Story Transcript
Agradecimientos
Al profesor Guillermo Pardo por su tiempo y dedicación, al profesor Fernando Luis Rolando Badell, y a Tomás Guerrero.
1
Índice
Índice de figuras
Pág.4
Introducción
Pág.5
1. La evolución de la televisión
Pág.9
1.1 Breve historia de la televisión.
2. Características técnicas de la televisión
Pág.10
Pág.35
analógica 2.1 La señal de televisión análoga.
Pág.35
2.2 Normas de transmisión. NTSC, PAL, SECAM
Pág.37
2.3 Sistemas de difusión.
Pág.44
Ondas electromagnéticas, cable y satélite. 2.4 El apagón analógico.
Pág.46
3. El traspaso de televisión analógica a digital 3.1 La televisión digital
Pág.47 Pág.48
3.1.1 Formación de la imagen digital y funcionamiento
3.2
del aparato emisor.
Pág.48
3.1.2 La señal discreta digital.
Pág.52
3.1.3 Transmisión y difusión de la señal.
Pág.55
3.1.4 Funcionamiento del aparato receptor
Pág.55
Motivos del traspaso.
Pág.67
2
4. Televisión en alta definición: HDTV
Pág.70
4.1 Introducción a la alta definición
Pág.70
4.2 Características técnicas
Pág.71
4.2.1 Resolución de imagen
Pág.71
4.2.2 Tipos de escaneo
Pág.73
4.2.3 Relación de aspecto
Pág.75
4.3 Estándares de transmisión
Pág.79
4.4 Audio para HDTV
Pág.82
4.5 Requerimientos
Pág.85
4.6 Ultra-alta definición (UHDTV)
Pág.87
5. La nueva televisión.
Pág.91
Conclusiones
Pág.102
Referencias bibliográficas
Pág.109
Bibliografía
Pág.111
3
Índice de figuras
Figura 1: Disco de escaneo de imagen propuesto por Baird.
Pág.25
Figura 2: Sistema de de color propuesto por la CBS
Pág.29
Figura 3: Sistema de de color propuesto por la CTI
Pág.31
Figura 4: Sistema de de color propuesto por la RCA
Pág.32
Figura 5: Composición de un televisor LCD.
Pág.65
Figura 6: Descubrimiento de Kerns Powers
Pág.77
Figura 7: Requisitos espaciales y disposición de dispositivos para la UHDTV
Pág.90
4
Introducción
Actualmente
los
canales
de
televisión
en
alta
definición
ofrecidos por diferentes compañías de transmisión, la venta de televisores hogareños con capacidad de reproducir dicha señal,
y,
la
disponibilidad
de
dispositivos
como
DVDs,
teléfonos móviles y cámaras capacitados para almacenar este nuevo formato de video, continúan ascendiendo imparablemente.
El extraordinario incremento en la utilización de este nuevo formato
de
reproducción,
video
formato
concluye
digital
audiovisual
para
y,
en
en
todos
si
bien
la la los no
grabación, completa ámbitos puede
transmisión instauración
de
la
y del
realización
afirmarse
de
manera
extremista, el futuro decaimiento del formato analógico como principal fuente de registro en la industria cinematográfica.
Se expondrán en el presente Proyecto de Grado las posibles causas
del
desarrollo
actual
de
la
televisión
en
alta
definición realizando un enfoque desde sus características técnicas y los beneficios reales que brinda y brindará a las áreas tanto cinematográficas como televisivas separándolo de las
implementaciones
futuras
discursivo.
5
que
se
le
darán
a
nivel
Dicho objetivo se logrará mediante una investigación sobre el desarrollo
de
la
televisión
desde
sus
comienzos
hasta
concluir en su estado actual teniendo en cuenta aspectos de la paralela evolución de la cinematografía y sus influencias en la industria televisiva.
La HDTV es un sistema televisivo digital que ofrece una mayor resolución
de
imagen
que
la
brindada
por
los
sistemas
actuales, adhiriendo líneas de resolución, una relación de aspecto 16:9, y, de manera proporcional, un incremento en la calidad del audio a través de la incorporación del sistema Dolby 5.1 que otorga la posibilidad de escucha tridimensional a través de seis canales de sonido.
Si
bien
esta
nueva
tecnología
aún
sufre
un
estado
de
transición al estimar su adopción completa, la HDTV ya se encuentra en funcionamiento en las principales ciudades del mundo,
en
superada
procesos en
Japón
de
instauración en el resto y siendo
por
el
formato
de
video
Ultra-alta
definición.
De
manera
paralela,
las
posibilidades
económicas
y
las
simplificaciones en los procesos tanto de producción como de post-producción que ofrecen los formatos de video digitales a los diversos no sólo realizadores sino también estudiantes
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cinematográficos, en un ámbito donde el presupuesto resulta clave, ha hecho que su aplicación en el área y el consecuente descenso en el consumo del formato analógico se realice de manera cada vez más veloz. La
película
fotosensible
está
siendo
reemplazada
progresivamente por sistemas electrónicos digitales no sólo en el área cinematográfica sino también en la fotografía y demás áreas tanto visuales como sonoras. En base a los factores económicos, la fidedigna preservación de la calidad de imagen, y los progresos alcanzados en los equipos
electrónicos,
superarán
la
flexibilidad
las
resolución, del
formato
imágenes
digitales
facilidad analógico
de sino
no
sólo
utilización que
y
terminarán
reemplazándolo. (Browne, 2007, 69).
En un segundo plano, debe tenerse en cuenta que las películas fotosensibles son elaboradas a base del mineral plata. Este mineral es un recurso no renovable, es decir, que, si bien no puede afirmarse de manera terminante, posee un periodo de vida limitado.
Considerando estos agentes, se puede afirmar que al ser la televisión el medio contemporáneo principal de transmisión de piezas
audiovisuales
que
están
siendo
producidas,
post-
producidas y serán, en un futuro, realizadas completamente de
7
manera
digital,
ha
evolucionado
en
base
primordialmente económicos en la actual HDTV.
8
a
factores
1. La evolución de la televisión
Para comprender el presente de manera óptima y objetiva, es necesario
mirar
hacia
atrás,
observar
las
causas
de
los
necesidad
por
hechos, los progresos, aciertos y desaciertos.
Desde
el
paleolítico
expresarse
a
desarrollo
de
través la
el
hombre
de
la
sintió
imagen,
civilización,
el
y
una en
refinar
el
posterior
las
técnicas
figurativas conformó una parte substancial adquiriendo una gran importancia a nivel cultural.
A finales del SXIX, como consecuencia del contexto, comenzó el origen de diferentes inventos que cambiarían la forma de vida y de comunicación de las personas. La invención de nuevas tecnologías como la fotografía y el cine, permitieron reproducir imágenes cada vez más realistas. Más
allá
del
logro
tecnológico,
estas
invenciones
significaron una nueva forma de expresión para los seres humanos. Sin duda, una de las evoluciones más complejas e influyentes en la cultura contemporánea fue la televisión.
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Como todo proceso tecnológico complejo, el desarrollo de la televisión se dio de manera lenta y progresiva. Las innovaciones aquí mencionadas también tuvieron su propia evolución,
todas
son
producto
del
esfuerzo
y
trabajo
de
muchos investigadores a través de los años; y algunas veces, descubiertas a través de la equivocación y la casualidad.
1.1 Breve historia de la televisión. Desde el disco rotante de Nipkow a la televisión análoga contemporánea.
La
base
de
la
televisión
moderna
fue
cimentada
con
la
invención de la fototelegrafía impulsada por investigadores como Caselli y Selencq, la cual consistía en el envío de imágenes fijas a distancia a través de la descomposición de la imagen en una serie de elementos. Paul Nipkov, joven ingeniero e inventor alemán nacido en 1860, comenzó a interesarse por la revolución tecnológica que significó
la
fototelegrafía,
y
desarrolló
un
sistema
de
escaneo de imagen que influenciaría en los futuros primeros sistemas de televisión mecánicos. Este sistema, que patenta en 1884 (patente disponible en la Pág. 3 del Cuerpo C), estaba conformado por un plano circular con perforaciones dispuestas en forma de espiral (de adentro hacia afuera), que giraba mediante un motor a una velocidad
10
determinada. Una imagen era proyectada a través de una lente directamente hacia este disco y la luz que pasaba por cada perforación formaba puntos que, a su vez, conformaban líneas; y de esta manera, se obtenía la imagen completa. Estas líneas eran recogidas por un sensor, y son equivalentes a las denominadas líneas de resolución de los televisores actuales. El sensor estaba compuesto por células de silenio y enviaba los impulsos eléctricos correspondientes mediante un cable a una fuente de luz en la parte receptora. Esto hubiese resultado imposible si Joseph May no hubiese descubierto,
a
principios
de
la
década
de
1870,
que
la
resistencia eléctrica del selenio metálico podía variar por efecto de la luz, y que esa variación era proporcional a la intensidad de luz. En pocas palabras, descubrió que a partir de la luz se podría crear una corriente eléctrica. Entonces, una vez captados los valores de luz y sombra de la imagen por el sensor, este los transmite, mediante un cable, a una fuente lumínica. La fuente, que varía su luminosidad según la información recibida, al pasar por un que
gira
a
la
misma
velocidad
y
en
segundo disco
sincronismo
con
el
primero, forma la imagen de igual manera que fue obtenida. Los puntos que se distribuían sucesivamente con el traspaso de
la
luz
por
cada
orificio
gracias
a
la
persistencia
retiniana y con la necesaria velocidad de rotación de los
11
discos, lograban ser percibidos como una unidad y no como elementos individuales. Con este sistema de Nipkow se había logrado por primera vez el escaneado de una imagen, su transmisión a través de un cable y su posterior reproducción. Sin
embargo,
se
evidenciaban
en
su
proceso
algunas
dificultades. Las líneas tendían a ser más bien curvas y su número máximo, que equivale a la cantidad de orificios en el disco, se encontraba
limitado
por
su
geometría
(el
máximo
oscilaba
entre 30 a 100 líneas, aunque se realizaron experimentos a 200). Otra
seria
reproducidas
desventaja
dimensiones
que de
la
era
era muy
el
tamaño
pequeño
superficie
de
y
las
dependía
utilizada
para
el
imágenes de
las
escaneo
(utilizando un disco de 30cm a 50cm de diámetro se obtenía una imagen del tamaño de una estampilla), lo cual hacía casi imposible
la
implementación
del
disco
de
Nipkow
para
la
futura televisión mecánica. Sin embargo, su desarrollo conformó el primer gran paso para la creación de la televisión.
Nuevas investigaciones llevaron a los científicos hacia otras alternativas.
12
El
descubrimiento
del
electrón,
(grano
de
electricidad
negativa), revolucionó la física y fue clave en el desarrollo de nuevos sistemas de escaneo de imagen.
“El electrón es un corpúsculo de admirable iluminación y sensibilidad.
Campos
de
electrones
débiles
son
suficientes para dar enorme velocidad y, una vez en movimiento,
su
dirección
permanece
fácilmente
influenciada por campos eléctricos y magnéticos por los cuales
pasa,
y
dicha
acción
curva
fácilmente
su
trayectoria. Existe
un
aparato
que
ilustra
especialmente
bien
la
flexibilidad del electrón: el viejo “Tubo Braun” que, siguiendo
los
progresos,
se
ha
convertido
osciloscopio de tubos de rayo-catódico. instrumento eléctrico.
sigue Posee
las
variaciones
aplicaciones
en
el
Este admirable de
un
innumerables
voltaje y
la
televisión, que requiere de un escaneo de imagen ultrarápido, podría difícilmente realizarlo sin esta preciada ayuda.” (De Broglie, Louis; físico francés, ganador del Premio Nobel, 1929.)
13
Considerado pero
de
este
Hesse,
nuevo (Nipkow
descubrimiento, otro físico alemán nació
en
Pomerania,
al
norte
de
Alemania), Carl Ferdinand Braun, galardonado con el Premio Nobel de Física en 1909, creó en 1874 el tubo de rayos catódicos.
Con
la
llegada
del
nuevo
siglo,
se
realizó
en
París
la
Exposición Universal, cuyo propósito era celebrar los logros conseguidos hasta el momento y exponer los nuevos objetivos e innovaciones a alcanzar. En esta exposición se realizó el primer Congreso Internacional de Electricidad. Fue ahí donde el
ruso
exponía
Constantin las
nuevas
Perskyi exhibió un ensayo en el cual invenciones
descubiertas
por
otros
especialistas en el área, incluyendo el disco de Nipkow, y utilizó por primera vez la palabra “televisión”. A principios del 1900, se dieron dos grandes y opuestas tendencias en el desarrollo de la televisión. Aquellos inventores que trataron de construir un sistema de televisión mecánico basado en los discos rotantes de Nipkow; y
los
que
trataron
de
construir
un
sistema
completa
o
parcialmente eléctrico basado en el tubo de rayos catódicos.
El
escocés
John
Logie
Baird
siguió
el
modelo
mecánico,
mientras que el americano Philo Taylor Farnsworth por un
14
lado, y el ruso, emigrante en los Estados Unidos, Vladimir Kozmich Zworykin por otro, optaron por el modelo electrónico.
El tubo de rayos catódicos creado por Braun emite electrones que
son
concentrados
y dirigidos a través de un sistema
deflector a una pantalla fluorescente (gráfica disponible en la Pág. 4 del Cuerpo C). Dicha pantalla posee fósforo lo que la hace fotosensible a la luz, por lo tanto, al incidir el rayo de electrones sobre ella se genera un punto luminoso. Braun descubrió que puede hacer que el rayo de electrones se mueva
a
través
de
la
pantalla
mediante
un
sistema
de
deflexión, compuesto por dos pares de bobinas, en el caso de ser magnético, o electroestáticamente con dos pares de placas perpendiculares entre si, ubicadas en el cuello del tubo. Al moverse el rayo de un lado a otro y de arriba hacia abajo, líneas visibles en la pantalla son formadas.
El científico e inventor ruso Boris Rosing sugirió utilizar este sistema de tubo de rayos catódicos como una pantalla receptora de imágenes y combinarlo con el disco de Nipkow en la emisión de imágenes para su propuesta de televisión que desarrolló en su laboratorio de Saint Petersburg. En la parte receptora, el rayo de electrones al pasar de un extremo a otro de la pantalla genera líneas conformadas por puntos, y cuando recibe la señal enviada por el disco, varía
15
su potencia lumínica componiendo así una imagen formada por puntos de diferentes valores de luz y sombra. Rosing
patentó
este
sistema
electro-mecánico
en
1907,
y
realizó la primera demostración de la televisión como tal en 1911.
En Escocia, el ingeniero eléctrico Alan Archibald Campbell Swinton sugirió mediante una carta a la revista científica “Nature”
un
sistema
de
envío
y
recepción
de
imágenes
puramente electrónico utilizando tubos de rayos catódicos, en 1908. En la carta describió su sistema que llamó “visión eléctrica distante”. Proponía utilizar dos rayos de tubos catódicos, uno en la estación transmisora y otro en la receptora, direccionados a través de la utilización de dos electromagnetos ubicados de manera perpendicular entre si, energizados por dos corrientes enérgicas con diferentes frecuencias para que ambos rayos produzcan un barrido en las superficies requeridas dentro del 1/10
de
segundo
percibir
una
necesitado
imagen
entera
para no
que
el
espectador
oscilante
gracias
pueda de
la
persistencia retiniana. Sin embargo, el elemento faltante en su propuesta era, según Robert
Alexander:
“un
transmisor
eficiente
que,
bajo
la
influencia de la luz y la sombra, produzca las necesarias alternancias en la intensidad del rayo catódico receptor, y
16
hacer que el rayo transmisor sea lo suficientemente rápido en su
acción
para
responder
a
las
160,000
variaciones
por
segundo que son necesarias como mínimo” (2000, Pág. 14) Campbell-Swinton nunca intentó crear dicho sistema en parte debido a las limitaciones mecánicas de la época, pero más que nada por la cantidad de experimentación que requeriría y el costo
que
implicaba.
