Vídeo de alta definición
Vídeo de mayor resolución que la televisión original.

El vídeo de alta definición ( vídeo HD ) es un vídeo de mayor resolución y calidad que la definición estándar . Aunque no existe un significado estandarizado para la alta definición , por lo general cualquier imagen de vídeo con considerablemente más de 480 líneas de barrido verticales (América del Norte) o 576 líneas verticales (Europa) se considera de alta definición. [ cita requerida ] 480 líneas de barrido es generalmente el mínimo, aunque la mayoría de los sistemas superan ampliamente ese valor. Las imágenes de resolución estándar capturadas a velocidades más rápidas de lo normal (60 fotogramas por segundo en América del Norte, 50 fps en Europa) mediante una cámara de alta velocidad pueden considerarse de alta definición en algunos contextos. Algunas series de televisión grabadas en vídeo de alta definición están diseñadas para que parezcan filmadas en película , una técnica que a menudo se conoce como filmización .

Historia

El primer formato de escaneo electrónico, 405 líneas , fue el primer sistema de televisión de alta definición , ya que los sistemas mecánicos a los que reemplazó tenían muchas menos. A partir de 1939, Europa y EE. UU. probaron con 605 y 441 líneas hasta que, en 1941, la FCC ordenó 525 para EE. UU. En Francia en tiempos de guerra, René Barthélemy probó resoluciones más altas, hasta 1.042. A fines de 1949, las transmisiones oficiales francesas finalmente comenzaron con 819. Sin embargo, en 1984, este estándar fue abandonado por el color de 625 líneas en la red TF1 .

Cosa análoga

Las especificaciones modernas de HD datan de principios de los años 1980, cuando los ingenieros japoneses desarrollaron el estándar de televisión entrelazada HighVision de 1125 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 el estándar #240M de la Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE) a principios de los años 90, 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 usar este formato para la transmisión de TV terrestre se abandonaron a mediados de los años 90. [ cita requerida ]

Europa desarrolló HD-MAC (1250 líneas, 50 Hz), un miembro de la familia MAC de estándares de video híbridos analógicos/digitales; 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 memoria y ancho de banda imprácticamente altos , con una tasa de bits que excedía1  Gbit/s para video 1080p . [1] La HDTV digital fue posible gracias al desarrollo de la compresión de video por transformada de coseno discreta (DCT) . [2] La DCT es una técnica de compresión con pérdida que fue propuesta por primera vez por Nasir Ahmed en 1972, [3] y luego fue adaptada a un algoritmo DCT con compensación de movimiento para formatos de codificación de video como los formatos H.26x del Video Coding Experts Group a partir de 1988 y los formatos MPEG a partir de 1993. [4] [5] 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. [6] A principios de la década de 1990, la compresión de video DCT había sido ampliamente adoptada como el estándar de codificación de video para HDTV. [2]

Los estándares actuales de vídeo de alta definición en Norteamérica se desarrollaron durante el proceso de televisión avanzada iniciado por la Comisión Federal de Comunicaciones en 1987 a petición de las emisoras estadounidenses. En esencia, el final de la década de 1980 fue una sentencia de muerte 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 Avanzada (ATSC), adoptó una gama de estándares que van desde el video entrelazado de 1.080 líneas (un descendiente técnico del sistema analógico original NHK 1125/30 Hz) con una velocidad máxima de cuadros de 30 Hz (60 campos por segundo) y el video de 720 líneas, escaneado progresivamente, con una velocidad máxima de cuadros 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 estaban involucrados 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 el DVB sería el estándar de video en el futuro. Sin embargo, tanto Brasil como China han adoptado estándares alternativos para video de alta definición [ cita requerida ] que impiden la interoperabilidad que se esperaba después de décadas de transmisión de TV analógica en gran medida no interoperable.

