|
Vorwort |
6 |
|
|
Vorwort zur ersten Auflage |
6 |
|
|
Vorwort zur zweiten, verbesserten und überarbeiteten Auflage |
7 |
|
|
Vorwort zur dritten, verbesserten und erweiterten Auflage |
8 |
|
|
Inhaltsverzeichnis |
10 |
|
|
Teil I Audiotechnik |
20 |
|
|
1 Grundlagen zur Audiotechnik |
22 |
|
|
1.1 Pegelmaße in der Audiotechnik |
22 |
|
|
1.2 Lineare Verzerrungen und Frequenzgang |
23 |
|
|
1.3 Nichtlineare Verzerrungen |
25 |
|
|
1.3.1 Klirrfaktor |
26 |
|
|
1.3.2 Intermodulation |
27 |
|
|
1.4 Störabstand |
30 |
|
|
1.4.1 Geräuschspannungsabstand |
30 |
|
|
1.4.2 Fremdspannungsabstand |
31 |
|
|
1.5 Dynamikbereich |
31 |
|
|
1.6 Übersprechdämpfung |
32 |
|
|
1.7 Phasenverzerrungen |
33 |
|
|
1.8 Raumakustik |
35 |
|
|
1.8.1 Schallreflexion |
36 |
|
|
1.8.2 Diffraktion |
37 |
|
|
1.8.3 Refraktion (Brechung) |
38 |
|
|
1.8.4 Doppler-Effekt |
39 |
|
|
1.9 Räumliches Hören |
41 |
|
|
1.9.1 Intensitäts-Stereofonie |
41 |
|
|
1.9.2 Stereofonie durch Laufzeit |
43 |
|
|
1.9.3 Kunstkopf-Stereofonie |
43 |
|
|
1.9.4 Quadrofonie |
44 |
|
|
1.9.5 Dolby Surround-Sound 5.1 (Dolby Digital) |
44 |
|
|
1.9.6 Dolby Pro Logic |
46 |
|
|
1.9.7 Dolby Pro Logic II |
47 |
|
|
1.9.8 DTS |
49 |
|
|
1.9.9 Wellenfeld-Synthese |
49 |
|
|
1.9.10 Weitere Raumklang-Systeme – Raumklang mit nur zwei Lautsprechern |
50 |
|
|
1.10 Speicherung von Audiosignalen |
51 |
|
|
1.10.1 Analoge Magnetbandaufzeichnung |
52 |
|
|
1.10.2 Digitale Magnetbandaufzeichnung |
53 |
|
|
1.10.3 Digitale Aufzeichnung auf MiniDisc (MD) |
54 |
|
|
1.10.4 Hard-Disk-Recording |
55 |
|
|
1.10.5 Compact Disc (CD) |
55 |
|
|
1.10.6 Unbewegte Speichermedien |
59 |
|
|
1.10.7 Archivierung und Datenbanken |
61 |
|
|
Literatur |
61 |
|
|
2 Abtastung und Digitalisierung |
62 |
|
|
2.1 Einleitung |
62 |
|
|
2.2 Abtastung |
63 |
|
|
2.2.1 Notwendigkeit und technische Ausführung |
63 |
|
|
2.2.2 Abtastspektren |
64 |
|
|
2.2.3 Aliasing |
67 |
|
|
2.2.4 Überabtastung |
70 |
|
|
2.3 Quantisierung – Wandlung in Digitalwerte |
73 |
|
|
2.3.1 Digitalformate nach der Wandlung |
74 |
|
|
2.3.2 Methoden der A/D-Wandlung im Überblick |
77 |
|
|
2.3.3 Quantisierungsrauschen und Linearitätsfehler |
81 |
|
|
2.4 Verfahren zur Datenreduktion |
85 |
|
|
2.4.1 Datenreduzierung durch Parameteränderung |
86 |
|
|
2.4.2 Datenreduzierung durch Kompression |
86 |
|
|
2.4.3 MP3-Verfahren |
89 |
|
|
2.4.4 Sonstige Verfahren |
94 |
|
|
2.5 Rückwandlung und Wiedergabe |
97 |
|
|
2.5.1 D/A-Wandlungsarten |
97 |
|
|
2.5.2 D/A-Quantisierungsrauschen |
99 |
|
|
2.5.3 Überabtastung auf der D/A-Seite |
99 |
|
|
2.6 Signalaufbereitung auf der Analogseite |
99 |
|
|
2.6.1 Aussteuerung |
99 |
|
|
2.6.2 Mikrofonwahl und -aufstellung |
100 |
|
|
2.6.3 Echtzeitbeeinflussung des Signals |
107 |
|
|
Literatur |
116 |
|
|
3 Bearbeitung von Sampling-Dateien |
118 |
|
|
3.1 Schneidevorgänge |
118 |
|
|
3.1.1 Bearbeitungsschritte |
118 |
|
|
3.1.2 Nahtstellen nach dem Schneidevorgang |
121 |
|
|
3.2 Filter |
122 |
|
|
3.2.1 FIR-Filter |
123 |
|
|
3.2.2 IIR-Filter |
126 |
|
|
3.3 Effekte |
128 |
|
|
3.3.1 Echo |
128 |
|
|
3.3.2 Hall |
131 |
|
|
3.3.3 Phasing und Flanging |
133 |
|
|
3.3.4 Verzerrung |
134 |
|
|
