Tecnologías Clave en Video Digital: Formatos, Compresión y Realidades Inmersivas

Formatos de Televisión y Video Digital

La televisión transmite imágenes descompuestas en fotogramas (25 por segundo en PAL). Cada fotograma se divide en 625 líneas horizontales para simular el movimiento.

Componentes de la Señal Digital

• Tamaño de cuadro: Dimensiones de la imagen (determinado por el sensor).
• Velocidad de cuadro: Cantidad de fotogramas por segundo (fps). La TV usa 25 fps; el cine, 24 fps.
• Profundidad de color: Cantidad de información de color por píxel.
  • 8 bits: 256 colores (común en web).
  • 16 bits: 65.536 colores (uso en ordenador).
  • 24 bits: 16,7 millones de colores (conocido como Color Verdadero, usado en TV, DVD).
  • 32 bits: Alta Definición (HD).

Muestreo de Video

El muestreo determina el número de muestras de iluminancia y de color que se toman al rastrear cada imagen.

Frecuencia de Muestreo

La forma en que se muestrea la señal de TV se conoce como "norma 4:2:2". En este caso, los números representan la relación entre las frecuencias de muestreo de la señal de luminancia y la frecuencia de muestreo de las señales de diferencia de color.

• 4:4:4: Sin pérdida de color. Alta calidad (ideal para cine y postproducción).
• 4:2:0: Más comprimido, comúnmente usado en DVDs y streaming.

Resolución de Video

Define la cantidad de píxeles en el ancho y alto de una imagen.

• HD Ready: 1280×720 píxeles.
• Full HD: 1920×1080 píxeles.
• 4K (UHD): 3840×2160 píxeles (estándar para TV).
• Full 4K (DCI 4K): 4096×2160 píxeles (estándar para cine).

Compresión y Códecs en Televisión

Tipos de Compresión

• Compresión Intracuadro (Intra-frame)

  Analiza y comprime cada fotograma individualmente. Elimina la redundancia espacial (dentro del mismo fotograma).

  Ejemplos: ProRes 422, All-I, AVI, Cinepak, DV, DivX, XviD.

  Ideal para: Edición profesional, ya que mantiene más calidad por fotograma.

• Compresión Intercuadro (Inter-frame)

  Analiza varios fotogramas consecutivos. Elimina la redundancia temporal (entre fotogramas).

  Usa algoritmos que predicen el cambio entre imágenes.

  Ejemplos: MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, H.264, VC-1.

  Ideal para: Transmisión y almacenamiento, por ser más eficiente.

Códecs de Video Comunes

• MOV (QuickTime): Alta calidad, generalmente poco comprimido.
• AVI (Audio Video Interleave): Alta calidad, pero genera archivos grandes.
• MKV (Matroska Video): Formato abierto y libre de derechos. Ofrece muy buena calidad de audio y vídeo en poco espacio, similar a MP4.
• MP4 (MPEG-4 Part 14): Muy utilizado en la web y recomendado por YouTube. Combina alta compatibilidad y compresión, a menudo con H.264 o H.265.
• H.264 (MPEG-4 AVC): Uno de los formatos de vídeo más usados. Muy eficiente y común en cámaras DSLR, Blu-ray y web. Ofrece buena calidad con bajo peso.
• H.265 (HEVC - High Efficiency Video Coding): Sucesor de H.264. Ofrece la misma calidad que H.264, pero ocupa la mitad de espacio. Ideal para contenido 4K y streaming.
• ProRes (Apple): Códec profesional con compresión con pérdida. Muy usado en postproducción (soporta hasta 8K). Incluye formatos como 422, 422 HQ, 4444.

Trabajo con Archivos RAW

RAW no es un vídeo directamente, sino un archivo de datos sin procesar capturado directamente del sensor de la cámara.

Ventajas del RAW

• Gran libertad en postproducción.
• Posibilidad de ajustar exposición, balance de blancos y color sin pérdida de calidad.
• Se graban los metadatos, no los valores fijos de imagen.

