In der Welt der modernen Unterhaltungselektronik und des Gamings sind Begriffe wie 4K, 120 Hz und HDR (High Dynamic Range) die Goldstandards, die ein unvergleichliches visuelles Erlebnis versprechen. Mit dem Aufkommen von Konsolen der nächsten Generation wie der PlayStation 5 und Xbox Series X, sowie leistungsstarken Gaming-PCs, ist der Wunsch, diese Technologien in vollem Umfang zu nutzen, allgegenwärtig. Die Hersteller von Fernsehern haben darauf reagiert und werben großzügig mit der Unterstützung von HDMI 2.1, dem vermeintlichen Schlüssel zu all diesen Features gleichzeitig. Doch viele Nutzer von Samsung TVs stehen vor einem Rätsel: Warum müssen sie sich oft zwischen 120 Hz und HDR entscheiden, wenn beides in 4K nicht gleichzeitig möglich zu sein scheint, obwohl ihr Gerät HDMI 2.1 an Bord hat? Dieser Artikel taucht tief in die Materie ein, beleuchtet die technischen Hintergründe und klärt auf, wo das Problem liegt.
### Die Verlockung des Trios: 4K, 120 Hz, HDR
Stellen Sie sich vor: gestochen scharfe 4K-Auflösung, die jedes Detail zum Leben erweckt; eine butterweiche Bildwiederholfrequenz von 120 Bildern pro Sekunde, die Bewegungen flüssiger denn je erscheinen lässt; und HDR, das mit einem erweiterten Farbraum und beeindruckenden Kontrasten eine atemberaubende Bildtiefe schafft. Dieses Trio ist der Traum jedes Enthusiasten und der Gipfel dessen, was die aktuelle Technologie zu bieten hat. Für Gamer bedeutet 120 Hz nicht nur ein flüssigeres Spielerlebnis, sondern oft auch einen entscheidenden Vorteil durch geringere Eingabeverzögerung. HDR wiederum verleiht Spielen und Filmen eine Lebendigkeit, die man einmal erlebt, nicht mehr missen möchte. Ein moderner Fernseher mit HDMI 2.1 sollte all dies mühelos beherrschen. Oder etwa nicht?
### HDMI 2.1: Der versprochene Game Changer
HDMI 2.1 wurde als die Antwort auf die steigenden Bandbreitenanforderungen der neuesten Videoformate entwickelt. Während HDMI 2.0b eine maximale Bandbreite von 18 Gbit/s bot, katapultiert HDMI 2.1 diese auf beeindruckende 48 Gbit/s. Diese erhöhte Bandbreite ist entscheidend, um die enormen Datenmengen zu übertragen, die für 4K-Auflösung bei hohen Bildwiederholraten (bis zu 120 Hz oder sogar 144 Hz) und gleichzeitig tiefen Farbräumen (10-Bit oder 12-Bit für HDR) erforderlich sind.
Zu den Kernmerkmalen von HDMI 2.1 gehören:
* **FRL (Fixed Rate Link)**: Ein effizienterer Übertragungsmechanismus im Vergleich zu TMDS (Transition Minimized Differential Signaling) von früheren HDMI-Versionen.
* **Höhere Bandbreite**: Bis zu 48 Gbit/s.
* **VRR (Variable Refresh Rate)**: Ermöglicht die Synchronisation der Bildwiederholrate des Displays mit der Ausgabe der Grafikkarte, eliminiert Tearing und minimiert Stottern.
* **ALLM (Auto Low Latency Mode)**: Schaltet den Fernseher automatisch in den Spielemodus mit geringster Eingabeverzögerung.
* **eARC (Enhanced Audio Return Channel)**: Für hochwertige Audioformate über HDMI.
* **DSC (Display Stream Compression)**: Ein verlustfreies Kompressionsverfahren, das die effektive Bandbreite noch weiter erhöht.
Die Spezifikationen von HDMI 2.1 versprechen also, dass 4K@120Hz mit HDR problemlos möglich sein sollte. Doch in der Praxis stoßen viele Nutzer von Samsung TVs an Grenzen.
### Das verwirrende Dilemma bei Samsung TVs
Das Problem äußert sich oft wie folgt: Schließt man eine PlayStation 5, Xbox Series X oder einen Gaming-PC an einen kompatiblen Samsung TV an, der über HDMI 2.1-Ports verfügt, kann man entweder 4K mit 120 Hz aktivieren oder 4K mit HDR. Beides gleichzeitig ist jedoch oft nicht möglich. Der Fernseher wechselt entweder zu 60 Hz, wenn HDR aktiviert wird, oder deaktiviert HDR, um 120 Hz zu ermöglichen. Für Konsolenspieler, die die volle Pracht ihrer neuen Hardware genießen möchten, ist das eine frustrierende Einschränkung. Was steckt dahinter?