No
propuesta de creación de un
obstante,
ésta
fue
la
primera
sistema de televisión eléctrico.
Justificaba su propuesta afirmando que los problemas que se daban en los sistemas mecánicos eran los limitados números de escaneo por segundo que producían una imagen parpadeante y, los tamaños relativamente grandes de los orificios de los discos que influenciaban en la resolución de las imágenes disminuyéndola. Pero
como,
a
principios
de
siglo,
los
métodos
de
amplificación de señales o de captación de imágenes aún no habían evolucionado, las primeras transmisiones de televisión se realizaron con sistemas de exploración mecánicos.
John Logie Baird, en 1922, comenzó a trabajar en un sistema completamente
mecánico compuesto por dos discos de Nipkow,
uno para transmitir y otro para reproducir las imágenes. La diferencia con el sistema del alemán era la sustitución, por parte
de
Baird,
de
la
célula
17
de
selenio
por
una
célula
fotoeléctrica, que permitía transformar la energía luminosa (fotones) en energía eléctrica (electrones). Su primer intento, en 1925, con una figura humana, no fue considerado como televisión
físicamente
ya
que
los
dos
discos
utilizados
estaban en la misma caja, pero de igual forma demostró que el principio de Nipkow podía aplicarse en ambas etapas: para transmitir y reproducir imágenes en movimiento. Obtuvo una imagen
escaneada
verticalmente
con
sólo
30
líneas,
suficientes para reproducir una figura reconocible; a una velocidad de 5 fotogramas por segundo, y con un tamaño de 5cm de largo y 3,80cm de ancho aproximadamente. En 1926, Baird repitió la transmisión de manera pública ante 50 miembros del Instituto Real de Londres y un periodista, en su laboratorio de Londres. El sistema poseía ya un progreso en velocidad de escaneo: 12,5 imágenes por segundo. Por
primera
vez
se
produjo la transmisión de imágenes
a
través de un sistema real de televisión (patente disponible en la Pág.5 del Cuerpo C).
Baird
aportó
innovaciones,
además,
al
desarrollo
de
los
sistemas de transmisión. En 1927, transmitió una señal a 438 millas a través de una línea de teléfono entre Londres y Glasgow.
18
Por estas épocas, se comenzaron a llevar a cabo las primeras pruebas de transmisión de la señal de televisión a través de las ondas radiales. Una señal se transmite modulando las ondas electromagnéticas. La
modulación
propiedades
consiste
de
éstas
en variar sistemáticamente algunas ondas
radiales
como
la
frecuencia,
amplitud o fase. A través de este proceso, la información es transportada a través del aire. En
el
caso
de
la
televisión, básicamente, se envían dos
señales: una para la imagen y otra para el sonido. La imagen es enviada modulando la amplitud de las ondas radiales (AM), y el audio es enviado modulando la frecuencia (FM). Ambas son transportadas, junto con la información de sincronización, a través
de
una
señal
portadora
enviada
desde
la
estación
transmisora a una frecuencia determinada. Estas ondas son recibidas por un conductor eléctrico (antena receptora) que las convierte en señales eléctricas. Desde la estación emisora las ondas de televisión emitidas viajan a larga distancia y en línea recta, por lo tanto, su alcance queda limitado por la curvatura de la Tierra; debido a esto, para obtener una buena transmisión las estaciones emisoras deben estar dispuestas cada 80km aproximadamente.
Baird
consiguió
en
1928
transmitir
señales
de
televisión
desde Londres a New York por medio de señales de radio.
19
Sus aportes tecnológicos fueron muy importantes, y aún más la introducción de la televisión al público en general. Aunque, eventualmente, reemplazaron
los los
sistemas
sistemas
de
televisión
mecánicos
porque
electrónica las
imágenes
obtenidas con estos últimos eran de mayor calidad.
Dos sistemas de televisión completamente electrónicos fueron llevados
a
Campbell
Swinton;
Farsworth
cabo
en
dos uno
1926,
décadas por y
después
el
de
la
norteamericano
el
segundo
por
propuesta Philo el
de
Taylor
emigrante
norteamericano ruso Vladimir Kozmich Zkorykin en 1932. Ambos crearon, separadamente, el elemento que faltaba en el sistema de Boris Rosing y el propuesto por A. A. Campbell Swinton
para
electrónico:
la un
realización dispositivo
de
un
capaz
sistema de
televisión
recolectar
electrónicas, un tubo de cámara de video. de Farnsworth como la de Zkorykin,
de
imágenes
Tanto la invención
eran muy similares ya que
ambas utilizaban el tubo de rayos catódicos. No obstante, el modo de convertir las imágenes en señales eléctricas era notablemente diferente.
Philo Taylor Farnsworth, concibió la idea de la creación de un tubo de cámara de video a los 15 años, la desarrolló a los 21, y decidió nombrarlo Disector de Imagen.
20
En este Disector, la luz de una escena era focalizada en un fotocátodo revestido con un material foto-emisor (óxido de cesio)
que
posterior
producía del
intensidad
un
fotocátodo
lumínica
recibida.
campo
de
electrones
emitiendo
proporcional
a
en
la
electrones la
parte
con
una
de
luz
intensidad
Recreaba, de esta manera, la imagen presentada al
tubo. Debía colectar estos electrones línea por línea para ser
transmitidos.
Para
esto
controlaba
los
electrones
utilizando dos placas electromagnéticas colocadas alrededor del
tubo
del
Disector
electromagnética,
de
Imagen.
arrastraba
a
los
Esta
especie
electrones
de
rosca
haciéndolos
pasar, literalmente un elemento de imagen por vez, por una abertura. De esta manera, sólo una parte de la corriente generada
detrás
del
tubo
pasaba
al
plato
colector
de
electrones. Aquellos electrones que llegaban a este plato, eran escaneados con el rayo de tubo catódico y, es así como se obtenía la señal de video. Para
completar
el
sistema
de
televisión,
en
la
parte
receptora, se amplificaba la electricidad hasta obtener una corriente potente. Esta corriente desprendía los electrones y otro tubo de rayos catódicos los emplazaba hacia la pantalla fluorescente, creando la imagen de la misma manera propuesta por Rosing.
21
Unos años más tarde y basándose en el invento de Farnsworth, Vladimir Kozmich Zworykin crea el Iconoscopio. También a través de un tubo, la escena a ser televisada es focalizada en una superficie, que Zworykin llamó “mosaico”. Este
mosaico
revestido
era
con
construido
un
material
con
substrato
foto-emisor
de
micacita
manipulado
de
y
tal
manera que formaba pequeñas celdas aisladas. Cuando la luz actuaba sobre estas celdas, se creaba una carga eléctrica proporcional ellas.
al
Luego,
patrón el
óptico rayo
presentado
de
en
cada
electrones
del
una
de
tubo,
electromagnéticamente dirigido, escaneaba el mosaico de lado a
lado
y
de
arriba-abajo
“descargando”
las
celdas
y
obteniendo, de esta manera, una señal de video.
El Disector de Imagen, para obtener una imagen moderadamente sin ruido, necesitaba mucha más luz que el Iconoscopio: era menos sensible. Esto se debía a que el tubo de este último era
“almacenador”,
construyendo
una
los
carga
fotones en
cada
que celda
llegaban
al
permanecían
mosaico en
las
mismas hasta ser removidas por el rayo del tubo. En cambio, el Disector no posee dicho mecanismo de almacenamiento. Al transportar los electrones por una abertura, proceso casi instantáneo, se perdían gran parte de ellos y, por lo tanto, la imagen resultante era más débil que la obtenida por el iconoscopio.
22
Farnsworth creó un sistema multiplicador de electrones para reducir el problema. Sin embargo, el Iconoscopio, con su proceso de almacenamiento y su alta velocidad de escaneo del mosaico era más eficaz para convertir información visual en electricidad. La evolución de un tubo de cámara continuó combinando las ventajas de ambos tubos y optimizándolas.
Un aspecto importante en la creación de un cuadro de imagen fue el efecto de parpadeo que se generaba producto de su composición de manera sucesiva. El rayo de electrones que escanea la imagen de arriba hacia abajo y de lado a lado; al completar
las
líneas
últimas
del
cuadro,
las
primeras
comenzaban a desaparecer. Esto generaba el llamado efecto de parpadeo. Una solución podría haber sido aumentar la frecuencia de repetición de las imágenes, pero, como afirma Gordon White: “[…]
la
elección
de
la
frecuencia
de
repetición
de
las
imágenes esta inevitablemente determinada por la de tensión de red, ya que las bases de tiempo, tanto del equipamiento de generación
de
imágenes
como
del
receptor,
utilizan
la
frecuencia de red para sincronización”. (1984, Pág. 18) Por lo tanto, se optó por realizar dos exploraciones, de cada imagen.
En
el
primer
barrido se escanean las líneas del
cuadro impares, y al retornar el haz las líneas pares son
23
escaneadas completando, de esta manera, el cuadro completo. Esta solución, además de eliminar el parpadeo, permitía la reducción de la frecuencia de repetición de las imágenes y, por tanto, de las exigencias de ancho de banda. Este tipo de escaneo se denomina entrelazado.
El ancho de banda establece la cantidad de información que una determinada frecuencia de una onda electromagnética puede transmitir. Todos los aspectos técnicos de transmisión de televisión se verán limitados por este parámetro. Relegado
el
sistema
mecánico frente a la calidad de las
imágenes electrónicas, y con el objetivo de optimizar dicha calidad, se fue aumentando progresivamente la cantidad de líneas escaneadas y la cantidad de fotogramas por segundo cuya limitación era justamente el ancho de banda.
El
último
gran
avance
en
televisión
analógica
fue
la
inclusión del color. El primer experimento de televisión a color, y la influencia de las posteriores invenciones, fue realizado por John Logie Baird en 1928 utilizando su sistema mecánico de televisión con algunas modificaciones.
24
El aparato empleado consistía en un disco con tres espirales sucesivos.
Como
muestra
la
figura,
cada
espiral
posee
orificios cubiertos por filtros de colores. El primer espiral está cubierto por filtros azules, el segundo por verdes, y el tercero
por
rojos.
Estos
conforman
los
tres
colores
primarios. Entonces, el objeto a transmitir era escaneado primero por una fuente de luz roja, luego por una azul y por último
por
una
verde.
De
esta
manera,
se
obtenían
tres
imágenes correspondientes a los componentes rojos, azules y verdes de una imagen.
Figura 1: Disco de escaneo de imagen propuesto por Baird en su sistema de televisión a color. Fuente: “Colour Television”. Disponible en: http://www.earlytelevision.org/baird_mechanical_color.html
En la parte receptora, se encontraba un disco similar girando en sincronismo con el disco transmisor emitiendo diferentes
25
intensidades sombras
de
correspondientes
descargadoras
la de
imagen.
a
los
Detrás
electrones
eran
valores del
de
disco,
moduladas
por
luces
y
lámparas la
señal
recibida del transmisor. Las tres imágenes obtenidas por cada cuadro eran presentadas de manera sucesiva, entonces, como es de saber común, a partir de la combinación de los colores primarios en diferentes proporciones se obtiene el resto de la paleta cromática. Gracias a este sistema y a la persistencia retiniana, el espectador era capaz de visualizar las imágenes a color.
La
Segunda
Guerra
Mundial
paralizó
la
expansión
de
la
televisión en Europa y en los Estados Unidos.
Finalizada la década del ’30, a partir de 1940 comenzaron las transmisiones de televisión en los países protagonistas de su desarrollo: Estados Unidos, Inglaterra y Alemania.
Diferentes sistemas de transmisión de televisión se fueron desarrollando de manera heterogénea en dichos países. Un sistema de transmisión, denominado standard, está definido por la frecuencia en la que se está transmitiendo la señal. Esta
frecuencia
determinará,
en
un
principio,
parámetros
técnicos básicos como la cantidad de líneas de resolución y
26
la
cantidad
de
cuadros
por
segundo
a
transmitir.
Más
adelante, se manejarán parámetros cromáticos y sonoros.
El sistema desarrollado por los Estados Unidos fue llamado NTSC
(National
Television
System
Committee,
en
inglés;
Comisión Nacional de Sistemas de Televisión, en español). Su primer
versión,
en
1941,
estableció
los
parámetros
de
transmisión de televisión en blanco y negro. Estos incluían: la
definición
de
cantidad
de
líneas
de
resolución:
525
líneas; la cantidad de cuadros por segundo: 30 fps (frames per
second);
la
relación
de
aspecto:
4:3
(tamaño
de
la
pantalla); la frecuencia modulada para la señal de sonido.
La frecuencia de refresco del campo en los sistemas blanco y negro era de 60Hz para que corresponda con la frecuencia de la corriente alterna utilizada en los Estados Unidos. Que ambas coincidan, evitaba interferencias de onda que podían producir barras en la pantalla.
Luego
de
la
Segunda
Guerra
Mundial,
alrededor
de
1949,
comienza la búsqueda de un sistema de televisión electrónico (aparato emisor y receptor) capaz de obtener y reproducir imágenes en color. Pero surge un inconveniente en dicha búsqueda. Por estas épocas,
la
televisión
en
blanco
27
y
negro
era
un
éxito
comercial, se habían vendido alrededor de 10 millones de sets de televisión. Con el standard NTSC monocromático instaurado, el desarrollo del color sólo sería viable si se conseguía un sistema de televisión a color que fuera compatible con dicho standard y, cuyas transmisiones pudieran ser recibidas por los receptores blanco y negro; ya que la adopción de un sistema incompatible conllevaría
un
costo
económico
inconcebible
por
la
FCC
(Federal Communications Commission). Además, la emisión de televisión a color era denegada por parte de muchas estaciones transmisoras por miedo a perder parte
de
la
receptores transmisoras programación
audiencia
que
decidiese
monocromáticos. decidieron en
blanco
Entonces, continuar
y
no
negro,
modificar como
muchas
transmitiendo se
daba
una
sus
su doble
compatibilidad a la que había que responder, ya que aquellas personas que adquirieran televisores a color debían, también, poder ser capaces de visualizar la programación en blanco y negro.
De los sistemas de televisión a color propuestos, tres de ellos se encontraban disputando el puesto: el sistema de Línea
Secuencial
propuesto
por
CTI
(Color
Television
Incorporated); el método Secuencial de Campos planteado por la CBS (Color Broadcasting Station); y el sistema de Puntos
28
Secuencial
desarrollado
por
la
RCA
(Radio
Corporation
of
America). El sistema secuencial de campos basado en el propuesto por Baird en 1928 y desarrollado por Peter Goldmark para la CBS en
1940,
consistía
básicamente
en
un
disco
rotante
con
filtros correspondientes a los colores rojo, verde y azul dispuesto dentro de la cámara que escaneaba una misma imagen tres veces, cada vez con un diferente color. En el aparato receptor, otro disco igual, rotando de manera sincronizada, exponía las imágenes en secuencia.
