Die Bedeutung der Frame-Rate bei der Filmproduktion.

Was ist die Frame-Rate?

Das menschliche Auge nimmt Film und Video als durchgängig bewegtes Bild wahr. Tatsächlich nehmen Kameras eine Reihe von Standbildern auf, die als Frames bezeichnet werden. Diese Frames werden so schnell wiedergegeben, dass der Eindruck entsteht, es handle sich um eine flüssige Bewegung. Die Frame-Rate gibt an, wie viele Bilder pro Sekunde angezeigt werden. Daher stammt auch die Bezeichnung „FPS“ (Frames pro Sekunde) oder Bildfrequenz.

Kinofilme, Streaming-Video und sogar Smartphones nutzen standardmäßig eine Frame-Rate von 24 fps. Diese Geschwindigkeit verursacht eine so genannte Bewegungsunschärfe – einen optischen Effekt, der Objekte verschwommen aussehen lässt.

„Stelle dir vor, du siehst dir ein Baseball-Spiel an. Wenn Ball und Schläger aufeinandertreffen, entsteht ein wenig Bewegungsunschärfe“, erklärt Regisseurin Margaret Kurniawan. „Du kannst diesen Moment nicht gestochen scharf sehen. Bei 24 Frames pro Sekunde werden also Bewegungen leicht unscharf wiedergegeben. Die meisten Elemente im Bild sind jedoch klar zu sehen, sodass das Gesamtbild natürlich wirkt.“

Der geschichtliche Hintergrund der Frame-Rate.

In den Anfängen der Filmgeschichte konnte das Medium Film Motive nicht mit der kurzen Belichtungszeit erfassen, die zur Darstellung flüssiger Bewegungen erforderlich ist. Im 19. Jahrhundert mussten Personen deshalb für eine Aufnahme lange Zeit stillstehen. Dank des technischen Fortschritts in den späten 1880ern konnte eine größere Anzahl Bilder in direkter Abfolge aufgenommen werden. Dabei wurde die Filmrolle von Hand durch die Kamera gekurbelt. Durch diese Technik etablierten sich branchenweit verschiedene Frame-Raten von 14 bis 26 fps. Das hatte zur Folge, dass Echtzeitbewegungen nicht konsistent aufgenommen wurden. Um den Aufnahmeprozess zu stabilisieren, wurden Filmkameras schließlich mit mechanischen Kurbeln ausgestattet. Dennoch bevorzugten es viele Filmproduzenten, bestimmte Szenen mit verschiedenen Frame-Raten zu drehen, um Special Effects zu erzielen. Ein Beispiel dafür sind die extrem schnellen Bewegungen in Charlie-Chaplin-Filmen. Eine branchenweit einheitliche Frame-Rate konnte sich zu dieser Zeit nicht durchsetzen.

Die Einführung von 24 fps als Standard.

Zwei wichtige Neuerungen führten schließlich dazu, dass die Frame-Rate von 24 fps zum Branchenstandard wurde: die Einführung der Tonsynchronisation und der Beginn des Fernsehzeitalters. Nachdem frühere Versuche, Sound in Film einzubinden, gescheitert waren, gelang Hollywood in den späten 1920er Jahren der Durchbruch: Mit Erfindungen wie dem Grammophon konnten Ton und bewegte Bilder synchronisiert werden. Ein Beispiel dafür ist Der Jazzsänger aus dem Jahr 1927, der als der erste Tonfilm gilt. Mit den neuen Techniken zur Synchronisation von Bild und Ton gingen Filmproduzenten von den 16 fps, die in der Stummfilmära verbreitet waren, zu 24 fps über. Diese Frame-Rate war für die Tonwiedergabe am besten geeignet, während der Filmverbrauch dennoch möglichst gering gehalten werden konnte.

In den Fünfzigerjahren wurden mit dem NTSC-Standard 30 fps zur Norm für analoge Fernsehsendungen in Nordamerika, Japan und Südamerika. Gleichzeitig etablierte sich in Europa und Afrika der PAL-Standard mit 25 fps. Aufgrund der Digitalisierung sind moderne Fernseher nicht mehr an diese Standards gebunden. In der Film- und Fernsehbranche kommen NTSC und PAL jedoch noch immer zum Einsatz. „Wenn ich an einem Projekt in Europa arbeite, werde ich meist darum gebeten, in PAL zu filmen“, berichtet Kameramann Hiroshi Hara.

Der Zusammenhang zwischen Belichtungszeit und Frame-Rate.

Entgegen weit verbreiteter Meinung sind Frame-Rate und Belichtungszeit nicht identisch. Sie sind jedoch eng miteinander verbunden. Die Belichtungszeit gibt in Sekunden an, wie lange der Verschluss geöffnet bleibt. Der Verschluss steuert die Menge an Licht, das auf die Kamera trifft. Je kürzer die Belichtungsdauer, desto weniger Licht fällt auf den Film oder digitalen Sensor. Verschlüsse bzw. Shutter sind in verschiedenen Formen verfügbar, vom Schlitzverschluss (oft in DSLR-Kameras eingebaut) bis zum Lamellenverschluss (vor allem in mittelgroßen bis großen Kameras). Der für Video gängigste Verschluss ist elektronisch, obwohl Filmkameras auch heute noch rotierende Scheiben verwenden (Umlaufverschlüsse). Bei elektronischen Verschlüssen kann die Belichtungszeit digital eingestellt werden. Umlaufverschlüsse hingegen arbeiten mechanisch. Um die realistische Bewegung zu erzeugen, die das menschliche Auge gewohnt ist, sollte die Belichtungszeit dem doppelten Wert der Frame-Rate entsprechen.

Verschlusswinkel versus Belichtungszeit.

Die rotierende Scheibe ist die am häufigsten verwendete Verschlussart in der Filmbranche. Sie hat eine konstante Verschlusszeit, doch anstatt die Geschwindigkeit zu ändern, wird beim Filmdreh die Form oder der Winkel des Verschlusses in 15-Grad-Schritten angepasst. Je größer der Winkel, desto mehr Licht wird in die Kamera gelassen.

Ähnlich wie bei Belichtungszeit und Frame-Rate besteht auch zwischen Verschlusswinkel und Licht ein Zusammenhang: Wenn du den Verschlusswinkel teilst oder multiplizierst, ändert sich die Lichtintensität entsprechend. Die meisten Filmkameras verfügen über Verschlusswinkel zwischen 0 und 180 Grad. Bei 180 Grad entsteht der Kino-Look, den wir von der großen Leinwand kennen. Die Belichtungszeit entspricht dabei genau der halben Anzeigezeit eines einzelnen Frames in einer Sekunde. „Man hat festgestellt, dass bei 24 Frames pro Sekunde ein Verschlusswinkel von 180 Grad die realistischste Bewegungsunschärfe erzeugt“, so Hara.

Der Verschlusswinkel ist auch der Grund dafür, dass beim Filmen mit einer höheren Frame-Rate mehr Licht benötigt wird als beim Filmen mit einer niedrigeren Frame-Rate, wenn dieselbe Belichtung erzielt werden soll.

Wann sollte welche Frame-Rate verwendet werden?

Die meisten Videos nutzen die standardmäßige Frame-Rate von 24 Bildern pro Sekunde. Es gibt aber auch Situationen, in denen eine höhere oder niedrigere Frame-Rate besser geeignet ist. Welche Frame-Rate verwendet wird, hängt vom Motiv oder von den vorgesehenen Effekten ab.