Dpto. de Ingeniería de Comunicaciones

TELEVISION CURSO 2011-2012

Constantino Pérez Vega

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Características del Curso Clases presenciales Créditos: 6 (4.5 teóricos y 1.5 prácticos) Horario: Lunes:

10:30 a 11:30

Martes:

09:30 a 10:30

Miércoles:

08:30 a 09:30

Viernes:

10:30 a 13:30

Aula 06

Aula 08

Prácticas: Las prácticas consisten en trabajos a realizar y presentaciones en clase.

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Evaluación: Continua, mediante trabajos y cuestionarios a lo largo del curso, más un trabajo/examen final. Correo electrónico: Se asume que todos los alumnos disponen de correo electrónico de la universidad. Todos deberán mandar al inicio del curso un correo electrónico a la siguiente dirección y usar preferentemente el correo de la universidad: [email protected] con el siguiente asunto: “Alumno(a) de TV” e incluir su nombre y apellidos. El empleo del correo electrónico es, básicamente, para: -Información del profesor a la los alumnos. -Atención de consultas y dudas de los alumnos. -Sugerencias de los alumnos sobre la clase. 3

Libro de Texto Fundamentos de Televisión Analógica y Digital Constantino Pérez Vega y José Mª Zamanillo Editado por la Universidad de Cantabria

El texto cubre alrededor del 55% del contenido del curso, sin embargo algunos temas han evolucionado Los temas no tratados en el texto se encuentran disponibles en la página web del profesor

Otros materiales de apoyo docente Durante el curso se proporcionará bibliografía adicional y direcciones web sobre los temas no contenidos en el texto. 4

Página Web http://personales.unican.es/perezvr Esta página está destinada, básicamente a los alumnos de las asignaturas de Sistemas de Telecomunicación y Televisión y contiene apuntes, notas, presentaciones en PowerPoint e información técnica sobre temas diversos relacionados con esas materias. En general, el formato utilizado en los documentos de la página Web es PDF. Su contenido puede ser copiado, impreso y utilizado sólo personalmente con propósitos no lucrativos. Toda corrección o sugerencia sobre el contenido y formato de la página es bienvenida y se agradece.

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CONTENIDO DEL CURSO 1. Introducción a la Televisión y Sistemas Multimedia 2. Luz, Visión y el Sistema Visual Humano 3. Sonido y Audición 4. Propiedades, Características y Captura de Imágenes 5. Digitalización de la señal de imagen 6. Introducción al Procesado Digital de Imágenes 7. Compresión de vídeo 8. Compresión de audio 9. El sistema de transporte en TV digital 10. Codificación de canal en TV 11. Transmisión de TV: Estándares 12. Almacenamiento de imágenes y sonido 13. Reproducción de Imágenes 6

INTRODUCCION A LA TELEVISIÓN EVOLUCIÓN c.1860 a c. 1929 – Primeros intentos de captura y transmisión de imágenes. 1920 – 30: Sistemas electromecánicos basados en el disco de Nipkow u otros dispositivos electromecánicos. 1930 – 40 Sistemas electromecánicos y electrónicos. 1940 en adelante : Sistemas totalmente electrónicos. 1920 a c. 2000 – Sistemas Analógicos excepto para grabación. 2000 a la fecha: Sistemas digitales, excepto en países que continúan empleando sistemas analógicos o están en proceso de transición a digital. 7

Los sistemas audiovisuales de comunicaciones constituyen lo que desde hace algunos años se viene designando ambiguamente como multimedia, del término en inglés media que en general se refiere a los medios de comunicación masiva y en las que se pueden englobar los siguientes: •Prensa escrita. •Radio. •Televisión. •Internet. •Videoconferencia. •Fax. •Y un largo etcétera.

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TV en el contexto de las comunicaciones audiovisuales VCR

Multimedia

Impresión en Color

Impresión en B/N

TV

Cassette de Audio

Video Profesional

CD-Audio

Web-cam

Escáner Micrófono 9

En general, los sistemas multimedia están enfocados al mercado de consumo y aquí emplearemos ese término en tal sentido. Sin embargo hay numerosas aplicaciones en que se emplean técnicas comunes a estos sistemas y que, de hecho son de gran importancia para el bienestar humano. Por ejemplo...

