Die UHDTV-Standardisierung spezifiziert mit 4K Ultra HD (3840 × 2160 Pixel) und 8K Ultra HD (7680 × 4320 Pixel) zwei digitale Videoformate. Sie wurde ab 2007 von der SMPTE, ITU, CEA und dem DVB-Projekt vorangetrieben.
Die UHDTV-Standardisierung spezifiziert mit 4K Ultra HD (3840 × 2160 Pixel) und 8K Ultra HD (7680 × 4320 Pixel) zwei digitale Videoformate. Sie wurde ab 2007 von der SMPTE, ITU, CEA und dem DVB-Projekt vorangetrieben.
Die Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) definierte 2007 als UHDTV1 und UHDTV2 zwei UHDTV-Formate, welche die Spezifikationen
umfasste.
Die in Genf ansässige UN-Sonderorganisation Internationale Fernmeldeunion (englisch International Telecommunication Union, ITU) übernahm die Spezifikationen der beiden Videoauflösungen von der SMPTE. Im Mai 2012 wurde UHDTV als Standard angekündigt. und am 23. August 2012 in der ITU-R-Empfehlung BT.2020 veröffentlicht. An der Erarbeitung beteiligt waren unter anderem die italienische RAI, die britische BBC und die japanische Rundfunkgesellschaft NHK in Zusammenarbeit mit der dortigen Geräteindustrie.
Die Consumer Electronics Association (CEA, seit 2015 Consumer Technology Association, CTA) beschloss am 18. Oktober 2012, dass „Ultra HD“ die davor propagierte Bezeichnung „4K“ ersetzen soll. Im Handel werden dennoch auch die Begriffe „4K“ oder „UHD“ verwendet. Weiterhin wurde beschlossen, dass Ultra-HD-Fernseher mindestens eine Bildauflösung von 8 Megapixel mit einer horizontalen Auflösung von 3.840 Pixeln und einer vertikalen Auflösung von 2.160 Pixeln (also viermal so viele Pixel wie Full HD) und ein Bildschirm im Seitenverhältnis 16:9 oder breiter haben müssen. Außerdem sollen sie über mindestens einen digitalen Eingang verfügen, der das native Videosignal von 3840 × 2160 Pixeln übertragen kann. Dafür geeignet wäre der DisplayPort 1.2 mit 4 Leitungen und einer Datenübertragungsrate von 2160 MByte/s (17,28 GBit/s), aber durchgesetzt hat sich HDMI ab Version 2.0.
Das DVB-Projekt erarbeitete schließlich in drei Phasen eine für Fernsehsender und Gerätehersteller wichtige Standardisierung, die jeweils vom Europäischen Institut für Telekommunikationsnormen (englisch European Telecommunications Standards Institute, ETSI) und der Europäischen Rundfunkunion (englisch European Broadcasting Union, EBU) in der technischen Spezifikation TS 101 154 veröffentlicht wurde.
In der ersten Phase ging es um die Erhöhung der Bildauflösung unter Beibehaltung weiterer schon für HDTV gültigen Spezifikationen wie Bildrate, Dynamikumfang und Audio. Im Vortrag von Virginie Drugeon, Chairwoman der DVB-Arbeitsgruppe Technical Module on Audio & Video Coding (DVB TM-AVC) am 8. März 2018 wurde der Standard auch mit DVB-MPEG/UHD phase 1 bezeichnet. Die Arbeitsgruppe verabschiedete ihn Anfang Juli 2014, er wurde im März 2015 in der Version 2.1.1 von ETSI TS 101 154 veröffentlicht und umfasst folgende Spezifikationen:
In der zweiten Phase ging es u. a. um die Erhöhung der Bildrate und des Dynamikumfangs sowie die Unterstützung weiterer Audio-Standards unter Beibehaltung der Bildauflösung. In dem zuvor erwähnten Vortrag wurde der Standard auch mit DVB-MPEG/UHD phase 2 bezeichnet. Er wurde im Februar 2017 in der Version 2.3.1 von ETSI TS 101 154 veröffentlicht und umfasst folgende Spezifikationen:
Außerdem wird Next Generation Audio (siehe auch Auro-3D, Dolby Atmos und DTS-X) unterstützt. Die maximale Bildrate liegt auch deutlich höher als die bei IMAX-HD und DCI 48P (48 Vollbilder pro Sekunde) verwendete Rate.
