Framerate oder Bildwiederholrate

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Videos aufnehmen mit der richtigen FramerateSchneller ist besser! Und es muss ja besser sein, wenn die Kamera 60 Bilder in der Sekunde aufnehmen kann – warum soll ich das also nicht nutzen?

Dass diese Rechnung nicht unbedingt aufgeht, ist vielen Amateurfilmern gar nicht bewusst.

In diesem Artikel wirst du lernen welche Bildwiederholrate du in welcher Situation am besten verwendest und was du beachten solltest, wenn du die Framerate änderst.

 

Was ist eigentlich die Framerate?

Die Framerate oder Bildwiederholfrequenz ist die Angabe, wie viele Bilder pro Sekunde die Kamera im Videomodus aufzeichnet.

Zunächst einmal ist diese Einstellung wichtig, um mehrere Kameras innerhalb einer Video-Produktion verwenden zu können. Bei Filmaufnahmen muss darauf geachtet werden, dass alle Kameras in der gleichen Bildrate aufzeichnen. Dadurch können die einzelnen Videoclips der verschiedenen Kameras beim Schnitt nahtlos ineinander übergehen.

Werden jedoch unterschiedliche Framerates in einem Projekt verwendet, führt das beim Abspielen zu Geschwindigkeitsunterschieden und Rucklern, die nur schlecht korrigiert1 werden können.

 

Kinostandard und andere Bildwiederholraten

Lange Zeit galt als Kino-typischer Standard eine Bildrate von 24 Bildern2 in der Sekunde.

Neben der Spielfilm-Anwendung etablieren sich in Zeiten digitaler Verbreitung, BluRays und 4K Filmen auch andere Standards. So stehen dir nach den Fernsehnormen NTSC und PAL3 verschiedene Bildraten zur Auswahl. Auch wenn es wiedergabetechnisch kaum mehr eine Rolle spielt, wird trotzdem noch sehr viel Fimlmmaterial mit 24 Bildern in der Sekunde erstellt. Dieses wirkt auf uns sehr gewohnt und wird nicht so schnell von der Leinwand oder dem heimischen Fernseher verschwinden.

Die RX100 V ist in der Lage sogar 1000 Bilder in der Sekunde aufzunehmen

Nun arbeitest du unter Wasser wahrscheinlich nur mit einer Kamera. Daher steht dir es dir frei selbst zu bestimmen, welche Bildrate die verwenden willst. Gerade mit der aktuellen und erschwinglich gewordenen Digitaltechnik sind nun neben den 24/25 und 30 FPS auch für den Hobbyfilmer Bildraten von 60, 120 oder sogar noch mehr Bildern pro Sekunde, verfügbar.

Filmst du ausschließlich für dich oder die Wiedergabe über Videoplatformen wie YouTube oder Vimeo sind Framerates von 24, 30 und 60 FPS empfehlenswert. Mit 24, oder 48 FPS ist dein Material auch Kinotauglich. Wenn deine Produktionen im Fernsehen gezeigt werden sollen, solltest du hier in Deutschland eine Framerate von 25 wählen.

 

Was bedeutet das 60i, 60p, 30p oder 24p

Die Buchstaben hinter den Framerates beziehen sich auf unterschiedliche Aufnahmeverfahren.

„p“ steht für das englische Wort „progressive“ und gibt an, dass die Bilder deines Videos als ganze Bilder aufgezeichnet werden, wie es auch bei einem Foto der Fall ist. Dieses Verfahren ist in fast allen Geräten mittlerweile der Standard. Und so lange du für die Betrachtung auf mittlerweile „normalen“ TFT- oder LED-Bildschirmen filmst, solltest du also auf das Aufnahmenverfahren mit Ganzbildern zurückgreifen. Das heißt 24p, 30p oder 60p.

