Dpto. de Ingeniería de Comunicaciones TELEVISION CURSO Constantino Pérez Vega. Créditos: 6 (4.5 teóricos y 1.

Transcripción

1 Dpto. de Ingeniería de Comunicaciones TELEVISION CURSO Constantino Pérez Vega 1 Características del Curso Clases presenciales Créditos: 6 (4.5 teóricos y 1.5 prácticos) Horario: Lunes: 10:30 a 11:30 Martes: 09:30 a 10:30 Miércoles: 08:30 a 09:30 Viernes: 10:30 a 13:30 Aula 06 Aula 08 Prácticas: Las prácticas consisten en trabajos a realizar y presentaciones en clase. 2

2 Evaluación: Continua, mediante trabajos y cuestionarios a lo largo del curso, más un trabajo/examen final. Correo electrónico: Se asume que todos los alumnos disponen de correo electrónico de la universidad. Todos deberán mandar al inicio del curso un correo electrónico a la siguiente dirección y usar preferentemente el correo de la universidad: perezvr@unican.es con el siguiente asunto: Alumno(a) de TV e incluir su nombre y apellidos. El empleo del correo electrónico es, básicamente, para: -Información del profesor a la los alumnos. -Atención de consultas y dudas de los alumnos. -Sugerencias de los alumnos sobre la clase. 3 Libro de Texto Fundamentos de Televisión Analógica y Digital Constantino Pérez Vega y José Mª Zamanillo Editado por la Universidad de Cantabria El texto cubre alrededor del 55% del contenido del curso, sin embargo algunos temas han evolucionado Los temas no tratados en el texto se encuentran disponibles en la página web del profesor Otros materiales de apoyo docente Durante el curso se proporcionará bibliografía adicional y direcciones web sobre los temas no contenidos en el texto. 4

3 Página Web Esta página está destinada, básicamente a los alumnos de las asignaturas de Sistemas de Telecomunicación y Televisión y contiene apuntes, notas, presentaciones en PowerPoint e información técnica sobre temas diversos relacionados con esas materias. En general, el formato utilizado en los documentos de la página Web es PDF. Su contenido puede ser copiado, impreso y utilizado sólo personalmente con propósitos no lucrativos. Toda corrección o sugerencia sobre el contenido y formato de la página es bienvenida y se agradece. 5 CONTENIDO DEL CURSO 1. Introducción a la Televisión y Sistemas Multimedia 2. Luz, Visión y el Sistema Visual Humano 3. Sonido y Audición 4. Propiedades, Características y Captura de Imágenes 5. Digitalización de la señal de imagen 6. Introducción al Procesado Digital de Imágenes 7. Compresión de vídeo 8. Compresión de audio 9. El sistema de transporte en TV digital 10. Codificación de canal en TV 11. Transmisión de TV: Estándares 12. Almacenamiento de imágenes y sonido 13. Reproducción de Imágenes 6

4 INTRODUCCION A LA TELEVISIÓN EVOLUCIÓN c.1860 a c Primeros intentos de captura y transmisión de imágenes : Sistemas electromecánicos basados en el disco de Nipkow u otros dispositivos electromecánicos Sistemas electromecánicos y electrónicos en adelante : Sistemas totalmente electrónicos a c Sistemas Analógicos excepto para grabación a la fecha: Sistemas digitales, excepto en países que continúan empleando sistemas analógicos o están en proceso de transición a digital. 7 Los sistemas audiovisuales de comunicaciones constituyen lo que desde hace algunos años se viene designando ambiguamente como multimedia, del término en inglés media que en general se refiere a los medios de comunicación masiva y en las que se pueden englobar los siguientes: Prensa escrita. Radio. Televisión. Internet. Videoconferencia. Fax. Y un largo etcétera. 8

