Vídeo
Definición
El video es un medio electrónico para la grabación, copia, reproducción, transmisión y visualización de medios visuales en movimiento.
El video se desarrolló por primera vez para sistemas de televisión mecánicos, que fueron reemplazados rápidamente por sistemas de tubos de rayos catódicos (CRT) que luego fueron reemplazados por pantallas planas de varios tipos.
Los sistemas de video varían en resolución de pantalla, relación de aspecto, frecuencia de actualización, capacidades de color y otras cualidades. Existen variantes analógicas y digitales que se pueden llevar en una variedad de medios, incluida la transmisión de radio, cinta magnética, discos ópticos, archivos de computadora y transmisión en red.
Historia
La tecnología de video se desarrolló por primera vez para sistemas de televisión mecánicos, que fueron reemplazados rápidamente por sistemas de televisión con tubo de rayos catódicos (CRT), pero desde entonces se han inventado varias tecnologías nuevas para dispositivos de visualización de video. El video originalmente era exclusivamente una tecnología en vivo. Charles Ginsburg lideró un equipo de investigación de Ampex que desarrolló uno de los primeros grabadores de video (VTR) prácticos. En 1951, la primera grabadora de video capturó imágenes en vivo de cámaras de televisión al convertir los impulsos eléctricos de la cámara y guardar la información en una cinta de video magnética.
Las grabadoras de video se vendieron por US $ 50,000 en 1956, y las cintas de video cuestan US $ 300 por carrete de una hora. Sin embargo, los precios disminuyeron gradualmente a lo largo de los años; en 1971, Sony comenzó a vender cintas y cintas de videocasetes (VCR) en el mercado de consumo.
El uso de técnicas digitales en video digital creado en video, que permite una mayor calidad y, finalmente, un costo mucho más bajo que la tecnología analógica anterior. Después de la invención del DVD en 1997 y Blu-ray Disc en 2006, las ventas de cintas de video y equipos de grabación cayeron en picada. Los avances en la tecnología informática permiten incluso que las computadoras personales y teléfonos inteligentes de bajo costo capturen, almacenen, editen y transmitan video digital, reduciendo aún más el costo de la producción de video, permitiendo a los programadores y locutores pasar a la producción sin cintas. El advenimiento de la radiodifusión digital y la subsiguiente transición de televisión digital está en el proceso de relegar el video analógico al estado de una tecnología heredada en la mayoría de las partes del mundo. A partir de 2015, con el uso creciente de cámaras de video de alta resolución con rango dinámico mejorado y gamas de colores,
Características de las transmisiones de video
Cantidad de cuadros por segundo
La velocidad de fotogramas , el número de imágenes fijas por unidad de tiempo de video, oscila entre seis u ocho fotogramas por segundo ( fotograma / s ) para cámaras mecánicas antiguas hasta 120 o más fotogramas por segundo para cámaras profesionales nuevas. Los estándares PAL (Europa, Asia, Australia, etc.) y SECAM (Francia, Rusia, partes de África, etc.) especifican 25 fotogramas / s, mientras que los estándares NTSC (EE. UU., Canadá, Japón, etc.) especifican 29,97 fotogramas / s. La película se toma con la velocidad de fotogramas más lenta de 24 fotogramas por segundo, lo que complica ligeramente el proceso de transferir una película cinematográfica a video. La velocidad de fotogramas mínima para lograr una ilusión cómoda de una imagen en movimiento es de alrededor de dieciséis fotogramas por segundo.
Entrelazado vs progresivo
El vídeo puede ser entrelazado o progresivo. En los sistemas de escaneo progresivo, cada período de actualización actualiza todas las líneas de escaneo en cada cuadro en secuencia. Cuando se muestra una señal de transmisión o grabación progresiva nativa, el resultado es una resolución espacial óptima de las partes estacionaria y móvil de la imagen. El entrelazado se inventó como una forma de reducir el parpadeo en las primeras pantallas mecánicas y de CRTvideo sin aumentar el número de fotogramas completos por segundo. El entrelazado conserva los detalles al tiempo que requiere un ancho de banda menor en comparación con el escaneo progresivo.
En el video entrelazado, las líneas de escaneo horizontal de cada cuadro completo se tratan como si estuvieran numeradas consecutivamente, y se capturan como dos campos : un campo impar (campo superior) que consiste en las líneas impares y un campo par (campo inferior) que consiste en líneas pares. Los dispositivos de visualización analógica reproducen cada fotograma, duplicando de forma efectiva la velocidad de fotogramas en lo que respecta al parpadeo global perceptible. Cuando el dispositivo de captura de imágenes adquiere los campos de uno en uno, en lugar de dividir un cuadro completo después de capturarlo, la velocidad de fotogramas para el movimiento también se duplica, lo que da como resultado una reproducción más realista de las partes de la imagen que se mueven rápidamente. cuando se ve en una pantalla CRT entrelazada.
