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Durch Fernsehnormen wird die Auflösung und die Bildwechselfrequenz sowie die Art der Einbindung der Farb- und Audioinformationen bei Videosignalen festgelegt, um zumindest regional die Kompatibilität von verschiedenen Videosystemen zu gewährleisten und vor allem die Sendefähigkeit von Videosignalen zu garantieren.
Die Auflösung wird bei analogen Formaten in Zeilen angegeben und bei digitalen Formaten in Pixel. Die Bildwechselfrequenz wird sowohl als Frames pro Sekunde (fps) als auch in Hertz (Hz) angegeben, wobei sich die Angaben in Hertz meist auf die Halbbildfrequenz beziehen.
Leider wurden weltweit unterschiedliche Fernsehnormen vereinbart dies führt nicht nur zu Problemen beim Austausch von Videomaterial zwischen den verschiedenen Ländern, sondern verhindert auch den Einsatz von Videogeräten und Hardware, die nicht der landesüblichen Norm entsprechen.
Abgekürzt werden die Fernsehnormen, z.B. auf Videokassetten, in Zeilen/Halbbildfrequenz angegeben:
NTSC: 525/60
PAL: 625/50
(Stehen bei diesen Angaben hinter den Zahlen "i" oder "p", so ist damit I: "interlaced" oder p: "progressive" gemeint)
Wichtig:
Fernsehnormen sollten nicht mit Video-Formaten verwechselt werden!
Videoformate sind unterschiedliche Qualitäts- und Aufzeichnungsstandards innerhalb der jeweiligen Fernsehnorm und beziehen sich sowohl auf analoge als auch digitale Aufzeichnungsverfahren zur Speicherung und Vervielfältigung auf Datenträgern, wie z.B. die am weitesten verbreitete Magnetbandaufzeichnung (MAZ), aber auch neuere Formate, wie DVD, XDCAM, P2, etc.
Auch bei digitalen Videoformaten, wie z.B. dem DV-Standard, wurde die Normentrennung beibehalten, um den unterschiedlichen Fernsehnormen zu entsprechen.
Für den Hoffnungsträger HDTV (High Definition Television) endete die Suche nach gemeinsamen Standards in einer weiteren Normenvielfalt - hier gibt es nicht nur länderspezifische Unterschiede - auch national werden unterschiedliche Auflösungen verwendet.
Festgelegt werden die Normen von der International Telecommunication Union, kurz ITU.
Die Vorläufer für die Farb-Fernsehnormen sind die jeweiligen Schwarz-Weiß-Standards. Lediglich beim französischen SECAM-Verfahren wurde die Zeilenanzahl von den 819 Zeilen der alten Schwarzweiß-Norm auf 625 reduziert. Die Bildwechselfrequenz wurde an die jeweils national üblichen Stromnetz-Frequenzen angepasst. Bei der Entwicklung der Farbstandards wurde besonders darauf geachtet, dass diese mit den Schwarzweiß-Normen kompatibel waren, wodurch der technische Spielraum in Bezug auf die Qualität der Übertragung der Farbinformationen eingeschränkt wurde.
Von den drei wichtigsten Fernsehnormen, die in den folgenden Kapiteln beschrieben werden, gibt es noch weitere modifizierte Versionen, deren Unterschiede meist in der Übertragungsfrequenz der Tonsignale und in der Subcarrier-Frequenz, also der Frequenz des Trägersignals für die Farbinformationen liegen.
Farbfernsehen wurde zuerst in den USA im Jahre 1953 mit der NTSC-Norm eingeführt. Dabei wurde das ursprüngliche Schwarz-Weiß-Signal mit einer Auflösung von 525 Zeilen und einer Halbbildfrequenz von 59,94 Hz (also 59,94 Halbbildern pro Sekunde was einer Framerate von 29,97 fps entspricht *) mit einem zusätzlichen Farbsignal versehen, das man im Composite-Verfahren dem Luminanz-Signal aufmoduliert. Dabei wurde eine Technik entwickelt, die sehr empfindlich gegenüber Phasenverschiebungen auf dem Übertragungsweg ist und so zu unerwünschten Farbveränderungen führen kann – aus diesem Grund sind NTSC-Fernsehgeräte mit einem Regler ausgestattet, der eine Phasenkorrektur ermöglicht, um die Farbwiedergabe bei Bedarf am Empfangsgerät zu korrigieren.
(techn. Bezeichnung des NTSC-Farbverfahrens: Quadraturmodulation. Dabei wird unter Nutzung einer Trägerfrequenz ein es der beiden Farbdifferenzsignale in die Amplitude moduliert, das andere in die Phase des Farbträgers.)