5 TV en el contexto de las comunicaciones audiovisuales Multimedia Impresión en B/N VCR Impresión en Color TV Cassette de Audio Video Profesional CD-Audio Web-cam Micrófono Escáner 9 En general, los sistemas multimedia están enfocados al mercado de consumo y aquí emplearemos ese término en tal sentido. Sin embargo hay numerosas aplicaciones en que se emplean técnicas comunes a estos sistemas y que, de hecho son de gran importancia para el bienestar humano. Por ejemplo... 10

6 Medicina 11 12

7 Aplicaciones médicas: mamografía González, R. C. and Woods, R.E. Digital Image Processing, 3rd Ed. Pearson Education Inc González, R. C. and Woods, R.E. Digital Image Processing, 3rd Ed. Pearson Education Inc

8 Aneurisma de aorta abdominal 15 Aplicaciones militares 16

9 Visión infrarroja y termografía 17 Astronomía 18

10 Astronomía 19 20

11 Cámaras de vigilancia y otros fines 21 Industriales 22

12 Facsímil 23 Videoconferencia Aplicaciones: Enseñanza Telemedicina: Diagnóstico Teleasistencia Imágenes médicas Industria Empresas Domésticas 24

13 Las comunicaciones audiovisuales comprenden dos aspectos: Técnico Producción La infraestructura técnica proporciona el vehículo para los programas y materiales producidos (contenidos) Los contenidos están condicionados por un modelo. La producción está condicionada por: Infraestructura técnica Condicionamientos políticos, económicos o de otra índole 25 Los contenidos son prácticamente independientes del vehículo utilizado. En el caso de la Radio y la Televisión: Transmisión radioeléctrica terrestre Transmisión por satélite Transmisión por cable. Distribución por microondas. Grabación en medios magnéticos u ópticos 26

14 Generación Procesado Transmisión Recepción Procesado Presentación 27 VEHICULO 28

15 Vehículo Transmisión terrestre Torre de Ostankino, Moscú (540 m) 29 Vehículo Intelsat IX Transmisión por satélite 30

16 Transmisión por cable Antena para recepción de satélite Receptor de satélite Antena para recepción terrestre (VHF y UHF) RF vídeo audio Modulador Conversor (remodulador) Multiplexor Centro local de producción Audio + vídeo Modulador 31 Distribución por microondas (LMDS, MMDS) Recepción vía satélite Antena transmisora de tipo sectorial Antena receptora (parábola o corneta) Recepción terrestre VHF/UHF Otras señales generadas localmente Modulación y Multiplexado Transmisor de Microondas LNB Unidad Interior Receptor de TV 32

17 Vehículo Grabación Medios magnéticos: cinta y disco 33 Vehículo Grabación Medios ópticos: CD y DVD 34

18 Algunos conceptos básicos: Barrido La imagen de una escena se proyecta sobre un sensor optoeléctronico y se explora secuencialmente línea a línea de izquierda a derecha y de arriba hacia abajo para su transmisión o almacenamiento. Líneas impares Líneas pares Campo impar Campo par El total de líneas constituye un cuadro. Un cuadro está formado por dos campos, uno de líneas impares y otro de líneas pares. Esto se designa como barrido entrelazado y tiene por finalidad evitar el parpadeo de la imagen. El número de líneas determina la resolución de la imagen El número de líneas y de cuadros por segundo determina el ancho de banda 35 Relación de aspecto

19 Resolución Observador max Línea 1 d/2 d 4H Línea 2 4/3H H 1.5' 4H Observador Nivel blanco Nivel negro línea n Borrado línea n+1 38

20 Estándares de barrido 525 (NTSC) o 625 (PAL) líneas por cuadro 30 (NTSC) o 25 (PAL) cuadros/segundo 39 Captura de imágenes Cámaras 40

21 Generación de sonido 41 UN POCO DE HISTORIA SISTEMAS ELECTROMECÁNICOS 42

22 Frederick Collier Backwell. Máquina de facsímil (1848) 43 Alexander Bain: Máquina de facsímil (1850) 44

23 Facsímil 1 Pantelégrafo de Caselli (c. 1860) 45 Alexander Bain ( ) en los Estados Unidos realizó trabajos similares de manera independiente aún antes que Caselli 46

