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noorhusherii Cinema, àudio i vídeo digitals 2º Grado en Cine y Medios Audiovisuales Escuela Superior de Cine y Audiovisuales de Cataluña Universidad de Barcelona

Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.

TECNO II CINE Y VIDEO

NOOR HUSHERI

Bruja Escarlata y Visión, Serie original ya disponible en exclusiva en Disney+

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CINE Y VIDEO -

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Analógico Vs Digital Conversor A/D Técnicas de compresión (herramientas) o DCT o RCC o … Estándares de compresión o JPEG o AVI o … Difusión de contenidos

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Temario:

ANALÓGICO Vs DIGITAL Es el proceso de consumo de la realidad menos traumático posible y el más fiel a la realidad. La señal analógica es continua, por lo tanto, más pura y natural. En la naturaleza, el conjunto de señales que percibimos son analógicas, así la luz, el sonido, la energía etc, son señales que tienen una variación continua. Incluso la descomposición de la luz en el arco iris vemos como se realiza de una forma suave y continúa.

LA SEÑAL DIGITAL Y la señal digital es discreta, por lo tanto, más polivalente en la transmisión. A la vez, es una señal espacialmente protegida del ruido / error. La señal digital es un tipo de señal en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango. Ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagad a. El conversor digital analógico sabe que todo el ruido que aparezca, lo va a colocar donde corresponde, al conocer que solo puede haber dos valores distinguirá la señal del ruido, por lo tanto el analógico no diferenciara el ruido de la señal y emitirá el ruido igual. Ej. VINILO (analógico): Se raya, se hace daño, acumula polvo. Es un sistema de grabación susceptible de ruido. Del 100% de la señal hay un 1,2% de ruido. CD (digital): Se trata de la grabación de 1 y 0 que en origen era una señal analógica. Un haz de luz reconoce los 1 y 0s del disco.

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LA SEÑAL ANALÓGICA

EL RUIDO EN AMBAS SEÑALES

Como se puede limpiar/reconstruir la señal digital?

El JITTER: retraso del error al pasar de 0 a 1 o de 1 a 0. Es la zona en la que el receptor corrige el ruido. Pero si la señal en caso de una gran interferencia cruza el diagrama del ojo esta se pierde y por lo tanto no hay señal.

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Ambas señales pueden presentar ruido. Por ejemplo: si tenemos un micro, hablamos por él, creamos una señal analógica que va por un cable de 50m. La señal durante el trayecto se ha degradado y a la hora de reproducirse sale una señal analógica con ruido. Lo mismo ocurre cuando hablamos por un micro, creamos una señal analógica, la convertimos a digital, viaja 50m por un cable y sale una señal digital pero con ruido.

Experimento de grassman Con ciertos porcentajes de estos tres colores conseguimos la luminancia. Esto fue muy útil para que aquellos que disponían de una TV en blanco y negro pudieran seguir utilizando la misma al cambiar de blanco y negro a color, aun que seguían viendo en blanco y negro. Y= 30%R+59%G+11%B

La TV, antes de proyectar el fotograma en la pantalla, recibe línea a línea las señales del fotograma. 1920x1080 líneas horizontales por verticales. La TV en europa reproduce a 25fps y a 30fps en EEUU. Mientras que en el cine a 24fps. A 25 fps porque la corriente va a 50hz. Los conos del centro de la fóvea son mas sensibles al detalle, los de los lados al movimiento, a los cambios de brillo. Por lo que, si la pantalla es mas grande, se estimulan las regiones laterales. Al ser mayor la pantalla, seguir emitiendo a 25 fps es un hándicap por lo que emitirán a más hz, porque no podemos aumentar los fps porque aumentaremos el ancho de banda y no es bueno. Anteriormente recibían 50fps entrelazados para solucionar su problema, en lugar de 25 fps progresivos (por líneas una detrás de la otra ordenados), donde cada fotograma esta en la pantalla 40ms progresivos, 625 lineas, para solucionarlo debemos entrelazarlo, de 625 lineas, las separa (pares vs impares) 312.5 pares y 312.5 impares, por lo que dura 20ms por un lado y 20 ms por otro. La diferencia es que en el de 40ms recibe solo un impacto de fotograma, al separarlos recibimos dos impactos de 20ms, lo que conseguimos es duplicar la cantidad de impactos contra la retina, es decir reducir el parpadeo a la mitad y SIN TOCAR EL ANCHO DE BANDA.

