Overscan - Overscan

La sobreexploración es un comportamiento en ciertos televisores, en el que parte de la imagen de entrada se muestra fuera de los límites visibles de la pantalla. Existe porque tubo de rayos catódicos (CRT) aparatos de televisión desde la década de 1930 hasta la década de 2000 fueron muy variables en la forma de la imagen de vídeo se coloca dentro de las fronteras de la pantalla. Luego se convirtió en una práctica común tener señales de video con bordes negros alrededor de la imagen, que la televisión debía descartar de esta manera.

Orígenes

Los primeros televisores analógicos variaban en la imagen mostrada debido a problemas de tolerancia de fabricación. También hubo efectos de las primeras limitaciones de diseño de las fuentes de alimentación, cuyo voltaje de CC no estaba regulado tan bien como en las fuentes de alimentación posteriores. Esto podría hacer que el tamaño de la imagen cambie con las variaciones normales en el voltaje de la línea de CA, así como un proceso llamado floración, donde el tamaño de la imagen aumentaba ligeramente cuando se mostraba una imagen general más brillante debido al aumento de la corriente del haz de electrones que causa el voltaje del ánodo del CRT. dejar caer. Debido a esto, los productores de televisión no podían estar seguros de dónde estarían los bordes visibles de la imagen. Para compensar, definieron tres áreas:

  • Título seguro : un área visible para todos los conjuntos razonablemente mantenidos, donde el texto estaba seguro de no cortarse.
  • Acción segura : un área más grande que representaba donde un conjunto "perfecto" (con alta precisión para permitir menos sobreexploración) cortaría la imagen.
  • Subescaneo: el área de la imagen completa hasta el borde electrónico de la señal con bordes negros adicionales que no formaban parte de la imagen original.
  • Fullscan: El área de imagen completa hasta el borde electrónico de la señal (con los bordes negros de la imagen si existen).
  • Escaneo completo observable: un área de imagen de sobreexploración que descarta solo los bordes negros adicionales de la imagen (si existen).

Un número significativo de personas seguiría viendo parte del área de sobreexploración, por lo que aunque no se colocaría nada importante en una escena allí, también debía mantenerse libre de micrófonos, manecillas del escenario y otras distracciones. Los monitores de estudio y los visores de las cámaras se configuraron para mostrar esta área, de modo que los productores y directores pudieran asegurarse de que estuviera libre de elementos no deseados. Cuando se usa, este modo se llama subescaneo .

A pesar de la amplia adopción de televisores LCD que no requieren sobreexploración, ya que el tamaño de sus imágenes sigue siendo el mismo independientemente de las variaciones de voltaje, muchos televisores LCD todavía vienen con sobrebarrido habilitado de forma predeterminada, pero el usuario puede desactivarlo mediante el encendido del televisor. menús de pantalla.

Pantallas de video modernas

Los efectos de la sobreexploración en pantallas de píxeles fijos.
(Vea a tamaño completo para ver los efectos representados con precisión).

Las pantallas actuales, impulsadas por señales digitales (como DVI, HDMI y DisplayPort) y basadas en la tecnología de pantalla plana digital de píxeles fijos más reciente (como las pantallas de cristal líquido ), pueden asumir con seguridad que todos los píxeles son visibles para el espectador. En pantallas digitales impulsadas por una señal digital, por lo tanto, no es necesario ningún ajuste porque todos los píxeles de la señal se asignan inequívocamente a píxeles físicos en la pantalla. Como la sobreexploración reduce la calidad de la imagen, no es deseable para pantallas planas digitales; por lo tanto, se prefiere el mapeo de píxeles 1: 1 . Sin embargo, cuando son controladas por señales de video analógicas como VGA , las pantallas están sujetas a variaciones de tiempo y no pueden alcanzar este nivel de precisión.

Los CRT hechos para pantallas de computadora están configurados para subescanear con un borde ajustable, generalmente de color negro. Algunas computadoras domésticas de la década de 1980, como Apple IIGS , incluso podrían cambiar el color del borde. El borde cambiará de tamaño y forma si es necesario para permitir la tolerancia de baja precisión (aunque los modelos posteriores permiten una calibración precisa para minimizar o eliminar el borde). Como tal, los CRT de computadora usan menos área de pantalla física que los televisores, para permitir que toda la información se muestre en todo momento.

Los monitores CRT de computadora generalmente tienen un borde negro (a menos que el usuario los ajuste con precisión para minimizarlo); estos se pueden ver en los tiempos de la tarjeta de video, que tienen más líneas que las que usa el escritorio. Cuando un CRT de computadora se anuncia como de 17 pulgadas (16 pulgadas visibles), tendrá una pulgada diagonal del tubo cubierto por el gabinete de plástico; este borde negro ocupará esta pulgada faltante (o más) cuando sus calibraciones de geometría estén configuradas por defecto (las pantallas LCD con entrada analógica deben identificar e ignorar deliberadamente esta parte de la señal, desde los cuatro lados).