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Medicina

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12

Aplicaciones médicas: mamografía

González, R. C. and Woods, R.E. Digital Image Processing, 3rd Ed. Pearson Education Inc. 2008

13

González, R. C. and Woods, R.E. Digital Image Processing, 3rd Ed. 14 Pearson Education Inc. 2008

Aneurisma de aorta abdominal

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Aplicaciones militares

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Visión infrarroja y termografía

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Astronomía

18

Astronomía

19

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Cámaras de vigilancia y otros fines

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Industriales

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Facsímil

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Videoconferencia

Aplicaciones: • Enseñanza •Telemedicina: •Diagnóstico •Teleasistencia •Imágenes médicas

•Industria •Empresas •Domésticas

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Las comunicaciones audiovisuales comprenden dos aspectos: Técnico   Producción La infraestructura técnica proporciona el vehículo para  los programas y materiales producidos (contenidos) Los contenidos están condicionados por un modelo.  La producción está condicionada por:  •Infraestructura técnica •Condicionamientos políticos,      económicos o de otra índole  25

Los contenidos son prácticamente independientes del  vehículo utilizado.  En el caso de la Radio y la Televisión:  Transmisión radioeléctrica terrestre Transmisión por satélite  Transmisión por cable. Distribución por microondas. Grabación en medios magnéticos u ópticos

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Generación Procesado Transmisión Recepción Procesado Presentación

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VEHICULO

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Vehículo

Torre de Ostankino, Moscú (540 m)

Transmisión terrestre 29

Vehículo

Intelsat IX

Transmisión por satélite

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Transmisión por cable Antena para recepción de satélite vídeo Receptor de satélite

Modulador audio

Antena para recepción terrestre (VHF y UHF) RF

Multiplexor Conversor (remodulador)

Audio + vídeo

Modulador

Centro local de producción

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Distribución por microondas (LMDS, MMDS)

Recepción vía satélite Antena transmisora de tipo sectorial Antena receptora (parábola o corneta) LNB Recepción terrestre Modulación y Multiplexado

Transmisor de Microondas

VHF/UHF Unidad Interior Otras señales generadas localmente

Receptor de TV

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Vehículo

Grabación

Medios magnéticos: cinta y disco

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Vehículo

Grabación

Medios ópticos: CD y DVD

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Algunos conceptos básicos: Barrido La imagen de una escena se proyecta  sobre un sensor optoeléctronico y se  explora secuencialmente línea a línea de  izquierda a derecha y de arriba hacia  abajo para su transmisión o  almacenamiento. El total de líneas constituye un cuadro.  Un cuadro está formado por dos  campos, uno de líneas impares y otro de  líneas pares. Esto se designa como  barrido entrelazado y tiene por finalidad  evitar el parpadeo de la imagen. El número de líneas determina la  resolución de la imagen Líneas impares 

Campo impar

Líneas pares 

Campo par

El número de líneas y de cuadros por  segundo determina el ancho de banda

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Relación de aspecto

4

3

16

9

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Resolución max

Línea 1

Observador d d/2 Línea 2 4H

4/3H

H

1.5'

4H

Observador

Nivel blanco

Nivel negro

línea n

Borrado

línea n+1

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Estándares de barrido

525 (NTSC) o 625  (PAL) líneas por  cuadro

30 (NTSC) o 25 (PAL)  cuadros/segundo

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Captura de imágenes

Cámaras

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Generación de sonido

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UN POCO DE HISTORIA SISTEMAS ELECTROMECÁNICOS

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Frederick Collier Backwell. Máquina de facsímil (1848)

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Alexander Bain: Máquina de facsímil (1850)

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Facsímil 1 Pantelégrafo de Caselli (c. 1860)

http://www.ece.rice.edu/~jdw/images/95137a05.qt

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Alexander Bain (1811-1877) en los Estados Unidos realizó trabajos similares de manera independiente aún antes que Caselli 46

Carlo Mario PEROSINO (1879)

"Su d'un telefotografo ad un solo filo", Atti della R. Accademia delle scienze di Torino, Vol. XIV, disp. 4.a (Marzo 1879), Torino.

