Fundamentos Técnicos del Vídeo Digital: Codecs, Contenedores y Compresión

Conceptos Fundamentales: Codecs y Contenedores

CODECS: Se definen como una serie de reglas para comprimir y descomprimir un archivo de vídeo con el objetivo de que sean suficientemente pequeños para ser almacenados de manera eficiente.

• Compresión: Se lleva a cabo durante la grabación de un vídeo o durante la exportación mediante herramientas como DaVinci Resolve, Mistika Boutique, Adobe Media Encoder, Apple Compressor, entre otros.
• Descompresión: Se realiza al reproducir un vídeo en reproductores como QuickTime, Windows Media Player, VLC o dentro de programas de postproducción como DaVinci Resolve, Final Cut, Premiere, Avid o Sony Vegas.

Contenedores de Vídeo o Envoltorios (Wrappers)

Los contenedores actúan como una “caja” que contiene el vídeo con sus respectivas instrucciones de compresión y descompresión (el códec). Podemos distinguir los contenedores por la extensión de nuestros archivos.

• Podemos definir los contenedores como las distintas formas que puede tener una caja (triangular, rectangular, etc.).
• Los CODECS son el contenido de las cajas; dependiendo de con qué lo llenes, pesará más o menos.
• Esto es equivalente a la calidad: dependiendo de la calidad, el archivo tendrá un peso mayor o menor.

Uso de los Codecs

Los codecs se pueden utilizar en diferentes etapas:

• Captura en cámara o en algún otro medio externo.
• Edición (para crear proxies o archivos optimizados).
• Exportación final ideal para el medio donde se tenga que reproducir el vídeo.

1. Profundidad de Color (Bit Depth / Color Depth)

Representa la cantidad total de colores disponibles para crear una imagen a través de los BITS (cantidad de valores RGB que tendrá la imagen):

• 8 BITS: 256 valores por canal = 16.777.216 valores/colores en total.
• 10 BITS: 1024 valores por canal = 1.073.741.824 valores/colores totales.

2. Submuestreo de Crominancia (Chroma Subsampling)

El ojo humano es más sensible a las diferencias de iluminación que a las diferencias cromáticas. El Chroma Subsampling saca provecho de esto para reducir hasta en un 75% los colores que componen una imagen con el objetivo de reducir el peso del archivo.

Apple ProRes 422

Este término indica la proporción a la que se están reduciendo los valores cromáticos de cada píxel que compone una imagen:

• El primer valor (4): Cantidad de valores que conforman el bloque de referencia para la compresión y cantidad de muestras de valores de iluminación o luminancia que lo componen.
• El segundo valor (2): Cantidad de muestras de color que componen la primera fila del bloque de referencia.
• El tercer valor (2): Cantidad de muestras de color que componen la segunda fila del bloque.

Ejemplos de uso:

• Streaming (HBO, etc.): 4:2:0
• Efectos especiales o Chroma Key: 4:4:4

Tipos de Compresión de Vídeo

Compresión Espacial (Intra-frame o Spatial Compression)

Es un análisis realizado por bloques o zonas. Cada bloque consistirá en una versión simplificada de los detalles que contiene (no siempre en toda la imagen, solo en las zonas donde sea posible).

• Codecs comunes: H.264 y H.265.
• Opción ALL-I: Se refiere a una compresión exclusivamente intra-frame.

Compresión Temporal

Se revisa la cantidad de información que resulta similar o idéntica de una imagen a otra. Si se puede duplicar la imagen en fotogramas posteriores sin afectar la calidad, se hará. Se utiliza la estructura de cuadros I B B P B B P B B I.

• Cada cuadro no contiene el 100% de la información, sino que almacena una fracción al codificarse usando información de las imágenes anteriores o posteriores.
• Opción IPB:
  • I: Solo cuadros comprimidos intra-frame.
  • P: Referencias de cuadros anteriores.
  • B: Bidireccionales (referencias anteriores y posteriores).

Diferencia y Ventaja: Es igual que la espacial, pero se realiza a lo largo del tiempo. Su principal ventaja es que la captura de imagen requiere un menor espacio, otorgando más tiempo de grabación por cada GB disponible en la memoria.

3. Tasa de Bits (Bit Rate)

Determina qué tan agresiva es la compresión dependiendo de la tasa de bits que usemos. Es la cantidad de bits que se van a necesitar para almacenar un segundo de vídeo.

• Mb: Megabit.
• MB: Megabyte.
• Regla de oro: A MÁS CALIDAD = MENOS COMPRESIÓN.

Unidades de Medida y Equivalencias

• 1 bit: Unidad mínima de información.
• 1 byte: 8 bits.

Escalas de almacenamiento:

• Kilo: Mil.
• Mega: Millón.
• Giga: Mil millones.
• Tera: Billón.

Conversiones:

• 1 KB (Kilobyte) = 1.000 bytes.
• 1 MB (Megabyte) = 1.000 KB.
• 1 GB (Gigabyte) = 1.000 MB.
• 1 TB (Terabyte) = 1.000 GB.