Das digitale Kino (Digital Cinema, D-Cinema) ist eine Kinotechnik, welche die vorher übliche mechanische und photochemische Speicherung und Verbreitung von Filmen auf Filmrollen durch digitale Verfahren ersetzt. Sie umfasst 2D- und 3D-Wiedergabe. In den Jahren 2006 und 2007 wurden weltweit rund 5.000 Kinosäle von Film auf digitale Projektion umgestellt, im Jahr 2009 dagegen schon über 15.000 Kinos auf digitale Projektion umgerüstet. Gemäß der Planung der großen US-Ketten wie AMC Theatres oder Regal sollte damit bereits 2011/2012 der größte Teil der Kinovorstellungen in den USA digital erfolgen.
Im weiteren Sinne bezeichnet „digitales Kino“ die Digitalisierung der gesamten Produktionskette von den Filmaufnahmen über die Postproduktion bis hin zu Archivierung, Distribution und Vorführung von Kinofilmen.
Der Artikel Digitale Kinokamera gibt eine detaillierte Übersicht über die Kameras für digitale Kinoproduktionen.
Geschichte
Obgleich digitale Aufzeichnung rasant an Marktanteil gewinnt, wurden einst in der Filmindustrie die meisten Filme auf Filmmaterial fotografiert, nahezu alle Filmproduktionen werden aber bereits digitalisiert und per Digital Intermediate gefertigt. Die Nachbearbeitung erfolgt dann ausschließlich am Computer. Mit dem digitalen Kino werden vor allem die ersten Schritte – die Filmaufnahmen – und die letzten Schritte der Filmproduktion, das Kopieren, Verteilen und Aufführen bzw. die Wiedergabe auf den neuesten Stand der Technik gebracht. Das stellt einen ökonomischen, ökologischen und logistischen Fortschritt, hingegen zumindest derzeit noch einen qualitativen Rückschritt dar, da der bisherige Weg analoge Aufnahme – digital Intermediate – Ausbelichtung – analoge Projektion seit Jahrzehnten sehr hochwertig möglich ist (einem Digital Intermediate Material ist in der Regel in der Praxis also im Kinosaal kaum anzumerken, dass es zwischendurch digital war), die digitale Aufnahme aber trotz hoher Auflösung und Kontrastumfang der Kameras technisch-ästhetisch noch in den Kinderschuhen steckt, und des Weiteren insbesondere die steril wirkende Projektion mit einem digitalen Projektor deutliche Abstriche mit sich bringt, (noch verschärft durch die Tatsache, dass in sehr vielen Kinos die Digitalprojektoren nicht adäquat kalibriert sind, was in der Analogtechnik gar nicht nötig und damit als Fehlerquelle ausgeschlossen war.) Zwar verringert sich die Bildgüte bei Ausbelichtung auf Film und anschließender mechanischer Aufführung und kann nie die volle Bildgüte des digitalen Masters erreichen, kommt dieser aber im Vergleich zur digitalen Projektion näher, da die Ausbelichter nur eine sehr kleine Fläche optisch fehlerfrei und ohne nötige hohe Helligkeit ausleuchten, und das vor allem nicht in Echtzeit tun müssen. Film verschleißt beim Aufführen; Filmkopien, die oft eingesetzt werden, verlieren erheblich an Qualität, sind aber naturgemäß leicht ersetzbar, somit handelt es sich hier um ein vorwiegend profitinteressiertes Argument.
Der entscheidende Schritt dazu war die Gründung der Digital Cinema Initiatives (DCI) durch sämtliche Major-Hollywood-Studios (Disney, Fox, MGM, Paramount, Sony Pictures Entertainment, Universal und Warner Bros.) im März 2002. Ihre Aktivitäten haben inzwischen einen Standard für digitales Kino geschaffen.
In Asien wird das Konzept schon lange umgesetzt, am 31. Januar 2002 wurde mit The Missing Gun der erste digitale Kinofilm aus China veröffentlicht. Indien folgte am 18. April 2003 mit Hero – Love story of a spy und Singapur mit After School am 22. November 2003. Bis 2007 wurden allein in Indien durch eine einzige Firma über 800 digitale Kinos eingerichtet.
In Europa startete am 12. November 2004 das Projekt European DocuZone in acht Ländern und 182 Kinos, davon 112 in Deutschland. Die teilnehmenden Länder sind Deutschland, Frankreich, Niederlande, Österreich, Portugal, Slowakei, Spanien und Großbritannien. Dieses Projekt wird durch die Filmförderung und EU-Mittel unterstützt und fokussiert sich dabei ganz bewusst darauf, die Auswertungssituation von kleinen Filmen in kleinen Kinos mit kleinen Leinwänden zu verbessern. European DocuZone legt seinen Schwerpunkt vor allem auf den Dokumentarfilm. Die hierbei verwendete Technik entspricht nicht den DCI-Standards, was zeigt, dass für die Festlegung zukünftiger Standards die Besitzer der Filmrechte ein erhebliches Wort mitzusprechen haben.