Detalles técnicos

Esta tabla muestra las resoluciones de pantalla más comunes , donde el color de cada tipo de resolución indica la relación de aspecto de la pantalla (por ejemplo, el rojo indica una relación de aspecto de 4:3).

El vídeo de alta definición (pregrabado y transmitido) se define en tres aspectos:

  • 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. En cambio, la televisión digital normal (DTV) tiene 480 líneas (en las que se basa el NTSC, 480 líneas de exploración visibles de 525) o 576 líneas (en las que se basa el PAL/SECAM, 576 líneas de exploración visibles de 625). Sin embargo, dado que la HD se transmite digitalmente, su introducción a veces coincide con la introducción de la 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 escaneo: escaneo progresivo (p) o escaneo entrelazado (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 la 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.
  • Número de cuadros o campos por segundo ( Hz ). En Europa es el sistema de transmisión de televisión más común (50 Hz) y en Estados Unidos (60 Hz) . El formato 720p60 es de 1.280 × 720 píxeles , codificación progresiva con 60 cuadros por segundo (60 Hz). El formato 1080i50/1080i60 es de 1.920 × 1.080 píxeles, codificación entrelazada con 50/60 campos, (50/60 Hz) por segundo. Dos campos entrelazados forman un único cuadro, porque los dos campos de un cuadro están desplazados temporalmente. La extracción de cuadros y los cuadros segmentados son técnicas especiales que permiten transmitir cuadros completos mediante un flujo de vídeo entrelazado.

A menudo, la velocidad se infiere del contexto, y normalmente 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.

También se puede especificar una velocidad de cuadros o de campo sin una resolución. Por ejemplo, 24p significa 24 cuadros de exploración progresiva por segundo y 50i significa 25 cuadros progresivos por segundo, que consisten en 50 campos entrelazados por segundo. La mayoría de los sistemas HDTV admiten algunas resoluciones estándar y velocidades de cuadros o de campo. Las 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 la película de pantalla ancha normal filmada hoy en día es típicamente 1,85:1 o 2,39:1 (a veces tradicionalmente se cita como 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 televisor 16:9 que estire la imagen a proporciones de apariencia normal, o un televisor que aplaste la imagen verticalmente para presentar una vista en formato buzón de la imagen, nuevamente con proporciones correctas.

La UE define [7] la resolución HD como 1920 x 1080 píxeles o 2 073 600 píxeles y la resolución UHD como 3840 x 2160 píxeles o 8 294 400 píxeles.

Modos comunes de video de alta definición

Modo de videoTamaño del marco en píxeles (An. × Al.)Píxeles por imagen 1Tipo de escaneoFrecuencia de cuadros ( Hz )
720p (también conocido como HD Ready)1280×720921.600Progresivo23,976, 24, 25, 29,97, 30, 50, 59,94, 60, 72
1080i (también conocido como Full HD)1.920 × 1.0802.073.600Entrelazado25 (50 campos/s), 29,97 (59,94 campos/s), 30 (60 campos/s)
1080p (también conocido como Full HD)1.920 × 1.0802.073.600Progresivo24 (23,976), 25, 30 (29,97), 50, 60 (59,94)
1440p (también conocido como Quad HD)2560 × 14403.686.400Progresivo24 (23,976), 25, 30 (29,97), 50, 60 (59,94)

Modos de vídeo de ultra alta definición

Modo de videoTamaño del marco en píxeles (An. × Al.)Píxeles por imagen 1Tipo de escaneoFrecuencia de cuadros ( Hz )
20002048 × 15363.145.728Progresivo24, 30, 60
2160p (también conocido como 4K UHD)3.840 × 2.1608.294.400Progresivo60, 120
2540p4.520 × 2.54011.480.800Progresivo24, 30, 60
4000p4.096 × 3.07212.582.912Progresivo24, 30, 60
4320p (también conocido como 8K UHD)7.680 × 4.32033.177.600Progresivo60, 120

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

Además, existen 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 transmisiones terrestres, transmisiones satelitales directas, cable digital, discos de alta definición ( BD ), cámaras digitales, descargas de Internet y consolas de videojuegos.

