2 Una tecnología al alcance de todos - LMI

21 Pages·2009·0.61 MB·Spanish

by  Antonio Bartolomé

Título
2 Una tecnología al alcance de todos
Resumen
El objetivo de este capítulo es ayudar a profesores y profesoras a entender la tecnología
del vídeo digital, la referida al vídeo contenido en el ordenador y difundido por Internet.
No pretende ser un manual técnico por tanto pierde en precisión lo que pretende ganar
en claridad.
Desarrollo
Para entender mejor la tecnología del vídeo digital conviene comenzar repasando la que
permitió el vídeo analógico.
2.1 El vídeo analógico
La historia del vídeo va unida a la historia de la televisión, es decir a la capacidad de
convertir las imágenes (en movimiento) en señales electricas.
2.1.1 La televisión mecánica
La primera televisión nace en los años 20 y es de tipo mecánico. Nipkow había
diseñado a finales del siglo XIX un sistema basado en un disco perforado mediante una
serie de agujeros en espiral. Al girar el disco los agujeros dejaban pasar únicamente una
parte de la imagen del objeto situado delante: el giro del disco hacía que cada agujero
explorara la imagen mediante un arco, y la posición en espiral de los agujeros hacía que
cada uno explorara un arco diferente. Todos juntos formaban una imagen. Lo único que
faltaba era un dispositivo sensible a la luz que convertiía cada punto en una señal
eléctrica, y una bombilla que reprodujera esas señales reconvirtiéndolas en señales
luminosas. Naturalmente un disco similar girando sincronizado haría que los trazos
luminosos generados y proyectados sobre una pantalla coincidiesen con los originales.
Sería 40 años más tarde cuando John Baird pudiese construir un dispositivo que aplicara
este principio y funcionara (figura 1).

Figura 1. Sistema de televisión mecánica de John Logie Baird (en la imagen). 1925.
La televisión mecánica sentó las bases de la televisión actual: la imagen se tenía que
descomponer en líneas (entonces curvas). Cada línea se compone de puntos. Basta

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poder transmitir la señal luminosa de cada punto y reconstruir luego esos puntos y esas
líneas de modo sincronizado.
Más información sobre la televisión mecánica (además de en la Wikipedia) en:
• En español, cronología de la televisión
<http://www.taller54.com/television.htm>
• En inglés, esquema de funcionamiento
<http://www.lateralscience.co.uk/television/mechTV.html>
• En italiano, una cronología muy detallada.
<http://www.radiomarconi.com/marconi/rai_cronologia1.html>
• En francés, una descripción precisa del disco de Nipkow.
<http://bpcv.free.fr/Nipkow.htm>
2.1.2 La televisión electrónica
Es fácil suponer que la imagen que se obtenía no era especialmente buena. Pero ahora se
unió otro dispositivo: el tubo de rayos catódicos. Dicho tubo realizaba la tarea del disco
pero ahora la exploración era guiada mediante unos campos electromagnéticos. La
imagen se formaba sobre una superficie sensible a la luz. Un rayo de electrones
exploraba esa superficie, ahora sí, mediante líneas rectas, proporcionando los electrones
necesarios según la pérdida generada por la luz incidente. Las variaciones en la
corriente eléctrica eran enviadas por ondas de radio y otro tubo de rayos catódicos
reproducían dichas variaciones con otro rayo sobre una superficie sensible a la luz. En
la figura 2 un tubo de televisión fabricado por Philips con 15 líneas de resolución.

Figura 2. Tubo de rayos catódicos de Philips, con 15 líneas de resolución.
La descripción original que hace Philips de su tubo puede encontrarse en:
<http://bpcv.free.fr/n3500.htm>
Y así llegaremos a la famosa retransmisión de los juegos olímpicos del Berlín nazi a
través de la televisión.
Lo que podemos observar es que aquí se generaron los grandes defectos de la televisión,
condicionados por la tecnología de la época. Y finalmente llegaremos a los sistemas de
televisión en color PAL y NTSC tal y como han perdurado hasta comienzos del siglo
XXI.
Los dos “campos”