Nach der Verabschiedung der DCI-Spezifikationen sind bis 2021 weltweit über 208.000 Leinwände umgestellt worden, und es kommen jährlich mehr hinzu. In Deutschland war die Entwicklung Ende 2013 nahezu abgeschlossen. Fast alle deutschen Multiplexketten bieten mittlerweile digitale DCI-Projektion mit 2K-Auflösung oder mehr, einige sogar mit Laser-Projektion.
Ein weiterer Faktor, der die Verbreitung des digitalen Kinos fördert, ist das Angebot der Kamerahersteller – alle weltweit führenden Kamerahersteller und Verleiher haben zwischenzeitlich Kameras zur digitalen Kinoproduktion im Angebot, so beispielsweise die 1080p-Kameras (1920 × 1080 Bildpunkte): P+S Technik / Silicon Imaging – SI-2K (bspw. Danny Boyle – Slumdog Millionär, Guy Ritchie – Sherlock Holmes: Spiel im Schatten) Panavision – Genesis (bspw. Bryan Singer – Superman Returns, Mel Gibson – Apocalypto), Grass Valley – Viper (bspw. David Fincher – Zodiac – Die Spur des Killers, Michael Mann – Miami Vice), Sony – 750/900/950 HDCAM (bspw. George Lucas – Star Wars Episode III, Robert Altman – A Prairie Home Companion, Robert Rodriguez – Sin City). Arriflex D-20
Ferner die neueren 4K-Kameras wie beispielsweise: Dalsa Origin RED
Die digitalen Kinokameras machen – anders als bei der digitalen Fotografie – weiterhin eine teure Investition aus.
Neue Möglichkeiten Für die Kinobetreiber ergeben sich Folgekosten, wenn die bestehenden Filmprojektoren erweitert oder durch Digitaltechnik ersetzt werden. Dafür bietet die Digitaltechnologie aber auch neue Möglichkeiten sowohl bei der Automatisierung als auch bezüglich der Filminhalte. So werden in Deutschland und Österreich bereits live spezielle Vorstellungen aus der Metropolitan Opera oder der Berliner Philharmoniker angeboten.
Die Datenauslieferung (digitale Übermittlung von Filmen), insbesondere die unterbrechungsfreie Live-Übertragung von beispielsweise Sportveranstaltungen, erfordert eine Verbindung mit hoher Bandbreite, die konstant zur Verfügung stehen muss. Folgende Möglichkeiten sind dafür denkbar: Die Übertragung per Satellit. Diese bietet eine hohe und konstant zur Verfügung stehende Kapazität, bedeutet aber auch einen hohen Verschlüsselungsaufwand, um zu verhindern, dass Unbefugte den Datenstrom empfangen und die Filme schon vor oder zum Kinostart illegal in perfekter Qualität über das Internet weiterverbreiten. Die Übertragung über eine DSL-Verbindung. Dabei ist mehr Sicherheit gegenüber dem Aufgreifen des Datenstroms von außerhalb geboten. Mit einer Very High Speed Digital Subscriber Line oder dem ausbaufähigeren DSL-Chipsatz Uni-DSL ist eine theoretische Bandbreite von bis zu 200 MBit/s möglich, die auch eine Übertragung von Live-Events ermöglichen würde.
Digitalisierung Für bestehendes Filmmaterial ist eine Digitalisierung notwendig. Meist wird aber schon heute zur Nachbearbeitung digitalisiert. Dabei wird der Film abgetastet und in ein digitales Speicherformat umgewandelt. Bei digitaler Aufnahme erfolgt die Digitalisierung bereits während der Aufnahme. Für filmbasierende Projektion werden die Bilddaten am Ende der Nachbearbeitung auf (meist) 35-mm-Film ausbelichtet.
Datenformat Um von verschiedenen Kameras aufgenommenes Material in Systemen verschiedener Hersteller bearbeiten zu können und deren Output mit Projektoren unterschiedlicher Qualität zu zeigen, bedarf es eines gemeinsamen Masterformats. Verschiedene Standardisierungsgremien beschäftigen sich damit, der größte Schub kommt aber derzeit von der DCI, die sich in ihren Anforderungen bei der Distribution der digitalen Filme inzwischen für digitales Kino auf M-JPEG2000 festgelegt hat.