  • La mayoría de las computadoras son capaces de soportar resoluciones HD o superiores a través de VGA , DVI , HDMI y/o DisplayPort .
  • El estándar de discos ópticos Blu-ray Disc puede proporcionar suficiente almacenamiento digital para almacenar horas de contenido de video HD. Los discos versátiles digitales o DVD (que tienen una capacidad de 4,7 GB para una capa simple u 8,5 GB para una capa doble) no siempre están a la altura de los desafíos de los televisores de alta definición (HD) actuales. Almacenar y reproducir películas HD requiere un disco que contenga más información, como un disco Blu-ray (que tiene una capacidad de 25 GB en formato de una capa y 50 GB en formato de doble capa) o los ahora extintos discos versátiles digitales de alta definición (HD DVD) que tenían una capacidad de 15 GB o 30 GB en variantes de una y dos capas, respectivamente.

Los discos Blu-ray fueron desarrollados en conjunto por 9 socios iniciales, entre ellos Sony y Phillips (que desarrollaron en conjunto CD para audio) y Pioneer (que desarrolló su propio Laser-disc anteriormente con cierto éxito), entre otros. Los discos HD DVD fueron desarrollados principalmente por Toshiba y NEC con cierto respaldo de Microsoft, Warner Bros., Hewlett Packard y otros. El 19 de febrero de 2008, Toshiba anunció que abandonaba el formato y que descontinuaría el desarrollo, la comercialización y la fabricación de reproductores y unidades HD DVD.

Tipos de medios grabados

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

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

Las grabaciones más antiguas (previas a la HDTV) en cintas de vídeo, como las de Betacam SP, suelen tener la resolución 480i60 o 576i50. Se pueden convertir a un formato de mayor resolución, pero si se elimina el entrelazado para que coincida con el formato común de 720p, es posible que se distorsione la imagen o se requiera un filtrado que, en realidad, reduzca la resolución del resultado final.

Las grabaciones de vídeo HDTV no cinematográficas se graban en formato 720p o 1080i . El formato utilizado lo establece la emisora ​​(si se trata de una transmisión televisiva). En general, 720p es más preciso con la acción rápida, porque escanea los fotogramas de forma progresiva, en lugar de 1080i, que utiliza campos entrelazados y, por lo tanto, puede degradar la resolución de las imágenes rápidas.

El formato 720p se utiliza más para la distribución de vídeo de alta definición por Internet, porque los monitores de ordenador se escanean progresivamente; el vídeo 720p tiene menos requisitos de almacenamiento y decodificación que el 1080i o el 1080p. Este es también el medio para las emisiones de alta definición en todo el mundo y el 1080p se utiliza para las películas Blu-ray .

Alta definición en la realización cinematográfica

El cine como medio tiene limitaciones inherentes, como la dificultad de ver el metraje mientras se graba, y sufre otros problemas causados ​​por un revelado o procesamiento deficiente de la película o por sistemas de monitoreo deficientes. Dado que cada vez se utilizan más imágenes generadas o alteradas por computadora en las películas, y que la edición de secuencias de imágenes a menudo se realiza digitalmente, algunos directores han filmado sus películas utilizando el 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 relaciones señal/ruido mejoradas en comparación con películas 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 de resolver los extremos de las áreas oscuras y claras en una escena) que incluso las mejores cámaras HD. Por lo tanto, los argumentos más persuasivos para el uso de HD son actualmente el ahorro de costos en la película y la facilidad de transferencia a sistemas de edición para efectos especiales.