¡Sistemas progresivos (25fps) y sistemas entrelazados (50fps)!

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INSTRUMENTOS DE REPRESENTACIÓN DE SEÑAL SCOPES

PPD: Preparado para el directo. La serie de especificaciones anteriores. Protocolo de cada cadena de TV al que nos debemos ceñir para que emitan nuestro material “Sistema de calibrage”.

1. WAVEFORM Es un dispositivo que solo representa la luminancia (brillo). grafico de 0V (negro) a 0.7V (blanco) en amplitud. Representa todas las filas de luminancia (brillo) del fotograma. De derecha a izquierda. Para controlar que la exposición sea la correcta.

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No llega a ser suficiente 50fps para que el parpadeo no sea notable, por lo que duplicaremos el fotograma para que se reduzca el parpadeo. Por lo que se siguen enviando 50fps pero duplicando cada fotograma (inventando fotogramas intermedios que con la tecnología y potencia suficiente los puede proyectas).

Control único de la cantidad de luz en el fotograma. Se van colocando los pixeles del fotograma donde les corresponde de brillo. En estadística, el histograma es una representación gráfica de una variable en forma de barras, donde la superficie de cada barra es proporcional a la frecuencia de los vaores representados. Sirven para obtener una primera vista general, panorama, de la distribución de luz del fotograma. Solo controla la intensidad de brillo del fotograma sin ubicarla en el espacio. Ubica el brillo de cada grupo de los píxeles en la región de brillo que les corresponde.

3. PARADE Una gráfica de tres columnas donde se nos da la información del color R, G y B. Una grafica muy útil a la hora de corrección de color. Algo así como un waveform comprimido para cada información de color. Tanto con un sensor (trama Bayern) o con 3 (prisma dicroico), nos indica los valores de R, G y B, mediante tres columnas, cuanta info. hay en el fotograma de R, G y B. de interior a exterior mediante un Keyframe hacemos un degradado y se ajusta la temperatura de color, se corrige. Y= 30%R + 59% G + 11%B = blanco

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2. HISTOGRAMA

4. VECTORSCOPIO

La crominancia, o señal de color, es la parte de la señal del vídeo en la que se codifica la información de color. Esta información tiene dos parámetros, uno es la cantidad de color (saturación) y el otro es el tono del color (tinte, matiz, hue). Tanto en el sistema PAL como en el NTSC estos dos parámetros de codifican sobre la misma señal mediante una modulación en cuadratura. Esta señal recibe el nombre de portadora de color y se modula en amplitud con la información de la saturación y en fase con la información del tono o tinte. El resultado es un vestor que tiene por módulo la saturación y por argumento el tinte (es decir el tono del color; rojo, amarillo…). Para su representación X-Y (es decir sin base de tiempos) al que se la aplica en su canal vertical y en el horizontal las señales de diferencia de color. El resultado es una serie de vectores que tienen como origen el centro de la pantalla y en donde su módulo coincide con la saturación y el argumento con el tinte de la señal aplicada.

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Es un instrumento de medida utilizado en televisón para ver y medir el componente de color de la señal de video. El monitor vectorscopio es en realidad un osciloscopio especializado en la representación de la parte de crominancia de la señal de video.

Dispositivo electrónico capaz de convertir una señal analógica en una señal digital mediante un cuantificador y codificándose en muchos casos en un código binario en particular. Donde un código es la representación unívoca de los elementos, en este caso, cada valor numérico binario hace corresponder a un solo valor de tensión o corriente. Sistema en el que línea a línea se envía una pantalla donde se proyecta la imagen. Actualmente las TV digitales tienen memoria y lo que hacen es guardar todas las líneas y cuando tienen toda la información del fotograma lo plasman en la pantalla. Tv digital= memoria de líneas Fibra TV canal= línea a línea En una waveform podemos identificar la señal de video y desgranarla en 2 conceptos el blanco y negro y el color. R-Y y B-Y forman un vector. en un eje de coordenadas acabaremos representando un vector de color, que representa el color de un píxel, por lo que va a ir variando para representar todos los colores, el vectorscopio nos da estrictamente el valor de color, nada mas. La señal analógica la tenemos que proteger del ruido, ya que lo incluye en la señal, para esto, lo enviamos a un conversor que a la salida nos entregara una señal digital que se separa en 1 y 0. Por lo tanto, diferencia el ruido de lo que es información buena, porque solo tiene dos valores validos. Para convertir necesitamos 3 etapas (parámetros para evaluar la calidad de una señal digital):

