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Formatos de Video Digital

Las arquitecturas de vídeo, estándares y codecs, hacen que Windows Media, QuickTime y MPEG nos permitan visualizar imágenes de vídeo en nuestro ordenador. Pinchamos un fichero y el sistema se hace cargo de todos los detalles. Decide qué software trabajará acorde al esquema de compresión usado y lo mostrará. Sin embargo, no siempre estamos satisfechos con los resultados de esos programas. El siguiente glosario nos muestra todas las arquitecturas y codecs que se usan actualmente.

¿Qué son los CODECS?
Como su nombre indica, corresponde al acrónimo de codificador/decodificador. Conocido como "lossy", el esquema de compresión elimina datos para salvar espacio en disco. En la compresión de datos de vídeo, se ahorra espacio analizando cada cuadro (frame) y almacenando o muestreando sólo la diferencia con el cuadro precedente. Este tipo de compresión es conocido como "compresión temporal". El otro método de compresión de vídeo elimina los datos de los píxel que no cambian y es conocido como "compresión espacial".

¿Qué son las ARQUITECTURAS?
Una arquitectura de vídeo define la forma en que se manejan y sincronizan los datos de vídeo. Cada arquitectura está optimizada para una plataforma específica. Por ejemplo, Windows Media está optimizado para el PC, QuickTime para Apple y Real Systems para la web.

Todas las arquitecturas de vídeo son similares en funciones, pero difieren ampliamente en los detalles. Todas definen los formatos de los archivos y sus extensiones, pero no necesariamente especifican el formato actual de los datos de vídeo almacenado en el archivo. La arquitectura puede restringir el formato de vídeo, pero no siempre se da el caso. Por ejemplo, Windows Media y QuickTime manejan una amplia variedad de formatos de vídeo. Esto es porque la arquitectura de vídeo sólo define el entorno. Este entorno maneja los datos de vídeo con la información necesaria para reproducirse. Por consiguiente, cuando abrimos un fichero con las extensiones .avi o .mov, lo que realmente abrimos es el entorno. El ordenador lee la información del entorno y llama al software apropiado para que se reproduzca ese fichero correctamente.

No todas las arquitecturas son flexibles. Real Systems sólo soporta vídeo comprimido con su propio codec propietario, así la información del entorno no tiene el codec específico para poder descodificar el video comprimido. Esto es lo más importante de esta información técnica. No es la extensión del fichero que vemos en el PC la que define el codec que fue usado para crear el vídeo. Eso está definido por la arquitectura. Las extensiones .avi y .mov identifican la arquitectura de vídeo. El resto se encuentra dentro del entorno .avi o .mov.

¿Qué son los ESTÁNDARES?
En un esfuerzo para encontrar un fondo común, el Motion Picture Expert Group (MPEG) desarrolla formatos de archivos estándar y algoritmos de compresión que la industria puede licenciar para aplicaciones particulares de audio y vídeo. Se trabaja constantemente en nuevas características de MPEG para solucionar las demandas de explotación de video digital. Con el MPEG-4, se hace un intento para tratar el tema del vídeo en internet (web), y están en desarrollo el MPEG-7 (Multimedia Content Description Interface) que está enfocado principalmente para los metadatos, indexación y organización, y el MPEG-21 (Multimedia Framework) proyecto a muy largo plazo, donde se establecen arquitecturas de manejo de derechos para sistemas de pago y visión de contenidos (pago por visión, vídeo bajo demanda, etc) Tal vez el MPEG-7 y el MPEG-21 converjan en un solo protocolo. El tiempo lo dirá.

DirectShow

Uso primario:
- Reproductor de medios CD, DVD, web y disco duro.
- DirectShow (antes ActiveMovie) es una arquitectura multimedia desarrollada por Microsoft. Es parte de Windows 98, Interner Explorer versiones 3 y 4 y Windows 95 OSR2.
Comentarios:
- Sustituyó al Video for Windows y ActiveMovie.
- Soporta MPEG-1, MPEG-2, Advanced Streaming Format (.asf), Video on Demand (VOD), Real Media (.rm), .avi, .mov, Indeo 5 y otros.


Digital Video (DV)

Uso primario:
- Captura y grabación de vídeo.
- Formato de vídeo de alta calidad.
- Usado en cámaras digitales y tarjetas capturadoras.