NTSC, PAL y SECAM son formatos entrelazados. Las especificaciones abreviadas de resolución de video a menudo incluyen una i para indicar el entrelazado. Por ejemplo, el formato de video PAL a menudo se describe como 576i50 , donde 576 indica el número total de líneas de escaneo horizontal, i indica entrelazado y 50 indica 50 campos (medios cuadros) por segundo.
Cuando se muestra una señal entrelazada nativamente en un dispositivo de escaneo progresivo, la resolución espacial general se degrada por simples artefactos de duplicación de línea tales como parpadeos o efectos de "peine" en partes móviles de la imagen que aparecen a menos que el procesamiento especial de la señal los elimine. Un procedimiento conocido como desentrelazado puede optimizar la visualización de una señal de video entrelazada desde una fuente analógica, de DVD o satélite en un dispositivo de exploración progresiva, como un televisor LCD, un proyector de video digital o un panel de plasma. Sin embargo, el desentrelazado no puede producir una calidad de video que sea equivalente al material fuente de exploración progresivo verdadero.
Relación de aspecto
La relación de aspecto describe la relación proporcional entre el ancho y la altura de las pantallas de video y los elementos de la imagen de video. Todos los formatos de video populares son rectangulares, por lo que pueden describirse por una relación entre ancho y alto. La relación de ancho a alto para una pantalla de televisión tradicional es 4: 3, o alrededor de 1,33: 1. Los televisores de alta definición usan una relación de aspecto de 16: 9, o alrededor de 1.78: 1. La relación de aspecto de un fotograma completo de película de 35 mm con banda sonora (también conocida como relación de la Academia) es 1.375: 1.
Los píxeles en los monitores de computadora generalmente son cuadrados, pero los píxeles utilizados en video digital a menudo tienen relaciones de aspecto no cuadrado, como las utilizadas en las variantes PAL y NTSC del estándar de video digital CCIR 601, y los formatos de pantalla ancha anamórficos correspondientes. El ráster de 720 por 480 píxeles utiliza píxeles delgados en una pantalla de relación de aspecto 4: 3 y píxeles gruesos en una pantalla de 16: 9.
La popularidad de ver videos en teléfonos móviles ha llevado al crecimiento del video vertical. Mary Meeker, socia de Kleiner Perkins Caufield & Byers, firma de capital riesgo de Silicon Valley, destacó el crecimiento de la visualización vertical de videos en su Informe de Tendencias de Internet 2015, que pasó del 5% de visualización de video en 2010 al 29% en 2015. Anuncios verticales de video como Los Snapchat son vistos en su totalidad nueve veces más frecuentemente que los anuncios de video de paisajes.
Modelo de color y profundidad
El modelo de color representa el color del video y asigna los valores de color codificados a los colores visibles reproducidos por el sistema. Hay varias representaciones de este tipo en uso común: YIQ se utiliza en televisión NTSC, YUV se utiliza en televisión PAL, YDbDr es utilizado por televisión SECAM y YCbCr se utiliza para video digital.
La cantidad de colores distintos que un píxel puede representar depende de la profundidad del color expresada en el número de bits por píxel. Una forma común de reducir la cantidad de datos requeridos en video digital es mediante submuestreo de croma (p. Ej., 4: 4: 4, 4: 2: 2, etc.). Debido a que el ojo humano es menos sensible a los detalles en color que brillo, los datos de luminancia para todos los píxeles se mantienen, mientras que los datos de crominancia se promedian para un número de píxeles en un bloque y ese mismo valor se usa para todos ellos. Por ejemplo, esto da como resultado una reducción del 50% en los datos de crominancia usando bloques de 2 píxeles (4: 2: 2) o un 75% usando bloques de 4 píxeles (4: 2: 0). Este proceso no reduce el número de posibles valores de color que se pueden mostrar, pero reduce la cantidad de puntos distintos en los que cambia el color.
Calidad de video
La calidad de video se puede medir con parámetros formales como la relación señal / ruido máxima (PSNR) o mediante la evaluación subjetiva de la calidad del video mediante la observación de expertos. Muchos métodos subjetivos de calidad de video se describen en la recomendación UIT-T BT.500. Uno de los métodos estandarizados es la Escala de Deficiencia del Doble Estímulo (DSIS). En DSIS, cada experto ve un video de referencia intacto seguido por una versión dañadadel mismo video. Luego, el experto califica el video afectado usando una escala que va desde "impedimentos imperceptibles" hasta "impedimentos muy molestos".