### Tiefenbohrung in die Bandbreitenanforderungen: Die Mathematik dahinter
Um das Problem zu verstehen, müssen wir uns mit den Bandbreitenanforderungen für verschiedene Videoformate befassen. Die benötigte Bandbreite hängt von mehreren Faktoren ab:
1. **Auflösung**: Die Anzahl der Pixel (z.B. 3840×2160 für 4K).
2. **Bildwiederholrate**: Die Anzahl der Bilder pro Sekunde (z.B. 60 Hz, 120 Hz).
3. **Farbtiefe**: Die Anzahl der Bits pro Farbkomponente (z.B. 8-Bit für SDR, 10-Bit oder 12-Bit für HDR).
4. **Chroma Subsampling (Farbunterabtastung)**: Die Art und Weise, wie Farbinformationen gespeichert werden (z.B. 4:4:4, 4:2:2, 4:2:0).
Die Formel zur Berechnung der unkomprimierten Bandbreite lautet (vereinfacht):
Bandbreite = (Horizontale Pixel) * (Vertikale Pixel) * (Bildwiederholrate) * (Farbtiefe in Bit) * (Chroma Subsampling Faktor) / 8 Bit pro Byte
Betrachten wir die Anforderungen für ein ideales Szenario: 4K (3840×2160) @ 120 Hz mit 10-Bit Farbtiefe (für HDR) und vollem 4:4:4 Chroma Subsampling (was die höchste Bildqualität ohne Kompromisse bei der Farbe darstellt):
* 4K @ 60 Hz, 10-Bit, 4:4:4: ca. 22.28 Gbit/s (Passt in HDMI 2.0b mit Kompromissen oder HDMI 2.1)
* 4K @ 120 Hz, 8-Bit, 4:4:4: ca. 44.59 Gbit/s (Passt in HDMI 2.1 ohne DSC)
* **4K @ 120 Hz, 10-Bit, 4:4:4: ca. 55.74 Gbit/s**
Hier wird das Problem deutlich: Die benötigte Bandbreite von **55.74 Gbit/s** für 4K@120Hz 10-Bit 4:4:4 überschreitet die maximale physische Bandbreite von **48 Gbit/s** von HDMI 2.1.
### Die Rolle von Chroma Subsampling
Da die maximale Bandbreite von 48 Gbit/s nicht ausreicht, muss eine Lösung her. Eine gängige Methode zur Reduzierung der Bandbreite ist die Verringerung des **Chroma Subsampling**.
* **4:4:4**: Volle Farbinformationen für jeden Pixel. Ideal für PC-Desktop-Anwendungen und Text.
* **4:2:2**: Halbierte Farbinformationen horizontal. Immer noch sehr gut für Videos und Gaming, kaum sichtbar für die meisten Nutzer.
* **4:2:0**: Halbierte Farbinformationen horizontal und vertikal. Deutliche Bandbreitenreduzierung. Für Videos und viele Spiele gut genug, kann aber bei feinen Details oder Text auf dem PC zu sichtbaren Artefakten führen.
Wenn wir 4K@120Hz 10-Bit 4:2:0 berechnen:
* 4K @ 120 Hz, 10-Bit, 4:2:0: ca. 27.87 Gbit/s (Passt problemlos in HDMI 2.1 und sogar in HDMI 2.0b mit 8-Bit)
Das Herunterschalten des Chroma Subsampling auf 4:2:0 oder 4:2:2 ist oft der Workaround, den Systeme automatisch anwenden oder den Nutzer manuell einstellen müssen, um 4K@120Hz und HDR gleichzeitig zu ermöglichen. Viele Grafikkarten und Konsolen können dies. Für Gaming und Videos ist 4:2:2 meist ausreichend, aber die „ideale” Bildqualität des 4:4:4 wird nicht erreicht.