Método de compresión:
- El miniDV es un formato DV25 (25 Mb/s)
- Frecuencia de muestreo de 13,6MHz
- Formato de vídeo 4:2:0 o 4:1:1, NTSC o PAL
- Compresión fija 5:1

Comentarios:
- El DV tiene un flujo de datos fijo.
- Es un estándar para cámaras, tarjetas capturadoras en DV nativo y sistemas de edición.
- Es un formato aceptado universalmente con una excelente calidad de imagen.
- El volumen de datos es demasiado elevado para la distribución de video por internet.

 


MPEG-1

Uso primario:
- CD-ROM video.
- Video-CD
- Web.
- Optimizado para lectura en reproductores CD-R de x1 y x2

Método de compresión:
- Similar al JPEG, pero usa un flujo de datos fijo y no es escalable.

Comentarios:
- Es un estándar aceptado internacionalmente.
- Buena calidad de imagen en ventanas pequeñas.
- Los codificadores por hardware permiten la compresión en tiempo real.
- La compresión por software es lenta.

MPEG-2

Uso primario:
- Televisión por satélite
- DVD y aplicaciones de video de alta calidad y flujo elevado de datos
- Teledifusión

Método de compresión:
- El MPEG-2 está basado en el MPEG-1, pero está optimizado para flujos elevados de datos y calidad de imagen escalable.

Comentarios:
- Muy elevada calidad de imagen.
- El MPEG-2 es el estándar utilizado en el DVD-Vídeo y proporciona una calidad teledifusiva de audio y video elevada.
- Lo utilizan la mayoría de los distribuidores de cable y satélite.
- Está soportado por DirectShow bajo Windows.

MPEG-4

Uso primario:
- Web video
Método de compresión:
- Proyecto europeo conocido como ACTS-MOMUSYS que, junto con Microsoft, están trabajando para consolidar el estándar del algoritmo MPEG-4

Comentarios:
- Con calidad escalable.
- Soportado por Microsoft Windows Media es la refundación del formato DivX;-) que está ganando popularidad rápidamente.

MP3

Uso primario:
- Codificación de archivos de audio para difusión por internet
Método de compresión:
- El MP3 es la abreviación de la compresión de audio estándar MPEG-1, capa 3

QuickTime

Uso primario:
- La baja compresión (2:1) es ideal para el almacenamiento durante la edición de video.
- Utilizado para capturar video en los equipos Mac sin hardware MJPEG.

Método de compresión:
- Compresión 4:2:2 YUV video en componentes.

Comentarios:
- No requiere hardware y mantiene la compresión sin pérdidas.
- Su baja compresión requiere mucho espacio en disco duro y de elevada transferencia de datos.
- No es utilizable sobre la web o CD´s

RealSystem

Uso primario:
- Web

Método de compresión:
- Propietario, basado en MPEG
Comentarios:
- RealVideo y RealAudio están optimizados para flujos de datos de internet.

Sorenson Video

Uso primario:
- Web.
- Video basado en CD para reproducir desde ordenadores Pentium o PowerMac.

Método de compresión:
- Advanced Vector Quantization (VQ)

Comentarios:
- Codec primario QuickTime.
- Video en CD-ROM se reproduce bien en Pentium mayores de 120MHz.
- Basado en QuickTime para MacOS y Windows.
- Es posible la codificación con un flujo de datos variable (VBR)
- Requiere un ordenador rápido con el codec Cinepak.
- Reproducción suave con resoluciones de 320 x 240 pixels.
- Permite flujo de datos mayores de 100Kb/s
- Algunos colores, especialmente el rojo, tienden a sobresaturarse.

TrueMotion

Uso primario:
- Web
- Todas las plataformas
Método de compresión:
- Wavelet TrueMotion-S
- Compresión intracuadro.

Comentarios:
- Escalable.
- Soporte vídeo de alta calidad.
- Almacenamiento con flujo de datos elevado.

 

 

Video for Windows

Uso primario:
- Usado para reproducir desde CD, Web y disco duro.
Comentarios:
- Actualmente no está soportado, sino que forma parte de Microsoft DirectShow.