Método de compresión de video (solo digital)
El video sin comprimir ofrece la máxima calidad, pero con una velocidad de datos muy alta. Se utilizan una variedad de métodos para comprimir secuencias de video, y las más efectivas usan un grupo de imágenes (GOP) para reducir la redundancia espacial y temporal. En términos generales, la redundancia espacial se reduce registrando las diferencias entre las partes de un solo cuadro; esta tarea se conoce como intraframecompression y está estrechamente relacionada con la compresión de imágenes. Del mismo modo, la redundancia temporal se puede reducir registrando las diferencias entre cuadros; esta tarea se conoce como intercompresión de fotogramas , incluida la compensación de movimiento y otras técnicas. Los estándares de compresión modernos más comunes son MPEG-2, usados para DVD, Blu-ray y televisión satelital, y MPEG-4, usados para AVCHD, teléfonos móviles (3GP) e Internet.
Estereoscópico
El video estereoscópico se puede crear usando varios métodos diferentes:
- Dos canales: un canal derecho para el ojo derecho y un canal izquierdo para el ojo izquierdo. Ambos canales pueden verse simultáneamente mediante el uso de filtros de polarización de luz 90 grados fuera del eje el uno del otro en dos proyectores de video. Estos canales polarizados por separado se ven con anteojos con filtros de polarización coincidentes.
- Un canal con dos capas superpuestas codificadas por colores. Esta técnica de capas izquierda y derecha se usa ocasionalmente para transmisión en red, o versiones recientes de "anáglifo" de películas 3D en DVD. Las gafas simples de plástico rojo / cian proporcionan los medios para ver las imágenes discretamente y formar una vista estereoscópica del contenido.
- Un canal con marcos alternos izquierdo y derecho para el ojo correspondiente, utilizando gafas con obturador LCD que leen la sincronización del cuadro desde el canal de datos de visualización VGA para bloquear alternativamente la imagen en cada ojo, para que el ojo apropiado vea el cuadro correcto. Este método es más común en aplicaciones de realidad virtual de computadora, como en un entorno virtual automático de cueva, pero reduce la velocidad de fotogramas efectiva a la mitad de lo normal (por ejemplo, de 120 Hz a 60 Hz).
Los discos Blu-ray mejoran en gran medida la nitidez y el detalle del efecto 3D bicolor en los programas estéreo codificados por colores. Ver artículos Estereoscopía y película 3-D.
Formatos
Cada una de las diferentes capas de transmisión y almacenamiento de video ofrece su propio conjunto de formatos para elegir.
Para la transmisión, hay un conector físico y un protocolo de señal ("estándar de conexión de video" a continuación). Un enlace físico determinado puede tener ciertos "estándares de visualización" que especifican una frecuencia de actualización, resolución de visualización y espacio de color en particular.
Muchos formatos de grabación analógica y digital están en uso, y los videoclips digitales también se pueden almacenar en un sistema de archivos de computadora como archivos, que tienen sus propios formatos. Además del formato físico utilizado por el dispositivo de almacenamiento de datos o el medio de transmisión, el flujo de unos y ceros que se envía debe estar en un formato particular de compresión de video digital , de los cuales hay un número disponible.
Video análogo
El video analógico es una señal de video transferida por una señal analógica. Una señal de video en color analógica contiene luminancia, brillo (Y) y crominancia (C) de una imagen de televisión analógica. Cuando se combina en un canal, se llama video compuesto como es el caso, entre otros con NTSC, PAL y SECAM.
El video analógico puede transportarse en canales separados, como en S-Video de dos canales (YC) y en formatos de video de componentes multicanal.
El video analógico se usa en aplicaciones de producción de televisión tanto para consumidores como para profesionales.
Video compuesto
(RCA de un solo canal)
S-Video
(YC de 2 canales)
Video componente
(RGB de 3 canales)
SCART
VGA
TRRC
D-Terminal
Video digital
Se han adoptado formatos de señal de video digital con mayor calidad, que incluyen interfaz digital en serie (SDI), interfaz visual digital (DVI), interfaz multimedia de alta definición (HDMI) e interfaz DisplayPort, aunque las interfaces de video analógicas todavía se usan y están ampliamente disponibles. Existen diferentes adaptadores y variantes.
Interfaz digital serial (SDI)
Interfaz visual digital (DVI)
HDMI
DisplayPort
Medio de transporte
El video puede transmitirse o transportarse de varias formas. Transmisión inalámbrica como una señal analógica o digital. El cable coaxial en un sistema de circuito cerrado puede enviarse como analógico entrelazado de 1 voltio pico a pico con una resolución de línea horizontal máxima de hasta 480. Las cámaras de radiodifusión o de estudio utilizan un sistema de cable coaxial simple o dual usando un formato de escaneo progresivo conocido como SDI serial digital interfaz y HD-SDI para video de alta definición. Las distancias de transmisión son algo limitadas, dependiendo del fabricante, el formato puede ser de propiedad. SDI tiene un retraso insignificante y no está comprimido. Existen iniciativas para utilizar los estándares SDI en sistemas de vigilancia de circuito cerrado, para imágenes de definición más alta, en distancias más largas con cable coaxial o de par trenzado. Debido a la naturaleza del mayor ancho de banda necesario,
Conectores de video, cables y estándares de señal
- Consulte la Lista de conectores de video para obtener información sobre los conectores físicos y los estándares de señal relacionados.