Los sistemas de videojuegos se han diseñado para mantener la acción del juego importante en el área segura del título. Los sistemas más antiguos hacían esto con bordes, por ejemplo, el Super Nintendo Entertainment System enmarcaba la imagen con un borde negro, visible en algunos televisores NTSC y todos los televisores PAL. Los sistemas más nuevos enmarcan el contenido de manera similar a como lo hace la acción en vivo, con el área de sobreexploración llena de detalles extraños.

Dentro de la amplia diversidad de computadoras domésticas que surgió durante la década de 1980 y principios de la de 1990, muchas máquinas como Sinclair ZX Spectrum o Commodore 64 (C64) tenían bordes alrededor de su pantalla, que funcionaban como marco para el área de visualización. Algunas otras computadoras, como la Commodore Amiga, permitieron que se cambiara la sincronización de la señal de video para producir una sobreexploración. En los casos del C64, Amstrad CPC y Atari ST se ha demostrado que es posible eliminar los bordes aparentemente fijos con trucos de codificación especiales. Este efecto se denominó sobreexploración o pantalla completa dentro de la demostración de Atari de 16 bits y permitió el desarrollo de una técnica de desplazamiento que ahorra CPU llamada desplazamiento sincronizado un poco más tarde.

Difusión de datos

La sobreexploración de TV analógica también se puede utilizar para la transmisión de datos . La forma más simple de esto son los subtítulos y el teletexto , ambos enviados en el intervalo de supresión vertical (VBI). Las guías de programas electrónicas , como TV Guide On Screen , también se envían de esta manera. El HOS de Microsoft utiliza la sobreexploración horizontal en lugar de la vertical para transmitir datos asociados al programa de baja velocidad a 6,4 kbit / s , que es lo suficientemente lento como para grabarse en una videograbadora sin dañar los datos . En los EE . UU. , National Datacast utilizó estaciones de la red PBS para sobreexploración y otras transmisiones de datos, pero migraron a la televisión digital debido a la transición a la televisión digital en 2009.

Cantidades de sobreexploración

Ilustración de las áreas Action Safe y Title Safe para relaciones de aspecto 4: 3 y 16: 9 según la BBC.

No existe una especificación técnica estricta para las cantidades de sobreexploración para los formatos de baja definición. Algunos dicen que el 5%, algunos dicen que el 10%, y la cifra se puede duplicar para la seguridad del título, que necesita más margen en comparación con la seguridad de la acción. Las cantidades de sobreexploración se especifican para los formatos de alta definición como se especificó anteriormente.

Los diferentes sistemas de transmisión de video y televisión requieren diferentes cantidades de sobrebarrido. La mayoría de las figuras sirven como recomendaciones o resúmenes típicos, ya que la naturaleza del overscan es superar una limitación variable en tecnologías más antiguas, como los tubos de rayos catódicos .

Sin embargo, la Unión Europea de Radiodifusión tiene recomendaciones de áreas seguras con respecto a la producción de televisión para pantalla ancha 16: 9.

Las sugerencias oficiales de la BBC en realidad dicen 3.5% / 5% por lado (ver p21, p19). Lo siguiente es un resumen:

Acción segura Título seguro
Vertical Horizontal Vertical Horizontal
4: 3 3,5% 3,3% 5,0% 6,7%
16: 9 3,5% 3,5% 5,0% 10,0%
14: 9 (mostrado en 16: 9) 3,5% 10,0% 5,0% 15,0%
4: 3 (mostrado en 16: 9) 3,5% 15,0% 5,0% 17,5%

Las pautas para desarrolladores de juegos de Xbox de Microsoft recomiendan usar el 85 por ciento del ancho y alto de la pantalla, o un área segura del título del 7.5% por lado.

Terminología

Título seguro o título seguro es un área que está lo suficientemente lejos de los bordes para mostrar el texto de forma ordenada sin distorsión. Si coloca texto más allá del área segura, es posible que no se muestre en algunos televisores CRT más antiguos (en el peor de los casos).

La acción segura o segura es el área en la que puede esperar que el cliente vea la acción. Sin embargo, la imagen transmitida puede extenderse hasta los bordes del marco MPEG 720x576. Esto presenta un requisito exclusivo de la televisión, donde se espera que exista una imagen con una calidad razonable donde algunos clientes no la verán. Este es el mismo concepto que se utiliza en el recorte de pantalla ancha.

TV-safe es un término genérico para los dos anteriores y podría significar cualquiera de los dos.