Figura 2: Sistema de color propuesto por la CBS. Fuente: “TV Color Controversy” Disponible en: http://www.earlytelevision.org/tv_color_controversy.html Y en la Pág.8 del Cuerpo C
Entonces, por cada imagen se emitían tres cuadros, cada uno correspondiente a un color. Éstas eran transmitidas con doble entrelazado: dos campos por cada imagen; seis campos en total para una imagen completa (patente disponible en la Pág.6 del Cuerpo C). Con el objetivo de evitar el efecto de parpadeo causado por la
exposición
de
tres
imágenes
29
iguales
en
secuencia,
se
incrementó la cantidad de fotogramas expuestos por segundo de 60 a 144, resultando en los 24 por segundo necesarios. Este
proceso,
requería
un
al
transmitir
ancho
de
banda
tres
veces
mayor.
más
Para
información,
solventar
dicho
problema y mantener la frecuencia asignada por el standard NTSC, la resolución de la imagen vertical fue reducida de 525 a 405 líneas. Cada campo era dividido en sus líneas pares e impares para ser transmitidas de manera entrelazada. En el primer fotograma se escaneaban las líneas impares en rojo y las pares en verde; el segundo fotograma estaba compuesto por las líneas impares en azul y pares en rojo; y el tercero, incluía las líneas impares en verde y las pares en azul. De esta manera, se escaneaban tres fotogramas o seis campos cada 1/24 de segundo para la obtención de una imagen completa.
La CTI desarrolló un sistema de color lineal completamente electrónico. Dicho sistema añadía a los aparatos transmisores y receptores usuales un equipo de lentes y filtros de colores (rojo,
verde
y
azul).
Además
del
requerimiento
de
un
amplificador de video para obtener un ancho de banda mayor y así poder transportar la cantidad de información demandada. La cámara posee un equipo de lentes y filtros tri-cromáticos que recogen la imagen, la dividen en sus tres colores y la proyectan
en
el
mosaico
fotoeléctrico
30
del
tubo
de
rayos
catódicos. Estas imágenes se disponen de lado y el destello de electrones realiza el proceso de escaneo.
Figura 3: Sistema de color propuesto por la CTI. Fuente: “TV Color Controversy” Disponible en: http://www.earlytelevision.org/tv_color_controversy.html Y en la Pág.8 del Cuerpo C.
En la parte receptora, la señal es recibida por el tubo de rayos catódicos y este reproduce las tres imágenes en blanco y negro con el detalle y las intensidades correspondientes a las originales. El sistema de lentes que posee el receptor, similar al del transmisor pero invertido, es el encargado de recolectar las imágenes, a través de los filtros suplanta los colores, las superpone y proyecta una imagen completa con sus tonalidades cromáticas correspondientes. Este sistema era compatible con el standard, (excepto por el ancho
de
banda
que
era
mayor),
pero
resultaba
necesario
modificar los aparatos receptores monocromáticos para que las señales
pudieran
ser
vistas
a
equipo de lentes y filtros.
31
color
suministrándolas
del
El sistema desarrollado por la RCA estaba compuesto, en el equipo
emisor,
por
una
cámara
con
tres
tubos
de
rayos
catódicos, uno para cada color primario.
Figura 4: Sistema de color propuesto por la RCA. Fuente: “TV Color Controversy” Disponible en: http://www.earlytelevision.org/tv_color_controversy.html Y en la Pág.8 del Cuerpo C
La información del objeto a ser transmitido pasaba por la lente de la cámara y su composición cromática era separada en los tres colores primarios a través de espejos dicroicos (función que luego llevaría a cabo un prisma dicroico). Separada la información en sus tres componentes cromáticos, eran
captados
cada
uno
por
su
tubo
de
rayos
catódicos
correspondiente. Cada tubo realizaba el escaneo de la imagen y la señal a color era obtenida lista para ser transmitida. En el aparato receptor, la señal es dividida a través de un aparato conversor y los tres cañones correspondientes a los tres
colores
desprendía
primarios
cada
fosforescente.
destello
Dicha
conforman de
un
solo
electrones
pantalla
posee
una
hacia
elemento la
máscara
que
pantalla o
Shadow
Mask con pequeños orificios. El objetivo de la máscara es
32
hacer que cada haz pase por el orificio correspondiente para chocar
con
un
determinado. ángulos
punto
Al
(desde
de
llegar los
fósforo
los
tres
(luminóforo
electrones
rayos
desde
separados)
la
o
pixel)
diferentes máscara
es
moldeada de tal manera que el haz de electrones choque con el fósforo
correcto,
y
los
otros
dos
electrones
queden
en
sombra. De esta manera, las intensidades de cada color pueden ser
controladas
separadamente
en
cada
punto.
Estos
tres
puntos de color se ubicaban en forma de triángulo y mediante la mezcla cromática aditiva el color deseado era formado. Los televisores análogos a color de hoy en día implementan en su tecnología la shadow mask.
Por
otro
lado,
el
ingeniero
mexicano
Guillermo
González
Camarena creó en 1941 un adaptador “cromoscópico” para los sistemas de televisión. Este adaptador funcionaba a modo de conversor de la señal blanco y negro que, aplicándolo al tubo de rayos catódicos, permitía visualizar una imagen a color en los
televisores
manera,
monocromáticos.
solventar
compatibilidad
Camarena
momentáneamente
entre
los
el
televisores
logró,
de
esta
problema
de
blanco
y
negro
existentes y las nuevas señales a color a transmitir.
Por
presiones
por
parte
de
la
FCC
para
desarrollar
un
standard de transmisión a color compatible, un sistema debía
33
ser electo. El elegido e implementado para la transmisión de televisión a color, en 1949, fue el sistema de televisión a color propuesto por la CBS. Se optó nuevamente por dicho sistema en 1950 a pesar de su incompatibilidad,
debido
a
que
los
sistemas
restantes
introducidos por la RCA y la CTI poseían, según la FCC, una “escasa fidelidad de color, interferencias en el barrido de puntos y líneas, pobre registro, y altos costos de estudio y desarrollo
de
receptores”;
y
a
la
negativa
de
los
manufactureros a desarrollar un aparato receptor capaz de reproducir tanto la señal de video blanco y negro como la señal color que responda a las características de la CBS, al considerar que sería imposible obtener una ganancia económica en el tiempo establecido. Las transmisiones a color comenzaron en 1951 con el sistema de
la
CBS
pero
los
10
millones
de
sets
televisivos
monocromáticos vendidos, debido a las divergencias con el standard NTSC, no pudieron visualizar la programación sin un adaptador para ver la señal en blanco y negro; o un conversor para ver la señal a color. En 1953 una versión mejorada del sistema propuesto por la RCA de puntos sucesivos de color, es aprobado y adoptado por la NTSC.
34
De esta manera quedan conformados los televisores analógicos, a
base
de
tubos
de
rayos
catódicos,
y
con
un
sistema
cromático que conformaba la imagen a través de la suma de puntos luz de color.
35
2. Características técnicas de la televisión analógica.
2.1 La señal de televisión análoga
Como ha desarrollado Telefunken en su libro Televisión en color:
“Para
posibilitar
la
compatibilidad
entre
la
televisión en color y la televisión en blanco y negro es necesario transmitir por separado la componente de luminancia y las componentes de crominancia”
Entonces, para la transmisión de la señal a color estas dos características
son
separadas
e
independientes
una
de
la
otra. La
magnitud
de
cada
una
de
las
tres
señales
de
color
obtenidas resultará proporcional a la cantidad de color de la imagen a televisar. Según las proporciones de cada uno de estos colores primarios se obtendrán el resto de los colores, acorde a la síntesis aditiva de color. Para la obtención del blanco, se transmite simultáneamente los tres colores en las proporciones: corresponden
0,3 a
los
R
+
0,59
nombres
G de
+
0,11
los
B.
colores
Las
iniciales
primarios
en
inglés: R=red, G= green, B=blue. Las proporciones resultan desiguales debido a que el ojo humano visualiza el rango del espectro visual verde más luminoso que el rojo y azul, y el rojo más luminoso que el azul. (Telefunken, 1977, 27)
36
La
señal
de
luminancia, que corresponde al brillo de la
imagen, se obtiene a partir de la combinación de estas tres señales de color en diferentes proporciones.
Con el objetivo de reducir el ancho de banda y optimizar la transmisión, se utilizan tres señales: la señal de luminancia y dos señales diferencia de color. Como se ha expresado anteriormente, la luminancia (Y) se obtiene según la proporción de las tres señales cromáticas. Y = R + G + B. Entonces,
se
le
sustrae electrónicamente a la señal de
luminancia los valores de dos componentes cromáticos: el rojo (R) y el azul (B).
Y-R e Y-B: éstas son las dos señales
diferencia de color. Por lo tanto, teniendo los valores de la señal de luminancia y
los
de
dos
de
los
tres
colores,
se
puede
obtener
electrónicamente el valor del tercero: el verde. G = Y – (R + B).
Se transmiten, entonces, la señal de la luminancia, que ocupa el mayor ancho de banda por contener los valores de brillo y de definición de la imagen, y las dos señales diferencia de color. De
esta
manera,
queda
solventado
el
problema
de
la
compatibilidad con los receptores monocromáticos, los cuales
37
pueden, al tratarse de señales separadas, sólo visualizar la señal de luminancia. Este es el sistema básico de color de todos los televisores, independientemente del modo de codificación final adoptado para la transmisión.
Para transmitir las tres señales, las de diferencia de color, por tener un ancho de banda mucho más pequeño que el de la luminancia, son agregadas a la señal de luminancia a través de la modulación de una subportadora. Como ha desarrollado Gordon White en su libro Técnicas del Video: “Se presenta el problema, […], de que dos señales distintas
deben
transmisión
de
modular la
la
misma
información
subportadora
cromática;
el
para
la
método
de
modulación de ésta es el que diferencia los sistemas de color utilizados hoy en día.” (1984, Pág. 21)
2.2 Normas de transmisión. NTSC, SECAM y PAL.
Los standards de transmisión de televisión análoga son el ya mencionado Mémorie,
NTSC; en
el
francés;
francés
SECAM
Color
(Séquentiel
Secuencial
con
Couleur
Memoria,
á en
español); y el alemán PAL (Phase Arternating Line, en inglés; Línea Alternada en Fase, en español).
38
Para resolver el problema que significaba que dos señales a transmitir modulen la misma portadora, el NTSC aplicó el principio de modulación de amplitud en cuadratura. En este método, se utilizan dos subportadoras que poseen la misma frecuencia desfasadas 90°, entonces cada señal diferencia de color va a modular una de ellas. Las señales se recuperan en el receptor. Este sistema, aprobado y aplicado en las transmisiones hasta hoy en día, presenta problemas de transmisión, ya que si se produce alguna distorsión de fase, se originan alteraciones en el tono; y si se presenta algún error de amplitud en la subportardora, se producen alteraciones en la intensidad de los colores. Al
ser
el
primer
sistema
de
transmisión
aplicado,
los
sistemas desarrollados posteriormente en Europa trataron de subsanar estas imperfecciones.
En 1961 fue desarrollado el sistema de transmisión SECAM. En este
sistema
transmitidos
los en
dos
componentes
secuencia
línea
por
de
crominancia
línea
modulando
son la
frecuencia. En el receptor, la información transportada en cada línea es memorizada hasta que la siguiente línea haya llegado, y luego ambas son procesadas juntas para dar la información de color completa para cada una.
39
Pero
este
sistema
conllevó
nuevos
problemas,
y
como
consecuencia no fue adoptado en toda Europa. Al estar siempre presente la supbportadora, la relación señal/ruido se torna peor con respecto a los demás sistemas; para subsanar esto, se incrementa la amplitud de la subportadora desviándola y, se utiliza pre-énfasis para las señales de crominancia, lo que
permite
reducir
la
amplitud
de
la
subportadora
no
desviada. Si la señal de luminancia tiene frecuencias próximas a la de la
subportadora,
la
amplitud
de
ésta
es
minimizar las probabilidades de interferencia
aumentada
para
con la señal
de crominancia.
El sistema alemán PAL, desarrollado en 1963 (dos años después que el SECAM), por el Dr. Walter Bruch tomó lo mejor de los otros dos sistemas. Utilizó los fundamentos del NTSC, sólo que, en este caso, uno de los vectores de la subportadora invierte su fase en líneas alternas. En
el
sistema
distorsión
de
NTSC fase
si se
la
señal
producirá
un
transmitida
sufre
desplazamiento
en
una el
vector que representa la señal diferencia de color, lo que ocasionaría una reproducción errónea del color. En PAL, como explica Gordon White (Técnicas del Video, 1984, Pág. 25 y 26): “tiene lugar el mismo desplazamiento del vector, pero
40
los colores que se reproducen en dos líneas consecutivas tienden
a
desviarse
del
color
original
en
direcciones
opuestas, a que uno de los vectores invierte su fase línea a línea. El ojo promedia ambos extremos y tiende a ver el color auténtico”.
Además de las diferencias de frecuencia y modulación de las señales diferencia de color, los sistemas de transmisión de televisión análoga se diferencian en la propuesta de cuadros por segundo y líneas de resolución de cada uno.
En el sistema NTSC para la televisión a color, se modificó la frecuencia de exploración a 29.97 cuadros por segundo y, la frecuencia horizontal a 15.734 Hz. La cantidad de líneas permaneció estable (525), de las cuales 486 son visibles y el resto es utilizado para información de sincronización y escaneo vertical, y además, puede contener data de close caption y timecode. Esta resolución vertical de 525 líneas es la más baja entre todos
los
sistemas
de
televisión,
lo
cual
significa
una
imagen de menor calidad. Es utilizado principalmente en los Estados Unidos, Canadá, Japón y otros países asiáticos, países de Centroamérica y
41
Sudamérica,
territorios
norteamericanos,
y
unos
pocos
50
campos
europeos.
SECAM
transmite
a
25
cuadros
por
segundo
o
entrelazados con 625 líneas de color de resolución vertical. Su principal problema radica en que la televisión codificada para SECAM no puede ser fácilmente editada. Como realiza una modulación de frecuencia, SECAM no es lineal con respecto a la imagen de entrada, entonces la mezcla electrónica de dos señales SECAM no da como resultado una señal SECAM válida. Por lo tanto, éstas señales deben ser demoduladas, luego ser mezcladas, y remoduladas otra vez. Es por esto que la postproducción luego,
se
el
realiza en PAL, o en component formats,
resultado
es
codificado
en
SECAM
para
y
ser
transmitido. Muchos de las estaciones televisivas que utilizaban SECAM como sistema de transmisión se pasaron a PAL con el objetivo de reducir estos costos. Este sistema es actualmente utilizado en Francia, Andorra, Luxemburgo y Mónaco; países africanos, asiáticos, países que pertenecían a la USSR, las Islas Pacíficas; y, en América, en la Guyana Francesa y en islas pertenecientes a Francia como Guadeloupe y Martinique.