47

Fotófono: Alexander Graham Bell y Sumner Tainter (1870)

48

Fuente luminosa

Espejo vibratorio

Espejo parabólico

Auricular telefónico

Fotoceldas de selenio Haz luminoso modulado en intensidad 49

Shelford Bidwell “Tele-Photography”. Nature, Feb. 10 1881. “Telegraphic Photography and Electric Vision”. Nature, Junio 4 1908.

Primero en utilizar una fotocelda de selenio para barrer la imagen

Estimó que una imagen contedría entre 16,000 y 150,000 y tendría que explorarse a una velocidad de 10 cuadros por segundo. 50

Fototelégrafo de Bidwell

51

52

“Cámara de selenio” de George R. Carey en 1875 Seeing by Electricity. Scientific American. June 5, 1880.

En Europa Constantin Senlecq concibió una idea semejante de forma independiente en la misma época.

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Tentativas en los Laboratorios Bell con un sistema puramente eléctrico

54

Paul Gottlieb Nipkow - 1884

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56

Archibald Campbell Swinton (1869-1933) Distant Electric Vision. in Nature, vol. 78, no. 2016, p.151. June 18, 1908.

57

Nature, No. 2016, 18 de junio de 1908

58

Boris Rosing – Rusia – 1907 Demostró con éxito, en el Instituto Técnico de San Persburgo, la reproducción de imágenes mediante el barrido de la pantalla de un tubo de rayos catódicos. En el transmisor utilizó un sistema electromecánico con un disco de Nipkow

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La idea fue concebida en 1907 y probada en 1911

6060

John Logie Baird (1888-1946)

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62

Fig. 3. Receptor de Baird con Disco de Nipkow

63

Baird: 1ª demostración 1926

http://www.bairdtelevision.com/firstdemo.html http://www.youtube.com/watch?v=gX4I9-BCuII&feature=related 64

30 Líneas por cuadro

48 líneas por cuadro

150 líneas por cuadro

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Charles F. Jenkins. Primeras transmisiones en EEUU en 1928

66

Televisión Prismática de Jenkins - 1920

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Imagen transmitida por televisión en los Estados Unidos en 1936

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1928 – Octagon 3 pulgadas.

69

Rusia – 1934

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SISTEMAS ELECTRÓNICOS

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72

ANTECEDENTES 1855 Heinrich Geissler inventa una bomba de vacío y el tubo de Geissler 1859 Julius Plucker identifica por vez primera los rayos catódicos

1878 William Crookes inventa el tubo de Crookes y es el primero en confirmar la existencia de los rayos catódicos

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Antecedentes...2 1897 Karl Ferdinand Braun inventa un TRC con pantalla fluorescente y dispositivo de barrido

1931 Allen B. Du Mont desarrolla en 1931 el primer TRC práctico y durable

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Recubrimiento conductor interior Pantalla Bobinas deflectoras Emisión luminosa

Rejilla de control Filamento calefactor

Haz electrónico

Cátodo emisor

Cañón electrónico (electrodos aceleradores y de enfoque) Señal eléctrica de vídeo

Alto voltaje

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Radioskop: Diagrama de una patente solicitada en 1926 en Hungría por Kálmán Tihanyi. 76

Patente europea de Kálmán Tihany en 1928. Su diseño fue aprovechado por Zworykin en el diseño del iconoscopio en 1931 Concibió también la primera pantalla plana (plasma)

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Philo T. Farnsworth – Disector de Imagen – c.1928

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Cámara de Philo T. Fanswoth con disector de imagen c. 1940

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Ulises Armand Sanabria En 1930 demostró la televisión en Chicago, cuatro meses después de la demostración de Jenkins e independientemente de éste. Puede considerársele a la par de Jenkins y Alexanderson, como uno de los tres primeros inventores de televisión en los Estados Unidos