VP3 (On2)

Uso primario:
- Anunciado para RealSystems.
- Reproducción desde disco duro, CD, Web y DVD
- Se integra con QuickTime 5

Método de compresión:
- Wavelet
Comentarios:
- VP3 está disponible para todas las aplicaciones.
- Vídeo de alta calidad en la web.
- Elevado flujo de datos
- Buena reproducción en ordenadores modestos.
- No está muy difundido.

Windows Media

Uso primario:
- Web.
- Edición de vídeo por ordenador.

Método de compresión:
- Cumple con el estándar MPEG-4

Comentarios:
- Arquitectura ideal para la web.
- Ampliamente difundido.
- Reproductor gratuito.

Formato

Cinta (mm.) Muestra Bits Flujo (Mb/s) Compresión Audio
Canales
Bits audio

D1

19

4:2:2

8

172

No

4

16-20

D2

19

4Fsc

8

94

No

4

18-20

D3

12,7

4Fsc

8

94

No

4

20

D5

12,7 1/2

4:2:2

10

270

No

4

20

D6

19

4:2:2

8

995

No

10-12

20-24

D7 DVCPRO

6

4:1:1

8

25

DV 5:1

2

16

Digital 8

8

4:2:0

8

25

DV 5:1

2

16

DV

6

4:2:0

8

25

DV 5:1

2

16

DVCAM

6

4:2:0

8

25

DV 5:1

2

16

DVCPRO 50

6

4:2:2

8

50

DV 3,3:1

4

16

DVCPRO HD

6

4:2:2

8

100

DV 6,7:1

8

16

D9 Digital s

12,7

4:2:2

8

50

DV 3,3:1

4

16

D9 HD

12,7

4:2:2

8

100

DV 3,5:1

4

16

MPEG-IMX

12,7

4:2:2

8

50

MPEG2 P@ML

4-8

24-16

Betacam SX

12,7

4:2:2

8

18

MPEG2 P@ML

4

16

Betacam Digital

12,7

4:2:2

10

95

DCT 2,3:1

4

18-20

HDCAM

12,7

4:1:1

8

140

DCT 7,1:1

4

20

HD-D5

12,7

4:2:2

10

270

DCT 4,5:1

8

20

DCT

19

4:2:2

8

85

DCT 2:1

4

16-20


 
Usos típicos:

 

Todos los formatos tienen un formato de 720 x 576 excepto DVCPro HD y el HDCAM que soportan alta definición (1920 x 1080).
El D1 se usa para publicidad y cine.

Los formatos D2 y D3 no se usan en España. Son formatos de vídeo compuesto. El D2 surgió para sustituir al formato C.

D4 no se utiliza como término, ya que en Japón, el 4 es signo de mala suerte.

El D5 fue el sistema usado en la Olimpiada de Barcelona 92. Luego cayó en desuso. Ahora se ha reconvertido a HD con gran éxito.

El D6, al ser muy caro y de tamaño grande, sólo se usa en telecinado.

El D7 (DVCPRO), DV y DVCAM, se suelen usar para periodismo electrónico. También se están usando mucho en los canales temáticos de televisión por satélite, ya que los costes de explotación son mínimos con estos formatos, dando una calidad muy buena.

El Betacam Digital se usa para cinematografía digital, junto al DVCPRO HD y al HD-D5. Inferior en precio al D1 por reducción de tren binario. No aparece Betacam-SP al ser un formato analógico.

  Para las producciones de alta calidad, la AES-EBU recomienda el uso de equipos con una estructura en componentes 4:2:2 y un flujo de datos de 50Mb/s. Dentro de esta recomendación entran el D9 (Digital-S), el DVCPRO 50 y el MPEG-IMX.

Para la futura televisión en alta definición, son adecuados el D9-HD, HDCAM, HD-D5, DVCPRO-HD y D6. Estos tres últimos no necesitan tratar el sonido con codificadores multicanal externos, como el Dolby E, ya que admiten 8 o más canales independientes de sonido. (Recordemos que en televisión de alta definición, el audio tiene el formato 5.1 canales)

El DV (miniDV) y, en menor grado, el Digital 8, son formatos domésticos que, debido a sus grandes ventajas, están sustituyendo paulatinamente a los formatos analógicos.

