Video digital

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El video digital es un tipo de sistema de grabación de video que funciona usando una representación digital de la señal de vídeo, en vez de señal analógica.

El video digital se graba a menudo en cinta magnética, y después se distribuye en disco óptico, normalmente DVD. Hay excepciones, como las cámaras de vídeo que graban directamente en DVD, las videocámaras de Digital8 que codifican el vídeo digital en cintas analógicas convencionales, y otras videocámaras que graban vídeo digital en discos duros o memoria flash.

Este término genérico debe distinguirse del nombre Digital Video (DV), que es un tipo específico de video digital enfocado al mercado de consumo.

Historia[editar]

La historia del vídeo doméstico es más larga de lo que parece: • En 1927, John Logie Baird inventó la "fonovisión", para grabar imágenes de televisión en discos de fonógrafo. La calidad era horrible, pero para empezar... • En 1951, Bing Crosby Enterprises construyó el primer magnetoscopio en b/n, grabador de cinta de vídeo magnética. Al año siguiente RCA desarrolló un prototipo en color. • En los sesenta se intentaron cientos de formatos y tipos distintos (Sony, Panasonic, Philips, General Electric...), fundamentalmente para grabación y redifusión de programas de TV. La cinta era bastante ancha, de dos pulgadas. • En los setenta empezaron a aparecer aparatos domésticos (CBS, Philips...) reduciendo el ancho de la cinta (a 3/4 de pulgada, sistema U-matic). • En 1975 apareció el sistema Betamax de media pulgada, diseñado por Sony. • En 1977 JVC comercializó el VHS. • En 1979 Philips y Grundig sacaron el Vídeo 2000. • La política de VHS, mucho más abierta que la de Sony, junto a la mayor duración de las cintas, provocaron que el mercado se inclinara significativamente por el VHS que, como sabemos, es el sistema que finalmente se ha impuesto en el mercado doméstico. Tema 6.- Vídeo. Tecnologías para los Sistemas Multimedia – Curso 2004/05 - 4/65 • En los noventa está surgiendo la siguiente generación de vídeo: el digital, DV. Y con él el DVD. El vídeo digital de consumo es de calidad similar al vídeo de estudio, con 500 líneas de resolución. La grabación de las señales de vídeo primero se intentó de modo longitudinal en la cinta (como en audio), lo que obligaba a una gran velocidad de arrastre y una enorme longitud de cinta. Para evitar esto se buscaron otros sistemas (helicoidal, transversal...) con más fotogramas por metro de cinta, y moviendo las cabezas de l/e además de la cinta, lo que solucionaba en gran medida los problemas anteriores. Además de estos formatos mentados hay muchos otros que han ido existiendo a lo largo de estos años. Los más utilizados pueden ser los siguientes: • En vídeo doméstico, VHS y Super-VHS • En cámaras de vídeo domésticas, 8mm (Vídeo-8) y Hi-8 • En vídeo profesional, Betacam, U-Matic, D1/D2 • En radiodifusión de vídeo: tipo B, tipo C 6.3. Vídeo analógico. Es el que nos encontramos en televisión: transmitido a través del aire después de haber sido codificado (por algún esquema de modulación típicamente) o almacenado en una cinta magnética. Y en la proyección de películas en formato analógico y reproducidas a partir de medios magnéticos (cinematografía) o con medios ópticos (laser disc). 6.3.1. Señal de vídeo analógico. La señal de vídeo analógica es una señal eléctrica que varía con el tiempo y que se obtiene a partir de muestrear, de forma periódica, la información que llega a una cámara: un patrón de distribución espacial de intensidad luminosa cambiante con el tiempo. Este proceso se conoce como barrido scanning). De esta forma se recoge la información acerca de la distribución luminosa a través de unas líneas predefinidas de muestreo, así como la información de control (sincronismos) acerca de la posición horizontal y vertical del punto de barrido en cada momento. El punto de reconocimiento de la imagen va trazando líneas casi horizontales de izquierda a derecha, volviendo a la izquierda y así sucesivamente hasta completar la pantalla. Los métodos de barrido más comúnmente usados son: el progresivo y el entrelazado. El modo progresivo recorre (obtiene) una imagen, que se denomina un cuadro o frame cada T segundos. En el campo de los computadores este valor es de 1/72 para monitores de alta resolución. Por otro lado, en el campo de la televisión, se utiliza un modo entrelazado de 2:1 donde se dibujan primero las líneas pares y después las impares, por esto se distingue entre el campo (field) par e impar de una imagen. De forma esquemática se muestra este proceso en la Figura 1. En la misma se puede observar que ha de existir una indicación para el final de cada línea, denominado sincronismo horizontal. También existirá una marca de final de campo o sincronismo vertical. Durante el tiempo en que el punto de barrido se desplaza de una línea a la siguiente es necesario apagar el rayo de electrones (blanking intervals) y se denomina horizontal blanking. Así también se define un vertical blanking como el que se produce desde que se termina de barrer la última línea hasta que el punto de barrido vuelve a la primera. Esto se muestra en la Figura 2.

