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Anleitung für das Umwandeln von NTSC in PAL mit dem Programm TMPGEnc XPress

speziell für die GoPro HD Hero, Drift HD 170, ContourHD, Flycam One und andere Camcorder

Ich weiß leider nicht, wie Ihr auf diese Internetseite von Pennula gekommen seid. Seid Ihr über eine Internetsuchmaschine oder über einen direkten Verweis auf dieser Seite zur GoPro HD Hero gelandet? Ich habe in den letzten drei Jahren rund zwei Dutzend Berichte, Anleitungen und Ratgeber für die GoPro HD Hero auf meiner Seite unter Pennula geschrieben, so daß beispielsweise die Suchmaschinen Google und Bing die Internetseite von Pennula mittlerweile irgendwo auf Platz Nr. 1 in den Suchergebnissen auflisten.

Jedenfalls ist dieser Artikel nur einer von vielen weiteren Berichten zur Kameratechnik. Damit Ihr jedoch die Übersicht behaltet und Euch über die Kamera selbst, über die verschiedenen Modelle (Hero, Hero2 und Hero3), über das Zubehör oder über Montagemöglichkeiten sowie über das Firmware Update und über die Videobearbeitung informieren könnt, schaut Euch bitte in aller Ruhe die nebenstehenden Beiträge und Berichte an.

Bitte beachtet, daß Pennula kein Online-Shop ist! Pennula bietet nur Testberichte, Erfahrungsberichte sowie Ratschläge. Die GoPro HD Hero könnt Ihr Euch gebraucht über Ebay ersteigern (vgl. "Günstige Ebay Angebote für die GoPro HD Hero"). Die neuen Modelle GoPro HD Hero2 und GoPro HD Hero3 solltet Ihr Euch bei Amazon bestellen. Auch die Rollei Bullet HD 5S oder die Actionpro SD21 Pro sind empfehlenswert, die Ihr ebenso bei Amazon kaufen könnt. Hiweise zur Videobearbeitung findet Ihr u.a. im Artikel "Videoauflösung, Frameraten und Videobearbeitung" sowie in den nebenstehenden Berichten.


Nachdem ich an anderer Stelle auf meinen Internetseiten zuvor die GoPro HD Hero sowie die Aiptek PocketDV Z300 HD vorgestellt habe, widmet sich dieser Beitrag ausführlich dem absolut fehlerfreien Konvertieren vom NTSC-Bildformat mit 29,97 fps, mit 30,00 fps oder mit 59,96 fps in ein sendefähiges PAL-Bildformat mit 25,00 fps bzw. mit 50,00 fps im Videomodus 1280x720 Pixel bzw. 1920x1080 Pixel.

Anlaß für diesen Beitrag haben einerseits die vielen Anfragen gegeben, die über meine Internetseite an mich herangetragen wurden, aber andererseits liegt in diesem Beitrag auch eine harsche Kritik an den Herstellern aller Film- und Videokameras, die meiner Meinung nach sowohl den europäischen Markt als auch den australischen Markt mit seinem PAL-System einfach ignorieren.

Von der Billigknipse bis hin zur hochwertigen digitalen Spiegelreflexkamera werden zahlreiche Kameramodelle von Canon, Casio, Sony, Panasonic, Pentax und anderen OEM-Herstellern angeboten, aber alle zeichnen im Videomodus entweder mit 29,97 fps oder mit 30,00 fps auf. Selbst das Spitzenmodell von Canon, das ich mir finanziell nie werden leisten können, zeichnet mit 24,00 fps - also im klassischen Kino- bzw. Filmformat - auf.

Wer nun jedoch seine Videoaufnahmen schneiden, nachvertonen und vor allem mit anderen Videosequenzen im PAL-Modus bearbeiten möchte, findet von den oben genannten Herstellern weder einen Hinweis noch einen Ratschlag. Zu denken ist beispielsweise an das versprochene Firmware-Update für die GoPro HD Kamera, das am 17. Mai 2010 erscheinen sollte, aber bis heute (Stand: 1. Juli 2010) noch nicht verfübar ist. Auch die vielen teilweise als Freeware und teilweise als kostenpflichtige Software erhältlichen Videoprogramme für Linux und Windows vermögen leider auch keine saubere Formatkonvertierung zu leisten.

