Este artículo analiza la captura, transmisión y presentación de imágenes en movimiento desde los puntos de vista técnicos y creativos actuales; concentrándose en aspectos de la velocidad de fotogramas.
Parámetros esenciales
Los parámetros esenciales de cualquier secuencia de imágenes en movimiento como presentación visual son: presencia o ausencia de color , relación de aspecto , resolución y tasa de cambio de imagen.
Tasa de cambio de imagen
En la actualidad, se utilizan varias tasas de cambio de imagen (o velocidades de fotogramas) estándar: 24 Hz , 25 Hz, 30 Hz, 50 Hz y 60 Hz. Los detalles técnicos relacionados con la adición de color compatible con versiones anteriores a la señal NTSC hicieron que aparecieran otras variantes: 24000/1001 Hz, 30000/1001 Hz y 60000/1001 Hz.
La tasa de cambio de imagen afecta fundamentalmente qué tan "fluido" se verá el movimiento que captura en la pantalla. El material de imágenes en movimiento, basado en esto, a veces se divide en dos grupos: material basado en películas , donde la imagen de la escena es capturada por la cámara 24 veces por segundo (24 Hz), y material basado en video , donde se captura la imagen. aproximadamente 50 o 60 veces por segundo.
El material de aproximadamente 50 y 60 Hz captura muy bien el movimiento y se ve muy fluido en la pantalla. En principio, el material de 24 Hz transmite el movimiento de manera satisfactoria; pero, debido a que generalmente se muestra al menos el doble de la tasa de captura en el cine y en CRT TV (para evitar el parpadeo), no se considera capaz de transmitir movimiento "fluido". Sin embargo, todavía se usa para filmar películas, debido a la impresión artística única que surge exactamente de la lenta tasa de cambio de imagen.
El material de 25 Hz, a todos los efectos prácticos, se ve y se siente igual que el material de 24 Hz. El material de 30 Hz está en el medio, entre el material de 24 y 50 Hz, en términos de "fluidez" del movimiento que captura; pero, en los sistemas de TV, se maneja de manera similar al material de 24 Hz (es decir, se muestra al menos el doble de la tasa de captura).
Capturar
El proceso de captura fija la velocidad de fotogramas "natural" de la secuencia de imágenes. La secuencia de imágenes en movimiento se puede capturar a una velocidad diferente a la velocidad de presentación, sin embargo, esto generalmente solo se hace por el bien del efecto artístico o para estudiar procesos rápidos o lentos. Para reproducir fielmente los movimientos familiares de personas, animales o procesos naturales, y reproducir fielmente el sonido que los acompaña, la tasa de captura debe ser igual o al menos muy cercana a la tasa de presentación.
Todos los sistemas modernos de captura de imágenes en movimiento utilizan un obturador mecánico o electrónico . Shutter permite que la imagen de un solo fotograma se integre durante un período de tiempo más corto que el período de cambio de imagen. Otra función importante del obturador en los sistemas basados en raster es asegurarse de que la parte del fotograma escaneada primero (por ejemplo, la parte superior) contenga la imagen de la escena integrada durante exactamente el mismo período de tiempo que la parte del fotograma escaneada en último lugar.
Las primeras cámaras de televisión, como el tubo de la cámara de video , no tenían obturador. No utilizar el obturador en sistemas de trama puede alterar la forma de los objetos en movimiento en la pantalla. Por otro lado, el video de una cámara de este tipo se ve sorprendentemente "en vivo" cuando se muestra en una pantalla CRT en su formato nativo.
Transmisión
Los sistemas de transmisión analógica, PAL / SECAM y NTSC, estaban históricamente limitados en el conjunto de formatos de imágenes en movimiento que podían transmitir y presentar. PAL / SECAM puede transmitir material de 25 Hz y 50 Hz, y NTSC solo puede transmitir material de 30 Hz y 60 Hz (luego reemplazado por 30 / 1.001 y 60 / 1.001 Hz). Ambos sistemas también estaban limitados a una relación de aspecto de 4: 3 y resolución fija (limitada por el ancho de banda disponible). Si bien las relaciones de aspecto más amplias fueron relativamente sencillas de adaptar a cuadros 4: 3 (por ejemplo, mediante formato de pantalla ancha), la conversión de la frecuencia de cuadros no es sencilla y, en muchos casos, degrada la "fluidez" del movimiento o la calidad de los cuadros individuales (especialmente cuando el origen o el destino de la conversión de la velocidad de fotogramas está entrelazado o la mezcla entre fotogramas está involucrada en la conversión de la velocidad).
Sistemas de televisión de 50 Hz
El material para los mercados de televisión locales generalmente se captura a 25 Hz o 50 Hz. Muchas emisoras tienen archivos de películas de contenido de 24 fotogramas / s (velocidad de la película) relacionado con la recopilación de noticias o la producción televisiva.
Las transmisiones en vivo (noticias, deportes, eventos importantes) generalmente se capturan a 50 Hz. El uso de 25 Hz (desentrelazado esencialmente) para transmisiones en vivo hace que parezcan sacadas de un archivo, por lo que generalmente se evita la práctica a menos que haya un procesador de movimiento en la cadena de transmisión.