3.3.5 Veränderung der Abspielgeschwindigkeit |
137 |
|
|
3.3.6 Veränderung der Tonlage (Pitch) |
139 |
|
|
3.3.7 Zeitdehnung |
141 |
|
|
3.4 Pegelbearbeitung |
141 |
|
|
3.4.1 Einstellung von Einzelbereichen |
141 |
|
|
3.4.2 Hüllkurvenkontrolle |
142 |
|
|
3.4.3 Dynamikkompression |
142 |
|
|
3.5 Unterdrückung von Knackgeräuschen |
144 |
|
|
3.5.1 Slewrate-Filterung |
144 |
|
|
3.5.2 Einzelwert-Bearbeitung |
145 |
|
|
3.6 Echtzeitbearbeitung per DSP |
146 |
|
|
3.6.1 Grundlagen zum DSP |
146 |
|
|
3.6.2 Bearbeitungs-Mechanismen |
147 |
|
|
3.7 Praxisbeispiel einer Audio-Bearbeitung |
148 |
|
|
3.7.1 Inversecho |
149 |
|
|
3.7.2 Erzeugung von Dolby Pro Logic |
150 |
|
|
3.7.3 Hüllkurven-Bearbeitung |
150 |
|
|
Literatur |
151 |
|
|
4 MIDI |
152 |
|
|
4.1 MIDI-Hardware |
152 |
|
|
4.1.1 Anschlüsse bei MIDI-Instrumenten |
152 |
|
|
4.1.2 Verschaltung von MIDI-Instrumenten und -Geräten |
153 |
|
|
4.1.3 Ausführung der Schnittstelle |
153 |
|
|
4.2 MIDI-Software-Standard |
155 |
|
|
4.2.1 Begriffserläuterungen |
155 |
|
|
4.2.2 Überblick zu den MIDI-Messages |
158 |
|
|
4.2.3 Channel Message |
158 |
|
|
4.2.4 System Exclusive |
166 |
|
|
4.2.5 System Common |
168 |
|
|
4.2.6 System Realtime |
170 |
|
|
4.3 General MIDI |
170 |
|
|
4.3.1 Festgelegte Programm-Nummern |
171 |
|
|
4.3.2 Festlegungen für Schlaginstrumente |
171 |
|
|
4.3.3 Weitere Festlegungen |
173 |
|
|
4.3.4 Richtlinien für General MIDI Level 2 |
174 |
|
|
4.3.5 Das GS-Format |
174 |
|
|
4.4 MIDI-Mapping |
176 |
|
|
4.4.1 MIDI-Setup |
176 |
|
|
4.4.2 MIDI-Patchmaps |
177 |
|
|
4.4.3 MIDI-Keymaps |
178 |
|
|
4.5 Verschiedene Prinzipien der Klangerzeugung |
178 |
|
|
4.5.1 Analoge Klangsynthese |
178 |
|
|
4.5.2 FM-Klangsynthese |
181 |
|
|
4.5.3 Waveshaping |
183 |
|
|
4.5.4 Fourier-Synthese |
183 |
|
|
4.5.5 Lineare Arithmetik |
184 |
|
|
4.5.6 Sampling-Synthese |
184 |
|
|
4.6 Synchronisation von MIDI-Geräten |
187 |
|
|
4.6.1 Zweck einer Synchronisation |
187 |
|
|
4.6.2 Realisierung über Timecode |
188 |
|
|
4.6.3 MIDI-Spezifikation für den Timecode |
189 |
|
|
4.7 MIDI-Geräte, Audiokarten und Zubehör |
191 |
|
|
4.7.1 Ansteuerung externer MIDI-Geräte durch den Computer |
191 |
|
|
4.7.2 Audiokarten und Betrieb unter MIDI |
192 |
|
|
4.7.3 MIDI-Steuergeräte |
193 |
|
|
4.7.4 MIDI-Software |
194 |
|
|
4.7.5 MIDI-Softwareinterface |
196 |
|
|
4.8 MIDI-Applikationen und Problemlösungen |
196 |
|
|
4.8.1 Nachvertonung von Videosequenzen |
196 |
|
|
4.8.2 Synchronisation mehrerer MIDI-Applikationen |
198 |
|
|
4.8.3 MIDI als Playback-Quelle für Musiker |
199 |
|
|
4.8.4 MIDI-Arrangement und Sampling-Dateien |
202 |
|
|
4.9 MIDI-Praxisbeispiel |
204 |
|
|
Literatur |
206 |
|
|
5 Audio-Messtechnik |
207 |
|
|
5.1 Herkömmliche analoge Messtechnik |
207 |
|
|
5.1.1 Frequenzgang |
207 |
|
|
5.1.2 Verzerrungen |
207 |
|
|
5.1.3 Pegelvergleichsmessungen |
209 |
|
|
5.1.4 Gleichlauf |
210 |
|
|
5.1.5 Impuls-Messungen |
211 |
|
|
5.1.6 Korrelationsgrad |
211 |
|
|
5.2 Digitale Messtechnik und PC-Systeme |
212 |
|
|
5.2.1 Voraussetzungen für das Gelingen der Messungen |
213 |
|
|
5.2.2 Frequenzgang nach digitalem Verfahren |
213 |
|
|
5.2.3 Verzerrungen nach digitalem Verfahren |
213 |
|
|