Daher folgt nachstehend eine Schritt-für-Schritt-Anleitung, wie zum einen die Videodateien der GoPro HD Hero (*.mp4) oder Videodateien von anderen digitalen Billigknipsen für Videoschnittprogramme lesbar werden und zum anderen wie die Videodateien in ein sauberes, ruckelfreies und sendefähiges PAL-Videoformat konvertiert werden können.

1. Voraussetzungen
Um diese Anleitung nachzuvollziehen, werden grundsätzlich drei Dinge benötigt, nämlich eine große Festplatte, ein Videoschnittprogramm (beispielsweise Canopus Edius, Sony Vegas, Adobe Premiere, Magix, Ulead Media Studio, etc.) und das Programm "TMPGEnc XPress" für Windows, welches auf der Internetseite http://tmpgenc.pegasys-inc.com/de/product/index_video.html als kostenlose Testversion heruntergeladen werden kann. Es mag eventuell auch andere Videoprogramme geben, mit welchen die nachstehenden Schritte durchführbar sind, doch im Rahmen meiner Systemkonstellation hat sich dieser Weg als optimal erwiesen.


2. Das Problem im direkten Video- und Bildvergleich
Im folgenden Videoclip sind beide Videodateien, also original NTSC und fehlerhaftes PAL, parallel zu sehen. Die Videodatei auf der linken Bildhälfte entspricht dem original Material aus der GoPro HD Kamera, während die Videodatei in der rechten Bildhälfte mit dem genutzen Schnittprogramm - und dies trifft leider für alle auf dem Markt verfügbaren Videoschnittprogramme zu - einfach als 50,00 fps Sequenz auf die Timeline positioniert wurde.


Der eine oder andere wird den Unterschied kaum bemerken; doch wenn man sich diesen Videoclip zweimal anschaut, beim ersten Durchlauf nur auf das linke, originale Bild achtet und dann beim zweiten Durchlauf nur das rechte Bild betrachtet, werden zwei gravierende Bildfehler sichtbar: Erstens das sogenannte "Ghosting", also Schattenbilder, und zweitens ein mehr oder weniger ruckelhafter, stockender Verlauf. Insbesondere in der Kurvenfahrt der Achterbahn wird die Bewegung deutlich: Im Orginal ist alles flüssig (letztlich so, wie es sein soll), während rechts Ruckeln und Zuckeln erkennbar sind. Im folgenden Videoclip sind noch einmal die wirklich schlimmen Schleierbilder in Form von Einzelbildern dargestellt.


Bislang kann man technisch zusammenfassen, daß jedes Schnittprogramm - egal, wie es heißt und wie teuer es ist - versucht, technisch gesehen die originalen 59,96 Einzelbilder auf nur noch 50,00 Einzelbilder zu stauchen. Dabei kommt es naturgemäß zu Bildüberlagerungen, denn das, was vorher in 0,0167 Sekunden pro Einzelbild (NTSC 59,96 fps) dargestellt wurde, muß nun auf der PAL-Timeline in 0,02 Sekunden pro Einzelbild dargestellt werden. Daß es dabei zu den Schleier- oder Schattenbildern kommt und daß dabei zwangsläufig ein Ruckeleffekt entsteht, liegt auf der Hand.

Es bleibt nun keine andere Möglichkeit übrig als das originale Videomaterial in tausende von Einzelbildern zu zerlegen und später wieder alle tausend Einzelbilder in eine neue Videodatei zusammenzufügen, wobei im Rahmen des Zusammenfügens die richtige Zeit pro Einzelbild konfiguriert werden muß. Vorweg sei angemerkt, daß es hierbei zu unterschiedlichen Videolängen kommt und insbesondere die originale Tonspur dann nicht mehr zum konvertieren Videomaterial paßt. Jedoch kann die original Tonspur in jedem Schnittprogramm über die "Pitch"- oder "Speed"-Funktion auf die passende Länge angepaßt werden.