42
El sistema PAL, utiliza, al igual que SECAM, 25 cuadros por segundo
con
625
líneas
de
resolución
vertical
para
la
transmisión a color. De estas líneas 576 son visibles, por lo tanto la resolución es mayor a la del NTSC pero la cantidad de transmisión de cuadros por segundo es menor. Utilizado en Alemania, la mayoría de los países africanos, asiáticos y europeos, además de Australia y algunos países latinoamericanos. En Brasil se emplea una variante de PAL, denominada PAL-M, de 525 líneas y 29,97 cuadros por segundo, muy próximo al NSTC en la frecuencia de la subportadora de color. Esto se debió a que
Brasil
trató
de
evitar
la
importación
de
apartados
receptores de color y prefirió permitir la compatibilidad con los receptores monocromáticos. En Argentina, Paraguay y Uruguay, se utiliza el sistema PAL con 625 líneas pero con la frecuencia de la subportadora de color cercana a la de NTSC. Estas variantes son denominadas PAL-N y PAL-CN. El cambio en la frecuencia se debió a que cuando se inició la televisión en Argentina, los equipos receptores y transmisores procedentes de los Estados Unidos debieron ser ajustados en su barrido vertical (625 líneas y 25 cuadros por segundo) para la frecuencia de 50Hz de la corriente eléctrica de dichos países, pero manteniendo los demás parámetros de radiofrecuencia (ancho de banda, esquema de canales, etc.).
43
Cada país afrontó cuestiones políticas, económicas y técnicas para la elección
de un sistema de televisión a color, ya que
tanto el NTSC como el PAL y el SECAM, otorgaban imágenes óptimas y presentaban ventajas como inconvenientes.
2.3 Sistemas de difusión. Ondas electromagnéticas, cable y satélite
La
difusión
de
las
señales
de
televisión
analógicas
se
realiza a través de las microondas, el cable o el satélite.
La televisión, hasta principios del SXXI, ha sido totalmente analógica y su forma de transmisión era exclusivamente a través de las bandas de radio VHF y UHF. Estas transmisiones de televisión se realizan a partir del envío de la señal desde la cadena televisiva a la estación transmisora.
Dicha
estación, ubicada cada 50km, transmite
microondas desde una torre. Las microondas son ondas electromagnéticas, mucho mas cortas que las ondas portadoras de televisión normales, que pueden alcanzar mayores distancias.
44
Entonces, las torres transmisoras reciben las señales, las amplifican, y las retransmiten como señales de onda a la siguiente
estación
transmisora
afiliada
ya
que,
por
lo
general, las estaciones transmisoras están ubicadas lejos de la fuente de transmisión original. Las estaciones asociadas reciben la microonda y la retransmiten en su forma de señal televisiva normal en un área determinada. Este sistema ha sido reemplazado casi en su totalidad por la transmisión satelital.
La televisión por cable fue desarrollada a finales de los años ´40 con el objetivo de otorgar el servicio a aquellas áreas a las cuales no llegaban las señales que transmite la antena de la estación transmisora. En estas áreas, la señal es recibida por una antena comunitaria y luego distribuida por un cable coaxial o, más recientemente, por un cable de fibra óptica. Actualmente, los servicios de televisión por cable ofrecen una serie de servicios como una amplia variedad de canales y programaciones exclusivas.
Los satélites giran alrededor de la tierra en una orbita geoestacionaria, esto quiere decir que permanecen en un mismo lugar
con
satélites
respecto reciben
a
las
la
tierra
señales
45
de
constantemente. televisión
desde
Estos una
estación terrenal, las amplifican y las transmiten de vuelta a
la
tierra
a
través
de
una
antena
que
cubre
un
área
específica. En la recepción se utilizan platos receptores que envían las señales al aparato receptor o a la estación. Naturalmente, los
platos
mucho
más
destinados grandes
y
a
las
estaciones
potentes
que
los
televisivas destinados
serán a
los
hogares. Este tipo de difusión de la señal televisiva resulta la más efectiva a la hora de alcanzar zonas remotas y de difícil acceso. Además, permitió la explotación comercial de la señal de televisión a través de los canales y la programación pey per view (“paga para ver”). En estos casos, dichos canales y programas
son
destinatarios
codificados
para
que
sólo
específicos,
que
con
los
lleguen
a
los
decodificadores
apropiados pueden recibir las señales correspondientes.
Cada
uno
de
estos
tipos
de
difusión
posee
ventajas
e
inconvenientes. Su elección depende del usuario, quien debe tener en cuenta, el uso dado a la televisión, conveniencias y costos.
46
2.5 El apagón analógico.
La transmisión de señales analógicas ha sido finalizada en Luxemburgo,
Holanda,
Finlandia,
Andorra,
Suecia,
Suiza
y
Austria. El muchos países como Australia, Brasil, Canadá, China, México, Francia, Rusia, Sudáfrica, etc., el denominado “apagón analógico” está en proceso. En Inglaterra se ha ido realizando por sectores y las últimas regiones realizaran el traspaso en el 2012. En los Estados Unidos las transmisiones analógicas finalizarán para el 17 de Febrero del 2009.
Sin
embargo, con la crisis económica actual que involucra a todo el mundo, probablemente éstas fechas límite y los procesos tecnológicos
involucrados
se
retrasados unos años más.
47
verán
afectados
y
serán
3.
El traspaso de televisión analógica a digital
Numerosas
innovaciones
y
perfeccionamientos
se
fueron
desarrollando en el área televisiva como la inclusión del close caption, perfeccionamiento del sonido, etc.; pero el acontecimiento más importante desde la introducción del color en la televisión en la década del ´50 fue el desarrollo de la televisión digital. El hecho que la señal del contenido televisivo sea digital implica una variedad de ventajas que hacen que no sólo se produzca un incremento a nivel de calidad, sino también a nivel de cantidad de servicios ofrecidos. Para que los televidentes puedan acceder a esta tecnología digital, el funcionamiento y los objetivos son los mismos que con la televisión analógica pero con nuevas tecnologías. Primero se debe producir el contenido a transmitir de manera digital, a través de la utilización de cámaras y equipos de producción
digital.
Luego,
dicho
contenido
debe
ser
distribuido a los consumidores a través de una señal digital. Y por último, estos consumidores deben poseer televisores receptores capaces de recibir señales digitales, o aparatos conversores de la misma.
48
3. 1 La televisión digital
3.1.1 Formación de la imagen digital y funcionamiento del aparato emisor.
La revolución electrónica que ha significado el desarrollo y perfeccionamiento de la producción de chips, han hecho que la tecnología digital se fuera expandiendo en diversas áreas entre ellas incluida la televisión. Las
cámaras
poseen
chips
de
televisión
denominados
que CCD
producen (Charge
señales Couple
digitales
Device,
en
inglés, o Dispositivos de Carga Acoplada, en español) y los CMOS
(Complementary
Metal-Oxide
Semiconductor,
o
Semiconductor Complementario de Óxido Metálico), sensibles a la luz y capaces de transformarla en impulsos eléctricos para la obtención de una señal digital. Estos sensores deben ser capaces de producir dicha carga o impulso eléctrico de manera proporcional a la luz incidente recibida. Para esto, se utilizan o bien capas de silicio, dióxido de silicio y/o polisilicio; o, también, pueden usarse otras estructuras semiconductoras como los fotodiodos. Con estos elementos, a mayor intensidad de luz se obtiene un mayor impulso y viceversa. Una de las ventajas principales de la utilización de chips en cámaras televisivas es a nivel físico. Los sensores son de
49
pequeño
tamaño,
convencionales,
sobretodo
y
esto
comparado
significa
que
con
las
los
cámaras
tubos también
pueden ser diseñadas disminuyendo su tamaño y peso de manera considerable. composición
Además,
los
hacen
los
materiales
sólidos,
y
utilizados
resistentes
a
en
su
golpes
y
vibraciones. A nivel energético, los sensores de tecnología MOS precisan como fuente de alimentación, mucha menos energía que los tubos
utilizados
en
las
cámaras
convencionales,
lo
que
resulta una ventaja importante cuando se necesita que la fuente sea portátil. A nivel de producción de imagen, estos dispositivos ofrecen, como ha detallado Gordon White en su libro
Técnicas del
video: “alta sensibilidad, ausencia de halo y cometas, ni fulguraciones de la imagen en el dispositivo, como tampoco precisa ajustes de registro”. (1984, Pág. 52) Los sensores de imagen que utilizados en cámaras digitales se denominan CCD, están compuestos por una serie de pequeñas celdas (células fotoeléctricas) comúnmente llamadas “pixels”. Estas celdas son las encargadas de recoger la luz, y cuanto más pequeñas sean, menor será el flujo lumínico recogido. Aquí es donde aparece un problema en lo que a producción se trata, cuanto menos flujo sean capaces de recoger, mayor serán las probabilidades de que se produzcan desbordes de luz en las celdas contiguas. La consecuencia de dicho defecto es
50
un aumento de ruido, osea, interferencias en la imagen, que se traduce en pérdida de calidad de la misma. Por lo tanto, cuanto más grande el sensor, menores serán las probabilidades de que se produzcan interferencias, mayor la calidad, pero mayores también deberán ser las cámaras y sus ópticas. Mayor
resolución
obtenida
a
pixeles
no
mayor
de
imagen
cantidad
funcionan
o de
capacidad pixeles.
correctamente,
de A
y
detalle
veces, pueden
será
algunos aparecer
defectos en forma de puntos (blancos o negros) o en forma de líneas
(horizontales
o
verticales).
La
probabilidad
de
aparición de defectos aumenta proporcionalmente al número de pixels. Los
impulsos
eléctricos
generados
por
dichos
sensores
proporcionales a la cantidad de luz recibida, conforman la imagen, la cual es procesada por la cámara y almacenada en algún
dispositivo
que
funcione
como
memoria,
como
una
tarjeta.
De la luz recibida, los sensores la dividen y registran para obtener
sus
componentes
cromáticos
primarios
mediante
filtros. Para conseguir dicha separación de colores azul, verde y rojo; los sensores destinados a ser utilizados de manera individual en una cámara digital (es decir, un sensor por cámara);
utilizan
una
máscara
51
Bayer
(Bayer
mask).
Ésta
máscara es una malla cuadriculada situada sobre el sensor, compuesta por una serie de filtros que hacen que a cada fotosito
le
llegue
una
tonalidad
de
los
tres
colores
primarios específica. Los filtros componen un 50% verdes, un 25% rojos y un 25% azules; interpolando dos muestras verdes, una roja y una azul se obtiene un píxel de color. Al igual que
con
los
televisores
analógicos,
la
luminosidad
esta
relacionada estrechamente con el componente cromático verde. Como se ha explicado anteriormente, esto se debe a que el ojo humano resulta más sensible a las ondas del espectro visible de la luz que corresponde al color verde. En la patente (disponible en la Pág. 9 del Cuerpo C), Bryce Breyer explica que:
“se
llaman
elementos
sensores
de
luminosidad
a
los
verdes, y elementos sensores de color a los rojos y azules”. En el resultado final la información sobre la luminosidad perteneciente a cada pixel es incluida.
Se
pude
obtener
una
más
óptima
separación
de
los
tres
espectros cromáticos de la imagen utilizando un dispositivo capaz de dividir la luz incidente en sus tres colores: un prisma
dicroico;
y
un
dispositivo
con
tres
sensores
CCD
ensamblados que capturen cada espectro. Entonces, la luz que traspasa la lente es fraccionada en sus diferentes espectros y dirigida al sensor correspondiente a través del prisma.
52
Cada sensor se encarga de un determinado color, lo cual hace que la efectividad del proceso sea mayor y se elimine la posibilidad de interferencia con los demás colores. Además, este procedimiento ofrece un mayor rendimiento quántico y, por lo tanto, mayor fotosensibilidad en comparación con las cámaras que disponen de sólo un dispositivo, ya que cuando se utiliza la máscara Bayer, ésta absorbe una gran proporción (2/3) de la luz incidente. Naturalmente, las cámaras que disponen de dicha tecnología 3CCD resultan más caras y eficientes. Por lo general, los tres sensores están limitados a cámaras profesionales o de gama alta, aunque se pueden encontrar videocámaras de gama media que los posean.
Con
estos
nuevos
dispositivos
y
mediante
procesos
electrónicos, se obtiene una señal discreta digital.
3.1.2 La señal discreta digital
Los
sensores
utilizados
en
la
tecnología
digital
son
dispositivos registradores de desplazamiento análogos, que permiten que señales análogas sean transportadas a diferentes capacitores.
53
Esto quiere decir, en breves palabras, que dichos sensores producen señales análogas. Una señal análoga es una señal que es representada en una función matemática continua en la cual varía su amplitud y periodo en función del tiempo. Al variar su
amplitud
y
periodo
se
está
representando
un
dato
de
información. Por lo tanto, a partir de los datos análogos que brindan los sensores, se debe obtener una señal digital. Una señal digital, entre todos los usos que tiene el término, refiere,
en
este
caso, a una señal discreta. El término
discreto
especifica
que
el
contenido
de
la
señal
esta
codificado de una determinada manera. La señal discreta en la tecnología digital, es codificada en lenguaje binario. Que la señal sea binaria quiere decir que los voltajes con los que se trabaja son representados implementando sólo dos cifras: uno y cero (1 y 0). De aquí proviene el término digital donde la señal se construye a partir de dígitos. Para la obtención de la señal digital a partir de la análoga, se debe realizar un proceso de medición de la amplitud de la señal original y traducirla al lenguaje numérico. Los pasos para
llevar
a
cabo
la
digitalización
son,
básicamente,
cuatro. El primero es el muestreo (sampling, en inglés), que consiste en
tomar
análoga.
muestras El
periódicas de la amplitud de la señal
intervalo
entre
54
las
muestras
se
mantiene
constante. La velocidad con la que se realiza este muestreo, el número de muestras por segundo, se denomina frecuencia de muestreo. A continuación, se realiza la retención donde las muestras tomadas
son
retenidas
durante
el
tiempo
necesario
para
evaluar su nivel. El tercer paso consiste en la cuantificación, donde se mide el nivel de voltaje de cada una de las muestras. Y, por último, la codificación donde se traducen los valores cuantificados al código binario. De esta manera se obtiene la señal discreta digital.
Entonces,
los
impulsos,
en
la
señal
digital,
se
pueden
presentar en dos estados: presente o ausente. Cuando está presente se utiliza el número 1 y de lo contrario el 0. Como ha desarrollado Gordon White: “En la codificación digital utilizada para televisión, cada palabra consta de 8 bits, y la posición de cada bit dentro de la palabra, se corresponde con
un
determinado
valor
específico”
(1984,
Pág.30).
Es
decir, que se puede definir, mediante este sistema binario, información correspondiente a 256 niveles analógicos. Por lo tanto, una señal digital posee un nivel de detalle que no puede diferenciarse del de una señal analógica en el momento de la reproducción.
55
3.1.3 Transmisión y difusión de la señal
Para
la
canales
difusión
y
trasmisión
de
(ondas
electromagnéticas,
la
señal cable
digital, y
los
satélite)
utilizados en la televisión analógica para llegar desde el emisor al receptor, se conservaron con la ventaja principal de ser, dicha señal, más eficiente a la hora de transmitir la información.
Cada canal comprende de ventajas
y desventajas. El satélite
posee
que
un
mayor
ancho
de
banda
le
permite
ofrecer
prestaciones varias como un considerable incremento en la cantidad de canales y servicios especiales que con el cable o la
transmisión
terrestre.
Además,
prácticamente
no
se
perciben ecos con esta vía, aunque en el cable se logran controlar, pero en la difusión terrestre pueden resultar muy notorios. Con respecto a las potencias de recepción y la relación señal-ruido se destaca el cable resultando ambas muy altas, débiles con el satélite, y medias vía terrestre.
Son los sistemas de transmisión de televisión digital los divergentes a los utilizados Para
la
televisión
dependiendo
digital
en la televisión analógica. se
utilizan
los
parámetros,
del país, determinados por el ATSC (Advanced
56
Television
Systemes
Broadcasting)
o
el
y
ISDB
Committee), ISDB
el
DVB
(Integrated
(Digital Services
Video Digital
Broadcasting).