Die NTSC-Norm wird außerhalb der USA unter anderem auch in Japan verwendet und bis heute unverändert eingesetzt.
* Diese Frequenz wird häufig vereinfacht mit 60 Hz bzw. 30 fps angegeben.
1957 wurde in Frankreich ein eigenständiges Farbverfahren entwickelt, das unempfindlicher gegen Störeinflüsse auf dem Übertragungsweg sein sollte. Mit Hilfe der stabileren Frequenzmodulation (FM) wird beim SECAM-Verfahren jeweils eine der beiden Farbkomponenten abwechselnd auf zwei Trägerfrequenzen übertragen. Der Nachteil dieser Methode ist, dass bei der Wiedergabe von Schwarzweiß-Sendungen aufgrund der permanenten Farbsignalübertragung Störungen auftreten können.
Verwendet wird die SECAM-Norm in Frankreich, in den ehemaligen Kolonien Frankreichs und in den ehemaligen Ostblock-Staaten.
Auch im übrigen Europa versuchte man die Probleme der NTSC-Norm durch ein eigenständiges System zu umgehen. Nach langjährigen politischen Diskussionen über die Einführung einer einheitlichen Norm für ganz Europa wurde 1967 die PAL-Norm in Deutschland eingeführt.
Die Auflösung und Frequenz wurde auch hier vom nationalen Schwarz-Weiß-Standard übernommen und wurde so mit 625 Zeilen bei einer Halbbildfrequenz von 50 Hz, also 25 Vollbildern pro Sekunde, festgelegt.
Die Einbindung des Chrominanz-Signals wurde hier technisch etwas aufwendiger gestaltet:
Um den bei NTSC durch Phasenverschiebungen auftretenden Übertragungsfehlern vorzubeugen, entschied man sich zwischen den Farbinformationen der einzelnen Zeilen einen Phasensprung um 180 Grad einzuführen und so den Mittelwert der Chrominanz von je zwei Zeilen zu übertragen. Dadurch wird zwar die gesamte Farbinformation reduziert, da die Farben einer Zeile immer abhängig sind von der vorhergehenden Zeile, dieser Vorgang hat jedoch keinen sichtbaren Einfluss auf die Bilder und die Farbübertragung funktioniert wesentlich stabiler als bei NTSC. Durch die niedrigere Bildfrequenz tritt bei PAL im Vergleich zu NTSC ein etwas stärkeres Bildflimmern auf.
Auch das PAL-Farbverfahren wird technisch als Quadraturmodulation bezeichnet, also als eine Kombination von Phasen- und Amplitudenmodulation auf einer einzigen Trägerfrequenz.
Verwendet wird die PAL-Norm in den meisten europäischen Ländern, in Südafrika, Australien und China.
Grundsätzlich basieren alle Farbfernsehnormen auf dem in Amerika entwickelten NTSC-Verfahren. Die Unterschiede liegen in der Art der Einbindung der Farbinformationen - wobei die Codierung des Farbsignals, also die Erzeugung der Farbdifferenzsignale, weitgehend unverändert vom NTSC-Verfahren übernommen wurde - in der Bildauflösung und der Bildfrequenz. Bei der Auflösung und der Bildfrequenz wird weltweit zwischen diversen Variationen von 525 bzw. 625 Zeilen und Frequenzen von 50 HZ bzw. 60 Hz (genaugenommen 59,94 Hz) unterschieden. Entsprechend dieser Unterscheidung werden die Fernsehnormen im professionellen Bereich abgekürzt auch als 525/60 (NTSC), 625/50 (PAL, SECAM) bezeichnet.
In der Praxis bedeuten die unterschiedlichen Normen eine lästige Inkompatibilität zwischen den einzelnen Systemen – so ist es auch bei Produktionen, die nicht für die Fernsehausstrahlung konzipiert sind, sondern z.B. für eine Ausstellung in Amerika, notwendig, die entsprechende Norm der Abspielgeräte zu berücksichtigen und gegebenenfalls mittels Normenwandlung eine normenkonforme Version auf dem gewünschten Medium zu erstellen. Leider ist aber die Normenwandlung auch auf professionellen Geräten vor allem aufgrund der unterschiedlichen Frameraten immer mit Qualitätseinbußen verbunden.
Für Produktionen, die nur für die Wiedergabe auf Computermonitoren konzipiert sind, spielen die Fernsehnormen keine große Rolle.