Todos son de origen japonés excepto el DCT, que es de Ampex, y el D6, que es conjunto de Philips y Toshiba.

 

Formato Horizontal Lineas Ancho de banda MHz
VHS y 8-mm VCRs

240

3.0

U-matic (3/4-inch) VCRs (Betacam)

250

3.1

U-matic SP VCRs
Betacam SP

330

4.1

Señal de TV NTSC

330

4.1

S-VHS y Hi8 VCRs

400

5.0

Laserdisc

425

5.3

DVD Video

500

6.3

Formatos DV

500

6.3

DVDCAM HITACHI

Sistema de videocámara doméstica basada en discos DVD-RAM de 8 cm de diámetro y compresión MPEG-2. Es un formato propietario de Hitachi, no han salido cámaras en otras marcas.

Su modelo más representativo es el DZ-MV100A. Cada disco es capaz de almacenar 1.3G por cada cara, resultando en una media hora de vídeo de alta calidad por cara. Permite también grabar imágenes en menor calidad, con más de dos horas de capacidad de almacenamiento. En los discos se pueden grabar también"fotos" con una resolución de 1200x960 pixels. El formato del disco es el DVD-RAM, no siendo compatible con cualquier DVD doméstico del mercado o unidades DVD-ROM. El formato de compresión es MPEG-2 CBR.

El CCD y las ópticas son similares a las de las cámaras miniDV, usando en este caso estabilización electrónica. La calidad de imagen es similar a la de las cámaras miniDV del segmento bajo. EL proceso de comprensión MPEG2 trabaja con bit rate constante por lo que no optimiza totalmente la tasa de compresión de las escenas.

En esta web hay un buen análisis de la cámara :

http://www.dansdata.com/dvdcam.htm

La cámara resulta bastante grande, sin la gracia de los pequeños modelos miniDV. Además, el uso del sistema MPEG-2 dificulta la edición y crea bastantes defectos de imagen (CBR). Si a esto le añadimos la incompatibilidad de los discos con la mayoría de los lectores DVD domésticos, pues tenemos un panorama poco halagüeño para este sistema.

MICRO MV de SONY

Sistema de videocámara doméstica sobre cintas microMV y con una compresión MPEG-2. Es un formato propietario de Sony, de muy reciente desarrollo.

EL punto fuerte de este sistema es el pequeño tamaño de las cintas, bastante inferior a las miniDV, posibilitando cámaras aún menores. Su modelo más representativo es el DCR-IP7 , desarrollado teniendo en cuenta nuevas tecnologías y dando a la cámara conectividad con internet y transferencia telemática de imágenes. Se puede aprovechar su display para navegar por internet o ver el correo, obviamente conectando la cámara a un teléfono móvil. Esto último se realiza con una conexión sin cables Bluetooth.

El sistema de compresión es el MPEG-2 con una buena calidad de imagen, similar a la del miniDV. Su punto débil es la edición de imágenes, más sencilla y estándar para el caso del miniDV.

Sony está apostando bastante fuerte por este sistema, más de uno seguro que "ha picado" , el esfuerzo de propaganda y distribución es digno de elogios. Desde el punto de vista de Sony está claro que intenta abordar el mismo segmento con dos líneas de productos: las microMV y las miniDV ( incluso con las D8). Desde el punto de vista del consumidor resulta incomprensible el por qué de este sistema, habida cuenta de que otros fabricantes han sido capaces de sacar al mercado cámaras miniDV tan pequeñas como las microMV de Sony y con todas las ventajas que un sistema bien asentado como el miniDV ofrece a los consumidores.

DIGITAL D8 de SONY

Poco hay que contar de este sistema de Sony. Todo lo referente al miniDV se aplica al 100% a este sistema, excepto que las cintas son mucho mayores ( son las cintas Hi-8 ) y por tanto, las cámaras también lo son. Buena idea de Sony, ya que ha permitido una transición hacia el mundo digital a personas con una buena colección de cintas Hi-8.