Desventajas del RAW

• Archivos muy pesados (especialmente si están sin comprimir).
• Requieren más espacio de almacenamiento y mayor potencia de procesamiento.
• Pueden generar más ruido en condiciones de poca luz.

Principales Formatos RAW

• REDCODE RAW (RED)
• Canon Cinema RAW
• Sony RAW
• Blackmagic RAW (BRAW)

Contenedores para Edición Profesional

• MXF: (Material Exchange Format) Comúnmente usado con códecs como DNxHD/DNxHR.
• MOV: (QuickTime File Format) Compatible con códecs como ProRes 422/4444, DNxHD.

Imagen Procesada

Definición: Es la imagen que ya ha sido interpretada y convertida por la cámara o un software, aplicando ajustes y comprimiendo los datos. Se puede ver, reproducir o emitir directamente, sin necesidad de transformación adicional.

Ventajas de la Imagen Procesada

• Menor tamaño de archivo.
• Más fácil y rápido de usar.

Desventajas de la Imagen Procesada

• Menor margen de edición en postproducción.
• Posible pérdida de calidad si ha sido comprimida con pérdida.

Realidad Aumentada (AR)

Define: Superpone elementos digitales (textos, gráficos, objetos 3D) sobre el mundo real. No reemplaza la realidad, la complementa.

• Interacción: Se puede interactuar en tiempo real con los elementos añadidos.
• Dispositivos: Smartphones, tablets. También visores o gafas (cuando se requiere manos libres).
• Uso: WebTV, IPTV, entornos industriales, platós de televisión.
• Características clave:
  • Combina mundo real y virtual.
  • La información digital depende del contexto.
  • Siempre se visualiza en 3D con perspectiva.

Realidad Virtual (VR)

Define: Sustituye completamente el mundo real por un entorno digital generado por ordenador.

• Inmersiva: El usuario está totalmente aislado del mundo real.
• Interacción: Se puede mover, explorar y manipular objetos dentro del entorno virtual.
• Dispositivos: Gafas o cascos de realidad virtual (VR headsets).
• Uso: Salud, arquitectura, educación, simulación.

Preguntas Frecuentes en Video Digital

Resoluciones Temporales Recomendadas para 4K

Para contenido 4K, se recomiendan altas frecuencias de fotogramas para una mayor fluidez y opciones de cámara lenta:

• 48 fps
• 50 fps
• 60 fps
• 100 fps
• 120 fps

Además, se sugiere aumentar la cuantificación (profundidad de color), es decir, el número de bits que se emplean para codificar cada uno de los píxeles (10, 12 o 16 bits).

¿Qué es la Resolución Temporal?

Es la frecuencia de fotogramas por segundo en una secuencia de vídeo.

A mayor resolución temporal:

• El movimiento es más suave.
• Se obtiene mejor resultado en escenas con acción rápida.
• Se puede usar cámara lenta de alta calidad en postproducción.

¿Cómo Sincronizar Cámaras?

Timecode (Código de Tiempo)

Es el sistema profesional más preciso para sincronizar múltiples cámaras y audio.

• Todas las cámaras reciben el mismo código de tiempo SMPTE.
• Se puede sincronizar por:
  • Cable: Cámaras conectadas a un generador de timecode.
  • Sistemas inalámbricos: Como Tentacle Sync o Ambient Lockit.

Genlock

Sincroniza la señal de vídeo entre cámaras (no el audio ni el timecode).

• Se usa principalmente en televisión en directo o estudio.
• Asegura que todas las cámaras estén sincronizadas en cuanto al escaneo de imagen.
• Ventajas: Crucial en entornos broadcast para evitar problemas de sincronización visual.
• Consideraciones: Necesita equipos compatibles y una configuración técnica específica.

¿Quién Reduce el Flujo Binario?

Generalmente, quien reduce el flujo binario de un archivo de vídeo es el códec o el formato de salida al que se exporta el contenido.