3. Videoquelle (Source) in TMPGEnc XPress
Ich nutze die englische Programmversion von TMPGEnc XPress, daher erscheinen die folgenden Screenshots entsprechend in englischer Sprache. Nach dem Starten von TMPGEnc XPress, muß zunächst die original Videoquelle ausgewählt werden. Dies erfolgt über die Schritte "Start a New Project" gefolgt von "Add File".

Formatkonvertierung NTSC zu PAL

Konvertieren von 30 fps zu 25 fps

Nachdem die Videoquelle angegeben wurde, erscheint das Menü "Clip Properties". Es wird anzeigt, wie die Datei heißt, welcher Anzeigemodus ("progressive" oder "interlaced") vorliegt und insbesondere welche Bildfrequenz ("Framerate") das originäre Material aufweist. Bei den Videodateien aus der GoPro HD Kamera wird die Bildfrequenz automatisch ermittelt, während es bei anderen Videodateien vorkommen kann, daß die Bildfrequenz entweder erst über den Knopf "Analyse" ermittelt werden oder sogar manuell per Auswahlmenü ausgewählt werden muß. Im hier dargelegten Beispiel kann es sich aber nur um drei Bildraten handeln, die in diesem Menü eingestellt sein müssen, nämlich 29,97 fps (GoPro HD Videomodus "r4" oder "r5") oder 59,96 fps (GoPro HD Videomodus "r3") sowie 30,00 fps für 90% aller übrigen Videokameras, Billigknipsen oder sonstige OEM-Produkte.

TMPGEnc XPress

Über das Menü "Cut-Edit" sowie "Filters" können zwei wichtige Funktionen beim Konvertieren eingestellt werden: Zum einen kann über "Cut-Edit" die gesamte Videolänge auf das brauchbare Material gekürzt werden und über "Filters" können sinnvolle Bild- und Farbkorrekturen eingestellt werden (beispielsweise Kontrast, Helligkeit oder Angleichen von Gamma-Werten sowie von Chroma-Werten, um einen ungewünschten Blaustich zu entfernen). Alle Einstellungen können mit Mausklick auf "Okay" übernommen werden.

4. Formateinstellungen (Format) in TMPGEnc XPress
Nun muß in TMPGEnc XPress eingestellt werden, wie das Videomaterial konvertiert bzw. exportiert werden soll. Hierzu muß oben im Hauptmenü auf "Format" geklickt werden. Zu sehen ist, daß TMPGEnc XPress eine umfangreiche Formatvielfalt für den Import- und Export anbietet. TMPGEnc XPress ist zwar auch in der Lage, das NTSC-Format mit 59,96 fps halbwegs fehlerfrei - zumindest ohne Schattenbilder - in das PAL-Format mit 50,00 fps umzuwandeln, jedoch wird damit das Ruckelproblem nicht vollständig gelöst. Im Menü ist nun der Eintrag "Sequential Still Picture Files Output" via Mausklick auszuwählen.

Video NTSC in PAL konvertieren

Nun folgt die Einstellung, in welcher Bildfrequenz bzw. Framerate die Einzelbilder exportiert werden sollen. Hierbei ist es ganz wichtig, exakt jene Framerate einzustellen, die dem original Videomaterial entspricht! Liegt der Videoinput bei 59,96 fps (vgl. "Clip Properties"), muß als Videooutput ebenfalls 59,96 fps ausgewählt werden. Über der Zeile Framerate gibt es noch das Menü "Size", hier sollte die gewünschte Videobildgröße, also 1280x720 Pixel eingetragen sein. Noch wichtiger ist der Menüeintrag "Picture Format". Hier kann mittels Menü zwischen den Formaten *.bmp, *.jpg oder *.png ausgewählt werden. Ich nutze aus Qualitätsgründen das *.bmp-Format, also die volle Einzelbildauflösung ohne Kompression. Wird beispielsweise das *.jpg-Format selektiert, kann - wie bei JPEG üblich - die Kompressionsrate zwischen 1% und 100% eingestellt werden.

