Todos los monitores de ordenador y
formatos gráficos usan pixels cuadrados. ¿Por qué? Simplemente
porque cada pixel representa la misma distancia horizontal que
vertical. El número de pixels por pulgada (ppi) puede tener el valor
que queramos. Así, si una imagen tiene 100 ppi, diremos que tiene 100
pixels por pulgada en cada una de sus direcciones.
Todo esto resulta obvio, pero si
disponemos de una imagen con un valor de ppi horizontal y otro valor
distinto en vertical, está claro que existe una manipulación de la
imagen. Esto es lo que pasa con algunos formatos de video,
especialmente en dos que son los más populares, DV y MPEG. En estos
formatos, los pixels no son cuadrados sino rectangulares, o sea que
los valores de ppi horizontal y vertical, son distintos.
¿Por qué?
¿Por qué se usan los pixels rectangulares? La
razón principal es porque existen dos sistemas de televisión a nivel
mundial, cada uno con unas características distintas.
- El sistema Europeo está basado en 25
cuadros/segundo, 576 líneas/cuadro
- El sistema Americano está basado en 30
cuadros/segundo, 480 líneas/cuadro
Los términos NTSC, PAL, y SECAM se refieren a
la técnica de codificación del color, no a la frecuencia de
cuadro, aunque en la práctica todos los sistemas de 30
cuadros/segundo (fps) usan NTSC y los sistemas de 25 fps usan PAL o
SECAM
La razón de las diferentes frecuencias de
cuadro es histórica y está basada en la frecuencia local de la red
eléctrica (50 ó 60 Hz). Para evitar parpadeos debido a la
persistencia de las pantallas de televisión, se optó por dividir los
cuadros de la imagen en dos campos, par e impar, explorando la imagen
en campos alternos. El problema, técnicamente, desapareció hace más
de 25 años, pero la compatibilidad hacia atrás de los equipos domésticos
hace que todavía perdure hasta la fecha.
Un cálculo rápido de los dos sistemas, revela
una interesante conexión: ambos tienen más de 14.400 líneas/segundo
de video. Esto fué por diseño, no por coincidencia.
Frecuencia de Datos.
Una imagen de vídeo analógico es eso, una línea
horizontal analógica contínua. Verticalmente está dividida por un número
fijo de líneas. La resolución que una TV es capaz de mostrarnos,
depende de cómo de rápida pueda explorar esa señal toda la
pantalla. Para digitalizar una imagen de TV, la señal ha de ser
muestreada mientras explora la pantalla. La frecuencia de muestreo
ideal reflejará la resolución inherente de la señal analógica.
En ambos sistemas de TV, el número de líneas/segundo
es el mismo, y cada línea contiene la misma cantidad de información.
Es lógico muestrear las líneas de TV a la misma frecuencia para
ambos sistemas. Esto conlleva que el proceso de muestreo obtenga el
mismo número de bits/segundo en el resultado final. Para los
procesadores digitales de señal, esto minimiza la diferencia entre
sistemas.
Así es exactamente como se escribió la norma
internacional para la digitalización de la imagen de video y televisión,
hace años. Se decidió que una línea de la imagen de televisión
digital tuviera 720 pixels horizontales, tanto en los sistemas de 25 y
30 fps. (Técnicamente ambos sistemas muestrean exactamente a 13.5
millones de pixel por segundo)
Sin embargo, el número de pixels verticales de
cada cuadro es igual al número de líneas de TV, siendo diferentes
para ambos sistemas, 576 o 480 líneas.
Todos los formatos estándar de video digital
tendrán 720 pixels de anchura: 720 x 576 para 25 fps y 720 x 480 para
30 fps. Esto incluye las emisoras de TV digital, reproductores de DVD,
así como todos los formatos de cámaras de DV, tanto domésticas como
profesionales.
Área
Visible.
La señal de televisión analógica contiene más
información que no se muestra en pantalla. Estas son las líneas
extras (los sistemas tienen 625 y 525 líneas en total,
respectivamente) no todas llevan información y están situadas al
principio y al final del área visible de la pantalla.
El estándar DV no es diferente, los 720 pixels
que forman la anchura de la imagen incluyen ocho en cada uno de los
extremos del área visible especificada. Esto hace que en el centro de
la pantalla sólo se representen 704 pixels reales de la imagen de
televisión.
Relación de
Aspecto.
Veamos el efecto de todo esto sobre un formato
de pantalla. La imagen de TV se muestra en la pantalla con una relación
de aspecto de 4:3 (ignoremos, de momento, el formato panorámico) Si
los pixels son cuadrados, una imagen de 576 líneas tendrá 768 pixels
de anchura, y una imagen de 480 líneas tendrá 640 pixels de anchura.
Sin embargo, en el formato DV siempre tenemos
720 pixels de anchura y sólo se muestran correctamente cuando los 704
pixels están centrados ocupando una anchura física de 4/3 de su
altura. El resultado que nos da son los pixels rectangulares - bajos y
anchos a 25 fps (576 líneas) y altos y estrechos a 30 fps (480 líneas).
La relación de aspecto actual de los pixels son
de 12:11 a 25 fps y de 10:11 a 30 fps.
Tamaño de
la Ventana.
Cuando pre-visualizamos un vídeo mientras
editamos en la pantalla del ordenador, vemos las imágenes en la misma
proporción que se verán en una televisión. Muchos programas de
edición permiten elegir el tamaño de esa ventana, permitiéndonos
mantener la relación de aspecto de la TV. Pero si, cuando trabajamos
en DV, escalamos la imagen acorde al tamaño del pixel de vídeo (como
lo hacen por defecto todos los programas de edición), veremos una
imagen deformada.
