FORMATOS SIN COMPRESIÓN. Ignacio Saló ANTENA 3 TV

Transcripción

1 Ignacio Saló ANTENA 3 TV Buenos días. Creo que voy a meter un poco de ruido en todo esto, según lo que he estado oyendo hasta ahora hay bastantes reticencias en todo el tema digital en el mundo del cine, con razón, pero en el mundo del vídeo y las televisiones es algo que lleva muchos años. Llevamos muchos años trabajando con ello y tenemos una cierta experiencia, hemos sufrido ya muchos formatos y voy a intentar que esta experiencia, que os voy a plantear, os pueda ayudar a clarificar un poco vuestro desarrollo dentro del mundo del cine y los soportes digitales. INTRODUCCIÓN Vamos a partir de los formatos digitales con los que se empezó a trabajar en vídeo, y como hasta ahora han ido evolucionando. En un principio los formatos digitales de grabación trataron la imagen sin compresión, es decir, sin ninguna pérdida de imagen con respecto a lo que se captaba desde la cámara. En la imagen en la cámara siempre se captan tres colores: rojo, verde y azul, luego posteriormente, se procesa y se trabaja en componentes, es decir, la luminancia por un lado y las señales que llevan la información de color por otro. Posteriormente se empieza a trabajar descartando información, aquella que es redundante y que permite mayores velocidades de proceso y ocupar menos en lo que son los almacenamientos. Para que veáis un poco todos los formatos que se han empleado y se están empleando ahora mismo, teníamos en un origen los formatos D1, D2, D3 y D5. D1 y D5 estaban basados en señal en componentes, luminancia por un lado, crominancia por el otro, separados. D2 y D3 son formatos digitales que trabajan sobre el vídeo compuesto directamente, es decir, toda la señal de luminancia y crominancia de forma conjunta, con lo cual, evidentemente, la resolución es menor, tiene mayor pérdida y tiene unos efectos indeseables en el procesado. Luego aparece el Betacam digital que fue de los primeros formatos digitales comprimidos que apareció. Posteriormente aparecen sistemas basados en compresión DV, como DVCPRO, Digital S, DVCAM y DVCPRO50, luego los veremos un poco más en detalle, y últimamente el Betacam SX y el MPEGIMX que es el último desarrollo Betacam de Sony en lo que respecta al mundo Betacam. Luego, a nivel de información tenemos una serie de formatos digitales, pero para alta definición, que incluso se han estado utilizando en cine, el «D9 HD», el «DVCPRO HD», el «HD D5», el «HDCAM», y el que ahora mismo está bastante de moda que es el «24P». FORMATOS SIN COMPRESIÓN D1 Vídeo digital en componentes ITU-R 601(8 bits) Cinta de 1 pulgada (hasta 94 min.) Bajísima degradación en generaciones No se empleó extensivamente por su alto coste 4 canales de audio, LTC y VITC El «D1» fue el primer formato que trabajaba con vídeo digital en componentes, según una normativa que desarrollaba un estándar de muestreo de la señal de vídeo para que no perdiera nada de su calidad. El

2 formato de cinta magnética que empleaba es cinta de una pulgada y llegaba a una duración de 94 minutos. Este formato no se extendió mucho en lo que es su uso, es decir, tuvo una gran aceptación pero para determinados trabajos de muy alta calidad; grandes productoras de publicidad, postproducciones para hacer los mejores trabajos de cada televisión, pero nunca una extensión a todas las áreas, sino siempre áreas en las que se iba a procesar la señal, con mucha postproducción, muchos efectos, muchos montajes, y entonces se intentaba evitar que toda esa serie de procesos generaran un deterioro del material final. Por lo que respecta al audio permitía almacenar cuatro señales distintas de audio y permitía asociar dos códigos de tiempos diferentes a las imágenes para poder guardar una referencia de ese contenido. Vídeo digital compuesto Bajas pérdidas en generaciones Mantiene problemas de vídeo compuesto 4 canales de audio, LTC y VITC D2 Cinta de 1 pulgada de hasta 208 min. D3 Cinta de ½ pulgada de hasta 245 min. Primeros camcorders digitales D2 y D3 Luego aparecieron los formatos D2 y D3, que trabajaban también vídeo digital pero en compuesto, es decir, no trataban por separado la señal de luminancia y las señales de crominancia sino que las trataban de forma conjunta. Evidentemente se seguía manteniendo la mejora a nivel de que no se perdía calidad cada vez que se ejecutaba una copia o un proceso sobre la señal, pero había problemas intrínsecos en la señal de vídeo compuesto, como son intermodulaciones de luminancia y crominancia o efectos indeseables en el color producidas por la luminancia y al revés. Digamos que mantenía la calidad original del vídeo compuesto pero seguían planteando los problemas del vídeo compuesto. A nivel de audio y código de tiempo mantenían las mismas expectativas del D1. El formato D2 trabajaba todavía en cinta de una pulgada, mientras que el D3 ya consiguió rebajarlo a cinta de media pulgada, es decir, la mitad, y las duraciones se fueron incrementando por encima de tres horas, llegando a cuatro horas en el «D3». El «D3» al poder trabajar ya con cinta de ½ pulgada permitió que aparecieran los primeros «camcorders», es decir, las primeras cámaras para reporteros que podían llevar incorporada la mecánica de grabación, la cinta en la propia cámara y no los grandes camcorders que pesaban demasiado. A nivel de audio y de códigos de tiempo seguían manteniendo las mismas facilidades. D5 Vídeo digital en componentes ITU-R BT (10 bits) Mismo tamaño que D3 y lectura de sus cintas Mismas ventajas que D1 más tamaño 4 canales de audio, LTC y VITC Posteriormente apareció el formato «D5» que se basaba en lo mismo que el «D1», la misma filosofía pero, además, aportaban una capacidad de compatibilidad con el formato «D3» y una manejabilidad mayor. Por tanto planteaba las mismas ventajas que el formato «D1» y la compatibilidad con «D3».