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La señal de televisión PAL color se compone de 625 líneas. Pero esas líneas no son
sucesivas. Se organizan en dos imágenes, una que recoge las líneas pares y otra las
líneas impares. Cada una de estas dos imágenes se llama campo (respectivamente
campo impar y campo par). ¿Cuál es la razón de tan extraña disposición?
En realidad para obtener una imagen animada bastan 10 ó 15 imágenes por segundo. Sin
embargo los primeros cineastas ya detectaron un problema en el cine mudo (18
imágenes por segundo): la luz estroboscópica (que se enciende y apaga repetidamente)
es perceptible por el ojo humano por debajo de una frecuencia de 50 ciclos por segundo.
Cuando el cine desarrolló el sonido, elevó su velocidad a 24 imágenes por segundo,
pero al comprobar que ni por esas era posible hacer desaparecer el molesto parpadeo
(que tenemos asociado a las películas mudas) inventaron un curioso obturador en forma
de cruz de Malta que permitía iluminar y apagar la pantalla 48 veces por segundo
(proyectando 2 veces cada fotograma).
En la televisión el problema se repetía. Pero empeorado. Las limitaciones de la radio de
la época no permitía transmitir más de una veintena de imágenes por segundo (25 en el
sistema PAL) en función de la definición de la imagen y el número de canales VHF que
se querían ofertar. Pero no disponía de dispositivos de memoria electrónica como para
proyectar cada imagen dos veces como hacía el cine mecánicamente. La única forma
que descubrieron para eliminar el parpadeo consistió en convertir cada imagen en dos,
las formadas por los dos campos, par e impar. Ahora el tubo de rayos catódicos
iluminaba 50 veces por segundo la pantalla con 50 medias imágenes. En total teníamos
25 imágenes por segundo.
Esta “chapuza” será la que provocará una serie de problemas cuando se trata de
digitalizar la imagen, además de los molestos parpadeos de imagen, los problemas con
las líneas finas horizontales con alto contraste, etc.
Las dos frecuencias de exploración
Por otro lado en aquel entonces no resultaba fácil encontrar un modo para que las
imágenes original y reproducida se sincronizaran. Así que se buscó una solución
sencilla, como lo era la frecuencia de la corriente eléctrica que llegaba a todos los
hogares. Lamentablemente en Estados Unidos (y otros países) la frecuencia era de 60
Hz. en tanto que en muchos países europeos era de 50 Hz. Como consecuencia la
televisión a ambos lados del Atlántico se volvió incompatible. Claro que eso se podría
haber solucionado más tarde pero si algo ha caracterizado el desarrollo tecnológico y la
actitud de las empresas en los últimos dos siglos ha sido un absoluto desdén por la
innovación y una cerrazón superior incluso a la de algunos grupos integristas.
Las líneas inclinadas
La señal de televisión analógica tiene otros muchos defectos. Por ejemplo, es fácil
comprobar que la mitad de las 625 líneas que componen una imagen PAL son 312,5.
Incluso restando las 25 líneas que “desaparecen” para permitir el regreso del rayo
explorador se tiene el engorroso número de 287,5 líneas. ¿Cómo dibujar “media” línea
(0,5)? La solución es que las líneas de la televisión están ligeramente inclinadas de
modo que en cada campo hay una línea que comienza (o termina) a mitad de la pantalla.
Esto suaviza el problema del flicker con las líneas horizontales (y es raro que una
imagen no contenga un horizonte).
En resumen una serie de características que se han mantenido a fin de preservar la
compatibilidad de los nuevos sistemas de televisión con los viejos aparatos. Así pasó de

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la televisión en blanco y negro a la televisión en color y al sistema de televisión Pal Plus
y los equipos de pantalla plana. Con la televisión digital el viejo sistema es sustituido
por uno nuevo.
Una breve historia de los tubos de rayos catódicos y las pantallas planas en español en:
<http://www.mtas.es/insht/ntp/ntp_678.htm>
2.1.3 El registro de la señal de televisión
El primer gran acontecimiento retransmitido por televisión fueron los juegos olímpicos
de Berlín, en 1936. La pomposamente llamada “televisión de alta definición” apenas
superaba las 400 líneas. Un aspecto interesante fue que también se realizaron las
primeras grabaciones de emisiones de televisión en directo. Para ello una cámara de
cine situada sobre un camión (figura 3) filmaba en película. Ésta entraba en el camión
donde era revelada e inmediatamente mediante una especie de sistema de telecine
convertida en señal eléctrica.
El cine siguió utilizándose para la grabación de la imagen de televisión todavía durante
muchos años, hasta que en los años cincuenta un equipo en el que participaba Ray
Dolby generó el primer magnetoscopio, capaz de grabar directamente sobre una cinta
magnética la señal de televisión (figura 4).