Dependiendo del año y el formato en el que se filmó una película, la imagen expuesta puede variar mucho en tamaño. Los tamaños varían desde 24 mm × 36 mm para las cámaras VistaVision / Technirama de 8 perforaciones (igual que la película fotográfica de 35 mm) pasando por 18 mm × 24 mm para películas mudas o cámaras de fotograma completo de 4 perforaciones hasta tan solo 9 mm × 21 mm en las cámaras Academy Sound Aperture modificadas para el formato de perforación Techniscope 2. También se producen películas utilizando otros calibres de película , incluidas películas de 70 mm (22 mm × 48 mm) o las raramente utilizadas de 55 mm y CINERAMA .

Los cuatro formatos de película principales ofrecen resoluciones de píxeles (calculadas a partir de píxeles por milímetro) aproximadamente como sigue:

  • Academy Sound (Películas sonoras anteriores a 1955): 15 mm × 21 mm (1,375) = 2160 × 2970
  • Cámara de la Academia, pantalla ancha de EE. UU.: 11 mm × 21 mm (1,85) = 1605 × 2970
  • Panavisión anamórfica actual ("Scope"): 17,5 mm × 21 mm (2,39) = 2485 × 2970
  • Super-35 para impresiones anamórficas: 10 mm × 24 mm (2,39) = 1420 × 3390

En el proceso de hacer copias para exhibición, este negativo se copia en otra película (negativo → interpositivo → internegativo → copia), lo que hace 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 un proyector). En muchos casos, la resolución se puede reducir hasta 1/6 de la resolución del negativo original (o peor). [ cita requerida ] Tenga en cuenta que los valores de resolución para la película de 70 mm son más altos que los que se enumeran anteriormente.

Alta definición en la World Wide Web/transmisión en alta definición

Muchos servicios de transmisión de vídeo en línea, a pedido y de descarga digital ofrecen vídeo en alta definición. Debido a la fuerte compresión, el detalle de la imagen que producen estos formatos puede ser muy inferior al de la transmisión en alta definición y, a menudo, incluso inferior al del DVD-Video (MP2 de 3 a 9 Mbit/s) ampliado al mismo tamaño de imagen. [8] A continuación, se muestra un cuadro de numerosos servicios en línea y su oferta en alta definición:

Resoluciones HD de la World Wide Web

FuenteCódecResolución más alta (An. × Al.)Tasa de bits total/ancho de bandaVelocidad de bits del vídeoVelocidad de bits de audio
Vídeo de Amazon [nota 1]VC-1 [9]1280×720 [10]2,5-6 Mbit/s
Reproductor de BBC iPlayerH.264 [11]1280×720 [12] [nota 2]3,2 Mbit/s [11]3 Mbit/s [11]192 kbit/s [11]
caja parpadeante1280×7202,25 Mbit/s (SD) y 4,5 Mbit/s (HD)2,25 - 4,5 Mbit/s192 kbit/s
Blockbuster en línea1280×720
CBS.com/TV.com​1920 × 1080 [13]3,5 Mbit/s y 2,5 Mbit/s (720p) [13]
Transmisión digitalVP6 , H.264 [14]Desconocido5 Mbit/s [15]
HuluFlash On2 VP6 [16]1280×720 [17]2,5 Mbit/s [18]
iTunes / Apple TVQuickTime H.264 [19]1920 × 1080 [19]
MetaCDNMPEG-4 , FLV , OGG , WebM , 3GP [20]Sin límite [21]
NetflixVC-1 [22]3840 × 2160 [23]25 Mbit/s [24]2,6 Mbit/s y 3,8 Mbit/s (1080p) [25]
Vídeo de PlayStationH.264/MPEG-4 AVC [26]1920 × 1080 [26]8 Mbit/s [26]256 kbit/s [26]
VimeoH.264 [27]1920 × 1080 [28]4 Mbit/s [29]320 kbit/s [30]
VudúH.264 [31]1920 × 1080 [32]4,5 Mbit/s [33]
Vídeo de Xbox [nota 3]1920 × 1080 [34]
YouTubeH.264/MPEG-4 AVC , VP9 , ​​AV17680×4320
  1. ^ Anteriormente "Amazon Unbox", que ahora se refiere a un software de reproducción de video, y más tarde "Amazon Video on Demand".
  2. ^ Durante los eventos en vivo, las transmisiones de "BBC iPlayer" tienen una resolución de 1024×576.
  3. ^ Anteriormente "Xbox Live Marketplace Video Store", pero reemplazado por " Xbox Video " en 2012.