3 FORMATOS CON COMPRESIÓN Hasta aquí los formatos que se estuvieron utilizando el vídeo sin compresión, es decir, se intentaba mantener toda la calidad desde la captación hasta el final, no se desechaba ninguna información contenida en la propia señal captada. Todos estos formatos no tuvieron una implantación muy alta por su coste y por la complejidad de los aparatos. Entonces aparecieron los formatos con compresión. Las técnicas de compresión permitieron empezar a descartar información de la señal, aquella que puede no considerarse importante, y que permitirá que un tratamiento o procesado prolongado no produzca efectos indeseados en el resultado final. Qué permitían estos formatos con compresión?, pues reducir el número de información, con lo cual abaratar los precios, reducir los costes en los equipos de procesado; evidentemente unas ventajas económicas que son las que casi siempre priman en lo que es el mundo del vídeo y de la televisión. Estos primeros formatos comprimidos se basaban en una transformada que se aplica a la señal de vídeo, la transformada «DCT», cuya filosofía es dividir cada imagen, en una serie de bloques, y obtener los pixels que los componen. A esas muestras de pixels se les aplica una transformada, de manera que se obtiene una representación de lo que son las frecuencias bidimensionales de la imagen. Se basa en la división de una imagen en bloques fijos Aplica por separado un proceso mediante el que se obtiene el contenido en frecuencia de la señal en dos dimensiones Muchos de los valores de alta frecuencia serán nulos, facilitando su eliminación (compresión) Para que nos hagamos una idea de lo que es el detalle y la frecuencia mencionada, si una imagen tiene mucho detalle, es decir, mucha variación en su contenido, la frecuencia es alta, si el cuadro es negro, su frecuencia será directamente cero. Posteriormente se puede producir la compresión. Entonces, con esa transformada y puesto que en las imágenes captadas de la vida real, lo que predomina es el contenido de baja frecuencia, se consigue que muchos de esos valores de frecuencia sean nulos, con lo cual podemos desecharlos, es decir, nos quedamos con los valores de frecuencias bajas y los valores de frecuencia altas los desechamos pensando, o bien que el ojo humano no va a detectar su eliminación o bien porque realmente el contenido de la imagen no los tiene. Quiero dejar claro que esta transformada DCT es un proceso sobre la señal pero que ese proceso en sí no produce ninguna degradación, es decir, simplemente consiste en ordenar los datos de una forma que nos sea más ventajosa el trabajar con ellos. El proceso de aplicar una transformada no implica un descarte de información. Desarrollo del Betacam analógico basado en la transformada DCT Cintas 1/2 pulgada de hasta 124 min. (como Betacam) Reproduce cintas Betacam SP Vídeo 4:2:2 en 10 bits con compresión 2.2:1 4 canales de audio, LTC y VITC más un «cue»

4 Entonces apareció el sistema Betacam digital. Fue un desarrollo de Sony basado en esta transformada DCT pero introduciendo una compresión, es decir, hacía una transformada y gracias a esa transformada le permitía hacer un descarte de información que se consideraba que no iba a afectar al resultado final, en su mayor parte, claro. Como podéis ver se comprimía 2,2 a 1, lo que significa que si la imagen original, por ejemplo, vamos a suponer que tenía 100 datos, reducimos su número en 2,2 veces, quedándonos unos 45 datos. Trabaja en componentes, casi todos los sistemas que se hacen suelen trabajar ya en componentes, es decir, separando las señales de luminancia y las de crominancia. La luminancia siempre se muestrea más porque el ojo es mucho más sensible a lo que son las variaciones de luminancia, de brillo, y el ojo siempre tiene una menor respuesta a la crominancia. Entonces cuando vemos ahí, que se dice que el vídeo es 4:2:2 significa que se toman por cada cuatro muestras de luminancia, otras dos muestras de una señal diferencia de color y otras dos de la otra. Luego aparece 10 bits, que representa la resolución que tenemos, es decir, en el margen posible de valores que puede tomar una señal, indica la precisión con la que voy determinaré cuál será el valor de la señal analógica al pasarla a digital. Cuanto mayor número de bits más fiel será el valor digital que obtenga respecto al origen analógico. En Betacam digital las cintas eran de ½ pulgada, es decir, el mismo tamaño que tenía el