Normalmente, el material de 24 Hz procedente de una película suele acelerarse un 4% cuando se trata de un largometraje. El tono también aumenta ligeramente como resultado de la aceleración del 4%, pero normalmente se utilizan circuitos de corrección de tono.
- La tecnología anterior permite una opción alternativa en la que cada duodécimo fotograma de la película se mantiene para tres campos de video en lugar de dos que solucionan el problema.
- La tecnología de reproducción de películas más moderna permite interpolar cada 25 fotograma, con resultados menos objetables y sin necesidad de modificar el tono.
- Cada una de estas técnicas de transmisión de contenido orientadas al cine tiene sus propios inconvenientes. Sin embargo , se considera que los procesadores de compensación de movimiento modernos producen la salida menos objetable.
Con material de aproximadamente 30 o 60 Hz, importado de sistemas de 60 Hz, generalmente se adapta para la presentación a 50 Hz agregando fotogramas duplicados o eliminando fotogramas excesivos, lo que a veces también implica entremezclar fotogramas consecutivos. Hoy en día, el análisis de movimiento digital, aunque complejo y costoso, puede producir una conversión de apariencia superior (aunque no absolutamente perfecta).
Sistemas de televisión de 60 Hz
Debido a los mayores presupuestos de producción de televisión en los EE. UU. Y la preferencia por el aspecto de la película, muchos programas de televisión pregrabados fueron, de hecho, capturados en película a 24 Hz.
El material fuente filmado a 24 Hz se convierte a aproximadamente 60 Hz mediante la técnica denominada pulldown 3: 2 , que incluye la inserción de un número variable de fotogramas duplicados, con una desaceleración adicional por el factor de 1,001, si es necesario. Ocasionalmente, se usa la mezcla entre cuadros para suavizar la vibración.
Los programas en vivo se capturan a aproximadamente 60 Hz. En los últimos 15 años, 30 Hz también se ha convertido en una tasa de captura factible cuando se desea un aspecto más "parecido a una película", pero se utilizan cámaras de video ordinarias. La captura de video a una velocidad de película de 24 Hz es un desarrollo aún más reciente y, sobre todo, acompaña a la producción de HDTV. A diferencia de la captura de 30 Hz, los 24 Hz no se pueden simular en la postproducción. La cámara debe ser capaz de capturar de forma nativa a 24 Hz durante la grabación. Debido a que el material de ~ 30 Hz es más "fluido" que el material de 24 Hz, la elección entre la velocidad de ~ 30 y ~ 60 no es tan obvia como la de entre 25 Hz y 50 Hz. Al imprimir un video de 60 Hz en una película, siempre ha sido necesario convertirlo a 24 Hz usando el menú desplegable inverso 3: 2. El aspecto del producto terminado puede parecerse al de la película, sin embargo, no es tan suave (especialmente si el resultado se devuelve al video) y un desentrelazado mal hecho hace que la imagen se mueva notablemente en dirección vertical y pierda detalles.
Las referencias a "60 Hz" y "30 Hz" en este contexto son abreviadas y siempre se refieren a la frecuencia de 59,94 Hz o 60 x 1000/1001. Solo el video en blanco y negro y ciertos prototipos de HDTV se ejecutaron a 60.000 Hz reales. El estándar de HDTV de EE. UU. Admite tanto 60 Hz reales como 59,94 Hz; este último casi siempre se usa para una mejor compatibilidad con NTSC.
El material de 25 o 50 Hz, importado de sistemas de 50 Hz, se puede adaptar a 60 Hz de manera similar, eliminando o agregando marcos y entremezclando marcos consecutivos. El análisis de movimiento digital proporciona la mejor calidad para material de 50 Hz.
Sistemas digitales modernos
El video digital está libre de muchas de las limitaciones de los formatos de transmisión analógica y los mecanismos de presentación (por ejemplo, pantalla CRT ) porque desacopla el comportamiento del proceso de captura del proceso de presentación. Como resultado, el video digital proporciona los medios para capturar, transmitir y presentar imágenes en movimiento en su formato original, según lo previsto por los directores (ver artículo sobre puristas), independientemente de las variaciones en los estándares de video.
Los capturadores de fotogramas que emplean MPEG u otros formatos de compresión pueden codificar secuencias de imágenes en movimiento en sus relaciones de aspecto originales , resolución y velocidades de captura de fotogramas (24 / 1.001, 24, 25, 30 / 1.001, 30, 50, 60 / 1.001, 60 Hz ). MPEG, y otros formatos de video comprimido que emplean análisis de movimiento, ayudan a mitigar las incompatibilidades entre los diversos formatos de video que se utilizan en todo el mundo.
En el extremo receptor, una pantalla digital tiene libertad para presentar de forma independiente la secuencia de imágenes a un múltiplo de su velocidad de captura, reduciendo así el parpadeo visible. La mayoría de las pantallas modernas son "multisync", lo que significa que pueden actualizar la imagen a la velocidad más adecuada para la secuencia de imágenes que se presenta. Por ejemplo, una pantalla multisync puede admitir un rango de frecuencias de actualización vertical de 50 a 72 Hz, o de 96 a 120 Hz, de modo que pueda mostrar todas las tasas de captura estándar mediante una conversión de tasa entera.
