Video de alta definición - High-definition video

De Wikipedia, la enciclopedia libre

El video de alta definición ( video HDTV o video HD ) es un video de mayor resolución y calidad que la definición estándar . Si bien no existe un significado estandarizado para alta definición , generalmente cualquier imagen de video con considerablemente más de 480 líneas de exploración verticales (América del Norte) o 576 líneas verticales (Europa) se considera alta definición. 480 líneas de escaneo es generalmente el mínimo, aunque la mayoría de los sistemas lo superan con creces. Las imágenes de resolución estándar capturadas a velocidades más rápidas de lo normal (60 cuadros / segundo en América del Norte, 50 fps en Europa) con una cámara de alta velocidad pueden considerarse de alta definición en algunos contextos. Algunas series de televisión filmadas en video de alta definición están hechas para que parezcan filmadas en película , una técnica que a menudo se conoce como filmación .

Historia

El primer formato de escaneo electrónico, 405 líneas , fue el primer sistema de televisión de "alta definición", ya que los sistemas mecánicos que reemplazó tenían muchos menos. Desde 1939, Europa y EE. UU. Probaron 605 y 441 líneas hasta que, en 1941, la FCC ordenó 525 para EE. UU. En la Francia de la guerra, René Barthélemy probó resoluciones más altas, hasta 1.042. A finales de 1949, las transmisiones oficiales en francés finalmente comenzaron con 819 . En 1984, sin embargo, este estándar se abandonó para el color de 625 líneas en la red TF1 .

Cosa análoga

Las especificaciones HD modernas datan de principios de la década de 1980, cuando los ingenieros japoneses desarrollaron el estándar de TV entrelazada HighVision de 1.125 líneas (también llamado MUSE ) que funcionaba a 60 cuadros por segundo. El sistema Sony HDVS se presentó en una reunión internacional de ingenieros de televisión en Argel , en abril de 1981, y la NHK de Japón presentó su sistema de televisión analógica de alta definición (HDTV) en una conferencia suiza en 1983.

El sistema NHK se estandarizó en los Estados Unidos como estándar # 240M de la Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión (SMPTE) a principios de la década de 1990, pero se abandonó más tarde cuando fue reemplazado por un estándar analógico DVB. El video HighVision todavía se puede utilizar para el intercambio de video HDTV, pero casi no hay equipos modernos disponibles para realizar esta función. Los intentos de implementar HighVision como un canal de transmisión de 6 MHz fueron en su mayoría infructuosos. Todos los intentos de utilizar este formato para la transmisión de televisión terrestre se abandonaron a mediados de la década de 1990.

Europa desarrolló HD-MAC (1250 líneas, 50 Hz), un miembro de la familia MAC de estándares híbridos de video analógico / digital; sin embargo, nunca despegó como formato de transmisión de video terrestre. HD-MAC nunca fue designado para el intercambio de video excepto por la Unión Europea de Radiodifusión .

Digital

El video digital de alta definición no era posible con video sin comprimir debido a los requisitos de ancho de banda y memoria imprácticamente altos , con una velocidad de bits superior a 1 Gbit / s para video Full HD . La HDTV digital fue posible gracias al desarrollo de la compresión de video por transformada de coseno discreta (DCT) . El DCT es una técnica de compresión con pérdida que fue propuesta por primera vez por Nasir Ahmed en 1972, y luego se adaptó a un algoritmo DCT con compensación de movimiento para estándares de codificación de video como los formatos H.26x de 1988 en adelante y los formatos MPEG de 1993 en adelante. La compresión DCT con compensación de movimiento redujo significativamente la cantidad de memoria y ancho de banda requeridos para el video digital, capaz de lograr una relación de compresión de datos de alrededor de 100: 1 en comparación con el video sin comprimir. A principios de la década de 1990, la compresión de video DCT se había adoptado ampliamente como el estándar de codificación de video para HDTV.  

Los estándares actuales de video de alta definición en América del Norte se desarrollaron durante el curso del proceso de televisión avanzado iniciado por la Comisión Federal de Comunicaciones en 1987 a pedido de las emisoras estadounidenses. En esencia, el final de la década de 1980 fue un golpe de gracia para la mayoría de las tecnologías analógicas de alta definición que se habían desarrollado hasta ese momento.

