecta plus die verschiedenen optischen Sensurroundformate gibt, 5 normale analoge 35 mm Magnettonformate plus Cinestage gibt, und 8 normale analoge 70 mm Magnettonformate plus die magnetischen Sensurroundformate gibt.

Die normalen analogen Tonformate sind (wobei bei Magnet das Klangfilm-Format international nicht genormt ist, ich es aber als Deutscher oben mitgezählt habe, weil Deutsche Kopien immer ohne Preemphasis waren):

00 Klangfilm Mono (Linearmono) (kann nur der CP 200!)
01 Academy Mono (Mono mit Höhenfilter zur Klirrfaktorreduzierung)
02 Dolby A Mono
03 Dolby A Stereo L C R + Sub
04 Dolby A Stereo L C R S + Sub
05 Dolby Spectral Recording L C R S + Sub
20 35 mm Academy Magnetic L C R
22 35 mm Academy Magnetic L C R S
23 35 mm Dolby A Magnetic L C R
24 35 mm Dolby A Magnetic L C R S
40 70 mm Academy Todd AO (L Le C Re R S)
41 70 mm Dolby A (L Le C Re R S)
42 70 mm Dolby A Baby Boom (L C R S, Le + Re trägt nur Sub)
43 70 mm Dolby A Split Surround (L C R, Le trägt mittlere + hohe
Frequenzen von P (Surround L) sowie Sub, Re trägt mittlere + hohe
Frequenzen von Q (Surround R) sowie Sub, S trägt full range Mono
Surround für Abwärtskompatibilität zu Format 42, dessen tiefe
Frequenzen in Format 43 zu P und Q zugemischt werden)
44 70 mm Dolby SR (L Le C Re R S)
45 70 mm Dolby SR Baby Boom (L C R, Le + Re trägt nur Sub)
46 70 mm Dolby SR Split Surround (L C R, Le trägt mittlere + hohe
Frequenzen von P (Surround L) sowie Sub, Re trägt mittlere + hohe
Frequenzen von Q (Surround R) sowie Sub, S trägt full range Mono
Surround für Abwärtskompatibilität zu Format 45, dessen tiefe
Frequenzen in Format 46 zu P und Q zugemischt werden)

Da die vorhandenen Tonprozessoren und Verstärkeranlagen mit Ihrer festen Verdrahtung, bzw. Layout nur schwer auf die neuen Entwicklungen umgestellt werden konnten, brachte Dolby im Jahre 1976 den ersten und einzigen Universaltonprozessor heraus, der in der Lage sein sollte, sämtliche (!!!) jemals in der Zukunft vorhandenen Tonformate – allerdings mit gewissen Kartentäuschen und Anschluß weiterer Peripheriegeräte, wiedergeben zu können. Dieses Modell war der CP 200. Diese Philosophie sollte sich bewahrheiten und so wurde dieser Prozessor auf Anfrage bis vor etwa zwei Jahren immer noch gefertigt.

Das „Gehirn“ des Prozessors stellt eine Diodenmatrix dar, wo 4 Karten mit jeweils 576 Diodensteckplätzen Verwendung finden. Sämtliche Tonformate erhielten nun genormte Nummern, welche über Wähltasten eingeben werden konnten. Die Diodenmatrix schaltet beim gewählten Tonformat über die beiden Bus Driver Cards verschiedene elektronische Parameter ein oder aus und routen den Signalweg durch den Prozessor.

Wie man an den obigen Formatbeschreibungen erkennen kann, wurde dieser Prozessor in allen gehobenen Kinos unabdingbar.

Ich hab natürlich son CP 200.

Ich hoffe, es war eine gute Erklärung des ganzen Sachverhaltes.
Wer mehr wissen will, bitte melden, dann geht der Post hier weiter. Zum Beispiel könnte noch interessant sein, wann welches Tonformat mit welchem Film eingeführt wurde.

Liebe Grüße
bis dahin
Euer Kino - Martin

[Frank]

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OK, Du sach watt ...

Wenn ich an die frühen digitalen Bandgeräte, speziell DASH- Recorder denke, kommen mir viele Spuren und aberwitzige Bandgeschwindigkeiten in den Sinn. Das war notwendig, um ausreichend Bits auf das Band zu bringen. Darum nahm man -ebenso wie bei den mißlungenen Versuchen bei Video- alsbald Abstand von der der longitudinalen Aufzeichnung.

Auch beim digitalen Lichtton müssen doch die Bits irgendwie untergebracht werden, um so mehr, je aufwändiger das Verfahren, z. B. Surround. Viele Spuren scheiden aus, da der Platz für die Tonspuren festgelegt ist. Auch die Geschwindigkeit ist festgelegt, abgesehen davon, das die Mechanik der Optik wg. Malteserkreuz und Co. hier Grenzen für eine theoretisch mögliche höhere Geschwindigkeit setzen würde.

Nun kann man die Bits ja nicht beliebig klein machen, weil die Körnigkeit des Filmmaterials hier Grenzen setzt. Aufnahmeseitig könnte man vermutlich mit Laser oder entsprechend fokussierten LED entsprechend der CD / DVD die Größe der Pits und Lands (nennt man das beim Film so?) klein genug bekommen.

Und was ist mit der Wiedergabe? Durchlicht oder doch eher Reflektion? Durchlicht scheint mir wegen der Streuung des Trägermaterials auch problematisch zu sein, Reflektion aber auch, da die Emulsion, bzw. hier schon die Schicht nicht dafür optimiert ist. Oder wird gar für die digitale Tonspur eine spezielle Piste aufgebracht wie seinerzeit bei 8mm- Filmen?