Betacam SP, llegan hasta 124 minutos, más de dos horas, y tienen equipos que permiten reproducir las señales ya grabadas en Betacam SP. Esta capacidad animó a las televisiones y a las productoras al saber que no tenían que recodificar todo su material en Betacam SP, sino que con las mismas máquinas que trabajaban en Betacam digital podían seguir leyendo sus cintas en Betacam SP. Basada en la transformada DCT Comprime cada imagen por separado Desarrollado por un gran número de fabricantes Abarca desde consumo hasta profesional DV es una compresión basada también en la misma transformada DCT y que va comprimiendo cada imagen por separado, igual que el Betacam Digital. La compresión se puede aplicar en dos sentidos, como hemos visto la transformada DCT aplica una transformada en lo que es una imagen, por completo, luego veremos que aparece ya la compresión intentando descartar la información que se va repitiendo en el tiempo, es decir, en una secuencia que no tenga mucho movimiento, un fotograma es prácticamente igual al siguiente; entonces por comparación de los dos nos permite descartar mucha información que es igual en ambos. Este estándar DV ha sido desarrollado por un gran número de fabricantes, con lo cual es un estándar realmente y no de un solo fabricante y permite que máquinas de diferentes fabricantes o equipos informáticos de diferentes fabricantes puedan trabajar con una señal generada en cualquiera de los otros. Además es un formato de compresión que es bastante escalable, es decir, se puede aplicar tanto para formatos domésticos, seguro que alguno ya cuenta con una cámara DV, hasta el consumo profesional, es decir, ya hay cámaras DV, se están utilizando en las televisiones y con un resultado muy bueno por su pequeño tamaño y su precio. Desarrollo de Panasonic basado en DV Cinta de 1/4 de pulgada de hasta 123 min. Vídeo 4:1:1 en 8 bits con compresión 5:1 DVCPRO o D7

5 2 canales de audio, LTC y VITC En este sentido, Panasonic ha desarrollado un sistema, que es el DVCPRO o D7; utiliza la cinta en ¼ de pulgada, es decir, la mitad que el Betacam SP y lega hasta 123 minutos en una cinta de tamaño muy reducido, es decir, mucho más barato de almacenar, de transportar y, por supuesto, a la hora de implementar, como veíamos, un camcorder, es decir, la cámara con el propio grabador de cinta magnética, pues aligera el peso de una forma considerable, las mecánicas son más reducidas y, por supuesto, el peso se ve compensado. Cuando muestrea la señal de vídeo, como veíamos antes, el Betacam digital cogía el vídeo en formato 4:2:2, aquí lo que hace el DVCPRO es ya coger 4:1:1, es decir, por cada cuatro muestras de luminancia solo coge una de una diferencia de color y otra de la otra señal de diferencia de color, con lo cual lo que está haciendo es reducir aún más el ancho de banda o detalle de las señales de crominancia. Codifica con 8 bits, es decir, menor resolución que la del Betacam digital y la compresión por tanto es mayor, es decir, ya por cada cien muestras que toma se queda solamente con 20, es decir, la compresión es cinco a uno. Estamos viendo que cada vez las técnicas de compresión nos van permitiendo descartar más información, que en principio es redundante, yendo siempre a un compromiso de calidad, y cuya eliminación no se va a apreciar en el trabajo final. Desarrollo de JVC basado en DV Cinta de 1/2 pulgada de hasta 124 min. Vídeo 4:2:2 en 8 bits con compresión 3.3:1 2 ó 4 canales de audio más dos de «Cue» DIGITAL S o D9 El equivalente a este formato presentado por JVC es el D9 o Digital S, lo que pasa es que ya plantea el trabajo con cinta de media pulgada, no cinta de ¼ de pulgada, llegando también, incluso, por encima de las dos horas de duración. Su procesado de vídeo es en 4:2:2, es decir, no hace esa reducción en el ancho de banda de la crominancia. Codifica con 8 bits y como ven, la compresión es algo menor, es 3,3 a 1 con lo cual la información que guardamos es mayor y por lo tanto mayores procesados sobre la señal nos van a producir menos deterioro, en principio, que el formato DVCPRO. Como veis puede tener dos o cuatro canales de audio, es simplemente en función del compromiso de calidad que quieras, puedes tener 4 canales de audio con una calidad como la de CD o como la de un trabajo en estudio de audio, o bien cuatro canales pero reduciendo esa calidad, es decir, reduciendo el ancho de banda de la señal de audio. Desarrollo de Sony basado en DV Cinta de 1/4 de pulgada de hasta 184 min. Vídeo 4:2:0 (PAL) en 8 bits con compresión 5:1 2 ó 4 canales de audio El desarrollo análogo de Sony es el DVCAM, la cinta también es de un cuarto de pulgada exactamente igual que la DVCPRO, llega por encima de las tres horas su duración. El muestreo lo hace en 4:2:0, eso no significa que es que no tome ninguna señal de referencia, o sea, por cada cuatro muestras de luminancia no tome 2 de una señal diferencia de color y ninguna de la otra sino que se distribuyen en el espacio de forma