Bildauflösung Das Bild eines 35-mm-Films hat im Negativ je nach Filmempfindlichkeit, Belichtung und Hersteller eine theoretische Auflösung von über 3000 Zeilen.
Laut Messungen unabhängiger Institute kommt hiervon – nach zahlreichen Zwischenschritten und Umkopiervorgängen – in den deutschen Kinos noch eine Auflösung von durchschnittlich knapp 1000 Zeilen an.
In der Praxis reicht eine 4K-Abtastung (4096 × 2160 Bildpunkte) aus, um alle Details bis auf die Kornstruktur des Filmmaterials wiederzugeben. Durch die verschiedenen Kopierprozesse mit Negativ, Nullkopie und Positivkopie verliert das Material aber so stark an Auflösung, dass nurmehr eine Auflösung von 2048 Bildpunkten als realistisch betrachtet werden kann. Aus diesem Grund werden seit Jahren Kinofilme in 2K-Auflösung (2048 × 1080 Bildpunkte) gescannt, mit digitalen Effekten in gleicher Auflösung versehen und ebenfalls mit 2K-Auflösung wieder ausbelichtet.
Im Rundfunkbereich haben sich mit 720p (1280 × 720 Bildpunkte) und 1080p/i (1920 × 1080 Bildpunkte) zwei weitere HD-Formate etabliert. Gerade das Format 1080p wird mittlerweile schon oft für digitale Kinoproduktionen eingesetzt. So wurden beispielsweise Avatar – Aufbruch nach Pandora, Apocalypto, Miami Vice, Star Wars – Episode 3 und Superman im 1080p-HD-Format produziert. Zur Weiterverarbeitung wird das entwickelte Kameranegativ mit 2K bzw. immer öfter 4K gescannt.
Videocodec Die hohe Datenrate von digitalem Video- oder Filmmaterial macht die Speicherung und Übertragung technisch sehr aufwändig und kostspielig. Datenkompression reduziert sowohl die Bild- als auch Tondatenmenge. Zur Kompression und Dekompression wird ein sogenannter Codec (Compressor/Decompressor) verwendet. Besonders im Videobereich gibt es eine Vielzahl an spezialisierten Codecs. Für Digital Cinema ist die DCI-Norm mit Abstand marktführend.
MPEG-2 Große Verbreitung – vor allem im Broadcast-Bereich – hat in den letzten Jahren MPEG-2 gefunden. Neben einer akzeptablen Kompression bietet MPEG-2 die Verlässlichkeit eines über einen langen Zeitraum erprobten offenen Standards. Die Variante MPEG-2-HD wird vielfach als Datenaustausch- und Speicherformat verwendet.
Windows Media Auch Microsoft hat mit Windows Media 9 (WM9) einen HD-fähigen Codec im Portfolio. Im Gegensatz zu MPEG-2 ist dessen Algorithmus jedoch proprietär und nicht offengelegt. Des Weiteren ist der Codec nur unter Windows verfügbar. Microsoft versucht, WM9 als Standard für HD-Video und HD DVDs zu etablieren. Auf der WM9-Website finden sich Trailer in 720p- und 1080p-Auflösung zum Download.microsoft.com WM9 integriert DRM-Technologie zur Rechtekontrolle. Einen kleinen Erfolg beim Digital Cinema konnte Microsoft 2003 verbuchen, als die Kinokette Landmark alle 177 Leinwände in 53 Kinos mit WM9-kompatibler Hardware ausstattete. Momentan liegt die höchste Auflösung von WM9-kodiertem Video bei 1920 × 1080 Bildpunkten.
Motion JPEG 2000 Im Juni 2004 erklärte die DCI Motion JPEG 2000 zum Codec der Wahl. Dieser basiert auf Part 1 des JPEG-2000-Standards. Der JPEG-2000-Standard ist der Nachfolger von JPEG, einem weitverbreiteten Verfahren zur Speicherung von Rastergrafiken. Motion JPEG 2000 vollzieht die simple Aneinanderreihung von einzelnen JPEG-2000-Bildern zu einem Video. Der Codec hat dabei einige einzigartige Vorteile gegenüber den anderen Lösungen:
verlustfreie oder verlustbehaftete Kompression frei skalierbare Auflösung und Qualität hohe Farbtiefe bis zu 32 bit pro Kanal verschiedene Sampling-Formate (RGB, YCbCr) mit wählbaren Sampling-Frequenzen anwendungsgerechte Kompressionsverfahren (Qualität, VBR, CBR) Intraframe-Codierung, d. h. die Bilddaten eines Frames sind unabhängig vom Vorgängerframe MPEG-4-basiertes Dateiformat verschafft Interoperabilität Einbettung von Metadaten möglich Alphakanäle und mehrere Ebenen möglich
Die DCI-Spezifikation