Figura 3. Unidad móvil de televisión Figura 4. Magnetoscopio Ampex. 1956.
medinte el sistema de film intermedio.

Grabar la señal de vídeo no fue una tarea fácil. El principio es el mismo que la
grabación del sonido en una citna magnética: la imagen, desglosada en líneas y cada una
de éstas en puntos, se ha convertido en una señal eléctrica. Bastaría convertir la señal
eléctrica en campos magnéticos variables que actuarían sobre pequeñas partículas
metálicas colocadas sobre una cinta flexible. Pero esta información es muy superior a la
que se necesita para el sonido. Así que mientras que la cinta de audio necesitaba desfilar
delante de los cabezales electromagnéticos a unos pocos centímetros por segundo, la

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cinta de vídeo necesitaba una velocidad de varios metros por segundos. Esto no lo
soportaban ni la propia cinta por las tensiones a que era sometida, ni los cabezales por el
desgaste que padecían.
La solución final fue ingeniosa: la cinta desfilaba a pocos centímetros por segundo
rodeando en diagonal un tambor que giraba a gran velocidad. Un cabezal situado en la
superficie de dicho tambor atravesaba la cinta en diagonal con la velocidad del tambor.
Cada vez que atravesaba la cinta registraba o leía la información correspondiente a un
campo.
2.1.4 Los formatos de casetes domésticos
Aunque en los años sesenta ya se dispuso de los primeros grabadores portátiles e
incluso algún formato en el que la cinta se contenía dentro de un casete, no es hasta
1977 que se lanzan los dos formatos más populares: VHS y Betamax, ambos en cintas
de media pulgada de ancho. Algo más tarde aparecerá el “Video 2000” y una serie de
formatos derivados como el VHS-C, Hi-8, etc.
En todos los casos la calidad de la grabación era baja. Mientras una cinta U-Matic o la
propia señal de televisión superaban las 400 líneas verticales de resolución (es decir, en
cada línea horizontal sería posible distinguir hasta 400 puntos) los formatos domésticos
ofrecían aproximadamente la mitad.
Está situación cambiará con la llegada del vídeo digital y el formato DV, más conocido
por los usuarios particulares por el minicasete miniDV.
2.1.5 La grabación en disco
Además de grabar sobre película fotográfica y sobre cinta, el vídeo también se grabó
sobre disco (Bartolomé, 1990). Existieron algunos sistemas mecánicos (CED, VHD)
pero finalmente el sistema que se estableció fue el videodisco laservisión desarrollado
por Philips. En ellos la información se registraba mediante minúsculos agujeros que
modificaban la reflexión de un rayo láser durante la reproducción. En este caso la señal
eléctrica no era convertida en campos magnéticos sino en señales luminosas. El uso del
rayo láser era necesario para poder trabajar a escalas suficientemente pequeñas como
para permitir introducir toda la información.
Aunque el principio de registro y reproducción del disco laservisión es similar al del
popular CD (y del DVD) las diferencias son muy importantes: además de situar la
información en espiral (lo que comparte con el CD), esta información es analógica y no
digital. Como se ha explicado en el capítulo 1 esto limitaba la capacidad del disco, la
corrección de errores y otros extras.
El videodisco Laservisión fue el canto del cisne del vídeo analógico, el mejor sistema
doméstico de reproducción de vídeo (no permitía la grabación doméstica), antes de la
comercialización de los sistemas digitales de vídeo.