El
DVB,
ATSC
creación
y
son
proposición
organismos de
cuyo
sistemas
objetivo
estándar
es
la
para
la
transmisión de televisión digital según el canal a utilizar. Es decir, cada uno de estos organismos define parámetros técnicos
de
transmitida
la por
señal una
digital
determinada
de
televisión
vía
para
(terrestre,
ser
cable
o
satélite). Para
concretar
dicha
transmisión,
se
debe
seguir
un
procedimiento determinado que realizan todos los sistemas. Primero
la
información
de
video
y
audio,
debido
a
las
limitaciones del ancho de banda y a la cantidad de data a transmitir, deben ser codificados y compresos. Todos los standards de transmisión de video y audio digital utilizan el sistema de compresión MPEG-2 y/o, en algunos casos
MPEG-4.
Por
lo
tanto,
los
procedimientos
de
codificación, métodos de compresión, multiplexión (proceso que permite la incorporación de múltiples canales en un rango de frecuencia determinado –como UHF o VHF-) y sincronización en tramas de transporte o programas, quedarán determinados por MPEG (Moving Picture Experts Group, en inglés; Grupo de Expertos de Imágenes en Movimiento, en español).
57
A modo de resumen, para la transmisión de televisión digital la
información
comprimidas,
de
video
multiplexadas
y
audio y
deben
ser
sincronizadas
codificadas,
en
tramas
de
transporte. El siguiente paso es la modulación de la señal, y es en el modo de modulación donde los standards difieren.
Como
se
ha
desarrollaron
expresado estándares
anteriormente, teniendo
los en
organismos cuenta
las
características de los sistemas de difusión ya que poseen restricciones técnicas específicas.
El DVB desarrolló el estándar DVB-T para las transmisiones terrestres, el DVB-C para aquellas realizadas a través del cable, y DVB-S para las transmisiones vía satélite. Para la transmisión terrestre DVB-T utiliza la modulación COFDM (Coded Orthogonal Frecuency Division Multiplexing) que modula,
valga
la
redundancia,
la
información
en
muchas
frecuencias portadoras, y cada una lleva una tasa de símbolos muy baja. Puede utilizar hasta 8000 portadoras independiente y cada una es modulada con 64 o 16 QAM (Quadrature Amplitude Modulation). En la modulación QAM, se varía la amplitud de dos ondas portadoras para transportar datos. Este tipo de modulación digital avanzada se utiliza para transmitir información a alta velocidad por canales con un ancho de banda restringido.
58
Este sistema fue diseñado para proporcionar una inmunidad superior a las interferencias multipath. Posee variantes que permiten
una
transferencia
de
datos
desde
4MBit/s
a
24
MBit/s. El estándar de DVB para la transmisión por cable (DVB-C) utiliza una modulación de 64-QAM, y posee un ancho de banda de 6-8MHz. DVB-S al utilizar un satélite, la capacidad de transmisión de televisión digital es mayor y permite el incremento de un gran
número
de
servicios. El tipo de modulación es QPSK
(Quadrature Phase Shift Keying), con un flujo binario de 18,4 a 48,4 MBit/s. El
sistema
DVB
es
utilizado
en
Europa,
Australia,
Nueva
Zelanda, Colombia, Uruguay y algunos países africanos.
El sistema terrestre de ATSC, (el nombre ATSC-T no ha sido oficializado),
utiliza
la
modulación
8-VSB;
que
es
una
técnica de banda lateral similar a la utilizada en NTSC y elegido
justamente
para
que
resulte
compatible
con
la
televisión análoga manteniendo el ancho de banda de 6MHz. La modulación 8-VSB permite un flujo binario de 19,2 MBit/s, que equivaldría
a
la
transmisión
de
6
canales
de
televisión
standard o 1 canal de televisión en alta definición (HDTV). Para la transmisión de televisión digital por cable, bajo las normas de ATSC, se utiliza la modulación 256-QAM, aunque
59
algunos utilizan 16-VSB. En ambos casos se dobla la capacidad de procesamiento, con respecto a la trasmisión ASTC-T, a 38,4 Mb/s en el mismo ancho de banda. Existe un standard para transmisión de ASTC vía satélite es sólo
utilizado
por
cadenas
televisivas.
Entonces,
en
los
Estados Unidos, para transmitir televisión desde el satélite directamente se emplea un sistema similar al DVB-S. ATSC fue desarrollado en los Estados Unidos, y actualmente es utilizado
en
Canadá,
México,
Corea
del
Sur,
Guatemala,
Honduras y Costa Rica.
ISDB es el sistema de transmisión digital creado por Japón y utilizado
también,
hoy
en
día,
en
Brasil.
Argentina
ha
demostrado interés por adoptarlo oficialmente; y es utilizado de
manera
experimental
en
las
Islas
Filipinas,
Chile,
Ecuador, Panamá, Paraguay, Perú y Venezuela. Es similar en sus versiones para transmisión vía terrestre y cable
al DVB, ya que utiliza modulación COFDM con PSK o QAM
para las portadoras. El ISDB-S de 12GHz utiliza modulación PSK.
60
Vía de transmisión
Sistema
Tipo de Modulación COFDM; 16 o 64 QAM 8-VSB COFDM; PSK o 64QAM
Frecuencia Bits/s 4 a 24 Mbit/s
DVB-C
16 a 64-QAM
ATSC (C) ISDB-C
16-VSB o 256-QAM
19, 26 a 38,4 Mbit/s 38,78 Mbit/s
64-QAM
29 Mbit/s
DVB-S ATSC (S) ISDB-S
QPSK -
34 Mbit/s -
PSK-QAM
40Mbit/s (PSK) 51 Mbit/s (QAM)
DVB-T Terrestre
ATSC ISDB-T
Cable
Satélite
19,2 Mbit/s 19 Mbit/s
Como se puede observar en la tabla, los cada sistema se distingue en un área específica. A nivel terrestre el DVB sobresale ya que puede alcanzar un mayor
flujo
de
información
en
comparación
a
los
demás
sistemas. En
cable,
ATSC
(-C)
y
DVB-C
resultan
muy
similares.
La
diferencia radica en que el sistema ATSC, utilizado en los Estados
Unidos,
no
varía
su
frecuencia
de
6MHz
para
la
transmisión, como se específico anteriormente, por razones de compatibilidad analógica. Para
satélite
el
sistema
japonés
resulta
ampliamente
eficiente, resultando 1.5 veces más eficiente que DVB-S.
61
más
La existencia de diferentes sistemas de transmisión resulta justificable al darle prioridad a los intereses tecnológicos, políticos
y
económicos;
y
teniendo
en
cuenta
el
uso
primordial en cada país.
3.1.4 Funcionamiento del aparato receptor
Para la recepción de las señales digitales actualmente se han desarrollado dos tipos de pantallas adecuadas a este tipo de señal
digital
e
implementas
en
varias
tecnologías,
desde
objetos electrónicos como calculadores, teléfonos móviles, relojes, hasta computadoras y finalmente, abarcar el área televisiva. (Liquid
Estas
Crystal
Liquido,
en
pantallas
Display,
en
son
las
inglés;
conocidas Pantalla
como de
LCD
Cristal
español), y los televisores de plasma o PDP
(Plasma Display Panel, en inglés; Pantalla de plasma, en español). Los aparatos de tubo de rayo catódico hoy en día continúan utilizándose, a través de un conversor de señal se puede traspasar la señal digital a análoga, y, de esta manera, puede ser
recibida por los espectadores. De igual modo,
aquellos que posean televisores plasma o LCD pueden también recibir señales análogas, y, a través de un conversor, ser convertidas en digitales y reproducidas en las respectivas
62
pantallas,
considerando
que
muchas
transmisoras
continúan
transmitiendo programación analógica, lo cual tiene fecha de caducidad mundial para finales de está década.
Las
pantallas
de
Cristal
Líquido
(LCD),
funcionan,
básicamente bajo el principio de la polarización de la luz. Este tipo de pantalla, comenzó siendo aplicado en diversos objetos como calculadoras, relojes, etc.; con la ventaja de ser consumidora de muy bajas cantidades de energía. Para
su
funcionamiento,
en
principio,
monocromático,
se
disponen de cinco capas o paneles. Detrás del vidrio del LCD, el primer panel consta de una capa que realiza una polarización horizontal de la luz. A
continuación,
compuesta
por
esta
dispuesta
sustratos
una
(conductores)
capa que
transparente permite
la
conducción de la energía eléctrica respecto a unas grillas que se encuentran en la capa posterior. Entre esta capa con sustratos y la grilla siguiente, es donde se produce la circulación de corriente de los electrodos en forma de pixeles y que son, en un principio, transparentes. Es aquí, donde se encuentra el cristal líquido. Este cristal es una especie de gel cuya particularidad consiste en que sus partículas
pueden
ser
polarizadas.
Esto
quiere
decir,
en
pocas palabras, que dichas partículas pueden ser orientadas
63
en una determinada dirección para permitir que circule una corriente específica. Estas pantallas poseen en su última capa, una placa compuesta por microesferas de vidrio que la hacen reflectante. Para su funcionamiento se necesita de la luz ambiente que traspase las capas primarias, refleje en esta última capa y luego, mediante las placas polarizadoras permitir o no su traspaso en las áreas determinadas. Entonces, la luz ambiente traspasa las capas hasta rebotar en la
última
placa
reflectante
y
en
el
caso
de
no
haber
circulación de corriente, (cuando el aparato en cuestión se encuentra apagado, por ejemplo), y las partículas no están polarizadas,
la
orientación
de
las
mismas
es
horizontal
entonces vuelven a traspasar las capas primarias. Cuando son polarizadas, su orientación es vertical osea que se
encuentra
en
posición
perpendicular
a
la
placa
de
polarización horizontal, esto hace que se bloque el paso de la luz y se vea en la pantalla el píxel de color negro. Así se obtienen, por ejemplo, los números en las pantallas de un reloj digital o una calculadora. De esta manera, se logra el impedir o permitir el paso de la luz.
En
el
caso
de
la
utilización
de
pantallas
LCD
para
la
reproducción de televisión a color, se necesita de un proceso
64
de retroiluminación, logrado a través de la utilización de luces fluorescentes. Estas fuentes de luz se encuentran entre la placa reflectante y la capa polarizadora vertical. Para lograr obtener diferentes intensidades en los pixeles y, de
esta
imagen, permitir
manera, se que
todos
los valores que corresponden a la
aplica
una
sólo
una
descarga parte
eléctrica
específica
gradual
pase
entre
para las
moléculas del cristal líquido. En el caso de las pantallas a color, cada píxel contiene tres componentes,
uno
por
cada
color
primario
(azul,
rojo
y
verde).
Figura 5: Composición de un televisor LCD. Fuente: Cómo funciona un televisor LCD. Disponible en: http://tecnicalia.com/2008/05/28/tec_como-funciona-un-televisor-lcd/
Por lo tanto, cada píxel posee tres componentes polarizadores de color (uno para cada color RGB), y, además un filtro de
65
color.
Entonces,
la
luz
que
ahora
es
necesariamente
retroiluminada, es filtrada y conforma el porcentaje y el color
que
corresponde,
ya
que,
en
este
caso,
para
la
formación de los diversos tonos cromáticos, a través de la síntesis aditiva, la polarización debe ser graduada y no absoluta. La retroiluminación resulta necesaria ya que no se puede depender
de
la
circunstancia
en
luz
ambiente
sus
valores
por de
ser
variable
temperatura
según
de
color
la e
intensidad. Por esto, se retroilumina con una fuente de luz de
a
una
intensidad
y
con
una
temperatura
de
color
determinada.
En el caso de las pantallas plasma (ver imagen en la Pág. 10 del
Cuerpo
C),
dentro
de
dos
placas
de
vidrio,
están
contenidos unos paneles de cristal divididos en diminutas celdas
que
albergan
neon).
Estos
gases,
una mezcla de gases nobles (xenon y al
ser
excitados
a
través
de
la
electricidad, se convierte en plasma y esto provoca que los fósforos emitan luz. Los electrodos se encuentran entre los dos cristales. En la parte frontal de las celdas los electrones se encuentran rodeados de un material aislante dieléctrico y cubiertos por una capa protectora de óxido de magnesio. En las pantallas color, cada celda posee en su parte posterior el fósforo. Los
66
fotones que emite el plasma excitan los fósforos y éstos emiten
luz.
(subpixeles), (RGB),
la
Al
contener
cada
luz
una
emitida
con
cada uno
píxel
de
resultará
los de
tres colores
la
subceldas primarios
mezcla
en
las
proporciones correspondientes de la misma. Las
diferencias
de
intensidades
lumínicas
se
consiguen
variando los pulsos de la corriente que circula a través de las celdas. Al utilizar los mismos fósforos que los televisores de tubos de
rayos
catódicos
(CRT),
la
reproducción
además
de
ser
extremadamente precisa, es muy similar. La gran diferencia y ventaja por parte de los plasmas, radica en su volumen. Tanto las pantallas LCD como las plasma son muy delgadas. Actualmente, el gran crecimiento en el consumo de pantallas cada vez más grandes hace que esto sea más que un beneficio. En los televisores CRT, si se desea aumentar el ancho de la pantalla se deberá aumentar también el largo del tubo, ya que el mismo necesita de espacio suficiente para recorrer toda su área.
67
3.2
Motivos del traspaso a digital
El traspaso de la televisión análoga a digital comprende un proceso evolutivo, es decir que el cambio producido es hacia una forma más compleja y avanzada que la anterior. La incorporación de la tecnología digital a la televisión ofrece una gran cantidad de ventajas que podrían resumirse en la mejora de la calidad, amplia suministración de nuevas prestaciones y un significativo abaratamiento de costos.
Con respecto a la obtención de video digital, los equipos de grabación resultan cada día más económicos y, además, los elementos
que
progresivamente
lo el
componen tamaño
permiten
de
las
que
cámaras
se
disminuya
haciéndolas
más
livianas y fáciles de transportar.
El equipo digital funciona a partir de conmutaciones, lo que proporciona, como ha desarrollado Gordon White es su libro Técnicas del Video, “imágenes resultantes estables e inmunes a las variaciones de nivel o fase”. (1984, Pág 143). Las señales en formato digital, gracias a su estructura, pueden ser escritas y leídas a diferentes velocidades, en tiempos mayores o menores, comprimidas e incluso leídas en un
68
orden deseado. Además, permite la multigeneración infinita sin degradación de calidad y el tiempo de almacenamiento puede ser indeterminado. En la grabación, transmisión y decodificación de una forma digital, es decir una serie de unos y ceros, las imágenes y los sonidos obtenidos poseen una calidad ampliamente mayor, al igual que los VHS (Video Home System) en comparación con los DVDs, o los casettes con los CDs. Las posibilidades de la compresión, directamente relacionado con la calidad de imagen, hacen que se necesite menos ancho de banda para transmitir dichas señales, y que se puedan ofrecer más servicios como mayor cantidad de canales, canales en alta definición, multiplexing (más de un programa en el mismo canal), guías de programas electrónicas, lenguajes y subtítulos
adicionales,
y
otros
servicio
multimediales
o
interactivos.
En cuanto a los receptores digitales, estos proporcionan una calidad de imagen superior debido a que ciertas interacciones indeseables
que
se
producen
entre
los
espectros
de
las
señales de crominancia y luminancia son atenuadas de una manera más efectiva con filtros digitales. Proporcionan además memorias de cuadro y de imagen que, entre otras cosas, incorporar frecuencias de cuadro más elevadas que atenúan y eliminan el efecto de parpadeo.