El proceso de la FCC, dirigido por el Comité de Sistemas de Televisión Avanzados (ATSC) adoptó una gama de estándares de vídeo entrelazado de 1.080 líneas (un descendiente técnico del sistema analógico original NHK 1125/30 Hz) con una velocidad de fotogramas máxima de 30 Hz, ( 60 campos por segundo) y video de 720 líneas, escaneado progresivamente, con una velocidad de fotogramas máxima de 60 Hz. Al final, sin embargo, el estándar DVB de resoluciones (1080, 720, 480) y las respectivas velocidades de cuadro (24, 25, 30) se adoptaron junto con los europeos que también participaron en el mismo proceso de estandarización. La FCC adoptó oficialmente el estándar de transmisión ATSC en 1996 (que incluía estándares de video HD y SD ).

A principios de la década de 2000, parecía que DVB sería el estándar de video en el futuro. Sin embargo, tanto Brasil como China han adoptado estándares alternativos para video de alta definición que excluyen la interoperabilidad que se esperaba después de décadas de transmisión de televisión analógica en gran parte no interoperable.

Detalles técnicos

Este gráfico muestra las resoluciones de pantalla más comunes , y el color de cada tipo de resolución indica la relación de visualización (por ejemplo, el rojo indica una relación de 4: 3)

El video de alta definición (pregrabado y transmitido) se define en tres partes, por:

  • El número de líneas en la resolución de pantalla vertical . La resolución de la televisión de alta definición (HDTV) es de 1.080 o 720 líneas. Por el contrario, la televisión digital normal (DTV) tiene 480 líneas (en las que se basa NTSC, 480 líneas de exploración visibles de 525) o 576 líneas (en las que se basan PAL / SECAM, 576 líneas de exploración visibles de 625). Sin embargo, dado que HD se transmite digitalmente, su introducción a veces coincide con la introducción de DTV. Además, la calidad actual del DVD no es de alta definición, aunque los sistemas de discos de alta definición Blu-ray Disc y HD DVD sí lo son.
  • El sistema de exploración: exploración progresiva (p) o exploración entrelazada (i) . El escaneo progresivo (p) vuelve a dibujar un marco de imagen (todas sus líneas) al actualizar cada imagen, por ejemplo, 720p / 1080p. El escaneo entrelazado (i) dibuja el campo de imagen cada dos líneas o líneas "impares" durante la primera operación de actualización de imagen, y luego dibuja las líneas "pares" restantes durante una segunda actualización, por ejemplo 1080i. El escaneo entrelazado produce resolución de imagen si el sujeto no se mueve, pero pierde hasta la mitad de la resolución y sufre artefactos de "peinado" cuando el sujeto se mueve.
  • El número de fotogramas o campos por segundo ( Hz ). En Europa es el sistema de transmisión de televisión más común (50 Hz) y en EE. UU. (60 Hz) . El formato 720p60 es de 1280 × 720 píxeles , codificación progresiva con 60 fotogramas por segundo (60 Hz). El formato 1080i50 / 1080i60 es 1920 × 1080 píxeles, codificación entrelazada con 50/60 campos, (50/60 Hz) por segundo. Dos campos entrelazados formulan un solo fotograma, porque los dos campos de un fotograma se desplazan temporalmente. Frame pulldown y fotogramas segmentados son técnicas especiales que permiten transmitir fotogramas completos por medio de un flujo de video entrelazado.

A menudo, la velocidad se infiere del contexto, generalmente se supone que es 50 Hz (Europa) o 60 Hz (EE. UU.), Excepto 1080p , que denota 1080p24, 1080p25 y 1080p30, pero también 1080p50 y 1080p60.

Un marco de tasa o el campo también se puede especificar sin una resolución. Por ejemplo, 24p significa 24 cuadros de barrido progresivo por segundo y 50i significa 25 cuadros progresivos por segundo, que consta de 50 campos entrelazados por segundo. La mayoría de los sistemas HDTV admiten algunas resoluciones estándar y velocidades de cuadro o campo. Los más comunes se indican a continuación. Las señales de alta definición requieren un televisor de alta definición o un monitor de computadora para poder verse. El video de alta definición tiene una relación de aspecto de 16: 9 (1,78: 1). La relación de aspecto de una película de pantalla ancha normal filmada en la actualidad suele ser de 1,85: 1 o 2,39: 1 (a veces se cita tradicionalmente en 2,35: 1). La televisión de definición estándar (SDTV) tiene una relación de aspecto de 4: 3 (1,33: 1), aunque en los últimos años muchas emisoras han transmitido programas "comprimidos" horizontalmente en formato anamórfico 16: 9 , con la esperanza de que el espectador tenga un formato 16: 9. conjunto que estira la imagen a proporciones de aspecto normal, o un conjunto que "aplasta" la imagen verticalmente para presentar una vista de "buzón" de la imagen, nuevamente con las proporciones correctas.