6 distinta, es decir, se toman dos muestras de una señal de diferencia de color en uno de los pixels pero ninguna de la otra, y en la siguiente muestra se alterna. La compresión, como vemos, es similar al DVCPRO, es cinco a uno y también puede trabajar con dos o cuatro canales de audio. En concreto estos dos formatos, los reproductores de DVCAM presentan compatibilidad con el DVCPRO, es decir, puedo meter una cinta de DVCPRO sin ningún problema en un reproductor de DVCAM. Desarrollo de Panasonic basado en DV Cinta de 1/2 de pulgada Vídeo 4:2:2 en 8 bits con compresión 3:1 4 canales de audio. Después de analizar los diferentes formatos se ve que son muy buenos para ciertos trabajos, pero para trabajos de calidad y de postproducción elevada, pues pueden ir introduciendo artefactos en la imagen o bien pérdidas de calidad que no son aceptables cuando vamos incrementando el número de procesos que hacemos con esa señal. Por ello Panasonic ha desarrollado una mejora sobre el DVCPRO, que es el DVCPRO 50,que trabaja ya con la cinta de media pulgada, no con la de ¼. Muestrea el vídeo en 4:2:2, es decir, no reduce el ancho de banda de las señales de luminancia y crominancia, tiene una resolución de 8 bits y la compresión se reduce a un factor tres a uno. Presenta cuatro canales de audio, que es un poco con lo que se ha estado trabajando hasta ahora en formatos de calidad en televisión. Basada en la transformada DCT Introduce técnicas de compensación de movimiento entre cuadros Genera diferentes tipos de cuadro, que pueden incluir sólo información de variaciones respecto a otros El Estándar define como expresar los valores, pero no como obtenerlos Hasta aquí lo que es compresión DV, aparece la compresión MPEG2. La compresión MPEG2 ya introduce la posibilidad, no sólo de hacer un descarte de información en cada imagen por separado, si no que además elimina redundancias que se van produciendo a lo largo del tiempo. Cuando dos imágenes, como os decía, son muy parecidas una a la anterior, simplemente lo que hago es comparar esas dos imágenes y solamente guardar la información, que representa la diferencia con respecto a la anterior, ya sea por cambios de luminancia o bien ya sea por movimiento, es decir, me permite definir que ha habido un movimiento de una parte del cuadro anterior, lo desplaza simplemente cuatro pixels a la derecha, y es la misma que me aparece en la imagen siguiente. Evidentemente, gracias a esa compresión podemos reducir aun más el número de información que tratamos sin que, en principio, se afecte a la calidad del producto final. Hay que decir que el estándar MPEG2 se basa en aplicar una trasformada DCT, que ya se utilizaba anteriormente, y aplicar diversas técnicas de compresión, exclusivamente de datos. Los datos se pueden comprimir sin por ello perder más información, por ejemplo si en una cadena de datos yo tengo ocho unos, puedo poner ocho unos o bien podría llegar a codificar y decir, «81», con lo cual el número de información que tendría que transmitir sería bastante menor, sin embargo puedo intercambiar una información o la otra sin que esté produciendo ninguna pérdida, simplemente estoy variando la codificación, y a los códigos que más se utilizan o que son muy repetitivos les varío la información que utilizo para codificarlos. El estándar MPEG2 permite aplicar todas esas técnicas pero lo que expresa finalmente el estándar es, simplemente, cómo organizar la información de vídeo, es decir, el formato en que tienen que comunicarse

