Warum dunkle Videos so schlecht aussehen

Dunkle Szenen in Videos zeigen oft hässliche Farbverläufe und Blöcke. Das frustriert viele YouTuber und Zuschauer gleichermaßen. Aber warum passiert das? Tom Scott erklärt es im Detail.

Wenn du eine dunkle Szene in einem Streaming-Film auf deinem HD-Fernseher anschaust, entdeckst du vielleicht hässliche Bänder und Blöcke. Zuerst vermuten viele eine schlechte Streaming-Qualität oder eine zu starke Kompression. Doch das Problem liegt tiefer.

Tom Scott, der auf seinem Kanal über zwei Millionen Abonnenten hat, kennt das Problem. Er hat uns die wichtigsten Probleme bei der Entwicklung einer App gezeigt und das Herausfordernis erkundet, Autos in dritter Person mit Drohnen zu fahren. Die erste Ursache für die Bänder: Es gibt nicht genug Farben.

In den meisten digitalen Videos sind 16,7 Millionen Farben verfügbar. Das hängt mit der Arbeitsweise eines Bildschirms zusammen. Beim Abspielen wird das digitale Signal in Anweisungen für den Bildschirm umgewandelt, der die Helligkeit von Millionen roter, grüner und blauer Lichter bis zu 60 Mal pro Sekunde ändert.

Das klingt nach einer vollständigen Lösung, hat aber eine Einschränkung: Diese Lichter können nicht auf jede Helligkeit eingestellt werden. Mit einem Bit pro Farbe gibt es nur 2x2x2 = 8 Farben. Mit zwei Bits pro Farbe sind es 64. Moderne Bildschirme benötigen acht Bits pro Pixel, also 256x256x256 = 16,7 Millionen Farben.

Es gibt Anwendungen, die 10 oder sogar 12 Bits pro Pixel nutzen, aber 16,7 Millionen gelten als ausreichend – bis sie es nicht mehr sind. Bei 1920 Pixeln Breite und nur 256 Grüntönen entsteht alle sieben oder acht Pixel ein Farbverlauf. In dunklen Szenen wird es noch schlimmer, weil es nicht genügend dunkle Farben gibt.

Tom Scott erklärt auch, warum Farbverläufe bei hellen Szenen weniger auffallen (sie sind vorhanden, aber der relative Unterschied ist minimal), welche Tricks es gibt, etwa Dithering, und wie Kompression das Problem verschärft. Ein unkomprimiertes HD-Video benötigt etwa ein Gigabit pro Sekunde im Streaming – das ist teuer. Deshalb nutzen alle Dienste verlustbehaftete Kompression, um Größe und Effizienz zu optimieren.

Es ist ein Balanceakt: Der Kompressionsalgorithmus konzentriert seine Qualität auf die interessanten Teile, aber wenn der Rest sehr dunkel ist, bleiben die Bänder und Blöcke sichtbar.