NTSC in PAL umwandeln

In diesem Zusammenhang wird deutlich, warum ich oben schrieb, daß eine große Festplatte benötigt wird: Aus den "Clip Properties" kann herausgelesen werden, daß das Videomaterial insgesamt 2.632 frames aufweist, d.h. 2.632 Einzelbilder. Mit dem *.bmp-Format ist ein einziges Einzelbild 2,7 MByte groß - entsprechend ist der kurze Achterbahn-Videofilm, der ursprünglich eine Länge von 43 Sekunden hat, in 2.632 Einzelbilder zerlegt insgesamt 6,77 GByte groß. Je nach Festplattengröße empfiehlt es sich, entweder - sehr plakativ formuliert - "volle Kanne" als BMP zu exportieren oder mit der JPEG-Einstellung bzw. dem Kompressionsfaktor herumzuexperimentieren.

Wenn alle Einstellungen vorgenommen worden sind, muß oben im Menü auf "Encode" geklickt werden. Ihr solltet Euch ein neues Verzeichnis auf der Festplatte anlegen, denn darin werden die Einzelbilder gespeichert. Der gesamte Vorgang dauert je nach Systemkonstellation, Festplattengeschwindkeit und Exportformat einige Minuten. Wenn TMPGEnc XPress fertig mit dem Exportieren ist, liegen im Verzeichnis folgende Dateien "achterbahnfahrt0000000.BMP", ... , "achterbahnfahrt0002631.BMP". Wissenschaftlich formuliert liegen die Einzelbilder von dateiname_0.* bis dateiname_n-1.* im neuen Verzeichnis.

Framerate von 60 fps in 50 fps umwandeln

5. Einzelbilder mit der korrekten Bildfrequenz in TMPGEnc XPress als neuen Film umwandeln
Nun müssen alle Einzelbilder wieder in eine neue Videosequenz zusammengefügt werden, wobei das Hauptaugenmerk nun auf der richtigen Bildrate bzw. Framerate liegt. Wer übrigens Probleme damit hat, daß sein Schnittprogramm weder im PAL- noch im NTSC-Modus die originalen *.mp4 Dateien aus der GoPro HD oder aus anderen Foto- und/oder Videokameras lesen kann, findet über diesen Schritt zugleich die Lösung, wie er das Videomaterial in sein Schnittprogramm importieren kann. In TMPGEnc XPress wechseln wir wieder auf "Source" und geben dort nur das erste Einzelbild an, also nur die Datei "achterbahnfahrt0000000.BMP" - nicht alle Bilder und auch nicht das gesamte Verzeichnis! TMPGEnc XPress ist so schlau und bemerkt, daß der neu zu generierende Videoclip von 0000 bis 2631 reicht.

Formatumwandlung Videonorm

Wichtig - absolut wichtig - sind nun die richtigen Einstellungen! Im ersten Moment zeigt TMPGEnc XPress unabsichtlich den falschen Parameter hinsichtlich der Framerate an; sie steht auf 30,00 fps. Sie müß in unser Wunschformat geändert werden, also entweder PAL mit 25,00 fps oder PAL mit 50,00 fps. Ob nun 25 oder 50 hängt davon ab, welches Videomaterial noch zusammen mit diesen Videoaufnahmen geschnitten werden soll bzw. welche Timeline-Einstellung in Eurem Schnittprogramm vorliegt, also 720@25p oder 720@50p.