In der dritten Phase seit 2021 wird die Bildauflösung auf 7680 × 4320 Pixel erhöht, löst also in Höhe und Breite jeweils viermal so fein wie Full HD bzw. zweimal so fein wie Ultra HD auf. Die Pixelzahl ist somit sechzehn- bzw. viermal so hoch, beträgt rund 33,2 Megapixel und benötigt eine Datenrate von 24 Gbit/s. Die übrigen Spezifikationen entsprechen denen der Phase 2. FUHD bietet eine höhere Auflösung als der 35-mm-Film. Ihr Nutzen wird einerseits mit den immer größer werdenden Bildschirmen und andererseits mit der sogenannten Hyper-Sehschärfe begründet. FUHD wurde in Japan unter der Bezeichnung Super Hi-Vision im Dezember 2018 mittels Satellitenfernsehen eingeführt. In Europa wird FUHD in absehbarer Zeit nicht eingeführt. Die TV-Hersteller konzentrieren sich stattdessen darauf die Kontrast- und Farbqualität bei UHD zu verbessern.
Die im Januar 2019 von Samsung, Panasonic, TCL Electronics und Hisense sowie dem taiwanesischen Display-Hersteller AU Optronics gegründete 8K Association (8KA) und die Consumer Technology Association (CTA, vor 2015 Consumer Electronics Association, CEA) erarbeiteten 2019 zwei verschiedene Normen für die Zertifizierung von 8K-UHD-Fernsehgeräten.
Die 8KA verabschiedete im September 2019 die folgenden sogenannten „Performance Specifications“:
Geräte, die diese Normen erfüllen, können das Logo „8K Association Certified“ erhalten. Im Januar 2021 erfolgte ein erstes Update, das zusätzlich die Unterstützung des AV1-Codec und mehrdimensionale Surround-Sound-Formate fordert. Ein Jahr später kam das zweite Update, das die Unterstützung von VRR (Variable Refresh Rate) fordert und mit Ambient Contrast Ratio (ACR) eine neue Metrik für das Raumlicht-Kontrastverhältnis einführt, um eine gute Bildqualität bei Tageslicht zu garantieren.
Gleichzeitig mit der 8KA stellte die CTA folgende Normen auf:
Geräte, die diese Normen erfüllen, können das offizielle „8K Ultra HD“-Logo erhalten.
Der wesentliche Unterschied zwischen den beiden Standards lag im Fokus der Bewertung: Während die 8KA den Schwerpunkt auf die Gesamtleistung des Fernsehers im Alltag wie Helligkeit, Anschlüsse und Codecs legte, konzentrierte sich die CTA streng auf die physikalische Messung der Bildschärfe. Angewendet wird hierbei die Kontrastmodulation, welche misst, wie sauber ein Bildschirm ein feines Raster aus abwechselnd ein Pixel breiten schwarzen und weißen Linien darstellen kann. Fällt der Wert der Kontrastmodulation unter 50 Prozent, nimmt das menschliche Auge die Pixelstruktur nicht mehr als native 8K-Auflösung wahr, selbst wenn tatsächlich 33 Millionen Pixel auf dem Panel verbaut sind.
| Kriterium | 8KA-Norm | CTA-Norm |
|---|---|---|
| Auflösung | 7680 × 4320 Pixel | 7680 × 4320 Pixel |
| Kontrastmodulation | - | mindestens 50 % |
| Bildwiederholungsrate | 24, 30 und 60 Bilder pro Sekunde | 24, 25, 30, 50 und 60 Bilder pro Sekunde |
| Variable Refresh Rate | erforderlich | - |
| Spitzenhelligkeit | mindestens 600 Nits | - |
| HDMI-Standard | 1 × HDMI 2.1 | 1 × 8K, 60 fps, Farbtiefe 10-Bit |
| Videocodecs | HEVC und AV1 | - |
| Audio | mehrdimensionaler Surround-Sound | - |
