Immer wieder stoße ich auf Behauptungen im Zusammenhang mit Dashcams, dass Videoaufnahmen mit 60 Bilder/Sekunde bessere und schärfe Videos liefern, als Videos mit 30 Bilder/Sekunde.

Mythos: 60fps sind „schärfer“ als 30fps

Dabei werden jedoch einfachste technische Grundlagen immer wieder ignoriert und echte Belege für eine solche Behauptung nicht geliefert. Am Ende dieses Beitrags zeige ich ein solches exemplarisches Negativ-Beispiel.

Technische Grundlagen

Die empfundene Bildschärfe ist von drei Faktoren abhängig

  • Auflösung
  • Qualitätsfaktor der Kompression (Datenrate)
  • Auslösezeit pro Einzelbild (Shutter)

Auflösung und Datenrate pro Einzelbild wird zunächst im Vergleich als Konstante betrachtet. Ein absoluter Vergleich, ob 60fps oder 30fps schärfe Videobilder liefern, setzt voraus, dass die Auflösung und der angewandte Qualitätsfaktor der Kompression pro Einzelbild gleich ist.

Eine höhere Anzahl der Bilder pro Sekunde im Video ist ergibt zwar eine flüssigere Darstellung jedoch wird der Shutter unabhängig von der im Video gespeicherten Bilder pro Sekunde geregelt.
Bei hellem Tageslicht löst der Videosensor pro Einzelbild – je nach Helligkeit und Sensorqualität – zwischen 1/200 und 1/1000 Sekunde aus, ganz unabhängig davon wie viele Bilder in der Sekunde vom Chipsatz weiter zum Video verarbeitet wird.

Die Datenrate muss jedoch je nach verwendeter Kompressionstechnologie (aktuell ist 2017 das H264 Format) differenzierter betrachtet werden. Mit aktueller H264 Kompression benötigt ein 60fps-Video nicht die doppelte Datenrate, wie ein 30fps-Video. Die Steigerung liegt je nach Qualität der Umsetzung des Videocodecs bei 30-40%, um bei 60fps die gleiche Videoqualität (Qualitätsfaktor bei Kompression), wie bei 30fps zu erreichen.

Installation & Testfahrt

Bilder sagen mehr als tausend Worte. Daher habe ich einen direkten 60/30 FPS Vergleich angefertigt. Dafür wurden zwei identisch konfigurierte DC-A119S mit CPL-Polfilter nebeneinander im Fahrzeug montiert. Der einzige Unterschied zwischen beiden DC-A119S ist, das eine Kamera mit 30 Bildern pro Sekunden aufzeichnet und die Kamera mit 60 Bilder/Sekunde. Die Datenrate des 30fps-Video beträgt ungefähr 15Mbit, während das 60fps-Video mit etwa 20Mbit aufgezeichnet wurde.

Die Wahl fiel auf die DC-A119S wegen der guten Videoqualität bei 30fps und 60fps in FullHD-Auflösung. Außerdem ermöglicht die Gehäuseform eine platzsparende Installation – auch wenn zwei DC-A119S nebeneinander platziert werden. Das sehr gute Preis-Leistungsverhältnis reißt auch bei zwei Stück keine größeren Löcher in das Portemonnaie.

iTracker DC-A119S - 2x Installation

Die Strecke wurde so gewählt, dass Beschilderungen und entgegen kommende Fahrzeuge bei verschiedenen Geschwindigkeiten erfasst werden können. Unter anderem ist die Lesbarkeit von Beschilderungen ein Indikator für Detailschärfe im Video.

Anschließend wurden die Videoaufzeichnungen synchronisiert und Screenshots in hoher Auflösung erstellt.

Video

Um das Videomaterial der beiden Dashcams gut vergleichen zu können, wurden zwei Videos angefertigt.

Hinweis: YouTube bietet eine Zeitlupenfunktion unten rechts im Player. Eine Geschwindigkeit von 0.5 entspricht einer Zeitlupe von 50%.

Vergleich nebeneinander: 4K-60fps-Video, bei dem beide originalen Aufnahmen nebeneinander in jeweils originaler FullHD-Auflösung dargestellt werden. Das Abspielgerät muss leistungsfähig sein, um 4K-Video mit 60fps abspielen zu können.

Vergleich übereinander: FullHD-60fps-Video, bei dem beide originalen Aufnahmen übereinander gelegt und ausgerichtet sind. Die ursprünglichen Videos sind zu diesem Zweck am oberen und unteren Rand beschnitten.

Download der Videos

Bei einem Upload bei YouTube werden die Videos neu komprimiert – die Videoqualität verschlechtert sich. YouTube-Videos können daher nie die originale Qualität darstellen, sondern nur einen ersten Eindruck vermitteln. Aus diesem Grund werden die Videos in originaler Qualität hier zum Download bereit gestellt.

Video 1: Vergleich nebeneinander, Auflösung: 4k, Datenrate: 100 MBit/s, Dateigröße: 1600 MByte

>> dc-a119s-vergleich-30-60-fps-4k.mp4

Video 2: Vergleich übereinander, Auflösung: FullHD, Datenrate: 60 MBit/s, Dateigröße: 1000 MByte

>> dc-a119s-vergleich-30-60-fps.mp4

Hinweis: Um einen Qualitätsverlust zu vermeiden, wurden die Videos nach dem Videoschnitt mit extrem hoher Qualität kodiert. So ist optisch selbst bei genauer Betrachtung kein Unterschied zum originalen Videomaterial feststellbar (SSIM = ~0.99). Die dadurch sehr hohen Videodatenraten können jedoch bei einigen Abspielgeräten zu Rucklern führen.

