Wissen: Videoformate und Videocodecs für Drohnen

Moderne Drohnen können Videomaterial in diversen Videoformaten und mit unterschiedlichsten Videocodecs aufzeichnen. In diesem Artikel bringen wir Ordnung in die Welt der Videoformate und Videocodecs.

Wer sich eine Drohne zulegt, der wird spätestens beim Ausprobieren des Fluggerätes auf diverse Videoformate stoßen, mit der Videos aufgezeichnet werden können. Bis auf Einsteigerdrohnen, bieten eigentlich alle Drohnen die Wahl zwischen verschiedenen Videoformaten und Videocodecs an. Doch was genau sind die Unterschiede und welchen Einstellungen sind die richtigen für dich?

Genau diese Fragen wollen wir in diesem Artikel klären. Dazu gehen wir zunächst auf ein paar Grundlagen ein, bevor wir verschiedene Drohnen und Drohnenkameras für dich verglichen haben.

Was ist eigentlich ein Videoformat?

Der Begriff Videoformat bezeichnet die gesamten Eigenschaften einer Videodatei und geht nicht auf ein spezielles Merkmal ein. Im alltäglichen Gebrauch verstehen die meisten Anwender unter dem Videoformat wohl die Dateiendung einer Videodatei. Im Fachjargon spricht man hier vom Videocontainer oder dem Dateiformat eines Videos. Das Videoformat besteht aber aus deutlich mehr als nur dem Dateicontainer.

So beschreibt das Videoformat eine Videoaufnahme durch die folgenden Eigenschaften:

• Bildauflösung in Pixel
• Seitenverhältnis (Länge zu Breite)
• Bildwiederholungsrate (Frames per Second)
• Farbtiefe
• Videocodec

Wir wolle im Einzelnen auf die verschiedenen Komponenten eingehen, um dir einen Überblick zu verschaffen.

Was sind gängige Videoauflösungen für Drohnen?

Wer mit seiner Drohne Videos aufnehmen will, stolpert in der Regel zunächst über die Videoauflösung. Sie gibt an, wie viele Pixel in der Breite und Höhe das aufgenommene Video haben soll. Moderne Drohnen können in 4K oder Full-HD aufzeichnen. Profi-Drohnenkameras liefern 6K-Material. Die neuste Generation an Videodrohnen, kann sogar bereits 8K Video (UHD-2) aufzeichnen.

Leider sind die Bezeichnungen und Auflösungen nicht genau standardisiert, sodass eine Oberbegriff, wie „2,7K“, mehrere Auflösungen abdecken kann – das ist ganz abhängig vom Hersteller. In der folgenden Tabelle haben wir dir die gängigsten Videoauflösungen zusammengefasst.

Was genau macht ein Videocodec?

Moderne Kameras liefern hochauflösende Bilder, die unkomprimiert extrem große Datenmengen erzeugen würden. Um die benötigte Speicherkapazität zu begrenzen, werden die Videos während der Aufnahme komprimiert.

Diese Komprimierung geschieht in der Regel verlustbehaftet, d.h. das komprimierte Material muss im Gegensatz zum Rohmaterial (RAW) Qualitätseinbußen hinnehmen. Eine starke Komprimierung macht sich dabei meist in schwindenden Bilddetails bemerkbar.

Zur Komprimierung kommt dabei ein Videocodecs zum Einsatz. Ein Videocodec ist nichts anderes als ein Algorithmus der beschreibt, wie das Rohmaterial behandelt wird. Der Videocodecs besteht dabei immer aus einem Encoder (Kodierer) und einem Decoder (Dekodierer) – also einem Paar von Algorithmen.

In der Drohnenkamera sorgt der Encoder für die Komprimierung / Kodierung des Quellenmaterials. Als Ergebnis erhält man Beispielsweise eine H.264 kodierte Videodatei. Diese lässt sich dann auf jedem Gerät mit H.264-Encoder wieder dekodieren und somit abspielen.

Welche Videocodecs gibt es?

In der Regel kommen im Ultra HD / 4K-Bereich heute zwei Videocodecs zum Einsatz: H.264 (MPEG-4 AVC) und H.265 (HEVC). H.264 hat dabei immer noch die deutlich größere Verbreitung, während der Nachfolger H.265 vor allem bei hohen Auflösungen nochmals effizienter mit weniger Qualitätsverlusten arbeitet.