Estándares de visualización de video
Televisión digital
Los nuevos formatos para transmisiones de televisión digital usan el formato de codificación de video MPEG-2 e incluyen:
- ATSC - Estados Unidos, Canadá, México, Corea
- Digital Video Broadcasting (DVB) - Europa
- ISDB - Japón
- ISDB-Tb: utiliza el formato de codificación de video MPEG-4 - Brasil, Argentina
- Digital Multimedia Broadcasting (DMB) - Corea
Televisión analógica
Los estándares de transmisión de televisión analógica incluyen:
- FCS - EE. UU., Rusia; obsoleto
- MAC - Europa; obsoleto
- MUSE - Japón
- NTSC - Estados Unidos, Canadá, Japón
- PAL - Europa, Asia, Oceanía
- PAL-M - variación PAL. Brasil, Argentina
- PALplus - Extensión PAL, Europa
- RS-343 (militar)
- SECAM - Francia, ex Unión Soviética, África Central
Un formato de video analógico consiste en más información que el contenido visible del marco. Precediendo y siguiendo la imagen hay líneas y píxeles que contienen información de sincronización o un retraso de tiempo. Este margen circundante se conoce como intervalo de supresión o región de supresión ; el porche delantero horizontal y vertical y el porche trasero son los bloques de construcción del intervalo de supresión.
Pantallas de computadora
Consulte el estándar de visualización de la computadora para obtener una lista de estándares utilizados para monitores de computadora y una comparación con los utilizados para la televisión.
Grabación de formatos antes de una cinta de video
- Phonovision
- Kinescope
Formatos de cinta analógica
En orden cronológico aproximado. Todos los formatos enumerados fueron vendidos y utilizados por los organismos de radiodifusión, productores de video o consumidores; o fueron importantes históricamente (VERA).
- Videocasete cuádruplex de 2 "(Ampex 1956)
- VERA (formato experimental BBC hacia 1958)
- 1 "videocinta tipo A (Ampex)
- 1/2 "EIAJ (1969)
- U-matic 3/4 "(Sony)
- Cartrivision de 1/2 "(Avco)
- VCR, VCR-LP, SVR
- 1 "videocinta tipo B (Robert Bosch GmbH)
- 1 "cinta de video Tipo C (Ampex, Marconi y Sony)
- Betamax (Sony)
- VHS (JVC)
- Video 2000 (Philips)
- Videocinta de exploración helicoidal de 2 "(IVC)
- 1/4 "CVC (Funai)
- Betacam (Sony)
- HDVS (Sony)
- Betacam SP (Sony)
- Video8 (Sony) (1986)
- S-VHS (JVC) (1987)
- VHS-C (JVC)
- Pixelvision (Fisher-Price)
- UniHi 1/2 "HD (Sony)
- Hi8 (Sony) (mediados de la década de 1990)
- W-VHS (JVC) (1994)
Formatos de cinta digital
- Betacam IMX (Sony)
- D-VHS (JVC)
- D-Theater
- D1 (Sony)
- D2 (Sony)
- D3
- D5 HD
- D6 (Philips)
- Digital-S D9 (JVC)
- Betacam digital (Sony)
- Digital8 (Sony)
- DV (incluido DVC-Pro)
- HDCAM (Sony)
- HDV
- ProHD (JVC)
- MicroMV
- MiniDV
Formatos de almacenamiento de disco óptico
- Blu-ray Disc (Sony)
- China Disco de alta definición azul (CBHD)
- DVD (fue Super Density Disc, DVD Forum)
- Disco profesional
- Disco de medios universal (UMD) (Sony)
Interrumpido
- Disco versátil mejorado (EVD, patrocinado por el gobierno chino)
- HD DVD (NEC y Toshiba)
- HD-VMD
- Disco electrónico de capacitancia
- Laserdisc (MCA y Philips)
- Televisión Electronic Disc (Teldec)) y (Telefunken)
- VHD (JVC)
Formatos de codificación digital
- CCIR 601 (UIT-T)
- H.261 (UIT-T)
- H.263 (UIT-T)
- H.264 / MPEG-4 AVC (ITU-T + ISO)
- H.265
- M-JPEG (ISO)
- MPEG-1 (ISO)
- MPEG-2 (ITU-T + ISO)
- MPEG-4 (ISO)
- Ogg-Theora
- VP8-WebM
- VC-1 (SMPTE)
Estándares
- Sistema A
- Sistema B
- Sistema G
- Sistema H
- Sistema I
- Sistema M