Repetir una vez más que el sistema de compresión de imagen y sonido es IDÉNTICO al miniDV por lo que la calidad de imagen viene dada por las ópticas y CCD empleados ( similares a los de la línea miniDV de Sony)

MINIDV / DV

El abanico de posibilidades del formato miniDV / DV es inmenso: tenemos cámaras domésticas de menos de 1000 € y cámaras profesionales de 7000 o más euros.Todas comparten el sistema de compresión de imagen y sonido y también el formato de cinta ( existen dos tipos de cintas, las "miniDV" y las "standard DV" ). Como ya sabemos, el sistema de compresión DV-25 usa un sampleo 4:2:0 (PAL) 4:1:1 (NTSC), con una frecuencia de muesteo de 13.5Mhz para la luma y de 6.75 Mhz para las dos cromas. Se cuantifica con 8 bits por muestra y se usa compresión DCT de coeficientes variables de relación 5:1 . El flujo binario de imagen es de 25Mbits/s constantes. La compresión es "intraframe" no teniendo en cuenta similitudes entre cuadros de imagen próximos. Como nota relativamente negativa, el audio y el vídeo no van perfectamente sincronizados (unlocked audio), cosa que se soluciona en los sistemas DVCAM o DVCPRO.

Vamos a hacer una aproximación directa a las cámaras representativas de cada gama :

Panasonic NV-GS1 :

Cámara muy reciente, que anda sobre los 1000 €. Cuenta con un captador CCD único de 1/4" y 800Kpixels, de los cuales solo 400Kpixels son usados para imagen ( el resto se usa para la estabilización de imágenes ). Tiene terminal de salida Firewire para transferencia de vídeo en tiempo real. En buenas condiciones de luz su CCD puede representar imágenes de buena calidad, comparable a lo que normalmente se llama "broadcast quality" para reportajes de noticias en directo. La resolución se estima en las 400 líneas.-

Sony PC-120

Modelo de gama alta de Sony, con un único captador de 1/4" y 1.55Mpixels, de los cuales unos 960.000 se dedican a vídeo. El precio ronda los 2100€. El modo foto es bastante bueno, pero lejos de lo que ofrecen las cámaras digitales de fotos con CCD de 3 o 4 Megapixels. EL vídeo es muy bueno, sobre todo en condiciones óptimas de luz, con una resolución cercana a las 500 líneas, pero para un público normal apenas si hay diferencias con el modelo anterior. Pero su captador único de 1/4" impone sus limitaciones de luminosidad y las imágenes tienen más ruido y efectos indeseados (smear, ruido) que los modelos de 3 CCD.

Canon XL1S

Cámara "fronteriza", algún aficionado pudiente puede permitirse el lujo de pagar los 4.500€ que cuesta. Con una estética muy original, esta cámara es de las que "despierta pasiones", excelente complemento tecnico-artístico de un iMAC. Cuenta con 3 CCD de 1/3" con 360Kpixels cada uno, ópticas y visores intercambiables, estabilización de imagen óptica y buenos controles manuales. Tiene un "frame mode" progresivo a 25 fps, por lo que algunos la usan para cinematografía digital de bajo presupuesto.

 

JVC DV700WU

Este modelo representa lo máximo que se puede comprar en cámaras DV equipadas con cintas miniDV. Estamos ya ante una cámara profesional, con lentes intercambiables y sistema de 3 CCD 16:9 de 2/3" y 480Kpixels cada uno (todos ellos útiles). El precio está sobre los 10.000€ (solo el cuerpo). Además de buena luminosidad (CCD de gran tamaño) y resolución (800 líneas) , tiene múltiples controles manuales y prestaciones profesionales. Incorpora un doble DSP de 14 bits. Su CCD es de relación 16:9. Existe un modelo , el DV700WUCL, especialmente diseñado para conseguir un "film look" directamente de la cámara, ideal para cinematografía digital de presupuesto medio/bajo.

DVCAM de SONY

Las cámaras DVCAM de Sony ( sistema propietario), usan los mismos principios técnicos que las DV, con compresión 5:1 y cuantización 4:2:0. Sin embargo la velocidad de arrastre de la cinta es mayor y el ancho de las pistas también (15u en vez de 10u del miniDV). Se pueden usar dos tipos de cintas, las "mini" con hasta 40 minutos de tiempo de grabación y las "normales" con 184 minutos. Pueden reproducir cintas grabadas en formato DV ( o miniDV).