„i“ (interlaced) hingegen kommt noch aus der Zeit der Röhrenfernseher, wo das Bild statt mit Pixeln in Linien aufgebaut wurde. Dabei wurden die geraden und ungeraden Bildreihen zu unterschiedlichen Zeitpunkten aufgebaut und ergaben durch den Nachleuchteffekt des Bildschirms ein komplettes Bild. Dabei wurde vor allem das Flimmern des Videos auf der Mattscheibe deutlich reduziert. Wählst du dieses Aufnahmeverfahren, simuliert die Kamera diesen Effekt bei der Aufzeichnung und erzeugt entsprechend der Framerate immer nur Halbe Bilder.

 

FPS (Frames per Second) in der Praxis

Mit einer Bildrate von 24 Einzelbildern in der Sekunde ist ein Video so „schnell“, dass unsere Augen es nicht mehr schaffen die Bildfolge als echte Einzelbilder wahrzunehmen.
Das liegt an der sogenannten Nachbildwirkung, durch die die Bewegungen im Film bei einer Belichtungszeit von 1/48 Sekunde leicht verwischen und so den dir bekannten Kino-Look schaffen.

Schon 30 FPS wirken aufgrund der sechs zusätzlichen Bilder etwas klarer, sorgen aber eher für einen sachlichen Dokumentationsstil.

Aufnahmen mit um die 60 Bilder in der Sekunde sind ein Sonderfall.
Eigentlich werden hohe Bildraten von 60FPS oder mehr in der Filmproduktion zur Erzeugung von Zeitlupenaufnahmen verwendet. Gleichzeitig ist es auf vielen Geräten möglich, Videos mit 60 Frames in der Sekunde abzuspielen. Diese wirken selbst bei schnellen Bewegungen gestochen scharf und sehr realistisch.
Die erste wirkliche Aufnahme für einen Kinofilm mit 48 FPS war der Hobbit von Peter Jackson, der aufgrund zu „realistischer“ Aufnahmen in die Kritik geriet.

Aktuelle Forschungen kommen nach verschiedenen Methoden zu dem Ergebnis, dass etwa 75% der Bevölkerung, trotz der Nachbildwirkung, selbst eine Bildänderung bei 45 Bildern in der Sekunde4 wahrnehmen.

Trotz aller Forschungsergebnisse wirken Aufnahmen mit 24FPS immer noch flüssig, was bedeutet, dass du deine Videos problemlos mit 24 Bildern in der Sekunde aufzeichnen kannst.

 

Was sind die Vor-und Nachteile einer höheren Framerate:

Vorteile

  • Du erhältst vor allem bei schnellen Bewegungen ein deutlich flüssigeres Bild
  • Insgesamt ist ein größerer Schärfeeindruck möglich
  • Schnelle Bildwiederholraten ermöglichen dir extreme Zeitlupenaufnahmen

 

Nachteile

  • Jede Erhöhung der FPS benötigt bei gleicher Cliplänge mehr Speicherplatz.
    Während ein 1-Minutenclip mit 24 FPS etwa 300MB benötigt, liegt der Speicherplatzbedarf bei 120FPS schon bei 1,4GB
  • Einige Kameras verringern die Videoauflösung um die höhere Bildwiederholrate zu ermöglichen
  • Eine höhere FPS bedeutet mehr Rechenarbeit für den Computer und erfordert mehr Zeit beim nachträglichen Bearbeiten und Codieren
  • Die Belichtungszeit muss auf die Framerate angepasst werden
  • Durch die Anpassung der Belichtungszeit muss der ISO erhöht oder mehr Licht bereitgestellt werden

 

Welche Framerate für Unterwasser-Aufnahmen?

Ob du deine Aufnahmen mir 24 oder 30 Bildern in der Sekunde aufnimmst, entscheidet darüber, ob du eher einen weichen Kinolook oder einen klaren Dokumentationsstil erhältst.
Mit beiden Framerates lassen sich problemlos schöne und scharfe Videos aufnehmen, solange du keine schnellen Schwenks5 vollführst.