Selbst mit einer Matrizierung müssen doch wahre Datenmassen gespeichert und wieder ausgelesen werden, da blicke ich mit meinen zugegeben geringen Digitalkenntnissen nicht durch.

[lukas]

Vielen Dank für die umfassende Auskunft. Wenn ich das richtig überschlage, sollte bei einer "Bandgeschwindigkeit" von 45cm/s eine Spaltbreite von ca 15 µm ausreichen um die 12kHz zu erreichen, was mir technisch ja durchaus machbar erscheint. Dennoch wundert es mich, wie viel Information, vor allem auch auf den Digitalspuren untergebracht werden kann, schließlich ist die Auflösung bzw. Körnigkeit vor allem der Farbfilme nicht so überregend, dass sie sich als Medium unbedingt empfehlen würden.
Der Normendschungel bei den verschiedenen Filmtonverfahren ist selbst für den nicht gerade verwöhnten Audio- oder Videokonsumenten noch eine Größenordnung verwirrender als alles mir Bekannte. Vielleicht sollte man den Wikipediabeitrag darum ergänzen. Die Info, die dort derzeit gegeben wird beschränkt sich doch eher auf das historische, das Technische kommt dort ein wenig zu kurz.

Viele Grüße
Lukas

[96k]

lukas postete
Wenn ich das richtig überschlage, sollte bei einer "Bandgeschwindigkeit" von 45cm/s eine Spaltbreite von ca 15 µm ausreichen um die 12kHz zu erreichen, was mir technisch ja durchaus machbar erscheint. Dennoch wundert es mich, wie viel Information, vor allem auch auf den Digitalspuren untergebracht werden kann, schließlich ist die Auflösung bzw. Körnigkeit vor allem der Farbfilme nicht so überregend, dass sie sich als Medium unbedingt empfehlen würden.

Hallo Lukas,

bei der Verwendung von Laser-Lichtonkameras und Laser-Abtastung sind mit analogem Lichtton bei 35mm auch 16kHz möglich, auch wird der Klirrfaktor damit erträglich.
Ob das mit einer heute leider üblichen Schrottkopie auch geht, das habe ich noch nicht nachgeprüft.

lukas postete
Der Normendschungel bei den verschiedenen Filmtonverfahren ist selbst für den nicht gerade verwöhnten Audio- oder Videokonsumenten noch eine Größenordnung verwirrender als alles mir Bekannte.

Martin hat da aber auch viel aufgezählt.
Magnetton gibt es seit den 70er Jahren nur noch bei 70mm.
In den 80er Jahren gab es 70mm fast nur noch als BlowUp von in 35mm gedrehten Produktionen. 5 Frontkanäle (Todd-AO) gab es da aber auch schon nicht mehr.

Die IMHO wichtigsten Tonformate im Kino der letzten 30Jahre sind:

Lichtton Mono
Lichtton 4-Kanal (2:4 Matrix) mit NR (Dolby A oder Dolby SR)
70mm Magnetton mit NR (Dolby A oder Dolby SR)
Dolby Digital (digitaler Lichtton mit Datenreduktion)
DTS (CD-ROM mit Datenreduktion)

@Martin: Fehlt was?
Alles andere wird dann für den Einsteiger etwas unübersichtlich.

Frank postete
Auch beim digitalen Lichtton müssen doch die Bits irgendwie untergebracht werden, um so mehr, je aufwändiger das Verfahren, z. B. Surround. Viele Spuren scheiden aus, da der Platz für die Tonspuren festgelegt ist. Auch die Geschwindigkeit ist festgelegt, abgesehen davon, das die Mechanik der Optik wg. Malteserkreuz und Co. hier Grenzen für eine theoretisch mögliche höhere Geschwindigkeit setzen würde.

Hallo Frank,

bei Dolby Digital sind die Daten zwischen den Perforationslöchern http://www.pinguin-inside.de/kinotechnik...%20Digital
und bei DTS auf CD, der Film enthält hierfür eine Timecodespur http://www.pinguin-inside.de/kinotechnik...%20Systems

Frank postete
Und was ist mit der Wiedergabe? Durchlicht oder doch eher Reflektion?

Durchlicht!

http://www.pinguin-inside.de/kinotechnik...nlage.html

Frank postete
Selbst mit einer Matrizierung müssen doch wahre Datenmassen gespeichert und wieder ausgelesen werden, da blicke ich mit meinen zugegeben geringen Digitalkenntnissen nicht durch.

DolbyDigital hat im Kino netto 344kBit/s für 5.1 Kanäle, DTS 156kByte/s.


Gruß

96k

[Matze]

Ich hätte nicht gedacht das im Filmton so ein Chaos herscht.
Da muss man sich ja wundern wenn man in Kino überhaupt einen Ton hört.
Wie verbreitet ist denn dieser 70mm Film? In München gibt es ja dieses Imax Kino wo 70mm verwendet wird. Gibt es das sonst noch irgendwo?

[96k]

Matze postete
Wie verbreitet ist denn dieser 70mm Film? In München gibt es ja dieses Imax Kino wo 70mm verwendet wird. Gibt es das sonst noch irgendwo?

IMAX ist zwar auch Kino, aber eine Sonderform davon. Wenn wir hier alle Sonderformate ansprechen wollenn wird es wirklich kompliziert und lang.

Im Kino/Multiplex um die Ecke ist 70mm schon lange tot. Es gibt aber immer noch Vorführungen von alten 70mm Filmen und manchmal sogar neue Kopien. Die neuen Kopien haben aber keinen Magnetton mehr, da läuft dann DTS.


Gruß

96k