Para evitar esto, el programa, haciendo uso
intensivo del procesador, reescala la imagen de vídeo en una sola
dimensión y luego nos la muestra. De esta forma minimiza la degradación
de la imagen, manteniendo un número de líneas familiar. Es más
sencillo mantener la anchura en 720 pixels y ajustar la altura.
Recordando que la imagen de TV es siempre de
704, esto nos da una altura total de 528 (704:528 = 4:3). El tamaño
de la ventana para ver el formato completo de DV será de 720 x 528.
Para ventanas pequeñas, podemos usar valores
fraccionales que minimizan el esfuerzo de reescalado y retienen la
calidad de imagen. Con 1/4 de pantalla tendremos una ventana de
360 x 264, etc. Todos estos tamaños son válidos para sistemas de 25
y 30 fps.
No debemos preocuparnos cuando editemos con el
ordenador, si las imágenes están un poco distorsionadas
(podemos ver la imagen alta y estrecha en América y baja y ancha en
Europa) Todo esto se corregirá cuando pasemos la imagen a la televisión.
Sin embargo, hay situaciones en las cuales se
pueden inducir errores de distorsión no visibles. Estas son:
- Importación de imágenes fijas
- Efectos que incluyan círculos o cuadrados
- Efectos que incluyan rotaciones
Nota: es conveniente disponer de un monitor
de televisión externo cuando realicemos la edición con el ordenador.
De este modo podemos controlar la inclusión de efectos geométricos
en la edición.
Editores.
La mayoría de los paquetes de edición de video
actuales, contemplan el concepto de relación de aspecto así como el
tamaño y número de pixels. Adobe Premiere, Ulead MediaStudio, Sonic
Vegas Video, EditDV, Xpress DV, etc. realizan todos los cálculos
referentes a la relación de aspecto y compensan automáticamente el
tamaño del pixel antes de mostrarlo en pantalla. Por tanto, no
debemos de preocuparnos más que de usar los valores correctos de la
imagen que queramos capturar (720 x 576, 25 fps. en el caso de Europa)
Círculos y
Cuadrados.
Trabajando en DV, si aplicamos un efecto o
transición que contenga, por ejemplo, un círculo, el editor calculará
el círculo asumiendo que los pixels son cuadrados. Sobre una televisión,
el círculo lo veremos un poco ovalado. Si esto nos causa algún
problema, podremos ajustar esa transición (si lo permite) hasta
encontrar el resultado deseado. En caso contrario, siempre podremos
elegir otro tipo de efecto.
El mismo argumento lo aplicaremos a los
cuadrados, aunque el ojo humano puede detectar las pequeñas
desviaciones de un círculo perfecto mejor que las de un cuadrado
perfecto.
Rotación de
Pantalla.
Si usamos un efecto que implique una rotación
de pantalla, tal como una imagen sobre imagen en movimiento, tendremos
un problema similar. Si empezamos moviendo una imagen posicionada
horizontalmente, con la altura y anchura ajustada para compensar la
relación de aspecto, el programa mantendrá el tamaño del pixel
constante, pero cuando giremos 90º la imagen, ésta se verá
descompensada al hacer los cálculos. Será en este punto donde
tengamos que realizar los ajustes.
Si en el efecto elegido podemos añadir puntos
intermedios (keyframes), podremos añadir uno de esos puntos donde la
imagen esté alineada horizontal o verticalmente. Entonces ajustaremos
la relación de aspecto de la imagen en cada uno de esos puntos,
teniendo en cuenta su orientación.
Como alternativa, también podremos no aplicar
ninguna compensación. La relación de aspecto se mantendrá a medida
que vaya girando la imagen y, a lo mejor, obtenemos un resultado de
nuestro agrado.
Formato
Panorámico (Wide-screen)
El formato DV también soporta el formato panorámico
con relación de aspecto de 16:9. Sin embargo, esa imagen seguirá
teniendo 720 pixels de anchura aunque, en el flujo de datos, se añadirá
una información que permita a las televisiones de formato panorámico
que muestren esas imágenes en toda su anchura.
Desde el punto de vista de la edición, el único
cambio es que la diferencia entre la relación de aspecto del pixel y
la relación de aspecto visible, es mucho más pronunciada que cuando
usamos el modo 4:3. Si nuestro programa de edición de video soporta
la edición en modo 16:9, simplemente lo seleccionaremos. Él hará el
resto.
Si usamos otro tipo de editores de vídeo,
podremos aplicar los principios descritos anteriormente, pero usando
diferentes factores de corrección. La mayor diferencia es que donde
antes podíamos ignorar la distorsión debido a la relación de
aspecto 4:3, ahora tendremos que trabajar mucho, ya que aquella será
mucho mayor. Un ejemplo es el cuadro girando descrito anteriormente,
que lo veremos muy descompensado en 16:9 a menos que no lo compensemos
para las diferentes orientaciones.
Las ventanas de previsualización pueden tener
720 x 396, 360 x 198, etc. El factor de corrección será de 16/11 a
25 fps y de 40/33 (aprox. 6/5) a 30 fps.
Otros
Formatos.
Algunos formatos basados en el estándar de la
televisión digital, excluyen los pixels horizontales extras. Por
ejemplo, el MPEG-1 de los VCD, y algunas tarjetas de captura analógica
de Matrox en la versión MJPEG.
El MPEG-1 es un formato de un cuarto de imagen y
tiene 352 pixels de anchura (704/2) en ambos sistemas de 25 y 30 fps.
Las tarjetas analógicas de Matrox como la G400 TV y la Rainbow
Runner, capturan a un valor fijo de 704 pixels de anchura.
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