Grundsätzlich solltest du die Framerate aber der Situation anpassen.
Das bedeutet für dich, dass in statischen Situationen, z.B. beim Dokumentieren eines Wracks mit dem Weitwinkelobjektiv eine Framerate von 24 oder 30 Bildern problemlos ausreicht.

Hier in einem Video von Martin Hess zu sehen.

Anders ist es, wenn du in Bewegung bist oder schnelle Motiven aufnimmst. Hier kann es aufgrund unserer manchmal unbeholfenen und hektischen Bewegungen zu extrem ruckeligen und scheinbar abgehackten Videos kommen. Diese Aufnahmen kannst du etwas „beruhigen“ indem du deine Videos mit 48 oder 60 Bildern in der Sekunde aufnimmst um sie anschließend mit halber Geschwindigkeit abzuspielen.

Aber auch bei schnell schwimmenden Motiven wie Haien oder Delfinen werden dir 60FPS ein deutlich schärferes Bild liefern.

Framerates von 120FPS kommen dann zum Einsatz, wenn du wirklich extrem langsame Zeitlupenaufnahmen erzeugen willst. Gerade im Makrobereich wirken die Bewegungen der Tiere sehr weich und Flüssig, wenn du sie mit 120FPS aufzeichnest und entsprechend langsamer abspielst.

Dauerhaft mit 120FPS zu Filmen macht aber keinen Sinn. Zum einen sind Videos mit 120FPS auf vielen Geräten gar nicht abspielbar. PC-Monitore z.B. haben meist eine auf 60 HZ beschränkte Bildfrequenz. Das bedeutet der Bildschirm kann maximal 60FPS anzeigen. Bei Videoaufnahmen mit 120FPS müsste der Bildschirm also jedes zweite Bild „fallen“ lassen.

 
ACHTUNG!
Wenn du generell mit 60FPS aufnimmst, musst du mit mindestens 120 Bildern in der Sekunde aufnehmen um Bildmaterial für Zeitlupeneffekte zu erzeugen.

Um die hohe Aufnahmegeschwindigkeit zu erreichen, reduzieren einige Geräte ihre Auflösung auf ein kleineres Maß. Bei älteren Geräten bedeutet das, die Kamera wechselt von Full-HD (1920×1080) auf HD (1280×720). Bei einigen aktuellen Kameras können 4K (4096 × 2160 oder 3840 × 2160) Aufnahmen zwar noch mit 30 FPS gemacht werden bei 60FPS oder mehr verringert sich die Auflösung oft auf 3K oder Full-HD.

Hier solltest du nochmal in dein Kamerahandbuch sehen, um sicher zu stellen, dass du immer in der selben Auflösung aufnimmst.

Eine Liste weiterer verschiedener Framerates und deren Anwendung findest du im Anhang.6

 

Framerate und Belichtungszeit

Framerate und Belichtungszeit sind nicht das gleiche und haben grundsätzlich erst einmal nichts miteinander zu tun.
Trotzdem musst du die Belichtungszeit auf die Framerate anpassen um ein möglichst flüssiges Video zu erhalten.

Das bedeutet bei:
24FPS –> 1/50s
30FPS –> 1/60s
60FPS –> 1/125s
120FPS –> 1/250s

Wie Framerate und Belichtungszeit genau zusammenhängen kannst du bald in einem extra Artikel nachlesen.

 


Appendix

1)Änderung unterschiedlicher Framerates
Filmclips mit einer von der Timeline abweichenden Framerate können neu berechnet werden. In Adobes After Effects gibt es Werkzeuge wie PixelMotion werden mit dem entsprechende Zwischenbilder berechnet werden können. Diese Methode ist aber extrem zeitaufwändig und rechenintensiv und bringt auch nicht immer das gewünschte Ergebnis.
 