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CONVERSOR A/D

Proceso tanto de video (en sensor CCD) como de audio (en tarjetas de audio). En el muestreo se toman muestras que cada una de estas corresponderá a pixel de las líneas. Al digitalizar y coger muestras de una señal perfecta y infinita se pierde información y para una menor perdida hay que aumentar la frecuencia de muestreo para obtener más muestras y no perder y obtener más alta resolución. Disminuye el espacio entre los pixeles de las líneas horizontales.

Con las muestras vemos el valor en cada instante sus magnitudes. Vamos evaluando de manera rítmica cual es la amplitud de la señal. Todo lo que no hemos muestreado se pierde. Cada frecuencia muestreada es un píxel de cada línea de la pantalla. Todo lo que no se ha muestreado, se pierde, sacrificas información. Para no perder tanta info, aumentamos la frecuencia de muestreo. La frecuencia de muestreo equivale a la resolución, cuanta más frecuencia de muestreo, más resolución. Muestreamos en la resolución horizontal porque muestreamos la línea horizontal. La relación de aspecto del píxel dependerá del numero de píxeles, osea de la resolución de la imagen y, de cual es la relación de aspecto de la pantalla.

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1) MUESTREO

ASPECT RATIO

Resolución horizontal menor. Píxel anamórfico, deja de ser cuadrado sobre un sensor o pantalla de 16/9, en cambio sobre un sensor o una pantalla de 4/3 el píxel será cuadrado. El sensor debe ser 16/9 para que no afecte a la posterior reproducción. 1440 es el aspect ratio del 4/3 en el nivel horizontal (ccd de 4/3), ópticas nuevas sobre un sensor 4/3 te deforman la imagen.

AVC-I 1920x1080 = píxeles cuadrados + resolución Relación de aspecto de píxel cuadrado. Para decidir la cantidad de píxel horizontales. Distancia entre píxel = a la distancia entre filas. Para que la calidad sea buena. De una señal de 1440x180 queremos enviarla a un televisor 4K (4096x2160), la señal que reciba dependerá de cada televisor, uno sencillo duplicaría los píxeles, uno mejor deduce el pixel nuevo a partir de los pixeles de alrededor, para esto necesitaremos un mejor procesador. Ópticas anamórficas para adaptar a la relación de aspecto del sensor (de 16/9 a un sensor de 4/3).

Ejercicio: ¿En este sistema 16:9 para tener 1080 horizontales que frecuencia de muestreo vertical?

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DVCproHD 1440x1080 = píxeles rectangulares (el 1440 de cuando antiguamente se trabajaba en 4:3)

1) SDTV: (sistema de definición estándar) 576 líneas de resolución vertical y 768 de resolución horizontal. A.R. 4:3

3) UHD: 2160 líneas de resolución vertical. A.R. 16:9

PROXIS: Hacer una copia de un archivo de mucha calidad, a uno de menos, para trabajar más rápido, puedes conectarlos y desconectarlos, para visualizar los desactivas y lo ves con mejor calidad. 200 píxeles por pulgada, resolución optima de escaneo de fotos. No sale rentable porque pesan demasiado. Con Photoshop se pueden redimensionar las fotos para que pesen menos. 150kb por foto o 200bk como máximo.

2) QUANTIFICACIÓN Tiene que encontrar un nivel en el dominio de amplitud para cada muestra, tenemos que limitar esta resolución infinita y acotar un nivel. Cuantos más niveles haya, más valores tendremos, pero también cuantos más coloquemos, más información más información tendremos que arrastrar y más largo será el numero asociado a la muestra. (redondeo del nivel de la muestra). 2,2= nivel 2 y 2,8=nivel3.