5.2.4 Pegelvergleichsmessungen nach digitalem Verfahren |
215 |
|
|
5.2.5 Korrelations-Messungen nach digitalem Verfahren |
216 |
|
|
5.2.6 Gleichlauf nach digitalem Verfahren |
217 |
|
|
5.2.7 Impuls-Messungen nach digitalem Verfahren |
217 |
|
|
5.2.8 Raumakustik-Messungen nach digitalem Verfahren |
218 |
|
|
5.2.9 Kompaktes Messlabor Red Pitaya |
219 |
|
|
Literatur |
222 |
|
|
6 Vergleich mit herkömmlicher Audiotechnik |
223 |
|
|
6.1 Schneidetechniken |
223 |
|
|
6.1.1 Aufzeichnungen auf Analogband |
223 |
|
|
6.1.2 Aufzeichnungen auf Computer-Festplatte |
224 |
|
|
6.1.3 Digitale Bandaufzeichnungen |
224 |
|
|
6.2 Filtertechniken |
225 |
|
|
6.2.1 Filtern mit Spezialgeräten |
225 |
|
|
6.2.2 Software-Filterung |
226 |
|
|
6.2.3 Digitale Hardware-Filterung |
226 |
|
|
6.3 Einsatz von Effekten |
227 |
|
|
6.4 Sonstige Signalmanipulationen |
227 |
|
|
6.4.1 Rechenintensive Veränderungen |
227 |
|
|
6.4.2 Diskrete Signalverformung |
228 |
|
|
6.4.3 Zeitinversion |
228 |
|
|
6.5 Wartung der Systeme |
229 |
|
|
6.5.1 Wartung bei Analogsystemem |
229 |
|
|
6.5.2 Wartung bei Digitalsystemen |
230 |
|
|
6.6 Latenz-Zeit |
230 |
|
|
6.6.1 Monitoring-Latenz-Zeit |
230 |
|
|
6.6.2 MIDI-Latenz |
231 |
|
|
6.6.3 Latenz-Jitter |
231 |
|
|
6.6.4 Durchlauf-Latenz |
232 |
|
|
6.7 Gegenüberstellung Analogtechnik/Digitaltechnik |
233 |
|
|
Literatur |
234 |
|
|
Teil II Videotechnik |
235 |
|
|
7 Grundlagen und Verfahren der Videotechnik |
236 |
|
|
7.1 Bildabtastung und -wiedergabe |
236 |
|
|
7.1.1 Zeilensprungverfahren (Interlaced) |
237 |
|
|
7.1.2 Non-Interlaced-Verfahren |
239 |
|
|
7.1.3 Synchronisation |
240 |
|
|
7.1.4 BAS-Signal |
241 |
|
|
7.1.5 Probleme und Fehlersymptome |
243 |
|
|
7.2 Farbübertragung |
244 |
|
|
7.2.1 Physikalische und physiologische Aspekte |
245 |
|
|
7.2.2 Prinzip der Farbbildaufnahme |
248 |
|
|
7.2.3 Prinzip der Farbbildwiedergabe |
251 |
|
|
7.2.4 RGB-Signal |
257 |
|
|
7.2.5 YUV-Signal |
259 |
|
|
7.2.6 Y/C-Signal |
261 |
|
|
7.2.7 FBAS-Signal |
266 |
|
|
7.2.8 Viertelzeilenoffset-Verfahren |
268 |
|
|
7.2.9 Digitales Signal |
269 |
|
|
7.2.10 Probleme bei der Farbübertragung |
270 |
|
|
7.3 Aufzeichnungsverfahren |
271 |
|
|
7.3.1 VHS-Verfahren |
271 |
|
|
7.3.2 S-VHS-Verfahren |
273 |
|
|
7.3.3 U-matic |
274 |
|
|
7.3.4 Betacam |
275 |
|
|
7.3.5 Betamax |
276 |
|
|
7.3.6 Video 2000 |
276 |
|
|
7.3.7 Video Hi-8 |
276 |
|
|
7.3.8 1-Zoll-MAZ |
277 |
|
|
7.3.9 Laserdisc |
277 |
|
|
7.3.10 Digitale Aufzeichnungsverfahren |
278 |
|
|
7.4 Weitere Farbübertragungsverfahren |
279 |
|
|
7.4.1 NTSC |
279 |
|
|
7.4.2 SECAM |
281 |
|
|
7.5 Hochauflösende Standards |
281 |
|
|
7.5.1 PALplus und dessen Verbesserungen |
281 |
|
|
7.5.2 HDTV-Historie und nach EUREKA 95 |
283 |
|
|
7.5.3 Moderne HDTV-Technologie |
283 |
|
|
7.5.4 UHDTV und 4K-Standard |
284 |
|
|
7.6 3D-Verfahren und Standards |
285 |
|
|
7.6.1 Stereoskopie |
285 |
|
|
7.6.2 3D-Technik durch Monochromfilter-Brille |
286 |
|
|
7.6.3 3D-Technik mit Shutter-Brille |
288 |
|
|
7.6.4 3D-Technik mit Polarisationsbrille |
288 |
|
|
7.6.5 Weitere Verfahren für 3D-Wiedergabe |
291 |
|
|
7.6.6 Reales 3D-Sehen – Stand der Technik |
292 |
|
|