Im professionellen Drohnenbereich kommt außerdem häufig das CinemaDNG-Format zum Einsatz. Es handelt sich dabei um ein Dateiformat für Videos, dass als Codec auf dem Digital Negative Codec basiert, welcher eigentlich zur Verarbeitung von RAW-Standbildern verwendet wird. CinemaDNG ist somit in der Lage, das Quellmaterial einer hochauflösenden Kamera verlustfrei als RAW-Video zu speichern.

Die dabei anfallenden Bitraten liegen meist deutlich jenseits von 2000 MBit/s. Je nach Auflösung können auch 4000 MBit/s anfallen. Kameras die mit CinemaDNG arbeiten, müssen daher in der Regel auf SSD-Speicher* aufzeichnen, weil microSD-Karten viel zu langsam sind, um den eingehenden Datenstrom zu verarbeiten.

Ein weiterer Videocodecs kommt aus dem Hause Apple und trägt die Bezeichnung ProRes. Das Format richtet sich ebenfalls ein professionelle Videoproduzenten, die maximale Bilddetails für die Post-Produktion benötigen.

Apple ProRes arbeitet dabei ebenfalls mit einer verlustbehafteten Komprimierung, kann im Gegensatz zu H.264 und H.265 aber deutlich mehr Bilddetails aufnehmen. Wer noch mehr Qualität benötigt, der kann auf ProRes RAW kompatible Drohnenkameras setzen.

Was genau ist die Farbtiefe?

Die Farbtiefe ist ein weiterer wichtiger Faktor, der die Qualität von Drohnenkameras bestimm. Dieser Wert gibt an, wie viele verschiedene Farbabstufungen der Kamerasensor für jedes einzelne Pixel aufzeichnen kann.

In Bezug auf das Videoformat ist die Farbtief wichtig, da der verwendete Codec darüber entscheidet, mit welcher Farbtiefe das Material weiterverarbeitet wird.

Angegeben wird die Farbtiefe in Bit / Bit pro Pixel (BPP). Je höher der Wert, desto mehr Farbinformationen werden in dem aufgenommenen Videomaterial gespeichert. Diese stehen dann für die Post-Produktion, z.B. für Farbkorrekturen zur Verfügung.

Gängige Farbtiefen sind:

• 8 Bit: 16.777.216 Farben (Standard)
• 10 Bit: 1.073.741.824 Farben (z.B. DJI Mavic 2 Pro)
• 12 Bit: 687.194.767.400 Farben (z.B. Inspire 2 mit Zenmuse X7 Kamera)

Welche Videoformate und -codes soll ich nutzen?

Nun haben wir uns gemeinsam die einzelnen Komponenten angesehen, die ein Videoformat ausmachen. Bleibt abschließend die Frage zu klären, welche Videoformate und Videocodecs du für deine Drohnenvideos nutzen solltest.

Wie so oft lautet die Antwort: Es kommt drauf an.

Wir sind generell ein Freund davon, die Möglichkeiten einer Drohnenkamera auszureizen. Das geht aber auch mit einer nachträglichen Bearbeitung der Videos daher, die nicht jeder auf sich nehmen will – denn das Konvertieren und ggf. Color Grading mit LUTs kostet Zeit und bedeutet zusätzliche Arbeit.

Auch spielt dein Wiedergabegerät eine entscheidende Rolle, wenn es um die richtige Wahl des Aufnahmeformates geht. Denn hochauflösende 4K-Videos benötigen nicht nur mehr Speicherplatz, sie fordern auch deinen Computer stärker beim Abspielen und Bearbeiten des Materials.

Um es in einfache Worte zu fassen, empfehlen wir daher folgende Einstellungen:

• Schnappschuss: 4K oder Full-HD bei 24 / 25 / 30 fps und 8 Bit mit H.264 Code
• Ambitionierte Filmer: 4K bei maximal verfügbarer Framerate (30 / 50 / 60 fps), ggf. 10 Bit und H.265 Codec
• Profi / Post-Production: 8K / 6K / 5,2K / 4K (DCI / C4K / UHD) bei passender Projektframerate, 10 oder 12 Bit, CinemaDNG oder Apple ProRes (RAW). Für einige Projekte reichen sicher auch Aufnahmen in H.265 Kodierung – je nach Anspruch an Post-Production-Möglichkeiten.