2) Bildwiederholrate im Kino
Das Bildmaterial wird wirklich mit 24 Bildern pro Sekunde aufgenommen. Jedoch wird der ein einzelnes Bild in den Projektoren der Lichtspielhäuser häufig zwei oder dreimal belichtet um Flackern zu verhindern und ein flüssigeres Bild zu erhalten. Bei digital vorliegendem Bildmaterial liegt die Bildwiederholfrequenz sogar noch höher, obwohl das Ausgangsmaterial auch nur mit 24 Bildern in der Sekunde vorliegt.

 
3) Fernsehnormen PAL / NTSC (und SECAM)
PAL und NTSC sind die beiden Aufnahmeverfahren die je nach Region zum Einsatz kamen. Während hier in Deutschland die Netzfrequenz auf unseren Stromleitungen bei 50Hz liegt, kommen in den USA 60Hz zum Einsatz. Daher sind die Bildwiederholraten meist Vielfache der Netzfrequenz. Deshalb wurden in Europa Filme mit 25 Bildern in der Sekunde aufgenommen, während die amerikanischen Fernsehprogramme mit 30FPS gedreht wurden.

Heute spielt die Bildwiederholrate für die reine Wiedergabe keine Rolle mehr, da die digitalen Geräte in der Lage sind, die Videos in der entsprechenden Geschwindigkeit abzuspielen.
Bei der Aufnahme unter Kunstlicht jedoch, solltest du auf den jeweiligen Landesstandard zurückgreifen, da es sonst durch die Beleuchtung zu einem Flackern im Bild kommen kann.

Das heißt in Innenräumen mit künstlicher Beleuchtung nimmst du hier besser mit 25 oder 50FPS auf. Ein wenig lässt sich dieser Effekt auch über die Belichtungszeit korrigieren.

 
4) Forschungsergebnisse zur Wahrnehmungsfrequenz
Die Auswirkungen des Alters auf Wahrnehmungs-Schwellwerte und Auslassungen in Bezug auf das Hören, Sehen und Fühlen
Larry E. Humes, Thomas A. Busey, James C. Craig, and Diane Kewley-Port
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2826883/

 
5) Ruhige Bild-Schwenks
Gerade unter Wasser sind gleichmäßige Bildschwenks sehr wichtig. Um möglichst professionelle Aufnahmen zu erhalten, solltest du vor und nach einem Schwenk etwa zwei Sekunden stillhalten.
Bei Bildmaterial mit 24 FPS sollte ein ruhiger Schwenk vom linken bis zum Rechten Bildrand etwa 7-10 Sekunden dauern, damit es nicht zu Rucklern oder Shutter-Effekten kommt. Mit einer höheren Framerate verringert sich die Zeit entsprechend. Bei Verfolgungsschwenks kann die Kamera auch etwas schneller bewegt werden, da hier das Motiv innerhalb des Bildfelds bleibt und nur der Hintergrund verschwimmt.

 
5) Einige Liste verschiedener Framerates
21 / 22 FPS – Wird bei Actionszenen im Kino eingesetzt die anschließend schneller abgespielt werden. Diese wirken dadurch schneller und aggressiver.

24 FPS – Kino-Standard der einen weichen Filmlook erzeugt.

25 FPS – PAL-Standad fürs Deutsche Fernsehen

30 FPS – Neben 24p häufig online verwendete Framerate. NTSC-Standard fürs Amerikanische Fernsehen.

48 FPS Zeitlupen-Framerate in Kinofilmen. Möglicherweise in Zukunft eine zusätzliche schärfere Alternative zum Kino-Standard.

60 FPS Slow-Motion Framerate bei 30FPS Standardgeschwindigkeit. Gleichzeitig eine gute Standardgeschwindigkeit für UW-Aufnahmen.

120 FPS Slow-Motion Framerate bei 60FPS. Bei einer Standard-Framerate von 30FPS sorgt diese Aufnahmegeschwindigkeit für eine vierfache Verlangsamung bei Makros oder schnellen Motiven

240FPS und mehr – Nur in sehr speziellen Situationen verwendbar. Unter Wasser aufgrund der entsprechend kurzen Belichtungszeit in der Praxis kaum Einsetzbar.

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