Modos de video de alta definición comunes

Modo de vídeo Tamaño de fotograma en píxeles (W × H) Píxeles por imagen 1 Tipo de escaneo Velocidad de fotogramas ( Hz )
720p (también conocido como HD Ready) 1.280 × 720 921.600 Progresivo 23,976, 24, 25, 29,97, 30, 50, 59,94, 60, 72
1080i (también conocido como Full HD) 1.920 × 1.080 2,073,600 Entrelazado 25 (50 campos / s), 29,97 (59,94 campos / s), 30 (60 campos / s)
1080p (también conocido como Full HD) 1.920 × 1.080 2,073,600 Progresivo 24 (23,976), 25, 30 (29,97), 50, 60 (59,94)
1440p (también conocido como Quad HD) 2.560 × 1.440 3.686.400 Progresivo 24 (23,976), 25, 30 (29,97), 50, 60 (59,94)

Modos de video de ultra alta definición

Modo de vídeo Tamaño de fotograma en píxeles (W × H) Píxeles por imagen 1 Tipo de escaneo Velocidad de fotogramas ( Hz )
2000 2.048 × 1.536 3,145,728 Progresivo 24, 60
2160p (también conocido como 4K UHD) 3.840 × 2.160 8.294.400 Progresivo 60, 120
2540p 4.520 × 2.540 11,480,800 Progresivo 24, 30
4000p 4.096 × 3.072 12,582,912 Progresivo 24, 30, 60
4320p (también conocido como 8K UHD) 7680 × 4320 33,177,600 Progresivo 60, 120

Nota: 1 La imagen es un marco o, en el caso de escaneo entrelazado, dos campos (PAR y IMPAR).

Además, hay resoluciones UltraWide menos comunes pero aún populares , como 2560 × 1080p (1080p UltraWide). También hay una opción WQHD + para algunos de estos.

Contenido HD

Las fuentes de imágenes de alta definición incluyen transmisión terrestre, transmisión directa por satélite, cable digital, disco de alta definición ( BD ), cámaras digitales, descargas de Internet y consolas de videojuegos.

  • La mayoría de las computadoras son capaces de HD o resoluciones más altas sobre VGA , DVI , HDMI y / o DisplayPort .
  • El disco Blu-ray estándar de disco óptico puede proporcionar suficiente almacenamiento digital para almacenar horas de contenido de video HD. Los discos versátiles digitales o DVD (que tienen 4,7 GB para una capa única o 8,5 GB para una capa doble) no siempre están a la altura del desafío de los equipos de alta definición (HD) actuales. El almacenamiento y la reproducción de películas HD requiere un disco que contenga más información, como un Blu-ray Disc (que contiene 25 GB en forma de una sola capa y 50 GB para doble capa) o los ahora desaparecidos Discos Versátiles Digitales de Alta Definición (HD DVD) que contenía 15 GB o 30 GB en, respectivamente, variaciones de capa única y doble.

Los discos Blu-ray fueron desarrollados conjuntamente por 9 socios iniciales, incluidos Sony y Phillips (que desarrollaron conjuntamente CD para audio) y Pioneer (que desarrolló su propio disco láser anteriormente con cierto éxito), entre otros. Los discos HD-DVD fueron desarrollados principalmente por Toshiba y NEC con el respaldo de Microsoft, Warner Bros., Hewlett Packard y otros. El 19 de febrero de 2008, Toshiba anunció que abandonaría el formato y dejaría de desarrollar, comercializar y fabricar reproductores y unidades de HD-DVD.

Tipos de medios grabados

La película fotográfica de alta resolución utilizada para la proyección de cine se expone a una velocidad de 24 fotogramas por segundo, pero generalmente se proyecta a 48, y cada fotograma se proyecta dos veces para minimizar el parpadeo. Una excepción a esto fue el cortometraje Momentum de la National Film Board of Canada de 1986 , que experimentó brevemente tanto con la filmación como con la proyección a 48 fotogramas / s, en un proceso conocido como IMAX HD .

Dependiendo del ancho de banda disponible y la cantidad de detalle y movimiento en la imagen, el formato óptimo para la transferencia de video es 720p24 o 1080p24. Cuando se muestra en televisión en países con sistema PAL, la película debe proyectarse a una velocidad de 25 fotogramas por segundo acelerándola en un 4,1 por ciento. En los países con estándar NTSC, la velocidad de proyección es de 30 fotogramas por segundo, utilizando una técnica llamada pull-down 3: 2. Se mantiene un fotograma de película para tres campos de video (1/20 de segundo), y el siguiente se mantiene para dos campos de video (1/30 de segundo) y luego se repite el proceso, logrando así la velocidad de proyección de película correcta con dos fotogramas de película mostrados en una doceava parte de segundo.