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2.2 El vídeo digital
En el capítulo 1 ya se ha hecho una presentación del vídeo digital en su conjunto. Aquí
se pretende clarificar las tecnologías implicadas en el vídeo digital contenido en el
ordenador y distribuido por Internet.
Teniendo en cuenta la rápida evolución de este tema, los aspectos más concretos de este
apartado quedan desfasados por días. Por tanto también aquí se ha pretendido insistir en
los aspectos fundamentales, las claves que permitan entender luego como crear,
distribuir o utilizar los videoclips.
2.2.1 Arquitecturas y formatos
Un fichero de vídeo contiene, evidentemente, la información sobre el color y
luminosidad de cada uno de los puntos de la pantalla en cada uno de los cuadros (frames
o fotogramas). Pero esta información ocupa mucho espacio y es necesario comprimirla.
Para ello se utilizará un codec o pequeño subprograma que mediante un algoritmo de
compresión y descompresión permitirá reducir el tamaño del fichero. A la información
del vídeo habrá que añadir la del sonido ya que no siempre se comprimen
conjuntamente..
Además incluirá información adicional como el nombre del autor, género, idioma, etc.
Esta información son los metadatos (“metadata”) y permitirá posteriormente realizar
búsquedas por palabras o descriptores.
Toda la información anterior debe ir organizada, en algunos casos encriptada. El fichero
incluirá datos que permitirán al ordenador identificar cuándo comienza el vídeo, el
codec utilizado, etc. Para ello se crean unas especificaciones que lo indican y estas
conforman una arquitectura que puede identificarse mediante el formato del fichero y
que suele denominarse como “formato” o “tipo” del vídeo.
Existen varias arquitecturas de vídeo. Las dos primeras arquitecturas que divulgaron el
vídeo digital en el ordenador sin necesidad de tarjetas auxiliares fueron QuickTime, de
Apple, y Avi, de Microsoft. Posteriormente han aparecido otras como Windows Media
Video, Real Media, MPEG o la que poseen los ficheros de Flash.
Las arquitecturas se identifican por la extensión del fichero. Por ejemplo, la extensión
“.avi” nos indicará que el fichero funciona con una arquitectura “avi”. Pero una misma
arquitectura puede tener ficheros de varios tipos que utilizan varias extensiones. Por
ejemplo, un fichero QuickTime puede tener la extensión “.mov” pero también puede
tener “.qti”.
Cuando descargamos un fichero de vídeo, éste posee una cierta arquitectura,
identificable por el formato del fichero (a su vez identificable por la extensión). Esta
extensión nos dirá con qué programas podremos verlo.
En el caso de los navegadores (Firefox, NetScape, Safari, Explorer, Mozilla…) el
navegador identifica la extensión y de acuerdo con la configuración que le hayamos
dado, descargará el fichero en el disco duro, o lo reproducirá con un programa
determinado o bien lo reproducirá dentro de la misma ventana del navegador con ayuda
de un subprograma denominado “plugin”. Pero en estos dos últimos casos el programa
o el plugin utilizado dependerá de la arquitectura del vídeo y el formato del fichero.