Sony presenta varios modelos DVCAM, desde los económicos PD100, PD150 ( o el nuevo PD170) , hasta la nueva serie DSR-570 y 370. Las primeras, la PD100 o la PD150 son cámaras "pro-sumer" ya que su precio está al alcance de aficionados con dinero. La PD100 con 3 CCD de 1/4", mientras que la PD150 tiene 3 CCD de 1/3" y 450Kpixels cada uno.Estos dos modelos aceptan cintas mini DVDCAM . EL audio si está perfectamente sincronizado con la imagen.

Las DSR-370 y sobre todo la 570 , tiene precios muy altos, por encima de los 20.000 €.

La DSR-570WS es el modelo más alto de la gama DVCAM de Sony. Incorpora 3 CCD de 2/3" y 570Kpixels cada uno, de relación de aspecto 16:9. Funcionan en modo entrelazado, no tienen un "frame mode", con una resolución de 800 líneas para el modo 16:9 y 850 para el modo 4:3. Monta ópticas intercambiables, con bayoneta de 2/3". Sale en más de 17.000 US$ (solo el cuerpo)

Existe un modelo menos caro, el DSR-370 , modo 4:3 y CCD de 1/2".

DVCPRO de PANASONIC

Este sistema, DVCPRO, es la respuesta de Panasonic al DVCAM de Sony.De nuevo, se basa en el mismo esquema de compresión que el miniDV ( DV) , con cuatización 4:1:1 (PAL) y compresión 5:1. El régimen binario es de 25Mbits/s para vídeo. El ancho de las pistas es de 18u, para mayor fiabilidad. Las cintas duran un máximo de 66 minutos. EL audio si está perfectamente sincronizado con la imagen.

Como ejemplo en la gama alta, puede valer la AJ-D810A con 3CCD de 2/3" y 480K pixels cada uno, la resolución se sitúa sobre las 750 líneas. El precio aproximado es de unos 22.000 €, hay modelos mucho más económico. Tenéis una "review" en este link.

 

BETACAM SX de SONY

Sistema de Sony orientado a la toma de noticias en directo y reportajes. Es el intento de Sony de reemplazar su propio gran éxito: el Betacam SP analógico que ha dominado el mercado durante años.Utiliza un sistema de compresión MPEG-2 con un esquema de adquisición 4:2:2 y un régimen binario de 18Mbits/s. Por tanto, la calidad teórica es realmente buena. El muestreo 4:2:2 asegura una correcta interpretación del color después de múltiples generaciones de edición, incluso en sistemas de edición analógicos. Para mantener la compatibilidad, los equipos Betacam SX suelen poder leer cintas analógicas Betacam SP. Las cintas son similares a las Betacam SP, pero ahora su tiempo de grabación se ve duplicado (193 m). A pesar de usar compresión MPEG-2, es posible una edición exacta de las imágenes ( "frame accurate").

La gama es relativamente amplia, con modelos que van desde el DNW-7P ( 3 CCD 2/3" 4:3 con 470Kpixels cada uno, entrelazado) hasta el DNW-90WSP (3 CCD 2/3" 16:9 con 620Kpixels cada uno, no entrelazado). Este último puede ser un modelo idóneo para cinematografía digital de presupuesto medio. La primera figura con un precio oficial de 25.000 US$, la segunda ya se va a 41.000 US$.

DVCPRO 50 de PANASONIC

Panasonic intenta distanciarse de Sony diseñando una nueva generación de cámaras con mejoras sustanciales: el muestreo pasa a ser 4:2:2 (mejor que el 4:1:1) y la compresión DV se reduce a un factor 3.3:1 . Con el muestreo 4:2:2 se mejora la pérdida de calidad tras varias ediciones analógicas ( en reportajes y noticias se sigue trabajando mucho con mezcladores analógicos). Con la disminución de la compresión se limitan los "artifacts" que a veces se pueden observar en imágenes complejas o en movimiento.

Como ejemplo tenemos la AJ-D910WAE , con 3 CCD de 2/3" 16:9 de 600Kpixels cada uno (entrelazado). Permite funcionar en modo 16:9 o 4:3 y también en modo DVCPRO o DVCPRO50, en este caso la cinta dura la mitad (33m). El precio del cuerpo de la cámara es superior a los 28.000€

Para el modo progresivo, Panasonic tiene el sistema DVCPRO-P, con cámaras tales como la AJ-PD900WA, aparentemente solo disponibles para el sistema NTSC.