24 Carlo Mario PEROSINO (1879) "Su d'un telefotografo ad un solo filo", Atti della R. Accademia delle scienze di Torino, Vol. XIV, disp. 4.a (Marzo 1879), Torino. 47 Fotófono: Alexander Graham Bell y Sumner Tainter (1870) 48

25 Fuente luminosa Espejo parabólico Espejo vibratorio Auricular telefónico Fotoceldas de selenio Haz luminoso modulado en intensidad 49 Shelford Bidwell Tele-Photography. Nature, Feb Telegraphic Photography and Electric Vision. Nature, Junio Primero en utilizar una fotocelda de selenio para barrer la imagen Estimó que una imagen contedría entre 16,000 y 150,000 y tendría que explorarse a una velocidad de 10 cuadros por segundo. 50

26 Fototelégrafo de Bidwell 51 52

27 Cámara de selenio de George R. Carey en 1875 Seeing by Electricity. Scientific American. June 5, En Europa Constantin Senlecq concibió una idea semejante de forma independiente en la misma época. 53 Tentativas en los Laboratorios Bell con un sistema puramente eléctrico 54

28 Paul Gottlieb Nipkow

29 Archibald Campbell Swinton ( ) Distant Electric Vision. in Nature, vol. 78, no. 2016, p.151. June 18, Nature, No. 2016, 18 de junio de

30 Boris Rosing Rusia 1907 Demostró con éxito, en el Instituto Técnico de San Persburgo, la reproducción de imágenes mediante el barrido de la pantalla de un tubo de rayos catódicos. En el transmisor utilizó un sistema electromecánico con un disco de Nipkow 59 La idea fue concebida en 1907 y probada en

31 John Logie Baird ( ) 61 62

32 Fig. 3. Receptor de Baird con Disco de Nipkow 63 Baird: 1ª demostración

33 30 Líneas por cuadro 48 líneas por cuadro 150 líneas por cuadro 65 Charles F. Jenkins. Primeras transmisiones en EEUU en

34 Televisión Prismática de Jenkins Imagen transmitida por televisión en los Estados Unidos en

35 1928 Octagon 3 pulgadas. 69 Rusia

36 SISTEMAS ELECTRÓNICOS 71 72

37 ANTECEDENTES 1855 Heinrich Geissler inventa una bomba de vacío y el tubo de Geissler 1859 Julius Plucker identifica por vez primera los rayos catódicos 1878 William Crookes inventa el tubo de Crookes y es el primero en confirmar la existencia de los rayos catódicos 73 Antecedentes Karl Ferdinand Braun inventa un TRC con pantalla fluorescente y dispositivo de barrido 1931 Allen B. Du Mont desarrolla en 1931 el primer TRC práctico y durable 74

38 Recubrimiento conductor interior Rejilla de control Bobinas deflectoras Pantalla Emisión luminosa Filamento calefactor Haz electrónico Cátodo emisor Cañón electrónico (electrodos aceleradores y de enfoque) Señal eléctrica de vídeo Alto voltaje 75 Radioskop: Diagrama de una patente solicitada en 1926 en Hungría por Kálmán Tihanyi. 76

39 Patente europea de Kálmán Tihany en Su diseño fue aprovechado por Zworykin en el diseño del iconoscopio en 1931 Concibió también la primera pantalla plana (plasma) 77 Philo T. Farnsworth Disector de Imagen c

40 Cámara de Philo T. Fanswoth con disector de imagen c Ulises Armand Sanabria En 1930 demostró la televisión en Chicago, cuatro meses después de la demostración de Jenkins e independientemente de éste. Puede considerársele a la par de Jenkins y Alexanderson, como uno de los tres primeros inventores de televisión en los Estados Unidos En 1926 fue el primero en utilizar barrido entrelazado y, en 1928, el primero en transmitir simultáneamente imágenes y sonido 80