7.6.7 Virtual Reality – virtuelle Realität |
294 |
|
|
7.7 Speichermedien |
297 |
|
|
7.7.1 DVD – Digital Versatile Disc |
297 |
|
|
7.7.2 Blu-ray |
298 |
|
|
Literatur |
298 |
|
|
8 Parameter beim digitalen Videobild |
299 |
|
|
8.1 Farbcodierung |
299 |
|
|
8.1.1 Farbtiefe |
299 |
|
|
8.1.2 Verschlüsselung der Farbdaten |
300 |
|
|
8.1.3 Datenanordnung der Farbinformation |
301 |
|
|
8.2 Bildformat und Auflösung |
303 |
|
|
8.2.1 Bildseitenformat |
303 |
|
|
8.2.2 Auflösung |
303 |
|
|
8.2.3 Overscan |
304 |
|
|
8.2.4 Underscan |
305 |
|
|
8.3 Aspect Ratio |
306 |
|
|
8.4 Bildabtastung und Pixelraten |
308 |
|
|
Literatur |
309 |
|
|
9 Videoausgabe einer Computergrafik |
310 |
|
|
9.1 Anlegen von neuen Grafiken |
310 |
|
|
9.1.1 Auflösung |
310 |
|
|
9.1.2 Farbtiefe |
312 |
|
|
9.1.3 Farbpegel |
313 |
|
|
9.1.4 Grafik-Datenformat |
314 |
|
|
9.2 Veränderungen an bestehenden Grafiken |
315 |
|
|
9.2.1 Konvertierung der Auflösung |
315 |
|
|
9.2.2 Änderung der Farbtiefe |
318 |
|
|
9.2.3 Farbpegelanpassung |
319 |
|
|
9.2.4 Export in andere Grafik-Datenformate |
321 |
|
|
9.3 Wiedergabeeigenschaften von Grafikkarten |
322 |
|
|
9.3.1 Speicherorganisation |
322 |
|
|
9.3.2 Signalarten der Ausgänge |
323 |
|
|
9.3.3 LUT-Manipulation |
325 |
|
|
9.3.4 Durchschleifen von Signalen anderer Grafikkarten |
326 |
|
|
9.3.5 Wiedergabe der Benutzeroberfläche |
327 |
|
|
9.4 Genlock-Wiedergabebetrieb |
328 |
|
|
9.4.1 Synchronisation des Pixeltaktes |
328 |
|
|
9.4.2 H-Phasen-Einstellung |
329 |
|
|
9.4.3 SC-Phasen-Einstellung |
330 |
|
|
9.5 Sichtbare Störungen |
332 |
|
|
9.5.1 Systembedingte Störungseffekte |
332 |
|
|
9.5.2 Bildlagefehler |
334 |
|
|
9.5.3 Synchronisationsfehler |
335 |
|
|
9.6 Grafiken als Testbilder |
336 |
|
|
9.6.1 Prüfung der Bildgeometrie und Aspect Ratio |
336 |
|
|
9.6.2 Prüfung der Farbwiedergabe |
337 |
|
|
9.6.3 Prüfung der Helligkeitsauflösung |
338 |
|
|
Literatur |
339 |
|
|
10 Einfrieren von Videobildern |
340 |
|
|
10.1 Besonderheiten der Signalaufbereitung beim Live-Modus |
340 |
|
|
10.1.1 Timebase-Corrector |
340 |
|
|
10.1.2 Decodierung |
342 |
|
|
10.2 Anzeige des Live-Bildes |
343 |
|
|
10.2.1 Vollbildanzeige |
343 |
|
|
10.2.2 Window-Anzeige |
344 |
|
|
10.2.3 Durchschleifen des Live-Bildes |
346 |
|
|
10.3 Vorgänge beim Einfrieren |
346 |
|
|
10.4 Signalfluss |
346 |
|
|
10.4.1 Einfrierzeitpunkt |
348 |
|
|
10.4.2 Unterschiede zwischen Live- und Capture-Bild |
348 |
|
|
Literatur |
350 |
|
|
11 Spezialeffekte |
351 |
|
|
11.1 Overlay-Technik |
351 |
|
|
11.1.1 Overlay bei einer Farbtiefe von 16Bit |
351 |
|
|
11.1.2 Overlay bei einer Farbtiefe von 32Bit |
353 |
|
|
11.1.3 Kriterien für das Keying |
354 |
|
|
11.2 Chromakeying |
355 |
|
|
11.3 LUT-Effekte |
356 |
|
|
11.4 Mischen und Überblenden |
357 |
|
|
11.4.1 Homogene Blenden |
358 |
|
|
11.4.2 Strukturblenden |
358 |
|
|
11.5 Filtertechniken |
359 |
|
|
11.5.1 Punktoperationen |
359 |
|
|
11.5.2 Ortsbereichsoperationen |
360 |
|
|
11.6 Hardware-Zoom und -Panning |
361 |
|
|
11.7 Hardware-Flip |
362 |
|
|
11.8 Bild-im-Bild beim Fernsehen |
362 |
|
|
11.9 Videotext |
363 |
|
|
Literatur |
364 |
|
|
12 Animationen |
365 |
|
|
12.1 Bewegliche 2D-Modelle |
365 |