Visión técnica general[editar]

Las cámaras de vídeo digital vienen en dos formatos diferentes de captura de imágenes: entrelazado y escaneo progresivo. Las cámaras entrelazadas graban la imagen en conjuntos de líneas alternas: se escanean las líneas numeradas impar, y después se escanean las líneas numeradas par, después se escanean las líneas numeradas impar, y así. A un conjunto de líneas par o impar se le llama "campo", y un aparejamiento consecutivo de dos campos de paridad opuesta se le llama cuadro o frame.

Una cámara digital de escaneo progresivo graba cada cuadro como una imagen distinta, sin registrar campos. Así, un vídeo entrelazado captura el doble de campos por segundo que el vídeo progresivo cuando ambos funcionan al mismo número de cuadros por segundo. Esta es una de las razones por la que el vídeo tiene un aspecto "hiperreal", ya que dibuja una imagen diferente 60 veces por segundo, al contrario que el cine, que lo hace a 24 imágenes progresivas por segundo. Hablamos aquí de velocidades de reproducción para exhibición. Las cámaras de cine tienen la habilidad de registrar a velocidades variables -por ejemplo, las explosiones en las películas de acción se registran hasta a 300 cuadros (frames) por segundo, que al ser reproducidas luego a 30 dan una excelente cámara lenta- y existe una cámara de vídeo digital llamada Varicam, capaz de registrar hasta 200 cuadros por segundo.

Las videocámaras de escaneo progresivo como la Panasonic DVX100 son generalmente más deseables por las similitudes que comparten con el cine. Ambos graban las imágenes progresivamente, lo que resulta en una imagen más nítida. Ambos pueden rodar a 24 imágenes por segundo, lo que resulta en movimiento "strobing" (hace borroso el objeto cuando hay un movimiento rápido). Así, las videocámaras de escaneo progresivo tienden a ser más caras que sus homólogas entrelazadas. (Tenga en cuenta que aunque el formato de vídeo digital solamente permite 29.97 imágenes entrelazadas por segundo [o 25 en PAL], el vídeo progresivo a 24 imágenes por segundo es posible mostrando campos idénticos para cada imagen, y mostrando 3 campos de una imagen idéntica para ciertos marcos.[1]

Las películas fotográficas estándares como 16 mm y 35 mm graban a 24 imágenes por segundo. Para vídeo, hay dos estándares de imágenes por segundo: NTSC (que graba a 30/1.001, alrededor de 29.97, imágenes por segundo) y PAL (a 25 imágenes por segundo).

El vídeo digital puede copiarse sin degradación en la calidad. No importa cuantas generaciones se copia una fuente digital, será tan claro como el original de primera generación del material digital.

El vídeo digital puede procesarse y editarse en una estación de edición no lineal, un dispositivo construido exclusivamente para editar vídeo y audio. Estos frecuentemente pueden importar de tanto fuentes analógicas como digitales, pero no están pensadas para hacer algo diferente a editar vídeos. El vídeo digital también puede editarse en un ordenador personal que tenga hardware y software adecuado. Usando una estación de edición no linear, el vídeo digital puede manipularse para seguir un orden, o secuencia, de clips de vídeo. El software y hardware de Avid es casi sinónimo de mercado profesional de estación de edición no lineal, pero Final Cut Pro de Apple, Adobe Premiere, y otros programas similares también son populares.

Cada vez más, los vídeos se editan en software y hardware fácilmente disponible y cada vez más asequible. Incluso películas de gran presupuesto, como Cold Mountain, han sido editadas por completo con Final Cut Pro, el software de edición no lineal de Apple.

A pesar del software, el vídeo digital se edita generalmente en una configuración con abundante espacio de disco. El vídeo digital con una compresión estándar DV/DVCPRO ocupa unos 250 megabytes por minuto o 13 gigabytes por hora.

El vídeo digital tiene un coste considerablemente más bajo que la película de 35 mm, ya que las cintas pueden verse en el lugar de rodaje sin revelarse, y la propia cinta es muy económica (alrededor de 3,5€ para una cinta MiniDV de 60 minutos, al por mayor, a diciembre de 2005). En comparación, una película de 35 mm cuesta alrededor de 1200€ por minuto, incluyendo el revelado.

El vídeo digital se usa fuera de la creación de películas. La televisión digital (incluyendo la HDTV de calidad superior) comenzó a extenderse en la mayoría de los países desarrollados a principios de la década de 2000. El vídeo digital también se usa en teléfonos móviles modernos y sistemas de videoconferencia. El vídeo digital también se usa para la distribución en Internet de vídeo, incluyendo el vídeo streaming y la distribución de películas entre iguales.