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2) HDTV: 1080 líneas de definición vertical y para tener una relación de pixel cuadrada necesitamos 1920. A.R. 16:9

Identificación de la muestra en código binario.

El oído humano tiene una dinámica muy alta. El criterio de Nyquist dice: “la frecuencia mínima de muestreo tiene que ser x2 el doble que la frecuencia más grande que se quiera digitalizar”. Fm>2·Fmax La frecuencia más alta del oído humano es de 20.000Hz. Si tenemos que buscar una frecuencia de muestreo cogemos una que nos sirva tanto para las frecuencias agudas como para las grabes. El formato estándar de video es a 8 bits (TV), si emiten en HDR pueden estar a 10 bits (netflix, hbo, amazon prime, etc..). La amplitud en una señal de audio hace crecer y decrecer el columen, no el tono, no la frecuencia. Frecuencia baja o lenta, la membrana se mueve poco a poco, con mucho recorrido o poco (amplitud, volumen). 20 micro pascales 2-6 , capacidad del oído (mosca) hasta a 200 pascales (roza el dolor, 140db). En video, una señal con mucha amplitud es una señal con mucha intensidad lumínica. Una señal con baja frecuencia no cambia de matices (pared lisa), una señal con alta frecuencia no es lisa, cambia mucho de matices.

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3) CODIFICACIÓN

FILTRO PASO BAJO

Muestreo: Momento de tomar muestras. Debe tener más parámetros concretos Fm el requisito mínimo tiene que ser como mínimo 2 veces más grandes 2Fmax. Criterio de Nyquist: Fm>2.Fmax (2· 20.000 Hz)

Cuantificador: Adapta la muestra a su amplitud real. Contra más viveles más precisión. Si una muestra hay que ubicarla en el nivel más cercano es inventarnos la realidad y por eso esto es considerado un error. Entonces ¿cuál es el máximo error? Cuando la muestra esta en el medio exacto de dos muestras. Que se resuelve: Emax= Q/2 (n+1) bits, implican 5/n= +3db’s (cada vez que se pase de nº de bit se duplica la combinación) JOPETAS ESTO NO LO ENTIENDO.

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Filtro que solo deja pasar las bajas frecuencias. No deja pasar las señales que están por encima de las que nos interesan.

EJERCICIOS: 1. Calcula el ancho de banda de una señal. Stereo (2canales), 48Hz y 24 bits

2. Calcula la cantidad de líneas de resolución VERTICAL que hay que colocar en una pantalla para que la separación entre líneas desaparezca. Nv= 1/angulo discernible · alzada de la pantalla

Para calcular la dinámica multiplicamos el numero de bits por 6. El resultado marcará la cantidad máxima de decibelios. Más dinámica implica más precisión en cada cantidad de volumen. El cine trabaja con mucha dinámica en sonido y en vídeo. Manera rápida de identificar la dinámica: 6·n (numero de bits). La voz humana tiene mucha presión sonora y por tanto alta dinámica. Pero, en un programa de radio para el locutor no se necesita tanta dinámica, ya que, va a mantener su volumen constante. En el cine esta muy preparado para el sonido por tanto necesita trabajar con la máxima dinámica. 24bits. En cuanto a la imagen pasa lo mismo, con poca dinámica los grises son negros y con mucha dinámica se mantiene las pequeñas emisiones de luz y luego se nos permitirá trabajar con ellas. Antiguamente, los sensores se separaban en tres colores básicos, y la luz se difractaba con un prisma dicroico. Cada sensor captaba los fotones y los convertía en impulsos eléctricos, pero solo los que corresponden a un color: R-Y (G) i B-Y (B) que definen con un vector, el croma de la imagen. Pixel anamorfico: cuando la altura no corresponde con la altura.

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48.000x24x2= 2.304.000b/s o 2,3Mb/s

3. .Calcula el ancho de banda de o o o o

Full HD 1920x1080 8bits 25fps 4:4:4 (3)

NORMAS DE MUESTREO 4:4:4 (3) Arab emiratos (a tope) Todos los pixeles cojen la componente de luz y color 4:2:2 (2) TV resoluci...