BETACAM DIGITAL de SONY

Este sistema representa un paso más en calidad de imagen. Para la compresión se usa un método similar al DV, pero con una relación de compresión bastante menor, 2.3:1 . El muestreo es de relación 4:2:2 , con 10 bits por muestra de color, frente a los 8 bits de todos los demás sistemas referenciados. AL final, la velocidad binaria es muy elevada, hasta 95 Mbits/s , cosa que se nota en la calidad de imagen. La calidad del original es tan buena que se pueden hacer múltiples efectos y procesados de edición sin que se aprecie apenas merma en el resultado final.

En cuanto a cámaras disponibles, tenemos el "económico" DVW-707, con 3 CCD de 2/3" y 400Kpixels cada uno (entrelazado), o bien el DVW-790WS con 3 CCD de 2/3" 16:9 con 520Kpixels cada uno (no entrelazado). Este último puede ser una excelente opción para cinematografía digital de presupuesto medio. La 707 está en las 41.000 USD$.

DVCPRO HD de PANASONIC

Entramos ya en temas muy muy serios, entramos en el mundo de la Alta Definición. El estándar de Alta Definición promovido por el ITU (CIF Common Image Format) , define un formato de pixel de 1920 (h) x 1080 (v), abreviadamente nos referimos a él como "1080". Las cámaras de HD 1080 de Panasonic se basan en un soporte de cinta de 1/4" lo cual las hace relativamente compactas. Son capaces de almacenar hasta 46 minutos en cada cinta. Para conseguir esta alta resolución de recurre a un sistema de CCD bastante impresionante : 3 CCD de 2/3" y 2.2 Megapixels por elemento. Tenemos cámaras destinadas al mundo de la TV que trabajan en modo entrelazado (IT) , y cámaras equipadas con CCD progresivos (FIT) destinadas a la cinematografía digital.Se proporcionan salidas digitales SDI y por supuesto todo un set de accesorios y posibilidades de manejo. La cuantización sigue siendo en 8 bits (internamente se trabaja en 10 bits para mayor calidad). EL factor de compresión es relativamente alto, 6.7 : 1 , pero la cuantización es bastante "masiva" con frecuencias de muestreo de 74Mhz para la luma y 37 Mhz para las cromas ( sería algo así como 20:10:10 comparado con el 4:2:2 de los demás sistemas). Al final, el bit rate es de 100 Mbits. Para este formato, tenemos cámaras de Panasonic como la AJ-HDC20A, que trabaja en modo entrelazado.

Panasonic tiene también otra gama de HD, con un formato de pixel de 720x1280 (llamado 720p) , usando CCD de 1.1Mpixels. Para este formato tiene el modelo AJ-HDC27, que funciona en modo progresivo y está directamente orientada a la cinematografía digital.Es una cámara Multi Frame Rate, por lo que adapta a diferentes necesidades, desde 4 fps hasta 33 fps.

Estas cámaras están en el entorno de los 60.000 USD$ de costo, solo el cuerpo.

HDCAM y CineAlta de SONY

Quizás los modelos más emblemáticos de Sony (y también los más caros del mundo) sean las cámaras de Alta Definición orientadas a la cinematografía digital. Obviamente Sony tiene también modelos para la televisión de HD. A la gama de productos dedicados al "digital filmmaking", Sony le ha dado el llamativo e hispánico nombre de "CineAlta". Se dice, que Sony diseñó estas cámaras bajo pedido y estrecha relación con George Lucas. La última entrega de la trilogía de la Guerra de las Galaxia, Episodio 1, se rodó en su totalidad en CineAlta de Sony. En España, Julio Medem la ha utilizado para su "Lucía y el sexo", aunque en este caso el post proceso es tan brutal que realmente no vale como indicación de lo que puede dar de sí este formato digital.