Las grabaciones más antiguas (pre-HDTV) en cintas de vídeo como Betacam SP suelen tener el formato 480i60 o 576i50. Estos se pueden convertir a un formato de mayor resolución, pero eliminar el entrelazado para que coincida con el formato común de 720p puede distorsionar la imagen o requerir un filtrado que en realidad reduce la resolución de la salida final.

Las grabaciones de video HDTV no cinematográficas se graban en formato 720p o 1080i . El formato utilizado lo establece la emisora ​​(si se trata de una emisión de televisión). En general, 720p es más preciso con acción rápida, porque escanea fotogramas progresivamente, en lugar del 1080i, que usa campos entrelazados y, por lo tanto, podría degradar la resolución de imágenes rápidas.

720p se usa más para la distribución por Internet de video de alta definición, porque los monitores de computadora escanean progresivamente; El video de 720p tiene requisitos de decodificación de almacenamiento más bajos que el 1080i o el 1080p. Este también es el medio para transmisiones de alta definición en todo el mundo y 1080p se usa para películas Blu-ray .

HD en el cine

La película como medio tiene limitaciones inherentes, como la dificultad para ver el metraje durante la grabación, y sufre otros problemas causados ​​por un desarrollo / procesamiento deficiente de la película o sistemas de monitoreo deficientes. Dado que existe un uso cada vez mayor de imágenes generadas o alteradas por computadora en las películas, y que la edición de secuencias de imágenes a menudo se realiza de manera digital, algunos directores han filmado sus películas en formato HD a través de cámaras de video digitales de alta gama. Si bien la calidad del video HD es muy alta en comparación con el video SD, y ofrece una relación señal / ruido mejorada en comparación con una película de sensibilidad comparable, la película sigue siendo capaz de resolver más detalles de imagen que los formatos de video HD actuales. Además, algunas películas tienen un rango dinámico más amplio (capacidad para resolver extremos de áreas oscuras y claras en una escena) que incluso las mejores cámaras HD. Por tanto, los argumentos más convincentes para el uso de HD son actualmente el ahorro de costes en el material cinematográfico y la facilidad de transferencia a sistemas de edición para efectos especiales.

Según el año y el formato en el que se filmó una película, el tamaño de la imagen expuesta puede variar mucho. Los tamaños van desde tan grandes como 24 mm × 36 mm para las cámaras de 8 perforaciones VistaVision / Technirama (igual que la película fotográfica de 35 mm) pasando por 18 mm × 24 mm para las cámaras de película muda o Full Frame 4 perforaciones hasta tan pequeñas como 9 mm × 21 mm en cámaras Academy Sound Aperture modificadas para el formato de perforación Techniscope 2. Las películas también se producen utilizando otros calibres de película , incluidas películas de 70 mm (22 mm × 48 mm) o las raras veces utilizadas de 55 mm y CINERAMA .

Los cuatro formatos de película principales proporcionan resoluciones de píxeles (calculadas a partir de píxeles por milímetro) aproximadamente de la siguiente manera:

  • Academy Sound (películas con sonido antes de 1955): 15 mm × 21 mm (1.375) = 2.160 × 2.970
  • Cámara de la Academia de pantalla ancha de EE. UU.: 11 mm × 21 mm (1,85) = 1605 × 2970
  • Panavisión anamórfica actual ("Alcance"): 17,5 mm × 21 mm (2,39) = 2.485 × 2.970
  • Super-35 para impresiones anamórficas: 10 mm × 24 mm (2,39) = 1420 × 3390

En el proceso de hacer impresiones para exhibición, este negativo se copia en otra película (negativo → interpositivo → internegativo → impresión) haciendo que la resolución se reduzca con cada paso de copia de emulsión y cuando la imagen pasa a través de una lente (por ejemplo, en una proyector). En muchos casos, la resolución se puede reducir a 1/6 de la resolución del negativo original (o peor). Tenga en cuenta que los valores de resolución para películas de 70 mm son más altos que los enumerados anteriormente.