Screenshots

Bei der Wahl der Screenshots habe ich mich auf Szenen mit Schwerpunkt der Erkennung von Schildern mit Beschriftungen konzentriert. Ein Screenshot zeigt auch einfach nur schöne Landschaft. Bei der Betrachtung können die Uhrzeit (Abend) und auch die Geschwindigkeit des Fahrzeugs interessant sein. Uhrzeit und Geschwindigkeit sind in den Screenshots jeweils unten durch das GPS der DC-A119s eingeblendet.

Die Screenshot können hier im Forum nicht in vollster Qualität, als PNG-Datei, eingebunden werden, da ein einzelner PNG-Screenshot über 4 MByte groß ist. Leser mit einer langsameren Internet-Verbindung könnten diesen Beitrag dann nicht ansehen. Darum habe ich die Screenshots als JPG mit akzeptabler Kompression erstellt. Die Kompression wurde so gewählt, dass der optische Vergleich nicht beeinflusst wird. Die Screenshots wurden in der originalen Auflösung der beiden Kamera mit je 1920×1080 Pixel übereinandergelegt und mit 1920×2160 Pixel gespeichert.

Die hochauflösenden Screenshots stehen in originaler Qualität (24bit PNG) hier als Download bereit:

>> Download: 60fps-30fps-vergleich-screenshots.zip

Hinweis: Dass die Kennzeichen entgegen kommender Fahrzeuge sowohl bei hohen (100km/h) als auch niedrigeren Geschwindigkeiten (ca. 50km/h) nicht lesbar sind, hängt mit den Lichtverhältnissen der abendlichen Dämmerung zum Zeitpunkt der Testfahrt zusammen. Bei hellem Tageslicht am Mittag sind mit der DC-A119S bei 50km/h (oder etwas schneller) die Kennzeichen entgegen kommender Fahrzeuge in der Regel gut lesbar. Weitere Tests dazu veröffentliche ich in einem anderen Beitrag.

Auswertung

Beschilderungen und andere Bilddetails sind bei unterschiedlichen Geschwindigkeiten bei 60fps und 30fps gleich gut erkennbar. Bewegungsunschärfen, die auf einen unterschiedlich schnell angesteuerten Shutter bei 30fps oder 60fps hindeuten, sind nicht vorhanden.

Das Video mit 30fps zeigt minimal schärfere Konturen und Details, welche jedoch nahe an der Wahrnehmungsschwelle liegen. Dazu trägt auch die ausgeglichene Wahl des H264 Kompressionsfaktors und Datenrate bei. Der Novatec 96660 Prozessor der iTracker DC-A119S schafft bei einer rund 30-35% höheren Datenrate bei 60fps nahezu die gleiche Videoqualität bzw. Bilddetails zu speichern, wie bei 30fps.

Negativ-Beispiel

Ein schönes exemplarisches Beispiel für eine wahrheitswidrige Werbung mit „schärferen 60fps“ ist diese Grafik vom Dashcam-Hersteller „VicoVation“:

VicoVation Werbung für schärfere Videos bei 60fps

Wenn ein Hersteller oder Händler also behauptet, dass 60fps-Videos schärfere und/oder detailliertere Aufnahmen ermöglichen (als 30fps-Videos), so wird dieser Hersteller/Händler entweder sein eigenes Produkt oder die technischen Grundlagen nicht kennen, oder den Kunden mit diesem Mythos bewusst in die Irre führen. Eventuell angepriesene (Stand-)Bildvergleiche mit einem Unschärfe-Effekt bei 30fps-Videos entstammen einer Bildbearbeitung und keinem echten Videovergleich.

Nachfolgendes Vergleichsvideo, welches offiziell von Vicovation stammt, widerlegt ganz klar die eigene Werbeaussage auf der Vicovation-Webseite und bestätigt, dass Videos mit 60fps nicht mehr Details zeigen, als mit 30fps.
Hinweis: Lautsprecher leise stellen oder ausmachen

Fazit

Es ist schlicht unwahr, dass Videos mit 60 Bilder/Sekunde schärfere und detailliertere Aufnahmen darstellen, als Videos mit 30 Bildern/Sekunde.

„Besser“ wirken Videos mit 60fps allein durch die flüssigere Darstellung. Manche Personen nehmen die höhere Bildfrequenz aber auch gar nicht wahr und sehen keinen Unterschied zwischen 60fps und 30fps.

Ein Vorteil von Videos mit 60fps ergibt sich vor allem dann, wenn nach der Aufnahme beim Videoschnitt ein Video mit Zeitlupe erstellt werden soll. Zeitlupen wirken flüssiger und natürlicher, wenn das Ausgangsmaterial mit 60fps anstatt mit 30fps vorliegt.

Bezugsquellen

Die in diesem Test verwendete aktuelle deutsche iTracker DC-A119S ist hier erhältlich:

>> Autokamera24
>> Amazon

Produktvorstellung und technische Daten der DC-A119S gibt es hier:

>> Vorstellung: iTracker DC-A119S
>> iTracker DC-A119S – Technische Daten