### Display Stream Compression (DSC): Der entscheidende Faktor
Da selbst 4K@120Hz mit 10-Bit 4:4:4 die 48 Gbit/s von HDMI 2.1 überschreitet, gibt es eine offizielle Lösung in der HDMI 2.1-Spezifikation: **Display Stream Compression (DSC)**. DSC ist ein visuell verlustfreier Kompressionsstandard, der die Bandbreite um das bis zu 3-fache reduzieren kann. Das bedeutet, dass ein Signal, das eigentlich 55.74 Gbit/s benötigen würde, mit DSC auf etwa 18-28 Gbit/s komprimiert werden kann, was problemlos in die 48 Gbit/s von HDMI 2.1 passt.
Hier liegt der Kern des Problems für viele Samsung TVs: Obwohl HDMI 2.1 die Unterstützung für DSC vorsieht, ist die Implementierung nicht obligatorisch für jeden Port oder jedes Feature. Es scheint, dass einige Samsung TVs, insbesondere aus früheren Modelljahren mit HDMI 2.1, die für 4K@120Hz HDR 4:4:4 notwendige **DSC**-Unterstützung nicht oder nicht in vollem Umfang implementiert haben. Dies bedeutet, dass die TV-Hardware die eingehenden komprimierten DSC-Signale nicht korrekt dekodieren kann, oder die internen Pipelines des TVs nicht für diese hohe Datenrate ausgelegt sind.
Ohne DSC bleiben nur zwei Optionen, um innerhalb der 48 Gbit/s zu bleiben:
1. Reduzierung der Bildwiederholfrequenz (z.B. auf 60 Hz).
2. Reduzierung der Farbtiefe (z.B. auf 8-Bit, wodurch HDR deaktiviert wird).
3. Reduzierung des Chroma Subsampling (z.B. auf 4:2:2 oder 4:2:0).
Da HDR eine Farbtiefe von mindestens 10-Bit erfordert, und 120 Hz oft das gewünschte Ziel ist, bleibt nur die Reduzierung des Chroma Subsampling als praktikabler Weg, wenn **DSC** fehlt.
### Samsung’s Implementierung: Wo liegt die Lücke?
Es ist wichtig zu verstehen, dass HDMI 2.1 eine Reihe von Funktionen und eine maximale Bandbreite definiert, aber nicht jedes Gerät muss alle Funktionen nutzen oder die volle Bandbreite auf allen Ports bereitstellen. Samsung hat in der Vergangenheit einige TVs mit **HDMI 2.1** beworben, deren Ports jedoch de facto nur eine Bandbreite von 40 Gbit/s (oder sogar weniger) statt der vollen 48 Gbit/s unterstützten. Selbst bei 48 Gbit/s bleibt das Problem mit 4K@120Hz 10-Bit 4:4:4 bestehen, wenn DSC nicht implementiert ist.
Es gab auch Berichte und Tests, die zeigten, dass bei bestimmten Samsung TV-Modellen (oft aus den Jahren 2020/2021) die **DSC**-Unterstützung für das Szenario 4K@120Hz HDR fehlte oder nicht richtig funktionierte. Andere Hersteller, wie LG bei ihren OLED-Modellen, haben **DSC** in der Regel vollständig implementiert, was es ihnen ermöglicht, 4K@120Hz 10-Bit 4:4:4 mit HDR problemlos anzuzeigen.
Dies ist kein Fehler im HDMI 2.1-Standard an sich, sondern eine Entscheidung oder technische Einschränkung seitens des Herstellers bei der Implementierung. Es ist denkbar, dass interne Chipsätze oder die Bildverarbeitungs-Engine des TVs nicht für die Verarbeitung der hohen, unkomprimierten Datenraten von 4K@120Hz 10-Bit 4:4:4 konzipiert wurden, und die **DSC**-Dekodierung nicht als Priorität oder aus Kostengründen weggelassen wurde.
### Die Auswirkungen auf Gamer und PC-Nutzer
Für Gamer, die eine PS5 oder Xbox Series X besitzen, bedeutet dies eine schwierige Wahl:
* **Maximale Framerate (120 Hz)**: Dann müssen sie oft auf die volle HDR-Darstellung verzichten oder eine geringere Farbinformation (4:2:2/4:2:0) in Kauf nehmen.
* **Bestmögliche Bildqualität mit HDR**: Dann müssen sie meist mit 60 Hz spielen.
Für PC-Nutzer ist die Situation noch heikler. Während bei Filmen und Spielen 4:2:2 oder 4:2:0 oft unbemerkt bleibt, kann es bei der Darstellung von Text und feinen grafischen Elementen auf einem PC-Desktop zu einer sichtbaren Verschlechterung der Schärfe kommen, da Farbinformationen in der Unterabtastung verloren gehen. Dies macht den Fernseher als PC-Monitor weniger attraktiv, wenn man die volle 4K@120Hz HDR 4:4:4-Erfahrung erwartet.