Existen muchos tipos de compresión de vídeo para servir vídeo digital sobre Internet, y en DVD. Aunque el vídeo DV no está comprimido más allá de su propio códec mientras se edita, los tamaños de archivo que resultan no son prácticos para la entrega en discos ópticos o sobre Internet, con códecs como el formato Windows Media, MPEG2, MPEG4, Real Media, el más reciente H.264, y el códec de vídeo Sorenson. Probablemente los formatos más ampliamente usados para entregar vídeo sobre Internet son MPEG4 y Windows Media, mientras MPEG2 se usa casi exclusivamente para DVD, proporcionando una imagen excepcional en el mínimo tamaño pero resultando en un alto nivel de consumo de CPU para descomprimir.

A 2007, la resolución más alta demostrada para la generación de vídeo digital es 33 megapixels (7680 x 4320) a 60 imágenes por segundo ("UHDV"), aunque esto solo se ha demostrado en una configuración especial de laboratorio.[2] La velocidad más alta se consigue en cámaras de alta velocidad industriales y científicas que son capaces de filmar vídeo 1024x1024 a hasta 1 millón de imágenes por segundo durante breves periodos de grabación.

Interfaces y cables[editar]

Se han diseñado muchas interfaces específicas para responder a los requisitos del vídeo digital sin comprimir (a aproximadamente 400 Mbit/s):

La siguiente interfaz ha sido diseñada para transportar vídeo comprimido MPEG:

El vídeo comprimido también se transporta usando UDP-IP sobre Ethernet. Existen 2 enfoques para esto:

Estándares y métodos[3] [editar]

Codificación[editar]

Todos los formatos actuales, que se enumeran debajo, están basados en PCM.

  • Motion JPEG, usado en MiniDV y videocámaras domésticas.
  • MPEG-1, usado para vídeo CD.
  • MPEG-2, usado para DVD, Super-VCD y para señal banda base de televisión digital.
  • MPEG-4, usado para la compresión de datos de audiovisuales para la web, distribución de CD, voz y difusión de aplicaciones de televisión.
  • CCIR 601, usado para estaciones de difusión.
  • H.264 también conocido como MPEG-4 Part 10, o AVC.
  • Theora, estandarizado pero aún en desarrollo, usado para vídeo sobre Internet.

Difusión[editar]

  • DVB, difusión de vídeo digital (Digital Video Broadcasting).
    • DVB-S, difusión de vídeo digital por satélite (DVB - Satellite).
      • DVB-S2, segunda generación de DVB-S.
    • DVB-C, difusión de vídeo digital por cable de banda ancha (DVD - broad-band Cable), también conocido como ITU-T J83A.
      • DVB-C2, segunda generación de DVB-C.
    • DVB-T, difusión de vídeo digital terrenal (DVB - Terrestrial).
      • DVB-T2, segunda generación de DVB-T.
    • DVB-H, difusión de vídeo digital en dispositivos móviles (DVB - for Hand-helds).
    • DVB-SH, estándar híbrido para difusión por satélite y terrenal dirigida a dispositivos móviles.
  • ITU-T J83B, difusión de vídeo digital por cable de Estados Unidos.
  • ITU-T J83C, difusión de vídeo digital por cable de Japón.
  • ATSC, difusión de vídeo digital terrenal de Canadá y Estados Unidos (Advanced Television Systems Committee).
  • ISDB-T, difusión de vídeo digital vía terrenal de Japón (Integrated Services Digital Broadcasting-Terrestrial).
  • DTMB, difusión de vídeo digital vía terrenal de China (Digital Terrestrial Multimedia Broadcast).
  • CMMB, difusión multimedia para terminales móviles de China (Chinese Mobile Multimedia Broadcasting).

Almacenamiento en cintas[editar]

  • Betacam, Betacam SP, Betacam SX, Betacam IMX, Betacam Digital, o DigiBeta: sistemas de vídeo comerciales de Sony, basados originalmente en la tecnología Betamax.
  • D1, D2, D3, D5, D9 (también conocido como Digital-S): varios estándares SMPTE comerciales de vídeo digital.
  • DV, MiniDV: usado en la mayoría de las videocámaras basadas en cinta de vídeo del mercado de consumo de hoy en día; diseñado para alta calidad y fácil edición; puede también grabar datos de alta definición (HDV) en formato MPEG-2
  • DVCAM, DVCPRO: usado en operaciones de difusión profesionales; similar al formato DV pero generalmente considerado más robusto; aunque son compatibles con DV, estos formatos manejan mejor el audio
  • Digital8: datos en formato DV grabados en cintas compatibles con Hi8; en gran parte un formato para el mercado de consumo
  • MicroMV: datos en formato MPEG-2 grabados en una cinta muy pequeña del tamaño de una caja de cerillas; obsoleto
  • D-VHS: datos en formato MPEG-2 grabados en una cinta similar al S-VHS

Almacenamiento en discos[editar]

Referencias[editar]

  1. Para una explicación más detallada, véase http://adamwilt.com/24p/#24pRecording/.
  2. http://web.archive.org/web/http://archive.avsforum.com/avs-vb/history/topic/409580-1.html
  3. Fisher, W. (2003). Digital video and audio broadcasting technology (3ª edición). Berlín: Springer. ISBN 978-3-642-11611-7. Consultado el 3 de febrero de 2016. 

Véase también[editar]

Enlaces externos[editar]