7 los dispositivos MPEG2 para que puedan ser leídos los datos en cualquiera de ellos. La verdadera potencia de MPEG2 está en qué algoritmos aplico yo a la imagen para saber qué información descarto. Y ahí es donde cada fabricante aplica sus propios desarrollos, es decir, para comparar dos cuadros, uno con el siguiente, y poder distinguir qué es lo que no me vale de éste y sin embargo es nuevo en el segundo, puedo aplicar el proceso que me dé a mi la gana, el algoritmo más complejo que quiera, por software, y repetitivo, además, para intentar desechar la información que realmente no me vale o es desechable. Por eso los compresores MPEG2 son muy importantes a la hora de evaluar un sistema. Una señal MPEG2 en cuatro megabits por segundo, que es lo que están utilizando las plataformas de satélite (Vía Digital y Canal Satélite Digital); es lo que ocupa esa señal que nos están enviando a casa por el satélite. Pero no tiene el mismo resultado una señal de 4 megabits por segundo codificada con un determinado codificador Philips, que la misma señal codificada con un codificador Thompson. Cada una aplica sus técnicas para obtener ese producto final y ahí es donde esta realmente lo que aporta cada fabricante. Desarrollo de Sony basado en compresión MPEG-2 Cinta de 1/2 de hasta 180 min. Reproduce cintas Betacam SP Vídeo 4:2:2 en 8 bits con compresión 10:1 4 canales de audio más uno de «cue», LTC y VITC Basado en ese formato de compresión aparece el BETACAM SX, que es la solución de Sony basada en MPEG2 con cinta en el mismo formato que el BETACAM SP, compatible a nivel de lectura y que aplica una compresión aproximada de diez a uno. Qué problemas presenta, puesto que aplica una compresión temporal? Cuando hablamos de la compresión MPEG2 hay distintos tipos de imágenes, es decir, en algún momento tendremos que emitir una imagen completa, por supuesto si hay un cambio de plano yo no puedo referenciar el que la imagen siguiente tiene algo del anterior porque es un cambio de plano, es decir, tengo que emitirlo por completo, no puedo referenciarme a nada. Entonces es un cuadro completo y a continuación puedo ir mandando ya los cuadros que son diferencias con respecto a ese y movimientos. Entonces BETACAM SX lo que hace es sólo almacenar dos tipos de cuadros, cuadros completos y cuadros de diferencia con el anterior, y así se van alternando un cuadro completo, uno de diferencias con el anterior. Por qué se limita ahí?, porque puesto que el segundo cuadro en sí no tiene toda la información para poder ser reconstruido sino que necesita del primero, la precisión se ve limitada a la hora de donde yo quiero entrar a editar. Si yo tengo un material que tiene una longitud y quiero entrar a editar en un cuadro completo, sustituir a partir de ahí el material que está grabado, no puedo entrar a editar en uno de los segundos cuadros; él automáticamente me va a direccionar al anterior o al siguiente, con lo cual estoy perdiendo la precisión en la edición, que para muchos de los trabajos es bastante importante. Hay otros trabajos en los que no es tan importante, por ejemplo a nivel de montaje de informativos no es tan estricta una precisión al cuadro, a lo mejor se puede asumir, pero hay otros trabajos en los que el realizador no quiere perder esa decisión de en qué cuadro exactamente hacer la entrada del material. Desarrollo de Sony basado en compresión MPEG-2, pero sin compresión entre cuadros Cinta de 1/2 pulgada Vídeo 4:2:2 en 8 bits con compresión 3:1 Reproduce cintas Betacam Digital, Betacam SX, Betacam SP, Betacam y MEG IMX

8 Y ya llegamos al último desarrollo de Sony que es el BETACAM MEG IMX. Este modelo se basa en el MPEG pero sólo se le aplica a cuadros por completo, es decir, se limita a hacer una compresión MPEG pero a cada cuadro por separado, como hacía el formato DV, sin hacer una compresión en el tiempo, es decir, sin descartar información que se va repitiendo en el tiempo. Son cintas de media pulgada y la gran ventaja que proporciona es que puede reproducir cintas tanto de BETACAM DIGITAL, como de BETACAM SX como de BETACAM SP, como BETACAM originales que ya pocas quedan, como las propias suyas. Evolución a mayores facilidades de interconexión Incorporación de transferencia en formatos nativos Para todos estos formatos, estamos hablando de cómo se están grabando en cinta, pero tanto los formatos DV como los formatos MEG, respetan unos estándares que definen cómo tienen que estar organizados los datos. Permiten por lo tanto evitar salir y entrar de la máquina en una señal de vídeo y aplicar los procesos de compresión y descompresión, sino sacar directamente el dato que hay en la máquina, comprimido, para poderlo transportar a cualquier otra máquina, ya sea otro magnetoscopio, ya sea un equipo informático, o una red de transmisión que sea compatible con el formato elegido. Es decir, que