41 Emitrón (1933) Isaac Schoenberg ( ) 81 Cámara con emitrón 82

42 83 84

43 Manfred von Ardenne 85 Manfred von Ardenne Cámara con iconoscopio utilizada en los Juegos Olímpicos de Berlín en 1936 Iconoscopio 86

44 Patente iconoscopio (sólo la patente) Vladimir K. Zworykin ( ) 87 Patente iconoscopio

45 Patente Iconoscopio Iconoscopio 90

46 Cámara con iconoscopio c

47 Orticón de Imagen 93 Cámara monocromática con orticón

48 Vidicon 1950 en adelante 95 Telecine con vidicón 96

49 Cámara portátil con vidicón 97 RECEPTORES DE TV 98

50 Receptor de TV de unas 60 líneas por cuadro de alrededor de De hecho son dos receptores de onda corta, uno para el sonido y otro para la imagen. 99 Receptores de finales de la década de 1930 y principios de los

51 Calidad típica de imagen en los años Receptor de TV de lujo, de finales de los años

52 Rusia Alemania Dumont

53 Receptores en bares, típico a finales de los 50 y principios de los SISTEMAS ANALOGICOS DE TELEVISION MONOCROMATICOS (B/N) 405 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg. En Inglaterra hasta c.1980? 525 líneas/cuadro, 30 cuadros/seg. 625 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg COLOR NTSC: 525 líneas/cuadro, 30 cuadros/seg. PAL: 625 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg. SECAM:625 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg. PAL-M: 525 líneas/cuadro, 30 cuadros seg. 106

54 En el contexto actual de televisión digital: Alta Definición (HDTV): Doble de líneas y cuadros por segundo que SDTV Relación de aspecto: 16:9 Definición escalable EDTV (Enhanced Definition TV) Aprox. 750 líneas/cuadro, 25 o 50 cuadros/seg. SDTV (Standard Definition TV). La tradicional. 625 líneas/cuadro, 25 cuadros/seg. LDTV (Low definition TV) Supuestamente para aplicaciones móviles. 107 Estándares Garantizan la calidad del servicio. Ofrecen garantía a los fabricantes y a los usuarios o consumidores. Garantizan la compatibilidad entre equipos de muy diversos fabricantes. Un receptor de TV fabricado hace sesenta años, puede seguir utilizándose en la actualidad. 108

55 Ancho de banda base Vídeo analógico: 4.5 MHz (NTSC y PAL M) 5.5 MHz (PAL y SECAM) Ancho de banda de RF TV terrestre y cable Vídeo + audio asociado: 6 MHz (NTSC y PAL M) 7 u 8 MHz (PAL y SECAM) TV vía satélite Vídeo + audio asociado: 24 a 36 MHz 109 Tipos de modulación (TV analógica) TV terrestre y cable: Vídeo modulado en amplitud, con vestigio de banda lateral y audio modulado en frecuencia, con separacion entre portadoras, de 4.5 o 5.5 MHz TV vía satélite y microondas Audio y vídeo modulados en frecuencia 110

56 Calidad objetiva, profesional o de contribución Una señal que cumple con los parámetros definidos por los estándares y que pueden medirse con instrumentos adecuados. Las señales con fines de contribución deben cumplir con las normas de calidad objetiva. Este tipo de señales están destinadas a transmisión y/o procesado subsecuente como grabación o edición en el estudio de TV. 111 Calidad subjetiva o de distribución Señales de vídeo y audio subjetivamente aceptables para un observador promedio. Este tipo de señales no están destinadas a transmisión ni a procesado subsecuente. Cuando más, a grabación en aparatos de uso doméstico Calidad VHS Seales de calidad aceptable, equivalente a 250 líneas de resolución horizontal, aproximadamente a un ancho de banda de 3 MHz. 112