En 1926 fue el primero en utilizar barrido entrelazado y, en 1928, el primero en transmitir simultáneamente imágenes y sonido

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Emitrón (1933)

Isaac Schoenberg (1880-1963)

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Cámara con emitrón

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83

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Manfred von Ardenne

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Manfred von Ardenne Cámara con iconoscopio utilizada en los Juegos Olímpicos de Berlín en 1936

Iconoscopio

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Patente iconoscopio -1923 (sólo la patente)

Vladimir K. Zworykin (1889-1992)

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Patente iconoscopio -1923

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Patente Iconoscopio 1935

89

Iconoscopio

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Cámara con iconoscopio – c.1938

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Orticón de Imagen

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Cámara monocromática con orticón 1950

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Vidicon – 1950 en adelante

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Telecine con vidicón

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Cámara portátil con vidicón

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RECEPTORES DE TV

98

Receptor de TV de unas 60 líneas por cuadro de alrededor de 1930. De hecho son dos receptores de onda corta, uno para el sonido y otro para la imagen. 99

Receptores de finales de la década de 1930 y principios de los 40

100

Calidad típica de imagen en los años 30 - 40

101

Receptor de TV “de lujo”, de finales de los años 40

102

Rusia - 1939

Alemania - 1939

103

Dumont 1947

104

Receptores en bares, típico a finales de los 50 y principios de los 60

105

SISTEMAS ANALOGICOS DE TELEVISION

MONOCROMATICOS (B/N) 405 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg. En Inglaterra hasta c.1980? 525 líneas/cuadro, 30 cuadros/seg. 625 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg COLOR NTSC: 525 líneas/cuadro, 30 cuadros/seg. PAL:

625 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg.

SECAM:625 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg. PAL-M: 525 líneas/cuadro, 30 cuadros seg.

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En el contexto actual de televisión digital:

Definición Alta Definición (HDTV):

escalable

Doble de líneas y cuadros por segundo que SDTV Relación de aspecto: 16:9 EDTV (Enhanced Definition TV) Aprox. 750 líneas/cuadro, 25 o 50 cuadros/seg. SDTV (Standard Definition TV). La tradicional. 625 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg. LDTV (Low definition TV) Supuestamente para aplicaciones móviles.

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Estándares Garantizan la calidad del servicio. Ofrecen garantía a los fabricantes y a los usuarios o  consumidores. Garantizan la compatibilidad entre equipos de muy  diversos fabricantes. Un receptor de TV fabricado hace sesenta años, puede  seguir utilizándose en la actualidad.

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Ancho de banda base Vídeo analógico: 

4.5 MHz (NTSC y PAL‐M) 5.5 MHz (PAL y SECAM)

Ancho de banda de RF TV terrestre y cable Vídeo + audio asociado:

6 MHz (NTSC y PAL‐M) 7 u 8 MHz (PAL y SECAM)

TV vía satélite Vídeo + audio asociado: 24 a 36 MHz 109

Tipos de modulación (TV analógica) TV terrestre y cable: Vídeo modulado en amplitud, con vestigio de banda  lateral y audio modulado en frecuencia, con  separacion entre portadoras, de 4.5 o 5.5 MHz TV vía satélite y microondas Audio y vídeo modulados en frecuencia

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Calidad objetiva, profesional o de contribución

Una señal que cumple con los parámetros definidos por  los estándares y que pueden medirse con instrumentos  adecuados. Las señales con fines de contribución deben cumplir con  las normas de calidad objetiva. Este tipo de señales están destinadas a transmisión y/o  procesado subsecuente como grabación o edición en el  estudio de TV. 111

Calidad subjetiva o de distribución Señales de vídeo y audio subjetivamente aceptables para un observador promedio. Este tipo de señales no están destinadas a transmisión  ni a procesado subsecuente. Cuando más, a grabación  en aparatos de uso doméstico Calidad “VHS” Seales de calidad aceptable, equivalente a 250 líneas  de resolución horizontal, aproximadamente a un  ancho de banda de 3 MHz. 112

Televisión de Alta Definición (HDTV)

Se define, un tanto ambiguamente, como la que tiene  el doble del número de líneas por cuadro y una  relación de aspecto de 16:9

Ninguno de los sistemas analógicos de HDTV tuvo  aceptación general.