en la transferencia, que hasta ahora siempre se estaba introduciendo una degradación evidente ya fuera analógica o digital, no se está produciendo ninguna degradación puesto que sigo manteniendo los datos tal y como están grabados aquí, no estoy descomprimiendo esa señal para llegar a una señal de vídeo y volviendo a aplicar una transformada para perder más información. El formato nativo en el que yo tenga grabado aquí los datos lo puedo sacar perfectamente para procesar en otro equipo. Y esa es la gran ventaja que están presentando ahora y hacia donde tienen que ir los esfuerzos a la hora de diseñar toda una cadena de producción, un flujo de trabajo en la televisión o en cualquier otro medio audiovisual. Al principio la mayoría de los formatos eran propietarios, los que hemos ido viendo al principio, pero cada vez han ido incorporando, como os digo, todas estas ventajas de interconexión. Siempre, al principio, éramos los clientes los que pedíamos compatibilidad entre formatos, compatibilidad entre soportes, pero los fabricantes desarrollaban su propio formato y no tenías nada que hacer, y sin embargo ahora, gracias a la introducción de los sistemas informáticos, que no saben tanto de productos cerrados sino más de productos abiertos, todos los fabricantes se esfuerzan por decirte que todos se hablan con todos, que puedes transferir entre todos sin ninguna pérdida, y en ello están invirtiendo ahora gran parte de su esfuerzo. Ficheros de datos basados en especificaciones OMF AVI QCT MXF Una vez que se puede ya salir o entrar en los magnetoscopios, a nivel de datos, no a nivel de vídeo, es

9 decir, sacar directamente el dato que tengo grabado, está el planteamiento de cómo transfiero esto a un ordenador, por ejemplo, para el tratamiento. La comunicación entre los equipos y cómo se guarde en el ordenador también tiene que ser estándar para poderlo tratar en diferentes aplicaciones. Entonces aparecen los formatos OMF, el formato AVI, QUICK TIME, MXF. Vamos a ver un poco hacia dónde se desarrolla la evolución de estos formatos. Formato de fichero desarrollado por AVID Capaz de soportar distintos niveles de particularización: Común: compatibilidad garantizada Público: formatos propietarios estándar Privado: formatos propietarios no estándar El OMF es el Open Media Format, un formato desarrollado por Avid, que es un fabricante de ediciones no lineales sobre Macintosh, últimamente ya desarrolla sobre PC, y que simplemente definía cómo se debían intercambiar entre dos ordenadores los ficheros de vídeo. Tenía distintos niveles de soporte, es decir, tenía un protocolo común en el que yo me podía mover con compatibilidad garantizada entre los distintos equipos. Tenía un nivel público en el que podía transferir formatos que eran muy utilizados pero sobre los que no estaba garantizado que dos máquinas se hablaran. Y luego formatos privados, es decir, en ese formato de fichero yo podía poner la información codificada con mi propio esquema, con lo que garantizaba simplemente una transferencia correcta pero no que el equipo que lo recibiera lo pudiera leer, a nivel del contenido. Formato de fichero desarrollado por Microsoft Al igual que OMF, puede contener señal de audio y vídeo de diferentes estándares Evolución en ASF (Advanced Streaming Format) Luego aparece el formato AVI, que es como siempre la respuesta tardía de Microsoft. Es el formato Audio Vídeo Interleaving, y lo que hace es permitir un encapsulamiento, como si dijéramos, de cualquier formato estándar de vídeo, dentro de un marco en el que podamos moverlo entre distintas máquinas y lo reconozcan. Últimamente ya Microsoft ha ido más allá de este formato y ha definido el ASF, que es un formato que está también orientado, no sólo a permitir una transferencia de ficheros entre ordenadores o entre máquinas sino también a poder trabajar con los ficheros de la forma como estábamos trabajando con los magnetoscopios. Es decir, yo puedo poner un magnetoscopio a reproducir y directamente según está reproduciendo esa señal, la puedo estar procesando en otro equipo que está interconectado con él por vídeo. Con este formato lo que se pretende es que a través de la conexión de red que puede haber entre dos equipos no me tenga que transferir todo el fichero para procesarlo, sino que este equipo me lo esté transfiriendo y según me está llegando yo ya lo pueda estar procesando antes de haberlo transferido completamente a la otra máquina.