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Estas son algunas de las arquitecturas más importantes (entre paréntesis la extensión
que identifica a algunos ficheros de vídeo que utilizan esas arquitecturas):
• QuickTime (.mov)
• Windows Media Video (.wmv)
• Flash (.flv)
• AVI (.avi)
• Real media (.rm)
2.2.2 Codecs
Existen numerosos codecs o algoritmos para comprimir y descomprimir el vídeo. La
palabra “codec” identifica un software, una tecnología, un dispositivo o un algoritmo o
especificaciones para comprimir y descomprimir (COmpress - DECompress) un fichero
o información.
Algunos codecs manipulan conjuntamente el audio y el vídeo en tanto que otros lo
hacen por separado, necesitando uno para cada tarea. Una misma arquitectura y un
mismo formato de fichero puede utilizar muchos codecs. Mientras que las arquitecturas
tienen una mayor estabilidad en el tiempo, los codecs utilizados evolucionan muy
rápidamente al descubrirse continuamente cómo mejorar el proceso. Un fichero
Quicktime utilizaría a mediados de los noventa el codec Cinepak o el Vídeo. Con el
cambio de siglo el más frecuente era el Sorenson que ha evolucionado hacia el Sorenson
3 (también utilizado por Flash) y actualmente puede que utilice el mp4 o el H.264.
Así que además de disponer de un programa capaz de leer y trabajar con la arquitectura
del fichero de vídeo que interesa, también se necesita disponer del codec utilizado en
dicho fichero. Al instalar la arquitectura (por ejemplo, al instalar el plugin de Flash o de
Real Media o de Quicktime) en el ordenador también se instalan los codecs más
frecuentes utilizados por esa arquitectura en ese momento, además de algún programa
reproductor si es el caso. Pero la aparición de nuevos codecs puede obligar a
descargarlos e instalarlos. Generalmente también se puede realizar esto al instalar
nuevas versiones del plugin de la arquitectura correspondiente.
En los sistemas operativos Mac OSX y Windows, las empresas suelen instalar por
defecto sus propias arquitecturas. Un usuario de Windows puede encontrarse que sólo
puede reproducir ficheros que sean soportados por Windows Media Video. Por ello es
necesario instalar nuevas arquitecturas y reproductores, al menos los más frecuentes
como Quicktime, Real Media y Flash.
Generalmente las páginas que contienen vídeo exploran si el ordenador posee los
recursos necesarios y si no los tiene suele ofrecer un enlace para descargarse la última
versión del plugin y codecs necesarios. El sistema debería funcionar pero se ve
dificultado por la incompatibilidad entre versiones así como las limitaciones del propio
ordenador que no siempre es capaz de utilizar las últimas versiones. Eso obliga a veces
a una tarea de búsqueda más cuidadosa.
Existen reproductores no necesariamente ligados a una arquitectura como se verá más
adelante.

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2.2.3 Programas y herramientas
Los programas o aplicaciones del ordenador nos permiten reproducir, distribuir, crear o
modificar los videoclips. Ejemplos de programas sería el conocido editor de vídeo
Premiere. Pero un programa no se identifica con una arquitectura. Algunos programas
sólo permiten manejar una arquitectura (por ejemplo, el Real Placer solo reproduce
ficheros Real Media), en tanto que otros permiten manejar varias arquitecturas (por el
ejemplo el Quicktime Player permite manejar varias, a veces con la ayuda de software
adicional como Flip4).
Así es frecuente que al instalar un programa o aplicación nuevo encontremos que nos
pide que instalemos “QuickTime” o “Windows Media Video” etc. El programa no
incorpora la arquitectura ni los codecs, aunque puede que lo haga en ocasiones.
Diferentes programas pueden utilizar la misma arquitectura. Un programa puede utilizar
diferentes arquitecturas. En todos los casos los codecs utilizados pueden ser muy
diferentes.
A los programas y aplicaciones se les denomina muchas veces “herramientas” pues son
tales para el trabajo con el vídeo digital.
Existen herramientas independientes como el reproductor VLC que ofrece algunas
prestaciones más interesantes que las de los reproductores oficiales. Puesto que no
siempre se suelen indicar en las páginas que contienen vídeos, es necesario buscarlas y
descargarlas por cuenta propia. Muchas de ellas pertenecen al movimiento de software
libre y muchas son gratuitas.
La siguiente tabla resumen estos conceptos fundamentales para comprender el
funcionamiento el vídeo en Internet:
Concepto Descripción Ejemplos
Arquitectura Modo como es organizada la QuickTime, Windows Media Video,
información en el fichero de Real Video, MPEG, Flash
vídeo.
Codec Pieza de software que describe MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4,
el modo cómo se comprime el Sorenson, WMV-9, …
vídeo
Programa Software que permite reproducir Avid, FinalCut, Premiere, etc.
o editar, transformar ficheros de
vídeo.

Una dirección adicional sobre formatos de ficheros (no sólo de vídeo), excelente en
inglés:
<http://www.fileformat.info/>
2.3 Claves para la reproducción de videoclips
Cuando una página de Internet contiene un videoclip o cuando éste es distribuido y
llega en un CD-ROM, si todo funciona bien, debería verse o debería indicar el software

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necesario para verlo. Pero no siempre es así. Este apartado trata de aportar algunos datos
clave actualizados en el momento de publicación de este libro.
2.3.1 Formatos más frecuentes
Es imposible hacer referencia a todos los formatos y las diferentes preferencias de cada
uno. Este cuadro recoge los formatos de los ficheros de vídeo más frecuentes.