Presentación
En la actualidad, existen dos tipos de pantallas en el mercado: las que "muestran" una imagen durante una breve parte del período de actualización (CRT, proyector de cine) y las que muestran una imagen esencialmente estática entre los momentos de actualización (LCD, DLP).
Las pantallas "intermitentes" deben funcionar al menos a 48 Hz, aunque hoy en día, una frecuencia significativamente inferior a 85 Hz no se considera ergonómica.
Para estas pantallas, el material de 24–30 Hz generalmente se muestra a 2x, 3x o 4x la tasa de captura. El material de 50 y ~ 60 Hz generalmente se muestra a su velocidad nativa, donde ofrece un movimiento muy preciso sin manchas. También se puede mostrar al doble de la velocidad de captura, aunque los objetos en movimiento se verán manchados o arrastrados, a menos que los fotogramas intermedios se calculen mediante el análisis de movimiento y no simplemente se dupliquen.
La pantalla "continua" se puede manejar a cualquier múltiplo entero de la tasa de captura; no importa para el espectador, ni se puede discriminar visualmente. Sin embargo, en general, las pantallas "continuas" muestran manchas perceptibles sobre objetos que se mueven rápidamente en material de video de 50 y ~ 60 Hz (incluso si su tiempo de respuesta es instantáneo). Sin embargo, existen dos técnicas emergentes para combatir las manchas del material basado en video en la pantalla LCD: se puede convertir de manera efectiva en la pantalla "parpadeante" modulando apropiadamente su luz de fondo; y / o puede manejarse al doble de la tasa de captura mientras se calculan los cuadros intermedios usando el análisis de movimiento (ver televisión LCD ).
Obviamente, cuando la tasa de presentación no es un múltiplo entero de la tasa de captura, la "fluidez" del movimiento en la pantalla sufrirá en un grado variable (terriblemente para videos, desagradablemente para material basado en películas). Este suele ser el caso de los reproductores de DVD basados en computadora y los televisores PAL PC, donde el usuario no cambia la frecuencia de actualización por ignorancia o por limitaciones técnicas; que en ocasiones son, de hecho, artificiales, fabricados por fabricantes que cuentan con la ignorancia del usuario. Por ejemplo, algunos paneles LCD de portátiles no se pueden cambiar (fácilmente) a nada más que una frecuencia de actualización de 60 Hz, y algunas pantallas LCD con entrada DVI se niegan a aceptar la señal de entrada digital si su frecuencia de actualización vertical no se ajusta entre 58 y 62 Hz.
La mayoría de los reproductores de DVD de software no ayudan a cambiar los modos de visualización, e incluso si se cambia manualmente, difícilmente sincronizan la actualización de cuadros con los períodos de retroceso vertical de la pantalla. (Solo existe una sincronización suave que utiliza doble búfer de hardware, que no es suficiente para igualar a los reproductores de hardware en la estabilidad de la reproducción).
50 frente a 60 Hz
El material de 60 Hz captura el movimiento un poco más "suave" que el material de 50 Hz. El inconveniente es que se necesita aproximadamente 1/5 más de ancho de banda para transmitir, si todos los demás parámetros de la imagen (resolución, relación de aspecto) son iguales. "Aproximadamente", porque las técnicas de compresión entre cuadros , como MPEG , son un poco más eficientes con velocidades de cuadro más altas, porque los cuadros consecutivos también se vuelven un poco más similares.
Sin embargo, existen obstáculos técnicos y políticos para adoptar un formato de video único en todo el mundo. El problema técnico más importante es que muy a menudo la iluminación de la escena se logra con lámparas que parpadean a una velocidad relacionada con la frecuencia de la red local . Por ejemplo, la iluminación de mercurio utilizada en estadios (el doble de la frecuencia de la red). La captura de video en tales condiciones debe realizarse a una velocidad coincidente, o los colores parpadearán mal en la pantalla. Incluso una luz incandescente de CA puede ser un problema para una cámara si tiene poca potencia o está cerca del final de su vida útil.
La necesidad de seleccionar un solo formato de video universal (en aras del intercambio global de material) debería volverse irrelevante en la era digital. El director de producción de video tendría entonces libertad para seleccionar el formato más apropiado para el trabajo, y una cámara de video se convertiría en un instrumento global (actualmente el mercado está muy fragmentado).
Ver también
- 3: 2 pulldown , un método para convertir las velocidades de fotogramas de películas a velocidades de fotogramas de televisión mediante entrelazado
- Desentrelazado , conversión de una señal de video entrelazada en una no entrelazada
- Cuadros por segundo
- Video entrelazado
- Estación de televisión más antigua
- Exploración progresiva , lo opuesto al entrelazado; la imagen se muestra línea por línea
Referencias
enlaces externos
- "Conversión de velocidad temporal" : una guía muy detallada sobre la interferencia visual de TV, video y PC (Web Archive / Wayback Machine), versión del 20 de mayo de 2017.