Fundamentos de Tecnología Audiovisual: Sensores de Imagen y Acústica

Tecnología de la Imagen y Visualización

Sensores de Imagen

Cámara CCD (Dispositivo de Carga Acoplada)

Son condensadores integrados que poseen dos propiedades fundamentales:

• Sensibilidad a la luz: Almacenan la carga eléctrica en el silicio al ser expuestos a la luz.
• Desplazamiento de carga: La carga almacenada se puede desplazar para su lectura.

La lectura de la información se realiza por filas (primero las pares y después las impares). Un problema característico de estas es que provocan el efecto smear (barrido vertical en la imagen).

Sensor CMOS (Semiconductor Complementario de Óxido Metálico)

Es una tecnología similar a la CCD. Sus principales diferencias en comparación con los sensores CCD son:

• Lectura: El sensor CMOS permite una lectura individualizada de las celdas y cuenta con la circuitería circundante integrada, a diferencia del CCD.
• Consumo de energía: El CMOS tiene un menor consumo frente al gran consumo del CCD.
• Coste: El CMOS es más barato de producir.
• Margen dinámico: El CCD suele ofrecer un mayor margen dinámico en comparación con el menor margen dinámico del CMOS.

Componentes Ópticos y Tipos de Cámaras

Prisma dicroico

Es un componente óptico capaz de separar la luz incidente en sus tres componentes primarios (rojo, verde y azul). Se basa en el uso de tres prismas y dos filtros dicroicos, donde cada filtro refleja un color y deja pasar los demás. Esta tecnología es la base de las "cámaras con triple sensor", que utilizan tres sensores B/N (blanco y negro), uno para cada color primario.

Cámaras de color

Son las más comunes y baratas. Estas utilizan un único sensor en el que hay un filtro de color (como el mosaico de Bayer) delante de cada píxel para capturar la información de color.

Tecnologías de Monitores

TFT-LCD (Transistor de Película Fina - Pantalla de Cristal Líquido)

Se basan en la propiedad de ciertos materiales de cristal líquido (encapsulados en filtros de silicio) de orientar la luz de manera diferente según el campo eléctrico que reciban. Existen tres modos de iluminar la pantalla:

• Transmisivo: Utiliza una fuente de luz trasera (como un fluorescente o LED) que atraviesa los filtros de colores.
• Reflectivo: Emplea un espejo que refleja la luz ambiental del exterior para iluminar la pantalla.
• Transflectivo: Incluye los dos sistemas anteriores, combinando luz trasera y reflexión de luz ambiental.

El principal defecto de estos monitores es que, en ciertos ángulos de visión, la imagen se empeora, ya que se verá más oscura o con colores alterados.

Plasma

Se basan en la propiedad de ciertos gases nobles de ionizarse y emitir luz ultravioleta al ser sometidos a fuertes tensiones eléctricas. Esta luz ultravioleta excita celdas de fósforo de colores (rojo, verde y azul) para generar la imagen.

• Ventaja: La intensidad lumínica es uniforme en toda la pantalla, ofreciendo negros profundos y un alto contraste.
• Desventaja: Con el tiempo, sufren una pérdida de brillo por el desgaste del fósforo (efecto "quemado").

Tecnología 3D

Existen diversas técnicas para la visualización de contenido tridimensional, entre las que destacan:

• Anaglifo: Utiliza gafas con filtros de colores diferentes para cada ojo.
• Gafas polarizadas: Cada lente filtra ondas de luz con una polarización específica.
• Gafas sincronizadas (activas): Las gafas se sincronizan con la pantalla para obturar alternativamente cada ojo a alta velocidad.

Tecnología del Sonido y Psicoacústica

Sensaciones Auditivas

Enmascaramiento

Es el fenómeno por el cual un estímulo auditivo dificulta o impide la percepción de otro. Un tono debe tener un nivel de presión sonora mínimo para ser percibido, lo que se conoce como umbral en silencio. Sin embargo, en presencia de otro sonido, el umbral que debe superar un estímulo es el llamado umbral de audición, que será más elevado. Hay varios tipos de enmascaramiento:

• Fisiológico: La señal no llega a ser procesada por el cerebro debido a la superposición de otra más intensa en el oído interno.
• Informativo: La señal llega al cerebro, pero este no es capaz de procesarla o distinguirla por confusión o distracción.
• Temporal: Un sonido puede enmascarar a otro que ocurre inmediatamente antes o después de él.

Sonoridad

Es la cualidad que permite la ordenación de los sonidos según su nivel percibido, comúnmente conocido como el volumen. Hay otras sensaciones secundarias importantes como la tonalidad (percepción de la frecuencia o pitch) y la localización espacial (capacidad de determinar la procedencia del sonido).

Timbre

Es todo aquello que nos permite diferenciar dos sonidos que tengan el mismo pitch, la misma sonoridad y la misma duración.

Hipoacusia

Se define como la pérdida auditiva, ya sea parcial o total.

Niveles de Evaluación Acústica

Para evaluar el nivel de ruido se utiliza la siguiente fórmula:

L_keq,T = L_aeq,T + K_t + K_f + K_i

Donde los componentes de penalización son:

• K_t (Presencia de componentes tonales): Si hay picos de energía en frecuencias específicas, se añade una penalización al nivel calculado.
• K_f (Componentes de baja frecuencia): Si hay una diferencia significativa entre la ponderación A (P_a) y la C (P_c), se añade una penalización.
• K_i (Componentes impulsivas): Se aplica una penalización basada en el cálculo del nivel utilizando una ponderación temporal específica para ruidos de corta duración y alta intensidad.