69
Desde el punto de vista económico, la reducción del número de componentes y la substitución de elementos caros por otros más económicos disminuyen los costos notablemente. Además, los circuitos digitales son más fiables y esto también reduce el
presupuesto
de
producción
y
otorga
una
vida
de
funcionamiento más elevada en comparación con los análogos. Con respecto a la transición completa a la transmisión de televisión digital pronosticada para no después del 2015 en todo el mundo, su propósito es liberar el espectro de transmisión
que
se
destina
a
la
televisión
analógica
actualmente, para destinarlo a comunicaciones de bien público como
son
Además,
la
policía,
partes
el
quedarán
departamento disponibles
de
bomberos, para
comerciales inalámbricos como Internet wireless.
70
etc.
servicios
4. Televisión en alta definición: HDTV
4.1 Introducción a la alta definición
La
televisión
en
alta
definición
(HDTV,
High
Definition
Television) es un sistema de transmisión de televisión de señales
digitales.
Este
sistema
ofrece
una
significativa
mayor resolución que los sistemas tradicionales analógicos o digitales. Y dicho incremento en la calidad del servicio no sólo involucra a la imagen sino también al sonido. El
desarrollo
de
la
llamada
televisión
digital
en
alta
definición actual ha comenzado décadas atrás y las primeras transmisiones experimentales se realizaron en 1969 a través de
una
transmisora
estatal
japonesa.
Posteriormente
se
realizaron demostraciones en los Estados Unidos basadas en dicho sistema japonés. Comenzaron
a
realizarse
transmisiones
de
HDTV,
ya
públicamente, en la década de los ´90, en Japón, bajo las normas del sistema de transmisión MUSE y de manera análoga. Pero fue recién a comienzos del SXXI, con la evolución de la tecnología digital,
necesaria que
la
y
el
asentamiento
transmisión
de
HDTV
de
la
televisión
comenzó
a
ser
considerada. Actualmente
la
instauración
de
esta
tecnología
y
advenimiento como la televisión del futuro es innegable.
71
su
4.2 Características técnicas.
Existen
tres
características
esenciales
que
definen
y
diferencian las diversas señales de video y sus formas de visualización. Estas son la resolución de imagen, el tipo de escaneo y la relación de aspecto. Poder
diferenciarlas
correctamente
resulta
esencial
para
comprender las innovaciones que implica la televisión en alta definición.
4.2.1 La resolución de imagen
Como se ha establecido anteriormente, la resolución es una manera de indicar cuánto detalle y nitidez posee una imagen. El
término
resolución
es
utilizado,
en
televisión,
separadamente para definir por un lado la resolución de la señal de video, y por otro, la resolución que un televisor puede visualizar. En
los
televisores
de
tubo
CRT,
la
unidad
de
medida
de
resolución son las líneas de escaneo, debido al trayecto que realiza el destello de electrones. La denominada resolución vertical,
consiste
en
la
cantidad
de
líneas
que
corren
horizontalmente a través de la pantalla (contadas de arriba abajo o viceversa); y la resolución horizontal consiste en el conteo (de derecha a izquierda o viceversa) de la cantidad de
72
líneas
que
corren
de
manera
horizontal
a
través
de
la
pantalla. En los televisores digitales plasma, LCD, y, los proyectores; la unidad de medida son los pixeles. Estos pixeles son fijos, es decir, que a diferencia de los televisores de tubo, no es posible
cambiar
el
número
de
pixeles
del
televisor
re-
focalizando o re-apuntando el destello de electrones. La resolución en este tipo de televisores queda determinada, entonces, por la cantidad de pixeles y su conteo vertical u horizontal.
Por
lo
general,
la
manera
de
referir
a
la
resolución de una pantalla de pixeles-fijos es a través de dos
números
enteros
correspondientes
a
la
“resolución
horizontal x resolución vertical”.
Para expresar la resolución de una señal de video se opta por especificar sólo el número de la resolución vertical y el tipo de escaneo de la imagen. En la siguiente tabla se pueden observar los diferentes tipos de señales de televisión, y las resoluciones requeridas para visualizarlas. Tipo de señal de televisión NTSC (análoga) NTSC (dvd) SDTV (480i) EDTV (480p) HDTV (720p) HDTV (1080i)
Resolución horizontal
Resolución vertical
Pixeles
330 720
480 480
158400 345600
640 852 1280 1920
480 480 720 1080
307200 408960 921600 2073600
73
Como
se
puede
visualizar
por
observar,
un
televisor
lo
720
pixeles
menos
debe
ser
verticales
capaz
de
para
ser
considerado HDTV. Y además, se puede verificar, la enorme diferencia en resolución entre los 158.400 pixeles totales de una
señal
análoga
de
video,
y
los
2.073.600
que
puede
alcanzar una imagen HDTV. Lógicamente, para poder visualizar una señal de video HDTV 1080i, se debe disponer del aparato o pantalla adecuada, de lo contrario, no se visualiza la señal en alta definición. En el caso opuesto, si se dispone de un televisor pixel-fijo, sea la señal transmitida o proveniente de una grabación, debe ser
convertida
visualizada.
El
a
la
resolución
dispositivo
que
de
la
pantalla
realiza
dicha
para tarea
ser es
denominado escalador y se encuentra incluida en los propios televisores.
4.2.2 Tipo de escaneo
Si bien la resolución es un aspecto muy importante que define a la televisión alta definición, las señales de video, al igual que los requerimientos de hardware de los televisores HDTV, conllevan un proceso de escaneo para visualizar una imagen.
74
Como se explicó en capítulos anteriores, los televisores de tubo
CRT,
diseñados
para
transmitir
señales
análogas,
realizan un escaneo de imagen entrelazado, es decir, que primero son escaneadas las líneas pares que componen una imagen y luego, en un segundo campo, las impares. Para
la
televisión
HDTV,
los
televisores
diseñados
para
transmitir esta señal, incluyendo aquellos basados en tubos de rayo catódico, utilizan un sistema de escaneo progresivo. Los
visualizadores
pixeles-fijos
realizan
un
escaneo
de
imagen exclusivamente progresivo. Que el escaneo de la imagen sea progresivo implica que ésta ya no es dividida en dos campos y transmitidas las líneas intercaladamente, sino que éstas son escaneadas de manera sucesiva,
visualizando
una
imagen
completa
en
una
sola
pasada. Al igual que con la resolución de imagen, es preciso que la señal y el aparato televisivo posean el mismo proceso de escaneo para ser visualizada. En el caso de querer visualizar una señal entrelazada en una pantalla pixeles-fijos, esta señal es escalada y convertida en progresiva. La imagen obtenida mediante este proceso es más suave y de apariencia natural. La resolución vertical resulta mayor que con
el
defectos
video como
escaneado por
de
ejemplo,
manera el
75
entrelazada.
parpadeo,
son
Ciertos
eliminados
mediante la utilización del escaneo progresivo. Además, los fotogramas
al
estar
completos
pueden
ser
utilizados
como
fotografías. La mayor desventaja es que este sistema requiere un mayor ancho de banda, y es por esto que la televisión HDTV 1080 puede ser ofrecida en su versión entrelazada (i).
4.2.3 Relación de aspecto
La denominada relación de aspecto es una manera de describir una forma rectangular, en este caso, de una imagen. Esta forma se determina dividiendo el ancho de la imagen por su altura. Actualmente, para la transmisión de televisión se utilizan dos estándares de relación de aspecto, el 4:3 (1,33:1) y el 16:9 (1,78:1).
La relación de aspecto 4:3, (cuatro unidades de medida de ancho por 3 unidades de alto), ha sido definida como formato standard televisivo en los comienzos de transmisión de este medio audiovisual, debido a que su precedente, el cine, lo había adoptado ya en 1917. Posteriormente, espectadores
cuando
comenzó
cinematográficos,
a la
decaer industria
el
número
de
hollywoodense
creó los formatos denominados “widescreen” (pantalla ancha,
76
en
español)
y
desarrolló
el
sonido
multi-canal,
para
diferenciase de la industria televisiva.
A comienzos de la década de los ´80, se planteó el desarrollo del video en alta definición como un reemplazo de la película en la cinematografía. El
cine
siempre
ha
dispuesto
de
múltiples
variantes
de
relaciones de aspecto, mientras que la televisión sólo uno. Kerns H. Powers, quien trabajaba como gerente de búsqueda en aquellas épocas para la Television Communications Division en el David Sarnoff Research Center, dibujó, como muestra la figura,
los
rectángulos
de
todos
los
formatos
cinematográficos populares y los ubicó uno encima del otro.
Figura 7: Descubrimiento de Kerns Powers. Fuente: Cinema Source Techinical Bulletins. Disponible en: www.cinemasource.com/articles/aspect_ratios.pdf
De
esta
manera,
Powers
descubrió
no
sólo
que
todos
los
formatos poseían una relación de aspecto 16:9, sino que sus
77
esquinas exteriores e interiores también formaban rectángulos de dicho formato. Por lo tanto, al utilizar una relación de aspecto
16:9
cualquiera
de
los
cinco
formatos
cinematográficos podían ser visualizados correctamente. Como se desarrolla en el texto “Understanding Aspect Ratios” de
Cinema
Source,
Inc.:
“Irónicamente,
[…],
el
High-
Definition Electronic Production Committee no estaba en la búsqueda de un formato para los monitores HDTV, sin embargo es la relación 16:9 la que utiliza actualmente. “El tema era la
producción
electrónica
de
películas”,
asegura
Kerns
Powers, “es ahí donde se estaba realizando el énfasis””. (2001, Pág.8)
Hoy en día, el formato 16:9 es el standard para la televisión en
alta
definición.
instauración
de
Sin
HDTV
embargo,
sea
hasta
alcanzada,
que deben
la
completa
realizarse
modificaciones en los videos (ya sean películas o programas televisivos) según su formato de origen y la relación de aspecto de la pantalla reproductora.
En el caso que se desee visualizar una imagen 4:3 en un pantalla
16:9
existen
cuatro
formato.
78
opciones
para
adaptar
el
La primer opción consiste en agregar columnas a los lados de la imagen dejando dichos sectores de la pantalla panorámica sin utilizar (ver Fig.1 en la Pág. 10 del Cuerpo C). Otra opción es ampliar la zona de imagen 4:3 activa para llenar
completamente
la
pantalla
16:9.
Al
realizar
este
proceso, la imagen 4:3 es recortada en sus partes inferiores y superiores (ver Fig. 2 en la Pág. 10 del Cuerpo C). Existe
una
tercera
posibilidad
que
consiste
en
alargar
horizontalmente la imagen. Como consecuencia los laterales de la imagen sufren de distorsión (ver Fig.3 en la Pág. 11 del Cuerpo C). Por último, se ha desarrollado una técnica que radica en generar previamente franjas negras en la parte superior e inferior de la imagen 4:3 y es ampliada en su transmisión abarcando deformación
la ni
pantalla recorte
completa. de
la
La
imagen
imagen pero
no si
sufre se
de
pierde
resolución de imagen al expandirla (ver Fig.4 en la Pág. 11 del Cuerpo C).
Si se desea visualizar una imagen 16:9 en una pantalla 4:3 existen dos posibilidades. La primera es agregar franjas negras en la parte superior e inferior de la imagen para evitar la pérdida de información de lados laterales y garantizar que se visualice el material tal como fue rodado (ver Fig. 1 en la Pág.12 del Cuerpo C).
79
La otra opción es recortar los laterales de la imagen. Se pierde información, el espectador corre el riesgo de perderse parte de alguna acción y la composición del cuadro es dejada de lado (ver Fig. 2 en la Pág.12 del Cuerpo C).
4.3 Estándares de transmisión.
Para la transmisión de televisión en alta definición hoy en día existen tres standards. Cada uno de estos presenta una resolución de imagen, una relación de aspecto y un tipo de escaneo determinado. Los standards son nombrados de manera abreviada donde se especifica
la
resolución
vertical
(cantidad
de
líneas
horizontales), y una letra que determina el tipo de escaneo: i para el escaneo entrelazado (debido a que su nombre en inglés
es
interlaced)
(progressive,
en
y
inglés).
p
para
el
En
algunos
escaneo casos
progresivo
se
agrega
la
frecuencia de fotogramas por segundo. Entonces,
los
tres
standards
utilizados
hoy
en
día
para
transmitir HDTV son: 720p, 1080i y 1080p.
720p, con 720 pixeles horizontales de resolución vertical y escaneo
progresivo,
este
estándar
80
ofrece
1280
pixeles
de
resolución horizontal, conformando, de esta manera, un total de 921.000 pixeles por fotograma. Siendo progresivo y al no dividirse la imagen en campos sino que cada fotograma muestra la imagen entera, la frecuencia de transmisión de fotogramas por segundos equivale a la frecuencia de refresco de imagen. La frecuencia de fotogramas por segundo puede ser 24, 25, 30, 50 y 60. Si se transmite HDTV analógicamente, por lo general, aquellos
países
que
utilizan
PAL
y
SECAM
transmiten
o
transmitirán a 25p o 50p fotogramas por segundo, debido, como se ha explicado en capítulos anteriores, a la frecuencia de la corriente eléctrica; y aquellos países con la norma de transmisión NTSC utilizan 24p para películas (manteniendo, de esta manera, la frecuencia original de las películas), y a 60p
para
la
programación
general.
Las
dos
normas
de
transmisión de televisión digital primordiales, ATSC y DVB, pueden
transportar
todas
las
variantes.
Hoy
en
día,
la
resolución más alta que se puede transmitir de HDTV es a 720p a 60 fotogramas por segundo (720p60). Con respecto al aparato televisivo receptor, las pantallas LCD y plasma al ser diseñadas para la transmisión de material en formato progresivo resultan directamente compatibles con 720p. Si se desea visualizar este standard en un televisor de tubo de rayos catódicos, que generalmente son sólo aparatos de
visualización
en
entrelazado,
convertido a dicho tipo de escaneo.
81
el
material
debe
ser
El
estándar
1080i,
como
su
nombre
lo
indica
posee
1080
pixeles de resolución vertical y entrelazado en su forma de escanear
la
imagen.
Ofrece
1920
pixeles
de
resolución
horizontal, conformando un total de 2.073.600 pixeles por imagen completa. Al
igual
que
con
720p,
la
frecuencia
de
fotogramas
por
segundo, en analógica dependerá de la norma de cada país: aquellos que utilicen PAL y SECAM, al poseer una frecuencia de 50Hz transmitirán a 25fps debido a que el escaneado es entrelazado; y para aquellos países con NTSC (60Hz) a 30fps. También en este caso ambas variantes pueden ser transmitidas por las normas digitales ATSC y DVB. 1080i es directamente compatible para los televisores de tubo diseñados
para
HDTV.
Los
televisores
que
funcionan
esencialmente para 720p o 1080p deben des-entrelazar este material para poder visualizarlo.
Se
considera,
actualmente,
el
standard
de
HDTV
de
mayor
resolución, en el momento de la transmisión, al 720p debido a que presenta cuadros completos de 720 líneas de resolución vertical con una frecuencia entre 24 y 60 veces por segundo, mientras que
al transmitir en 1080i se presentan entre 50 y
60 fotogramas a dos campos con 540 líneas cada uno, es decir 25 o 30 imágenes completas a 50Hz o 60Hz. Sin embargo, éste
82
standard de 1080i, ofrece una mayor cantidad de resolución horizontal que las brindadas por el 720p.