Vor allem bei Aufnahmen in CinemaDNG oder ProRes ist immer die extrem Datenmenge zu berücksichtigen, die bei Aufnahmen entsteht. Bedenke außerdem, dass nicht nur die Kamera und Drohne selbst deutlich teurer ist, auch die benötigten SSDs* für die Speicherung des Materials ist deutlich preisintensiver als eine microSD-Karte.

Drohnen und Drohnenkameras in der Übersicht

Wir haben uns für dich die Mühe gemacht, die wichtigsten Daten der bekanntesten Drohnen und Drohnenkameras zusammenzutragen.

Auflösung und Framerate

Die erste Tabelle zeigt die unterstützten Videoauflösungen und die jeweils verfügbaren Frameraten (fps oder Bilder pro Sekunde). Dabei wurden die Informationen verschiedener Codecs und Bittiefen zusammengeführt.

Hinweis: Die Tabelle lässt sich horizontal scrollen, um alle unterstützen Videoauflösungen pro Drohnenmodell anzusehen.

Hinweis: Kameras, wie die DJI Zenmuse X7 / X9-8K Air unterstützten das Aufzeichnen in verschiedenen Bildverhältnissen. Die Tabelle bezieht sich zur besseren Vergleichbarkeit lediglich auf das 16:9-Bildformat. Mehr über die Zenmuse Familie von DJI.

Codec und maximale Bitrate

In der zweiten Tabelle stellen wir verschieden Drohnen und Drohnenkameras den verschiedenen Codecs und Videobitrate gegenüber. Beachte, dass Codecs, wie ProRes, CinemaDNG und Co oft zusätzliche Lizenzgebühren mit sich ziehen.

Die Bitrate (nicht zu verwechseln mit der Farbtiefe in Bit!), wie viele Daten pro Sekunden der Videostrom beinhaltet. Während H.264 und H.265 im Drohnenbereich in der Regel bei 100 MBit/s begrenzt sind, können Apple ProRes / ProRes RAW und CinemaDNG-Video mehrere Gigabit pro Sekunde erreichen.

Profi-Tips zur Auswahl von Format und Codec

Weiter oben sind wir schon kurz auf einige grundlegende Empfehlungen eingegangen. In diesem Absatz wollen wir noch einmal einen bereits angerissenen Gedanken zur Auswahl von Videoformaten ausführen.

Nach vielen Jahren Erfahrung in der digitalen Fotografie und Videografie haben wir eines gelernt: Die Technik entwickelt sich rasend schnell weiter und die Ansprüche an Videomaterial steigen somit ebenfalls. War vor einigen Jahren Full-HD-Material der Stand der Dinge, wollen viele Zuschauer heute bereits 4K sehen. Auch HDR-Video wird ein immer größeres Thema. Wieso also nicht in HDR aufnehmen und daraus ein SDR-Video rendern?

Wir sind davon überzeugt, dass es sinnvoll ist, die vorhanden Kamera technisch auszureizen, auch wenn das aktuelle Projekt die Spezifikationen vielleicht gar nicht benötigt. Ggf. lässt sich von den Aufnahmen zukünftig noch etwas verwenden. Je höher die Auflösung und je besser die Qualität (Codec, Farbtiefe, HDR) desto mehr lässt sich auch zukünftig mit dem Material anfangen.

Auf der anderen Seite steht diesem Vorgehen klar der extrem hohe Bedarf an Speicherkapazität und ein erhöhter Aufwand entgegen. Profis gehen diesen Kompromiss aber sicher gerne ein. Denn wer sich eine 8K-fähige Kamera kauft, wird nur selten freiwillig in Full-HD filmen, es sei denn, es gibt dazu eine sehr guten Grund.

Schlusswort

Moderne Drohnenkameras können eine Vielzahl von Videoformaten liefern und arbeiten wahlweise mit unterschiedlichen Videocodecs. Wir hoffe daher, dass dir unser Artikel zum Thema geholfen hat, etwas Ordnung in das scheinbare Durcheinander der Videowelt zu bringen.

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