HD en la World Wide Web / transmisión HD

Varios servicios de transmisión de video en línea / bajo demanda y descarga digital ofrecen video HD, entre ellos YouTube , Vimeo , dailymotion , Amazon Video On Demand , Netflix Watch Instantly , Hulu , HBO Max y otros. Debido a la alta compresión, el detalle de la imagen producido por estos formatos es muy inferior al de la transmisión HD y, a menudo, incluso inferior al DVD-Video (3-9 Mbit / s MP2) mejorado al mismo tamaño de imagen. El siguiente es un cuadro de numerosos servicios en línea y su oferta HD:

Resoluciones HD de la World Wide Web

Fuente Códec Resolución más alta (W × H) Velocidad de bits total / ancho de banda Bitrate de vídeo Tasa de bits de audio
Video de Amazon VC-1 1280 × 720 2,5-6 Mbit / s
BBC iPlayer H.264 1280 × 720 3,2 Mbit / s 3 Mbit / s 192 kbit / s
blinkbox 1280 × 720 2,25 Mbit / s (SD) y 4,5 Mbit / s (HD) 2,25 - 4,5 Mbit / s 192 kbit / s
Blockbuster en línea 1280 × 720
CBS.com/ TV.com 1920 × 1080 3,5 Mbit / sy 2,5 Mbits (720p)
Dacast VP6 , H.264 Desconocido 5 Mbit / s
Hulu On2 Flash VP6 1280 × 720 2,5 Mbit / s
iPlayerHD FLV , QuickTime H.264 , MP4 H.264 1920 × 1080 2 Mbit / sy 5 Mbit / s
iTunes / Apple TV QuickTime H.264 1920 × 1080
MetaCDN MPEG-4 , FLV , OGG , WebM , 3GP Sin límite
Netflix mira al instante VC-1 3840 × 2160 25 Mbit / s 2,6 Mbit / sy 3,8 Mbit / s (1080p)
Video de PlayStation H.264 / MPEG-4 AVC 1920 × 1080 8 Mbit / s 256 kbit / s
StreamShark H.264 , FLV , OGV , WebM , VP8 , VP9 1920 × 1080
Vimeo H.264 1920 × 1080 4 Mbit / s 320 kbit / s
Vudu H.264 1920 × 1080 4,5 Mbit / s
Video de Xbox 1920 × 1080
YouTube H.264 / MPEG-4 AVC , VP9 7680 × 4320
StreamHash Mp4 1920 × 1080

HD en videovigilancia

Un número cada vez mayor de fabricantes de cámaras de seguridad ofrece ahora cámaras HD. La necesidad de alta resolución, fidelidad de color y velocidad de fotogramas es aguda para fines de vigilancia para garantizar que la calidad de la salida de video sea de un estándar aceptable que pueda usarse tanto para vigilancia preventiva como con fines de evidencia. Sin embargo, estas necesidades deben equilibrarse con la capacidad de almacenamiento adicional que requiere el video HD.

HD en videojuegos

Tanto la consola de juegos PlayStation 3 como la Xbox 360 pueden generar una salida nativa de 1080p a través de HDMI o cables de componentes, pero los sistemas tienen pocos juegos que aparezcan en 1080p; la mayoría de los juegos solo se ejecutan de forma nativa a 720p o menos, pero se pueden escalar a 1080p. La Wii puede generar hasta 480p ( definición mejorada ) a través de componentes, que aunque no es HD, es muy útil para HDTV, ya que evita los artefactos de desentrelazado. La Wii también puede generar 576i y 576p en regiones PAL .

Visualmente, 1080p nativo produce una imagen más nítida y clara en comparación con 1080p mejorado. Aunque solo unos pocos juegos disponibles tienen la resolución nativa de 1080p, todos los juegos de Xbox 360 y PlayStation 3 se pueden mejorar a esta resolución. Los juegos de Xbox 360 y PlayStation 3 están etiquetados con la resolución de salida en la parte posterior de su paquete, aunque en Xbox 360 esto indica la resolución a la que se mejorará, no la resolución nativa del juego.

Generalmente, los juegos de PC solo están limitados por el tamaño de resolución de la pantalla. Los controladores son capaces de admitir resoluciones muy altas, según el conjunto de chips de la tarjeta de video. Muchos motores de juegos admiten resoluciones de 5760 × 1080 o 5760 × 1200 (generalmente se logra con tres pantallas de 1080p en una configuración de varios monitores ) y casi todos mostrarán 1080p como mínimo. 1440p y 4K también suelen ser resoluciones admitidas para juegos de PC.

Actualmente, todas las consolas, Wii U y Nintendo Switch de Nintendo , Xbox One de Microsoft y PlayStation 4 de Sony muestran juegos de 1080p de forma nativa. El Nintendo Switch es un caso inusual, debido a su naturaleza híbrida como consola doméstica y portátil: la pantalla incorporada muestra juegos a 720p como máximo, pero la consola puede mostrar imágenes de forma nativa a 1080p cuando está acoplada. PlayStation 4 puede mostrar en 4K, aunque estrictamente solo para mostrar imágenes.

Ver también

Referencias

Otras lecturas

enlaces externos