Existe un último standard que resulta la variante de 1080i pero con escaneo progresivo: 1080p. Ofrece, de esta manera, imágenes de 1080x1920 pixeles de resolución completas. ATSC y DVB soportan material en 1080p pero a una frecuencia de 24, 25, y 30 fotogramas por segundo. Frecuencias más altas necesitarán o bien un ancho de banda mayor o la utilización de un codec avanzado como el H.264/MPEG-4 AVC Por
el
momento,
la
transmisión
de
1080p
y AVS). no
está
siendo
considerada ya que todos los equipos de transmisión digital existentes y los aparatos receptores en uso actualmente están basados
en
el
codec
MPEG-2,
y
la
transmisión
de
dos
corrientes simultáneas, es decir, 1080i MPEG-2 y 1080p MPEG4, no es posible con el ancho de banda dado.
Todos estos standards poseen una relación de aspecto 16:9.
4.4 Audio para HDTV
La televisión en alta definición no sólo implica mejorías a nivel imagen sino también a nivel sonido.
83
El standard de transmisión HDTV ofrece la posibilidad de escuchar programación con el sistema de sonido envolvente (surround
sound)
que
es
incluido
si
el
productor
de
un
programa o una transmisora lo desea.
El sonido envolvente (surround sound) es el audio multicanal diseñado
para
producir
ondas
de
audio
particulares
en
relación a las acciones que se visualizan en la pantalla. Es descripto usualmente por el número de canales (y, por lo tanto, parlantes) que un sistema en particular adopta.
El más utilizado es el sistema de sonido surround 5.1 que, en realidad, posee 6 canales: un canal central que reproduce los diálogos; dos canales principales que reproducen la mayoría de la música y las ondas de audio espaciales a la izquierda derecha;
dos
canales
para
reproducir
las
ondas
correspondientes a los sonidos espaciales que suceden detrás del
espectador,
y
también
los
sonidos
llamados
difusos
(aquellos sonidos que no son fácilmente localizables) que ayudan a crear una atmosfera; y, por último, un canal LFE que reproduce las frecuencias profundamente bajas a través de un parlante subwoofer (gráfica disponible en la Pág. 13 del Cuerpo
C).
denominado
Este
canal
“.1”
debido
LFE a
(Low-Frequency que
84
sólo
Effects)
reproduce
un
es
el
rango
específico del espectro de frecuencias sonoras que el ser humano puede oír. Los sistemas de sonido 6.1 y 7.1 agregan canales para proveer mayores detalles sonoros.
Una
señal
maneras:
de
sonido
codificada
envolvente puede ser creada de tres para material
DVD o HDTV de manera
discreta, es decir, que cada conjunto de sonidos (diálogos por
un
lado,
LFE
por
otro,
etc.)
es
grabado
en
canales
individuales dentro de la pista de sonido; otra manera es combinar los multicanales en dos canales de sonido stereo; y por último, en algunos casos el material visualizado en HDTV no
posee
películas envolvente
sonido muy
envolvente
antiguas,
puede
recrear
como
es
el
entonces
el
de
manera
caso
de
algunas
hardware
del
sonido
aceptable
el
sonido
partiendo del canal que otorga el sonido mono o dos canales que dispone el stereo.
Hoy en día existen dos compañías dominantes en sistemas de sonido surround que son los Laboratorios Dolby (Dolby Labs) y DTS (Digital Theater System/Sound). Siendo
actualmente
el
líder,
Dolby
ofrece
el
sistema
de
sonido 5.1 para HDTV. Este es el denominado Dolby Digital/AC3 que conforma el formato de sonido envolvente utilizado más comúnmente. Es un sistema de 5.1 canales, con la señal creada
85
de manera discreta, y es el utilizado en la programación de televisión en alta definición, además de algunos programas de televisión digital corriente y DVDs.
4.5 Requerimientos
A modo de resumen, a continuación se detallan algunos requisitos a tener en cuenta para alcanzar una óptima reproducción de material en alta definición.
En
primer
lugar,
el
material
en
alta
definición
debe
proporcionar como mínimo una resolución de 1280x720 píxeles. En el caso que este número sea menor, no es alta definición. Al tratarse de la mínima resolución HD, en la transmisión, la misma debe ser escaneada si o si de manera progresiva, en caso
contrario
la
resolución
alcanzada
es
igual
a
la
aplica
al
televisión corriente. Esta
última
afirmación,
por
supuesto,
no
se
material 1080i.
Los
televisores
deben
ser
capaces
de
visualizar
dicho
material. Puede tratarse de pantallas plasma o LCD con un mínimo, en este caso también, de 720 pixeles de resolución vertical; o de algún televisor de tubo especialmente diseñado
86
para HDTV. Los televisores comunes y corrientes de tubo o pantallas de plasma muy antiguas no son capaces de reproducir material en alta definición.
Es esencial para no perder resolución e información de imagen que la relación de aspecto de dichos televisores sea 16:9 ya que
los
standards
de
transmisión
HDTV
se
encuentran
aparejados con dicho formato. Sin embargo, esto no impide que se puedan visualizar películas o algunos programas en alta definición en formatos 4:3 pero la forma de visualización y calidad no será la misma, sobre todo en los casos donde la imagen es deformada para encajar en dicho formato.
Para alcanzar el máximo de resolución de imagen es ideal que tanto
el
material
compatibles
con
como
el
respecto
a
aparato las
reproductor
características
resulten técnicas:
resolución de imagen, tipo de escaneo y relación de aspecto; para que el material no sufra ningún tipo de conversión.
Por
último,
el
sonido
surround
es
opcional,
no
resulta
imprescindible a la hora de optar por la televisión en alta definición. Pero en el caso de desearlo, para poder escuchar el sonido envolvente, se debe disponer de un equipo Home Theater. Estos equipos proporcionan la cantidad de parlantes necesarios (ya sean 6, 7 u 8) para reproducir cada canal. De
87
manera contraria, los efectos de sonido tridimensional no serán percibidos.
4.6 Ultra Alta-Definición (UHDTV)
La Super-High Definition (Super Alta Definición, en español) es un formato de video digital, desarrollado por la actual Corporación japonesa de Transmisión (NHK), también conocido como
Ultra
Definición),
High
Definition
Ultra
High
Video
Definition
(Video
Television
Ultra
Alta
(Televisión
Ultra Alta Definición), UHDTV, UHD, y 8K.
Este formato de video ofrece una calidad de imagen de 7,680 líneas de resolución vertical y 4,320 líneas de resolución horizontal,
conformando
un
total
de
33.177.600
pixeles,
superando, de esta manera, considerablemente (16 veces más la resolución) a la HDTV con sus 2.000.000 pixeles totales. (Imagen comparativa disponible en la Pág. 14 del Cuerpo C).
La relación de aspecto es 16:9, con un ángulo de visión horizontal de 100°, a diferencia de los 30° que otorga de la HDTV. (Tabla e imagen comparativa en la Pág. 15 del Anexo C) Además,
propone
un
barrido
de
fotogramas por segundo.
88
imagen
progresivo
a
60
Con respecto al sonido también ofrece una amplia mejora en la calidad adhiriendo el sistema de audio 22.2 donde pueden escucharse
24
correspondientes
canales 24
de
sonido
parlantes
que,
a
través
dispuestos
de de
sus
manera
específica, recrean la sensación de espacio tridimensional. (Configuración del sistema de audio disponible en la Pág.16 del Cuerpo C)
Para el desarrollo de esta tecnología se ha diseñado una cámara
determinada
capaz
de
generar
el
tamaño
de
imagen
establecido. Para su demostración se desarrolló la primera cámara ultra alta
definición
resolución
compuesta por 4 sensores CCD de 64mm de
3840x2084.
Dos
de
ellos
se
utilizan
para
la
recreación de los valores pertenecientes al color verde, y luego, uno de los sensores para el rojo y otro para el azul. De esta manera se igualan las características visuales del ojo humano donde la respuesta a los valores de brillo resulta mayor en comparación con los valores croma y tono. Luego se obtiene la resolución total de la imagen 7680 x 4320 mediante un método de compensación de pixeles. Recientemente fue diseñado un nuevo sensor CMOS por Aptina Images especialmente para video Ultra Alta Denifición. (Especificaciones técnicas y disposición de pixeles de esta cámara en la pág
del Cuerpo C)
89
Para la proyección la la UHDTV se creó un proyector con cuatro
paneles
2048x3840
de
pixeles
LCoS que
(Cristal
Liquido
conformaron
una
en
Silicona)
pantalla
con
de dos
unidades de proyección, una para los colores rojo y azul, y otra para el verde.
El amplio incremento en la calidad de la imagen y el sonido que
brinda
aproximadamente
la
UHDTV 18
adiciona
minutos
de
mucha UHDTV
información; requiere
un
almacenamiento de 3.5 terabytes que equivale a 750 DVDs. En su primera demostración la transmisión fue realizada a través de
16
canales
de
HDTV,
con
una
frecuencia
total
de
24
gigabits por segundo. Las imágenes fueron proyectadas en una pantalla de 4m x 7m.
Figura 7: Requisitos espaciales y disposición de dispositivos para la UHDTV. Fuente: “Ultrahigh-Definition Video System with 4000 Scanning Lines”. Disponible en: http://www.nhk.or.jp/digital/en/technical_report/pdf/ibc200301.pdf
90
Como
se
puede
observar,
estos
requerimientos
resultan
inalcanzables para los televisores hogareños actuales, desde el tamaño de las pantallas receptoras hasta su transmisión. Incluso
la
NKH
visualización, movimiento
ha
la
de
expresado
que
inmensidad
de
mismas
puede
las
el
la
amplio
imagen
causar
ángulo
y
el
nauseas
de
rápido a
los
espectadores si éstos no se ubican como mínimo a 3 metros de distancia.
De cualquier manera, el hacer del entretenimiento hogareño una experiencia más realista no es el principal objetivo del proyecto,
sino
que
sus
investigadores
buscan
que
eventualmente la UHDTV sea utilizada en otras aplicaciones como la medicina, la educación, la apreciación del arte, y demás lugares donde la representación de imágenes con detalle sea necesaria.
Este
nuevo
formato
instauración almacenar
los
un
de
nuevo
60fps
video sistema
buscados,
requerirá de el
para
compresión desarrollo
su
adecuada
que
permita
de
pantallas
adecuadas, y una tecnología capaz de procesar efectivamente la señal de UHDTV. Es por esto que se estima que la televisión en ultra alta definición estará disponible de aquí a 15-25 años.
91
5. La nueva televisión
El nacimiento del cine se vio influido con la idea del futuro asociado
a
un
modelo
de
bienestar
ligado
al
crecimiento
económico. El mundo audiovisual posee el discurso de novedad proveniente de la unión de lo nuevo con la producción industrial, y la necesidad de la constante reutilización y renovación de los bienes de consumo. Con la idea de consumo aparejada, la consideración de lo antiguo depuesto por lo nuevo, ha prometido desde hace más de dos siglos un futuro diverso y diferente.
La cinematografía y la televisión cada vez más ligadas a la tecnología,
se
encuentran
aparejadas
a
esta
ideología
de
progreso continuo.
Es
por
esto
películas
que
debe
fílmicas.
considerarse la composición de las
Éstas
se
encuentran
constituidas
por
diversas capas, entre ellas la más importante es la emulsión fotosensible, registradas
es las
decir, imágenes.
aquella Dicha
que
permite
emulsión
se
que
sean
encuentra
compuesta básicamente por haluros de plata que son los que
92
por
acción
de
la
luz
se
ennegrecen
y
forman
una
imagen
negativa. La
plata
es
un
recurso natural mineral no renovable, es
decir, que si bien existe en grandes cantidades en el momento que se agote no podrá ser regenerado.
Kodak
que
hasta
el
día
de
hoy
conforma
el
más
grande
proveedor de películas fílmicas ya ha dejado de elaborar películas fotográficas, y en Enero del 2004 ha anunciado que dejará de producir cámaras analógicas en los Estados Unidos, Canadá y Europa del Este.
Además de esta constante idea de progreso, la instauración actual de la HDTV ha sido impulsada por otros factores.
Como se ha expresado en capítulos anteriores, la industria televisiva ha mantenido desde su introducción una constante batalla por predominar frente a la industria cinematográfica convirtiéndose en casi una amenaza para esta última. No se considera la desaparición del cine como tal, pero cada vez
más
los
espectadores
disponen
de
la
posibilidad
de
visualizar películas y programación de manera similar a la cinematográfica desde sus casas.
93
Actualmente, la adopción de la cinematografía digital por grandes
compañías
y
reconocidos
directores
continúa
en
ascenso. Las posibilidades que ofrece dicha tecnología evolucionan día a día a la par de la electrónica alcanzando progresivamente al formato analógico. A
nivel
de
producción
de películas, la era digital está
suministrando sus ventajas.
Una
de
ellas
es
la
posibilidad
de
previsualización
del
material que resulta imposible con película analógica, la cual
debe
pasar
por
el
laboratorio
para
corroborar
los
resultados. De modo que hay una serie de riesgos que no pueden ser controlados como, por ejemplo, si el negativo posee
algún
registradas
tipo de
de
la
daño
manera
o
las
tomas
deseada.
Al
no
están
utilizar
siendo cámaras
digitales, las tomas pueden ser monitoreadas y controladas de forma inmediata a su registro en el set de filmación.
Con respecto a las cámaras analógicas de 35mm su peso y volumen están supeditados, además de al tamaño de las lentes, al
espacio
necesario
para la película a registrar y sus
mecanismos específicos. En el caso de las cámaras digitales, en
este
sentido
también
resultan
voluminosas,
y
algunos
modelos requieren abultados mecanismos de grabación externos
94
pero
actualmente
se
han
desarrollado
cámaras
de
alta
definición 2K que hacen la competición, en este aspecto, factible ya que algunas aportan la posibilidad de utilizar paquetes de lentes mucho más pequeños que los utilizados con cámaras 35mm.
2K es un formato de imagen de 1536 líneas con 2048 pixeles, pero no es un formato de televisión sino que la película 35mm es usualmente digitalizada a esta resolución con el objetivo de
realizarle
procesos
de
post-producción
como
edición,
coloración, efectos, etc. El formato de imagen 4K posee una resolución de 4096x2160, representando cuatro veces la resolución del formato 2K y HD. (Ver imagen comparativa en la Pág.17 del Cuerpo C).
En el registro de la imagen, la tecnología digital aún no ha alcanzado el nivel del formato fílmico. La resolución de imagen de la película es mayor aunque su alcance próximamente por parte de los sensores es cada día más probable. De igual forma, el rango dinámico, es decir la latitud de exposición de dichos sensores es menor en comparación con la película. Sin embargo, se pueden realizar técnicas de ajuste y, como se ha expresado anteriormente, controlar las imágenes a través del monitor en el momento del rodaje para asegurar que la exposición es la deseada. La constante evolución digital esta
95
logrando, también, que las cámaras se acerquen cada vez más a emular la forma en que el fílmico maneja la exposición.
El
aspecto
costumbre,
del
grano
aceptado
e
de
la
película
incluso
fílmica
enfatizado
es,
por
por
razones
estéticas. La carencia de grano de las películas digitales es calificada como inverosímil aunque es aceptado por muchos artistas y, además, si se desea, el aspecto granuloso puede ser, hoy en día, emulado en post-producción.
El aclamado director George Lucas ya había predicho años atrás
que
industria
la
cinematografía
fílmica
por
las
digital
dramáticas
revolucionaría diferencias
en
la los
costos que traería aparejada.