10 Formato de fichero desarrollado por Apple En sus evoluciones crea sus propios codificadores Última versión basada en ondículas («wavelets») Quicktime es la misma estrategia más o menos desarrollada a nivel de Apple, lo que pasa que más encaminada a sus propios codificadores. La última versión se basa en otra transformada que no hemos hablado hasta ahora, que es la transformada por ondículas o «wavelets», que no tiene nada que ver con las transformadas que os he comentado, sino que es una transformada que proporciona muchas ventajas pero que ahora mismo está, a nivel de investigación, unos años por detrás de las otras, pero sus resultados, la verdad, son espectaculares. Mientras que en la transformada de DCT, una compresión no me permite ir a distintas calidades, es decir, yo comprimo a una calidad con esa transformada y no puedo escalarla hacia abajo a partir del mismo material. Imaginaros que hago una compresión a una calidad muy alta, es decir no descarto prácticamente ninguna información y el mismo fichero, por poner un ejemplo, me permite hacer una lectura a muy baja resolución, sin necesidad de recodificar la información. En Estados Unidos, por ejemplo, se han realizado proyecciones de películas digitalmente, transfiriendo el contenido a través de una red de datos. Se emplearon unos compresores basados en ondículas. Esa misma calidad que se utilizó para distribuir el cine digital podía haber sido accedida para ver un vídeo por Internet sin crear nuevo material, es decir, simplemente leyendo partes de ese fichero en lugar de leyendo toda la información que contenía. Es una transformada muy interesante y que en los próximos años veremos evolucionar con grandes aplicaciones Formato de intercambio de material válido para diferentes formatos de compresión En desarrollo por el Pro-Meg forum, que agrupa a todos los fabricantes más importantes Define la estructura para los contenidos (vídeo, audio, metadata, datos auxiliares) Define el acceso secuencial en escritura y lectura, y la lectura aleatoria Define el transporte en canales establecidos (SDTI) y de red (ATM) Últimamente se ha creado un fórum de estandarización, que es el Pro-MEG. Hay muchos fabricantes, teledifusores, todo tipo de empresas del sector, desarrollando este formato de intercambio de material que está en proceso de estandarización. Los fabricantes lo están vendiendo como la gran panacea cuando esté terminado, ya que todo se va a poder hablar con todo. Ya lo veremos. Simplemente apuntaros que recoge no sólo la transferencia de vídeo y audio sino también la transferencia a nivel de metadata, que son los datos referentes a como está codificado ese vídeo y ese audio, cualquier otro dato auxiliar, y además está pensado, no sólo para transmitirlo por los canales tradicionales de vídeo sino también por red de datos. ALMACENAMIENTO EN SOPORTES DE DATOS Alta capacidad Alta durabilidad Bajo coste Amplia aceptación Prestaciones: - Velocidad de transferencia - Rapidez de acceso

11 - Transferencias parciales Hasta aquí todos los formatos que ahora mismo se barajan y se han estado barajando hasta ahora. Ya tenemos los datos de vídeo y audio en soporte informático, pero tendré que almacenarlo igualmente, y lo más barato qué es?, pues que yo almacene eso en un soporte digital, no dedicado al mundo del vídeo como han sido los magnetoscopios, sino en soportes que se están utilizando en bancos, que se está utilizando en empresas de comunicación, que se está utilizando en cualquier tipo de empresa. Qué nos facilita?, pues una economía de escala mucho mayor, el que las inversiones habitualmente suelen estar más protegidas a nivel de compatibilidad que los formatos propietarios. En este mundo, aparecen una serie de cosas que son las fundamentales a observar en esos sistemas, como son: la alta capacidad, el que la duración suele ser mayor, su coste se reduce ostensiblemente, y la aceptación en el mercado es, como os comento, no sólo en televisiones sino en cualquier otro tipo de empresa que tenga que almacenar un dato. Y hay que hacer especial hincapié en las prestaciones que nos puede dar ese soporte de datos, porque cada soporte tiene unas prestaciones mejores en un sentido y peores en otros. Algunas de ellas pueden ser la velocidad de transferencia, es decir, la velocidad a la que yo puedo estar sacando la información de ese soporte, pueden doblar unas a otras o cuadruplicar, con lo cual hay que hacer mucho hincapié en eso; la rapidez de acceso, es decir, una cinta Betacam, si la tengo rebobinada, en un momento la pongo en play y empiezo a reproducir desde el principio, pero si quiero ir a la mitad de la cinta tengo un tiempo que me va tardar en llegar ahí, pues cada formato o soporte de datos tiene un tiempo de acceso al punto que tú quieres, distinto también entre diferentes soportes. También hay que buscar la capacidad de que nos permita realizar transferencias parciales; es decir, si