### Marketing vs. Transparenz: Ein Dilemma für Hersteller
Ein großes Problem ist die mangelnde Transparenz. Hersteller bewerben ihre Fernseher oft einfach mit „HDMI 2.1„, ohne die spezifischen Implementierungsdetails wie die maximale Bandbreite pro Port oder die Unterstützung von **DSC** explizit zu nennen. Für den durchschnittlichen Verbraucher ist dies äußerst irreführend, da er davon ausgeht, dass „HDMI 2.1” automatisch die Unterstützung für alle Top-Features gleichzeitig bedeutet. Die HDMI Forum Spezifikation ist sehr umfangreich, und Hersteller können bestimmte Teile davon implementieren, ohne alle Features abdecken zu müssen. Dies führt zu Verwirrung und Frustration bei den Käufern.
### Was können Verbraucher tun?
Wenn Sie vor der Anschaffung eines neuen 4K TVs stehen und 4K@120Hz mit HDR in voller Qualität (4:4:4) nutzen möchten, sollten Sie auf folgende Punkte achten:
* **Spezifische DSC-Unterstützung**: Suchen Sie in den technischen Daten explizit nach **Display Stream Compression (DSC)**. Wenn ein TV dies nicht explizit erwähnt, ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass es nicht oder nicht für alle relevanten Modi vorhanden ist.
* **Volle 48 Gbit/s Bandbreite**: Stellen Sie sicher, dass die **HDMI 2.1**-Ports tatsächlich die volle Bandbreite von 48 Gbit/s unterstützen und nicht nur eine reduzierte Version (z.B. 40 Gbit/s).
* **Testberichte und Foren**: Verlassen Sie sich nicht nur auf Marketingaussagen. Lesen Sie detaillierte Testberichte von Fachmagazinen und suchen Sie in einschlägigen Foren nach Nutzererfahrungen mit dem spezifischen Modell und dessen 4K@120Hz HDR-Fähigkeiten.
* **Aktuelle Modelle**: Neuere Samsung TV-Modelle (ab 2022/2023) haben dieses Problem tendenziell seltener, da die Implementierung von HDMI 2.1 und **DSC** ausgereifter ist. Es bleibt jedoch ratsam, dies vor dem Kauf zu überprüfen.
### Workarounds und Ausblick
Sollten Sie bereits einen Samsung TV besitzen, der von diesem Problem betroffen ist, bleibt Ihnen meist nur der Workaround, die Chroma Subsampling-Einstellung auf 4:2:2 oder 4:2:0 zu reduzieren, um 4K@120Hz und HDR gleichzeitig zu nutzen. Für die meisten Spiele und Videos ist der visuelle Unterschied zwischen 4:4:4 und 4:2:2 gering und kaum wahrnehmbar. Für PC-Desktop-Anwendungen müssen Sie jedoch möglicherweise Kompromisse bei der Textschärfe eingehen.
In Zukunft werden die Implementierungen von HDMI 2.1 voraussichtlich noch ausgereifter sein, und die **DSC**-Unterstützung wird zum Standard, um die immer höheren Bandbreitenanforderungen zu erfüllen. Es ist jedoch eine Lektion für uns alle: „HDMI 2.1” ist nicht gleich „HDMI 2.1„. Die Teufel stecken im Detail, und eine umfassende Recherche vor dem Kauf ist unerlässlich, um Enttäuschungen zu vermeiden.
### Fazit
Das Rätsel um 4K@120Hz und HDR auf einigen Samsung TVs trotz HDMI 2.1-Anschluss ist letztlich eine Frage der Bandbreite und der spezifischen Hardware-Implementierung, insbesondere der fehlenden oder unzureichenden Unterstützung von **Display Stream Compression (DSC)**. Während HDMI 2.1 die technische Grundlage für all diese High-End-Features gleichzeitig bietet, muss der Fernseher diese auch vollständig implementieren. Samsung hat, wie auch einige andere Hersteller in den Anfangsjahren von HDMI 2.1, hier und da Kompromisse gemacht, die zu Einschränkungen für die Nutzer führen. Mit steigender Nachfrage und fortschreitender Technologie wird sich die Situation hoffentlich verbessern, aber bis dahin bleibt der informierte Konsument der beste Schutz vor unerwünschten Überraschungen.