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Algunos aspectos de los sistemas analógicos y  digitales de TV en el contexto actual de la  televisión

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Generación Procesado Transmisión Recepción Procesado Presentación

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PRODUCCION Y CONTENIDOS

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Según desde el punto de vista que se aplique los ʺmodelosʺ de  televisión pueden clasificarse de varias formas: Una: • Estatales, aunque no necesariamente controlados por el  gobierno, por ejemplo, BBC, NHK, CBC. • Privados, aunque no necesariamente con fines mercantiles,  por ejemplo PBS.

Otra: • De servicio público. • Mercantiles o comerciales. El criterio actual es el de  programar lo que el público pretendidamente demanda y no  necesariamente lo que puede ser de provecho, excepto que  produzca beneficios económicos. 117

En Europa y otros países asiaticos, Canadá y algunos países  latinoamericanos, el modelo original fue el de servicio público. A partir  de finales de 1970 y antes, en algunos casos, fueron paulatinamente  evolucionando a modelos comerciales, con muy pocas excepciones.

En los Estados Unidos, el modelo aplicado fue siempre comercial, con  algunas excepciones como PBS (Public Broadcasting System)

La televisión de servicio público es, casi siempre, de propiedad estatal  y, en bastantes casos, controlada por el estado y a su servicio.

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En el terreno tecnológico, los avances han sido  impresionantes. Sin embargo en el terreno de  contenidos (programación), estos no han variado  substancialmente desde los inicios de la televisión.

Lo que ha cambiado ha sido la cantidad y forma de la  oferta de programas y su presentación al público.

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En España...

La televisión se incorpora más tarde que en la mayoría de los países  europeos. Oficialmente en 1958. En realidad, 1962 – 63.

Enrique de las Casas, jefe de programas de TVE y más tarde director  de la primera cadena, escribió en 1959 que “no olvidemos que por  una serie de razones etnológicas y definitorias, el pueblo español no  parece ser un consumidor nato de TV. Ni el clima, ni el estilo de vida,  ni las cualidades imaginativas de la gran masa española parecen  hacer de ella un buen cliente para la TV”.  120

El modelo español de televisión fue estatal y ésta estuvo  invariablemente controlada completamente por el gobierno.

Los canales estatales (TVE‐1 y TVE‐2) adoptaron un modelo  claramente mercantil a lo largo de los años ochenta, manteniendo sin  embargo, una línea del claro control del gobierno en turno. Esta  situación seguirá, aparentemente, en el futuro previsible.

La introducción de los canales privados (Antena 3, Tele 5 y Canal+)  a finales de los 80, aumentó la oferta de programas al público.

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La evolución en la producción de programas es  consecuencia de los continuos avances técnicos 

La evolución en los contenidos, si es que la habido, es  consecuencia de la variación en los gustos del  auditorio y de las políticas de mercado

Veamos...

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NOTICIAS

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Telenovelas

124

Series

125

HISTORIA

126

Religión

127

Documentales

128

CINE

129

Deportes

130

INFANTILES

131

ʺFamosos y temas del corazónʺ

132

Publicidad

133

Y también...

134

Telebasura (Reality show)

135

Telebasura

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En resumen...

La evolución de la televisión en las últimas  décadas ha sido principalmente técnica, con lo que  se ha facilitado la producción de programas y  permitido aumentar su oferta

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En el futuro, a corto y medio plazo... Se mantendrá un cierto número de canales en abierto, por vía  terrestre, destinada al público en general, principalmente al que no  tiene acceso a los servicios de cable o satélite, o bien que no los  puede pagar. Esta programación se nutrirá, en buena medida con  publicidad y seguirá siendo de carácter generalista.

Por otra parte se aumentará la oferta de canales de pago por vía  terrestre a precios que podrían ser inferiores a los de satélite o cable. 

Los contenidos no cambiarán apreciablemente, excepto en el sentido  de que tenderán a ser temáticos.

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