Framerate und Format in TMPGEnc XPress

TMPGEnc XPress Encoder

Wird die Framerate von ursprünglich 30,00 fps auf 50,00 fps gewechselt, gibt TMPGEnc XPress eine Warnmeldung heraus, worin es heißt, daß sich mit Änderung der Framerate auch die gesamte Videolänge ändert. Das ist korrekt und wird mit "Okay" bestätigt. Vergleicht man nun die beiden vorherigen Screenshots, wird deutlich, daß unser Film bei 30,00 fps eine Länge von 1 Minute und 27 Sekunden hat und bei 50,00 fps die Länge nur noch 52 Sekunden beträgt, aber - und das ist absolut wichtig - die Einzelbilder in ihrer Gesamtheit von 2.632 erhalten bleiben! Was heißt das konkret? Das bedeutet, das im gleich zu berechnenden Videoclip jedes Einzelbild in der für das PAL-System typischen und gewünschten Einzelbilddauer von 0,02 Sekunden bei 720p@50 bzw. von 0,04 Sekunden bei 720p@25 anzeigt. Exakt mit dieser Einstellung wird das Ruckelproblem beseitigt.

6. Richtige Formateinstellungen für den neuen Film
Wie bereits erwähnt muß nun wiederum über das Menü "Format" das gewünschte Dateiformat ausgewählt werden, wobei stets auf die gewünschte Framerate zu achten ist, also 25,oo fps oder 50,00 fps. Es bieten sich - je nach Schnittprogramm - zwei sinnvolle Dateiformate an. Dies wäre das Standard-HDV-Format, wie es von allen Schnittprogramm gelesen und importierten werden kann, oder das reguläre AVI-Format.

AVI MPEG MP4 konvertieren


25 fps oder 50 fps mit Videobearbeitungsprogramm

Da ich das AVI-Format bevorzuge und hierbei speziell den Videocodec von Canopus, beziehen sich die nachstehenden Screenshots auf diesen Videocodec für den "AVI File Output". Allerdings - wie im nächsten Screenshot zu sehen - sind alle gängigen Videocodecs verfügbar, so beispielsweise "Canopus HQ", "DVCPRO HD", "Microsoft MPEG-4 Video Codec" oder für diejenigen, die unglaublich viel Festplattenkapazität zur Verfügung stehen haben, der "Uncompressed RGB Codec", d.h. AVI vollständig unkomprimiert. Egal, ob nun HDV-Format, MPEG-Format oder AVI-Format, wichtig ist einmal mehr die korrekte Einstellung der Framerate.

AVI File Output

Rechts im Menü kann übrigens eingestellt werden, daß "Video only", "Audio only" oder "Video and Audio" ausgespielt werden sollen. Da der neue Videofilm lediglich aus Einzelbildern zusammengefügt wird, reicht es aus, hierbei die Einstellung "Video only" auszuwählen, d.h. es wird keine zusätzliche Tonspur berechnet, was - je nach Video- und Audiocodec - Festplattenplatz und Berechnungszeit einspart.

7. Starten der Berechnung in TMPGEnc XPress
Mit Mausklick auf das Menü "Encode" wird nun der neue Videofilm aus insgesamt 2.632 Einzelbildern zusammengefügt. Der Vorgang hat bei meiner Systemkonstellation ungefähr drei Minuten gedauert. Sinnvoll ist es, über den Knopf "Browse" ein anderes Verzeichnis auszuwählen, in welchem der fertige Videofilm gespeichert werden soll.

NTSC und PAL Formatumwandlung mit Einzelbildern

Nach diesem Vorgang, der letztlich insgesamt sechs Minuten Zeit in Anspruch genommen hat, also Original in Einzelbilder zerlegen und wiederum Einzelbilder in einen neuen Videofilm erstellen, liegt nun eine saubere, ruckelfreie Videodatei im PAL-Format vor, die problemlos für die weitere Videonachbearbeitung mit anderen PAL-Videoquellen verwendet werden kann. Allerdings gilt es zu beachten, daß die original *.mp4 Datei eine Länge von 43 Sekunden hatte, während die neue Videodatei nun eine Länge von 52 Sekunden hat, d.h. ein Zeitversatz von ca. 7 Sekunden.
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