Al igual que las Panasonic de Alta Definición, el formato de pixel es el ITU-R.BT 709.3 de 1920(H) x 1080(V). Si nos centramos ya en un modelo en concreto, la HDW-F900, esta usa 3 CCD de 2/3" y 2.2Mpixels cada uno de formato 16:9. Capaz de grabar directamente en 24 fps progresivos (24P), se permite la conversión a 25P/30P e incluso a 25i/30i para generar contenidos para la TV PAL o NTSC. La cinta, de 1/2", permite hasta 50 minutos de grabación continua.

La frecuencia de muestreo, al igual que el DVCPRO HD, es de 74.25Mhz para la luma y de 37.125Mhz para las cromas, con esquema equivalente "20:10:10" con respecto a los demás sistemas. Se usan 10bits para la adquisición y 8 bits para el procesado y compresión.

Las imágenes captadas, vistas en un monitor de HD de la serie HDM de Sony, tienen una increíble sensación de realidad, casi puedes "tocar" los objetos, tal como pude comprobar en persona en la última edición del Broadcast de Madrid.

El precio de esta cámara es superior a los 100.000 US$.

EPILOGO

Después de este repaso, se pueden sacar algunas conclusiones sobre los factores que influyen en la calidad de imagen, suponiendo que las ópticas son de similar calidad (esto representa un problema a la hora de evaluar modelos "fronterizos" entre el campo profesional y el doméstico).

- Tamaño del CCD : hemos visto modelos domésticos con CCD de tan solo 1/4" o modelos pro con CCD de 2/3". Lo que está claro es que cuanto mayor sea, mayor será la capacidad de captar luz. Obviamente es de importancia para tomas con poca luz, pero también lo es a la hora de poder trabajar con aperturas de diafragma pequeñas o con ópticas poco luminosas.

- Tecnología de fabricación del CCD : los fabricantes principales de CCD son Sony y Panasonic ( JVC usa indistintamente CCD de Panasonic o incluso de Sony .... a pesar de que JVC es del mismo grupo industrial (Matsushita) que Panasonic). Cada uno tiene su propia tecnología de fabricación. Sony gana la batalla publicitaria, ya que ha sabido comercializar la marca "HAD" o "PowerHAD" de sus sensores. Panasonic, sin tantos alardes, tiene una gran experiencia y tradición en la fabricación de estos dispositivos. La tecnología influye en parámetros como la relación señal/ruido, sensibilidad, smear ( típicas franjas verticales que aparecen al grabar fuentes puntuales de luz) ....

- Pixels del CCD : está claro que para formatos estándar es necesario y suficiente una tripleta de CCD de 720x576 pixels , es decir, unos 420 Kpixels por CCD. En cámaras con un solo CCD el cálculo no es tan simple, se podría pensar en 3x420K = 1.2Mpixels efectivos. Para cámaras de HD hay que recurrir a dispositivos de 1920x1080 = 2.1Megapixels.

- Cuantificación : Normalmente se recurre a esquemas 4:2:0 ( 4:1:1 NTSC) en sistemas de baja gama, esto significa que la señal de color se muestrea a la cuarta parte de la frecuencia que la señal de luminancia. Hay un pérdida en la resolución del color. En sistemas de más calidad, se usa un samplig de 4:2:2 . con el doble de ancho de banda para la crominancia. Para este caso, la frecuencia de muestreo de la luma es de 13.5Mhz, y de la croma de 6.75Mhz En sistemas de HD se utiliza un muestreo mucha mayor, lo cual es lógico ya que el número de puntos se ha disparado. Hablamos ya de 74Mhz para la luma y 37Mhz para la croma.

- Bits por muestra : Todos los formatos usan 8 bits por muestra, salvo el Digital Betacam que usan 10 bits.

- Compresión: Para sistemas convencionales DV se usan ratios de 5:1 , mientras que el DVCPRO50 usa 3.3:1 y el BetaDigital usa 2.3:1 . AL llegar al mundo de la Alta Definición vemos como hay que recurrir a compresiones fuertes (6.7:1) ya que de lo contrario el flujo de datos es brutal. Hablando de compresión no solo se debe hablar del "ratio", si no de los algoritmos que hay detrás de ellos. Del DV se conoce casi todo, pero de los usados por el Betacam o la HD no tengo información relevante. Caso especial el del Betacam SX, que usa comprensión MPEG-2 que como sabemos es mucho más eficiente a la hora de ahorrar espacio.

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Actualizada
24/noviembre/2021

 
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