57 Televisión de Alta Definición (HDTV) Se define, un tanto ambiguamente, como la que tiene el doble del número de líneas por cuadro y una relación de aspecto de 16:9 Ninguno de los sistemas analógicos de HDTV tuvo aceptación general. 113 Algunos aspectos de los sistemas analógicos y digitales de TV en el contexto actual de la televisión 114

58 Generación Procesado Transmisión Recepción Procesado Presentación 115 PRODUCCION Y CONTENIDOS 116

59 Según desde el punto de vista que se aplique los ʺmodelosʺ de televisión pueden clasificarse de varias formas: Una: Estatales, aunque no necesariamente controlados por el gobierno, por ejemplo, BBC, NHK, CBC. Privados, aunque no necesariamente con fines mercantiles, por ejemplo PBS. Otra: De servicio público. Mercantiles o comerciales. El criterio actual es el de programar lo que el público pretendidamente demanda y no necesariamente lo que puede ser de provecho, excepto que produzca beneficios económicos. 117 En Europa y otros países asiaticos, Canadá y algunos países latinoamericanos, el modelo original fue el de servicio público. A partir de finales de 1970 y antes, en algunos casos, fueron paulatinamente evolucionando a modelos comerciales, con muy pocas excepciones. En los Estados Unidos, el modelo aplicado fue siempre comercial, con algunas excepciones como PBS (Public Broadcasting System) La televisión de servicio público es, casi siempre, de propiedad estatal y, en bastantes casos, controlada por el estado y a su servicio. 118

60 En el terreno tecnológico, los avances han sido impresionantes. Sin embargo en el terreno de contenidos (programación), estos no han variado substancialmente desde los inicios de la televisión. Lo que ha cambiado ha sido la cantidad y forma de la oferta de programas y su presentación al público. 119 En España... La televisión se incorpora más tarde que en la mayoría de los países europeos. Oficialmente en En realidad, Enrique de las Casas, jefe de programas de TVE y más tarde director de la primera cadena, escribió en 1959 que no olvidemos que por una serie de razones etnológicas y definitorias, el pueblo español no parece ser un consumidor nato de TV. Ni el clima, ni el estilo de vida, ni las cualidades imaginativas de la gran masa española parecen hacer de ella un buen cliente para la TV. 120

61 El modelo español de televisión fue estatal y ésta estuvo invariablemente controlada completamente por el gobierno. Los canales estatales (TVE 1 y TVE 2) adoptaron un modelo claramente mercantil a lo largo de los años ochenta, manteniendo sin embargo, una línea del claro control del gobierno en turno. Esta situación seguirá, aparentemente, en el futuro previsible. La introducción de los canales privados (Antena 3, Tele 5 y Canal+) a finales de los 80, aumentó la oferta de programas al público. 121 La evolución en la producción de programas es consecuencia de los continuos avances técnicos La evolución en los contenidos, si es que la habido, es consecuencia de la variación en los gustos del auditorio y de las políticas de mercado Veamos

62 NOTICIAS 123 Telenovelas 124

63 Series 125 HISTORIA 126

64 Religión 127 Documentales 128

65 CINE 129 Deportes 130

66 INFANTILES 131 ʺFamosos y temas del corazónʺ 132

67 Publicidad 133 Y también

68 Telebasura (Reality show) 135 Telebasura 136

69 En resumen... La evolución de la televisión en las últimas décadas ha sido principalmente técnica, con lo que se ha facilitado la producción de programas y permitido aumentar su oferta 137 En el futuro, a corto y medio plazo... Se mantendrá un cierto número de canales en abierto, por vía terrestre, destinada al público en general, principalmente al que no tiene acceso a los servicios de cable o satélite, o bien que no los puede pagar. Esta programación se nutrirá, en buena medida con publicidad y seguirá siendo de carácter generalista. Por otra parte se aumentará la oferta de canales de pago por vía terrestre a precios que podrían ser inferiores a los de satélite o cable. Los contenidos no cambiarán apreciablemente, excepto en el sentido de que tenderán a ser temáticos. 138