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12.2 Animation über Drahtgittermodelle |
366 |
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12.2.1 Konstruktion eines Drahtgittermodells |
366 |
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12.2.2 Anfangs- und Endpunkt der Bewegung |
367 |
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12.2.3 Rendering |
368 |
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12.2.4 Raytracing |
369 |
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12.3 Morphing |
369 |
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12.4 Aufzeichnungstechniken |
370 |
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12.4.1 Echtzeit-Animation |
370 |
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12.4.2 Einzelbild-Aufzeichnungen |
371 |
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12.5 Rotoscoping |
375 |
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12.5.1 Effektbeschreibung |
375 |
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12.5.2 Arbeitsweise |
375 |
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12.6 Schrift-Animation |
377 |
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12.7 Kritische Parameter bei Echtzeit-Animationen |
378 |
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12.7.1 Anforderungen an das System |
378 |
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12.7.2 Auflösung |
379 |
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12.7.3 Farbtiefe |
379 |
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12.7.4 Bildinhaltsveränderungen |
380 |
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12.8 Problemlösungen zur Datenreduktion |
380 |
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12.8.1 JPEG-Verfahren |
380 |
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12.8.2 MPEG-Verfahren |
384 |
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12.8.3 QPEG-Verfahren |
385 |
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12.9 Neue Animationstechniken |
386 |
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12.9.1 Motion Capture |
386 |
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12.9.2 Performance Capture |
386 |
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Literatur |
386 |
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13 Schnittsysteme |
387 |
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13.1 Online-Schnittsysteme |
387 |
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13.1.1 Arbeitsweise |
387 |
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13.1.2 Endgültiger Schnitt |
388 |
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13.1.3 Nachteile des Verfahrens |
389 |
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13.1.4 Besondere Schnittverfahren |
389 |
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13.2 Offline-Schnittsysteme |
390 |
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13.2.1 Digitalisieren des Videomaterials |
391 |
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13.2.2 Durchführung des Offline-Schnitts |
392 |
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13.2.3 Rohschnittfassung |