Resultando
más
importante
en
este
caso,
en
la
post-
producción, la película analógica una vez registrada, debe transitar una serie de pasos antes de pasar a ser montada.
Luego de ser expuesta la película es llevada al laboratorio donde se realiza el revelado. El revelado consiste en tres etapas que se basan en una serie de baños con soluciones químicas
que
primero
transforman
96
la
imagen
latente
en
visible, luego hacen que la imagen sea permanente, y por último insensibilizan a la película de la luz. Este proceso debe ser altamente cuidadoso ya que el mínimo error en el negativo original implica la pérdida completa del material.
El siguiente paso es obtener la imagen en positivo para luego montarla. En el caso de que el montaje sea realizado en moviola se necesitará un positivo en formato fílmico, en el caso
que
se
realice
una
edición
no
lineal
mediante
un
software se necesitará realizar el proceso de telecine.
El positivado en película fílmica se puede realizar de tres maneras. La primera consiste en la utilización de una positivadora continua
que
mueve
ambas
películas
(original
y
copia)
permaneciendo en contacto y se les proyecta una luz que pasa por el negativo original hasta la película en el cual se impresiona el positivado. Este proceso es muy rápido pero pueden
existir
errores
producto
de
los
deslizamientos
de
ambas películas. Otra opción es utilizar una positivadora intermitente, al igual que en el caso anterior las películas coinciden en un punto
donde
son
expuestas
sólo
que
el
arrastrado
de
la
película no es continuo sino que se detiene en cada fotograma
97
y controla el paso de la luz a través de un obturador, por lo tanto,
se
elimina
la
posibilidad
de
obtener
errores
de
deslizamiento pero, naturalmente, este proceso resulta más lento que el anterior. Por último, el positivado más complejo, óptimo, y, por lo tanto, costoso, es el realizado por una positivadora óptica. En
este
caso
la
película
también
es
detenida
en
cada
fotograma al igual que con la positivadora intermitente pero la
diferencia
contacto
radica
físico
sino
en
que
que
las
cada
películas una
posee
no su
mantienen circuito
independiente. Se utiliza, entonces, un proyector el cual que proyecta la imagen original y luego ésta es recogida por una cámara
que,
naturalmente,
la
convierte
en
positiva.
El
tratamiento del original es mucho más cuidadoso y por esto se suele
utilizar
esta
positivadora
para
la
primera
copia.
Además permite la inclusión de efectos como encadenados o fundidos, y el cambio de formato, por ejemplo de una película en 16mm se puede obtener una en 35mm.
El proceso de telecine consiste en traspasar el negativo fílmico a formato video o digital. Este procedimiento de transferencia de la película analógica puede ser realizado con el objetivo de transmitirla por televisión o para que la misma atraviese procesos complejos de post-producción para lo cual se realizan los denominados intermedios electrónicos.
98
En
el
primer
caso,
la
existencia
de
la
frecuencia
de
fotogramas diferente entre el cine con 24 fotogramas por segundo, y la televisión con 30 fps en el caso de la norma NTSC o 25 fps para PAL o SECAM, la introducción del video hizo
posible
su
transmisión
eliminando
la
utilización
de
proyectores o cámaras especiales. Para
eliminar la diferencia entre frecuencias, se realizan
los llamados pulldown. PAL y SECAM utilizan una frecuencia de 25 fotogramas por segundo, entonces, para empatar lograr que la
película
de
24fps
sea
transmitida
a
25fps
se
solía
aumentar un 4% los 24 fotogramas, visualmente la diferencia no era notada pero el audio variaba a un semitono. Este defecto
era
corregido
en
algunos
casos.
Debido
a
esta
problemática sonora, se ha desarrollado una nueva técnica que consiste en insertar medio campo más cada 12 fotogramas. Para aquellos países que utilizan NTSC, es decir que transmiten a 29.97fps,
se
utiliza
el
pulldown
2:3,
que
consiste
en
disminuir la frecuencia levemente a 23.97fps el resultado es que cada 4 fotogramas de película deben ser distribuidos cada 5 fotogramas de televisión. Entonces este proceso ubica un campo del fotograma restante de película primero cada dos fotogramas televisivos, luego cada tres, y así repetidamente formando un ciclo. El pulldown 3:2 es idéntico sólo que el
99
fotograma restante es escaneado dos veces y cada campo (de los 4 campos obtenidos) es ubicado cada un fotograma fílmico. Para la televisión digital y la alta definición se realizan los mismos procedimientos. Aquellas transmisiones realizadas a 50fps utilizaran el mismo pulldown (2:2) que PAL y SECAM; y aquellos que transmiten a 60fps el pulldown 2:3 al igual que NTSC.
El resultado es óptimo pero la imagen obtenida no presenta la misma suavidad que el cine. Para
la
telecine
edición día
a
del día
fílmico,
se
paralelamente
realiza al
el
rodaje
proceso de
toda
de la
película, y se van obteniendo los tranfers a una luz. Se realizan
los
retoques
de
color
de
manera
general.
Posteriormente, una vez que el director eligió las tomas definitivas, se les realizan los retoques de color ya de manera extensa y se lleva a cabo un armado digitalmente. Una vez finalizado y aprobado, se cortan los negativos.
Actualmente, capturados
la de
mayoría manera
de
los
programas
electrónica,
por
televisivos lo
cual,
ya
son no
conforman el mayor mercado del telecine. Con la utilización casi nula de la moviola, las películas son editadas de manera digital mediante softwares y luego vueltas a transferir a formato fílmico para su proyección.
100
En
publicidad
y
productos cinematográficos registrados en
fílmico la utilización de intermedios digitales para retoque en color se ha transformado en un proceso habitual ya que provee un control artístico muy amplio. Estos transfer de películas en formato fílmico a un medio electrónico
resultan
costosos,
consumidores
de
tiempo
y
requeridores de procesos de trabajo intensos. Con la instauración completa de los procesos digitales, estos pasos podrán ser evitados. Las realizaciones audiovisuales registradas
de
manera
digital
en
alta
definición,
al
no
necesitar ser transferidas, son enviadas a los laboratorios ya editadas y pasan directamente a los procesos de corrección de
color,
quedando
luego
listas
para
ser
transmitidas
o
proyectadas.
El factor fundamental del advenimiento de la televisión en alta definición es la economía. A
nivel
de
producción
fílmica, la inversión en latas de
fílmico y cámaras analógicas configuran grandes números en los presupuestos cinematográficos. Los
costosos
procesos
de
laboratorio
mencionados
anteriormente serán eliminados con la utilización de cámaras digitales. Como el realizador Dov S-Simens ha desarrollado en su libro From Reel to Deal: “Aunque te veas a ti mismo como
101
un pequeño, bajo-costo realizador, para los laboratorios sos el pez gordo. Todos los laboratorios quieren tu negocio”, haciendo alusión a la inevitable cantidad de dinero invertida en los procesos de post-producción. La
filmación
de
realizaciones
audiovisuales
en
alta
definición permitirá no sólo la reducción de costos sino también que se mantenga la calidad alcanzada en el momento de ser
transmitidas
por
televisores
en
alta
definición
ofreciendo, de esta manera, un servicio superior.
Es
decir
que,
previendo el gran éxito de la realización
cinematografía y televisión digital, junto con los beneficios económicos que significaría, la necesidad de creación de un medio que permita la reproducción de imágenes digitales en alta calidad sin pérdida de resolución obtenida sería la nueva invención a alcanzar, y he aquí el nacimiento de la televisión en alta definición.
102
Conclusiones
Desde
el
desarrollo
del
primer
sistema
televisivo
se
ha
buscado fervientemente mejorar la calidad de la imagen a través
del
incremento
posteriormente,
la
de
calidad
líneas del
audio
de
resolución
y,
con
la
de
adición
canales de sonido. Este propósito ha sido desarrollado con el principal objetivo de ofrecer al público la representación fidedigna propios
de
películas
hogares.
instauración
de
Los la
progreso
continuo
teniendo
en
y
piezas
progresos televisión,
aparejada,
cuenta
las
cinematográficas
realizados más se
allá
han
posibilidades
en
sus
en
la
completa
de
la
idea
alcanzado y
de
siempre
conveniencias
económicas.
La revolución de la electrónica digital empleada inicialmente en sistemas como las computadoras, y su sublime fiabilidad en la transmisión de señales y reproducción de imágenes han hecho
que
su
aplicación se distribuya a todas las áreas
audiovisuales. Actualmente los sistemas digitales abarcan, entre muchas otras, la telefonía móvil, la fotografía y, más importante aún, la televisión. El medio televisivo ha adoptado dicha tecnología digital en todos sus procesos de registro, transmisión y reproducción de
103
material audiovisual. Este aspecto se ve aún más enfatizado con
la
finalización
completa
de
la
transmisión
analógica
pronosticada aproximadamente para le año 2015 en todo el mundo, que permitirá, que el alcance televisivo sea aún mayor y
más
efectivo,
y,
además,
liberar
un
gran
espectro
de
transferencia que será utilizado para transmisiones de bien público y servicios comerciales.
La televisión en alta definición ofrece la posibilidad de visualizar programación, películas cinematográficas y demás productos audiovisuales de manera cada vez más similar al cine no sólo en términos visuales sino también técnicos. Con este fin, la HDTV brinda un significante incremento en la calidad de imagen y sonido, acompañada por una relación de aspecto
16:9
y,
consecuentemente,
un
mayor
ángulo
de
visualización. La mayor calidad de imagen y sonido permiten hacer que la visualización resulte más realista y tridimensional para el espectador permitiéndole adentrarse en la trama de manera más verosímil. Con el mismo propósito, el formato de imagen 16:9 permite cualquier
además,
gracias
formato
a
su
relación
cinematográfico
pueda
de ser
aspecto,
que
visualizado
correctamente sin sufrir ningún tipo de modificación, pérdida de información o calidad.
104
Las
pantallas
y
los
proyectores
que
cumplen
con
dichos
requisitos, están resultando cada día más asequibles. Incluso las
empresas
fabricantes
de
televisores
como
Sony,
han
comenzado a reducir la producción de los receptores de tubos de rayos catódicos para centrarse en las fabricaciones de pantallas LCD y plasma, incentivando, de esta manera, su consumición. Con
respecto
a
la
elección
de
un
sistema
de
barrido
progresivo no sólo en la transmisión de televisión en alta definición sino también en la aplicación de sus sistemas receptores, tiene como principal objetivo, además del alcance de la mayor resolución posible, la futura disponibilidad del servicio de visualización de páginas web a través de las pantallas plasma y LCD. Además
de
las
programaciones televisivas, actualmente, ya
existe la posibilidad de visualizar películas con los discos reemplazantes del DVD denominados Blue-Ray que permiten, con su
mejor
compresión
y
la utilización del láser azul, el
incremento de mayor información a almacenar en un DVD.
A modo de resumen, estos aspectos hacen que la HDTV conforme una nueva forma de visualizar televisión incrementando de manera
notable
manera
de
el
realismo, impacto, y por lo tanto, la
disfrutar
los
productos
convirtiéndolo en un servicio superior.
105
audiovisuales
De manera paralela, la tecnología digital ha ido abarcando progresivamente el área cinematográfica.
Actualmente el interés por parte de cineastas y realizadores audiovisuales
por
los
procesos
de
producción
digitales
continúa un amplio e innegable ascenso otorgando cada vez más diversidad a nivel artístico, y un factor más importante aún, que involucra a los estudiantes, cineastas independientes y actuales
profesionales,
es
la
notable
reducción
de
los
costos. Desde
la
etapa
de
cinematográfica
rodaje, la eliminación de la película
significa
un
importante
ahorro
del
presupuesto, optando, en su lugar, por cámaras de registro en formato de video 2K. Si bien no se alcanza la resolución y el rango
dinámico
del
formato
analógico,
su
acercamiento
es
notable, y el incremento en su utilización para publicidades, cine
independiente
cinematográficas,
y,
actualmente,
continua
un
grandes
imparable
producciones ascenso.
La
tecnología 4K, que logrará no sólo alcanzar sino incluso superar el formato de 35mm, continúa un efectivo desarrollo para su aplicación en un futuro cercano. En la post-producción hoy en día todas las realizaciones tanto
cinematográficas
como
televisivas
pasan
indefectiblemente, excepto por algunas raras excepciones, por procesos de edición, coloración, agregado de efectos visuales
106
y sonoros, a través de sistemas digitales, es decir, que todas
las
procesos
piezas
audiovisuales
electrónicos
pasan
indudablemente
por
realizados a través de computadoras
antes de ser proyectadas o transmitidas. Esto conlleva a realizar
procedimientos
de
post-producción
a
la
película
fotosensible como el telecine para traspasarla a una señal digital, lo cual significa un gran aumento en el presupuesto, riesgos innecesarios para con el material y una pérdida de la calidad imagen.
Debe
considerarse
que
las
películas
fotosensibles
son
elaboradas a base del mineral plata. Al ser un recurso no renovable posee un periodo de vida limitado, y si bien no puede
afirmarse
de
manera
terminante,
la
producción
de
material fotosensible en base a los haluros de plata dejará de ser posible. La proveedora más importante de película analógica Kodak ha dejado de elaborar este material destinado para el área fotográfica y ha enfocado su producción en la elaboración de los sistemas digitales.
Teniendo en cuenta la desaparición, aunque probablemente no completa, del soporte fílmico en su esencia fotoquímica y electromecánica, aparejado
con
el
el
concepto
actual
de
“muerte
reemplazo
de
del
las
cine”
viene
comunicaciones
analógicas por las computadoras que simulan cada vez más
107
perfectamente emergentes
los
procesos
servicios
implementación
de
de
la
y
soportes
“cine
en
televisión
analógicos;
casa”
HD
y
a
los
y
través
los
de
productos
la con
tecnología Blue-Ray. De cualquier forma, la extinción del cine no es considerada ya
que
este
medio
continúa creciendo a través de nuevos
formatos como IMAX que si bien posee una calidad de imagen actualmente no superada, su infraestructura exclusiva limita su potencial.
Resulta
innegable
que
innumerables
ventajas
audiovisuales
para
audiovisual.
Ya
aficionados.
La
sean
los a
procesos
la
todos
hora los
de
realizar
integrantes
profesionales,
cinematografía
digitales
es
productos del
estudiantes
realizada
otorgan
o
dentro
área meros de
un
marco donde el la dependencia por el presupuesto resulta no sólo
clave
sino
también
determinante,
la
cantidad
de
películas y proyectos no realizados o interrumpidas durante el
rodaje
por
no
alcanzar
con
los
requisitos
económicos
necesarios es innumerable. Esto ha hecho que la aplicación del video digital y, como consecuencia el decrecimiento del consumo
del
formato
fílmico,
imparablemente.
108
evolucione
ascendente
e
Considerando estos factores, se puede afirmar que las causas de la instauración a nivel casi mundial de la televisión en alta definición, desde un punto de vista técnico y dejando de lado sus futuras aplicaciones a nivel discursivo y narrativo, son
principalmente
primordial cuales
en
serán
excepciones,
económicas.
visualización en
realizadas
completamente
Como
de
piezas
en
un
de
medio
audiovisuales,
futuro,
manera
contemporáneo
salvo
las
digital,
algunas la
HDTV
conforma la unión entre las producciones involucradas al área audiovisual,
con
el
cine
como
principal
exponente,
y
el
espectador no sólo brindando la calidad y resolución original de
las
obras
simplificando
de su
manera
fidedigna,
producción
e
sino
influenciando
considerada y favorablemente en el presupuesto.
109
que
además
de
manera
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