HD en videovigilancia

Desde finales de la década de 2000, un número considerable de fabricantes de cámaras de seguridad han comenzado a producir cámaras de alta definición. La necesidad de alta resolución, fidelidad de color y velocidad de cuadros es acuciante para fines de vigilancia, a fin de garantizar que la calidad de la salida de video sea de un estándar aceptable que pueda usarse tanto para vigilancia preventiva como para fines de prueba. [35]

Si bien las cámaras HD pueden ser muy efectivas en interiores, las industrias especiales con entornos al aire libre exigían la necesidad de producir resoluciones mucho más altas para una cobertura efectiva. Las tecnologías de sensores de imagen en constante evolución permitieron a los fabricantes desarrollar cámaras con resoluciones de 10 a 20 MP, que por lo tanto se han convertido en instrumentos eficientes para monitorear áreas más grandes.

Para aumentar aún más la resolución de las cámaras de seguridad, algunos fabricantes han desarrollado cámaras multisensor. En estos dispositivos, varias combinaciones de sensores y lentes generan imágenes que luego se fusionan durante el procesamiento de imágenes . [36] Estas cámaras de seguridad pueden ofrecer incluso cientos de megapíxeles con una velocidad de cuadro de imagen en movimiento.

Sin embargo, resoluciones tan altas requieren tecnologías especiales de grabación, almacenamiento y visualización de transmisiones de vídeo.

HD en videojuegos

Tanto la PlayStation 3 [37] como la Xbox 360 [38] pueden emitir 1080p nativo a través de cables HDMI o 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 ampliar a 1080p. Visualmente, 1080p nativo produce una imagen más nítida y clara en comparación con 1080p mejorado. [ cita requerida ] La Wii no admite HD. [39] En la octava generación , Wii U [40] y Nintendo Switch de Nintendo , [41] Xbox One de Microsoft y PlayStation 4 de Sony muestran juegos en 1080p de forma nativa. [42] La 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. [41] La Xbox One X y la PlayStation 4 Pro pueden mostrar algunos juegos en 4K. [42] La PlayStation 5 y la Xbox Series X pueden mostrar juegos en 4K y 8K. [43]

En general, los juegos de PC solo están limitados por la resolución de la pantalla y la compatibilidad con el controlador de GPU . Algunos equipos de PC admiten DisplayPort 2.1 para una resolución nativa de 8k a altas frecuencias de actualización. [44] Se admiten monitores ultraanchos , que pueden mostrar más del mundo del juego que una pantalla tradicional con una relación de aspecto de 16:9 , [45] y son posibles configuraciones de múltiples monitores , como tener un solo juego distribuido en tres monitores para una experiencia más inmersiva. [46]

Véase también

Referencias

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Lectura adicional

  • "Formatos de imágenes para HDTV" (PDF) . (549  KiB ) , artículo de la EBU Technical Review.
  • "Alta Definición para Europa: un enfoque progresista" (PDF) . (207  KiB ) , artículo de la EBU Technical Review.
  • "Formatos de imagen de alta definición (HD) para la producción de televisión" (PDF) . (117  KiB ) , informe técnico de la UER
  • "Transmisión de televisión digital terrestre de alta definición en Europa" (PDF) ., informe técnico de la UER
Busque HDTV en Wikcionario, el diccionario libre.
Wikiquote tiene citas relacionadas con Vídeo de alta definición .
  • ASC-Asociación de Sociedades Anónimas
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