Formato Extensiones Codecs Uso
Quicktime .mov, .qt Numerosos. Vídeo digital en el ordenador. Vídeo en
Sorenson para Internet para descargas y streaming.
vídeo, y Qdesign Alta calidad.
music para audio.
Además los mpeg
Real .rm, .rv Los propios Descarga de vídeo streaming en
Media Internet. Lider en este campo durante
un tiempo.
Flash .flv Fundamentalmente Gran calidad para poco peso y
Sorenson. arquitectura muy protegida. Muy
utilizado (YouTube, …)
Windows .wmv Los propios El codec 9 no es malo. Su principal
Media ventaja es venir distribuido en origen
con Windows.
DV, HDV .dv Vídeo sin En las cintas DV y miniDV, aunque los
(.avi,.mov) comprimir ficheros con otras extensiones son
conservados en el ordenador.
MPEG .mpg, .mp4 Mpeg-1, mpeg-2, Estándares y de amplio uso.
mpeg-4
Mpeg-1 es utilizado en los Vídeo-CD.
Mpeg-2 es utilizado en los DVD.
MPEG-4 es utilizado para vídeo digital
en el ordenador y en Internet.
AVI .avi DVIX y otros Arcaica arquitectura de Microsoft que
hoy se utiliza para algunos usos
específicos como la distribución de
filmes por Internet.

Conviene notar que existen formatos complejos, por ejemplo, los podcast pueden estar
utilizando un nuevo codec basado en mpeg-4 con elementos de H.264. La serie de
codecs h.261 a h.263 fue muy utilizada en su momento en videoconferencias.

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2.3.2 Reproductores de vídeo (“players”)
Aunque los reproductores de vídeo suelen ser gratuitos en las principales arquitecturas,
y además dichos reproductores pueden reproducir otras arquitecturas y numerosos
codecs, se ofrecen a continuación algunos independientes.
Notar que pueden aparecer nuevos, desaparecer los que se citan o cambiar la ubicación
donde descargarlos. Para encontrar alguno de los que se indican aquí en caso de fallar la
URL (dirección de Internet) que se acompaña, introducir el nombre acompañado de
términos como: software, programa, descargar, download…
En las siguientes referencias a veces se ha preferido optar por la web del proyecto
original en inglés, pero en otras se ha remitido a un lugar de descargas.
Programa Comentario y descarga
Mplayer http://www.mplayerhq.hu/
Mac Win, Uno de los reproductores de software libre más conocidos.
Linux
Miro http://www.getmiro.com/download/
Mac, Win, Un nuevo reproductor que está arrancando con fuerza. Es el sucesor
Linux de “Democracy” Válido para los tres sistemas operativos además
tiene versiones especiales para Ubuntu, Fedora, Debian y Gentoo
(alguna en camino). Tiene un sentido alternativo y puede ser
considerado también un reproductor de TV en Internet.

VLC http://www.videolan.org/vlc/
Mac, Win, Un extraordinario reproductor cross-platform de video,
Linux Especialmente recomendado para usuarios de Linux que verán
versiones preparadas para Debian, Ubuntu, Mandrila, Suse, Red Hat,
etc. Y también los usuarios de Win y Mac descubrirán que les
permite reproducir los ficheros casi perdidos.
Songbird http://www.songbirdnest.com/
Mac, Win, Todavía en fase de desarrollo este reproductor que es a la vez un
Linux jukebox y un navegador de Internet. El soporte de numerosos idiomas
y su integración con otros recursos permite suponer que este “free
software” dara que hablar en los próximos años.
Quicktime En su versión profesional (para lo que se precisa un número de serie)
player es uno de los más potentes.
Mac, Win, http://www.apple.com/es/quicktime/mac.html
http://www.apple.com/es/quicktime/win.html
Aunque no existe un player de quicktime para Linux, los ficheros de
Quicktime puede verse con ayuda de:
http://heroinewarrior.com/quicktime.php3
Un dispositivo para ver en QT player los ficheros wmv es flip4Mac:

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