392 |
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13.2.4 Schnittliste und endgültiger Schnitt |
393 |
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13.3 Audionachbearbeitung |
393 |
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13.3.1 Asynchrone Mischung |
393 |
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13.3.2 Synchrone Mischung |
394 |
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13.4 Praxisbeispiel mit einfachem Schnittsystem |
395 |
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14 Spezielle Zusatzgeräte |
398 |
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14.1 Signalarten-Wandler |
398 |
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14.1.1 Wandlung von RGB nach Y/C bzw. FBAS |
398 |
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14.1.2 Wandlung von FBAS bzw. Y/C nach RGB |
400 |
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14.1.3 Komponenten-Transcoder |
401 |
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14.1.4 Spezielle Sync-Einkopplungen |
402 |
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14.2 Normenwandler |
403 |
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14.3 Timebase-Corrector |
405 |
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14.4 Verzögerungsglieder |
406 |
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14.5 Synchrongenerator |
408 |
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Literatur |
408 |
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Anhang A: Audio-Datenformate |
409 |
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A.1 Format WAV |
409 |
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A.2 Format VOC |
410 |
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A.3 Format SMP |
410 |
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A.4 Format SFI/SFD |
410 |
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A.5 Format AIFF |
411 |
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A.6 Format ADPCM |
411 |
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A.7 Speicherbedarf der Dateien |
412 |
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Anhang B: Tabellen und Diagramme |
419 |
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Anhang C: Beschaltungen |
425 |
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Anhang D: Grafikformate |
430 |
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D.1 Kurzer Überblick |
430 |
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D.2 Format TIFF |
431 |
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D.3 Format BMP |
435 |
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D.4 Format TGA |
438 |
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D.5 Format PCX |
439 |
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D.6 Format PICT |
440 |
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D.7 Format JPEG |
441 |
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Literatur |
443 |
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Glossar |
444 |
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Stichwortverzeichnis |
456 |
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