Problemas de resolución analógica a digital

720 frente a 702 o 704

El muestreo (digitalización) de video de definición estándar se definió en la Rec. 601 en 1982. En esta norma, las señales de vídeo analógicas existentes se muestrean a 13,5 MHz. Así, el número de píxeles de vídeo activos por línea es igual a la frecuencia de muestreo multiplicada por la duración de la línea activa (la parte de cada línea de vídeo analógico que contiene vídeo activo, es decir que no contiene pulsos de sincronización, supresión, etc. ).

  • Para video de 50 Hz de 625 líneas (normalmente, aunque incorrectamente, llamado "PAL"), la duración de la línea activa es de 52 μs, lo que da 702 píxeles por línea.
  • Para video de 60 Hz de 525 líneas (normalmente, y correctamente, llamado "NTSC"), la duración de la línea activa es 52,856 μs, lo que da ≈713,5 píxeles por línea.

Para acomodar ambos formatos dentro de la misma longitud de línea, y para evitar cortar partes de la imagen activa si la sincronización del video analógico estaba en o más allá de las tolerancias establecidas en los estándares relevantes, se utilizó una longitud total de línea digital de 720 píxeles. elegido. Por lo tanto, la imagen tendrá finas barras negras a cada lado.

704 es el valor de mod (16) más cercano a las longitudes de línea analógicas reales y evita tener barras negras en cada lado. El uso de 704 se puede justificar aún más de la siguiente manera:

  • El video analógico de 625 líneas contiene 575 líneas de video activas (esto incluye dos medias líneas). Cuando las medias líneas se redondean a líneas completas para facilitar la representación digital, se obtienen 576 líneas, que también es el valor de mod (16) más cercano a 575. Para mantener la misma relación de aspecto de la imagen, se podría aumentar el número de píxeles activos. a 703.2, que se puede redondear a 704.
  • El video analógico de 525 líneas contiene 485 líneas de video activas (esto incluye dos medias líneas, aunque normalmente solo 483 líneas de imagen están presentes debido a que los datos de subtítulos ocultos ocupan la primera línea de "imagen activa" en cada campo). El valor de mod (16) más cercano es 480. Para mantener la misma relación de aspecto de la imagen, el número de píxeles activos podría reducirse a 706,2, que se puede redondear a 704 para el mod (16).

Los datos de relación de aspecto de píxeles "estándar" que se encuentran en los editores de video, ciertos estándares de la UIT, MPEG, etc., generalmente se basan en una aproximación de lo anterior, modificados para permitir que 704 o 720 píxeles se equiparen con la imagen completa de 4x3 o 16x9 a tu antojo. del autor.

Aunque el software de procesamiento de video compatible con los estándares nunca debe llenar los 720 píxeles con una imagen activa (solo los 704 píxeles centrales deben contener la imagen real, y los 8 píxeles restantes a los lados de la imagen deben constituir barras negras verticales), contenido reciente generado digitalmente (por ejemplo, DVD de películas recientes) a menudo ignora esta regla. Esto hace que sea difícil saber si estos píxeles representan más anchos que 4x3 o 16x9 (como lo harían si siguieran Rec.601), o si representan exactamente 4x3 o 16x9 (como lo harían si se crearan utilizando uno de los píxeles de aspecto de 720 referenciados modificados). proporciones).

La diferencia entre 702/704 y 720 píxeles / línea se denomina supresión analógica nominal .

625/525 o 576/480

En la radiodifusión , las descripciones de los sistemas analógicos incluyen las líneas que no se utilizan para la imagen visible, mientras que los sistemas digitales sólo "numeran" y codifican las señales que contienen algo que ver.

Por lo tanto, las áreas de fotograma 625 ( PAL ) y 525 ( NTSC ) contienen aún más sobreexploración, que se puede ver cuando se pierde la retención vertical y la imagen rueda.

Una parte de este intervalo disponible en analógico, conocido como intervalo de supresión vertical , se puede utilizar para formas más antiguas de transmisión de datos analógica , como los servicios de teletexto (como Ceefax y subtitulado en el Reino Unido). El servicio equivalente de televisión digital no utiliza este método y, en cambio, a menudo utiliza MHEG .

480 frente a 486

El sistema de 525 líneas contenía originalmente 486 líneas de imagen, no 480. Las bases digitales de la mayoría de los sistemas de almacenamiento y transmisión desde principios de la década de 1990 han significado que solo se esperaba que el NTSC analógico tuviera 480 líneas de imagen; consulte SDTV , EDTV y DVD. -Video . No está claro cómo afecta esto a la interpretación de "la relación 4: 3" como igual a 704x480 o 704x486, pero el estándar VGA de 640x480 ha tenido un gran impacto.

Ver también

Notas