yo tengo un fichero de un informativo que me ocupa una hora, y quiero coger alguna información de ese informativo no me tengo que traspasar todo ese fichero a un ordenador o a un equipo para procesarlo y seleccionar el material que yo quiero, sino que pueda extraer solamente la parte que yo sé que me va interesar, el minuto que voy a utilizar, con lo cual optimizaré la utilización y la rapidez. RECOMENDACIONES EN SOPORTE DE DATOS - Almacenar dos copias, en distintos tipos de soporte - Evitar componentes que fuercen el uso de otros - Copias de seguridad (remotas) - Plan de contingencia Hay una serie de recomendaciones para almacenamiento en soporte de datos, esto es un poco una conclusión de lo que llevan haciendo los departamentos de sistemas de información en las empresas de todo el mundo. Son recomendaciones de tipo genérico que conviene tener en cuenta, evidentemente no son posibles en muchos casos por coste o por recursos, pero bueno, siempre que se pueda convendría intentarlo. Una es almacenar dos copias en distintos tipo de soporte; ya que en los sistemas informáticos hoy en día ya están muy escarmentados y, por ejemplo, todos los datos de un banco no se almacenan en un único sitio, a lo mejor se guarda una copia en Madrid pero la otra está en Valencia y si Madrid se quema me traigo los datos de Valencia. Eso es posible porque existen unas redes de comunicaciones entre Madrid y Valencia y cualquier cambio que yo realice en Madrid automáticamente me lo actualiza en Valencia. Además apuntan a que sean distintos tipos de soporte de manera que, por ejemplo, cuando lo estamos enfocando a un archivo, si yo una copia la guardo en disquete y la otra la guardo en un zip, si mañana no encuentro ya unidades lectoras de disquete por lo menos no tengo que preocuparme por qué hago con todos mis disquetes, todavía tengo la copia en zip que me permitirá que todavía no sea tan urgente ese cambio de soporte y a la vez no depender de un solo fabricante también, que es algo que hay que tener

12 muy presente. En lo que respecta a los componentes que se seleccionen para almacenar datos conviene que un soporte o un componente del sistema no fuerce a que se tenga que trabajar con otros, es decir, que sean formatos abiertos, que se hablen todos con todos y que pueda optar por cualquier fabricante o modelo en cualquier fase del sistema. Los planes de contingencia son cómo recuperarme de una pérdida de datos en un centro determinado. ALMACENAMIENTO JERÁRQUICO Material distribuido en diferentes soportes escalados en: - Mayor capacidad, robustez - Menor costo, rapidez Transparencia al usuario en el acceso Análisis y búsqueda - Formatos de baja resolución - Capacidad de acceso remoto Los sistemas de almacenamiento jerárquico que pretenden optimizar los recursos. Cuando estamos hablando de almacenamiento de datos tenemos los formatos que se llaman «on line», es decir, los discos duros, y luego están los formatos «near line» que hablan de almacenamiento en cinta de datos, pero dentro de una robótica en la que, directamente, lanzo una orden de lectura, coge la cinta, la lee y me transfiere el fichero a un sistema «on line». El siguiente paso es ya «off line», es decir, la cinta la saco del robot de datos y la tengo en la estantería. Lo que tratan los sistemas de almacenamiento jerárquico es de organizar esos tres niveles de almacenamiento de una forma lógica y automática, bien basados en el uso que se puedan dar a las cosas, es decir, si una cosa la utilizo mucho la tengo en disco duro porque el acceso es mucho más rápido, lo que menos utilice lo llevo a una estantería. Los sistemas de almacenamiento jerárquico nos dan las herramientas para hacer todo eso de forma automática y para poder acceder a toda la información de una forma homogénea sea cuál sea el contenido de mi archivo. De esta manera, un usuario que solicita un visionado de algo que está en formato de cinta de datos, simplemente observa que el sistema tarda un poco más en traérselo. El almacenamiento jerárquico para sistema de vídeo, creo que debe ir asociado a que una vez que entramos en este tipo de almacenamiento en distintos soportes y con distintos tiempos de acceso, para optimizar su acceso y uso, conviene tener formatos paralelos de baja resolución, es decir, formatos tipo Internet como Real Video, o como Microsoft Video, o Quick Time, que nos van a dar una optimización en lo que es el empleo de material de archivo. Evidentemente una copia en muy baja resolución nunca me va a permitir evaluar la calidad técnica de ese material, pero cuando alguien accede a archivo, por lo menos en las televisiones, no va buscando tanto qué calidad tiene esta imagen, porque eso puede estar escrito en las notas del material, sino el contenido real de lo que está buscando. Si tenemos un sistema en el que todo el material está en disco duro, e incluye un sistema de baja resolución paralelo, que cualquier persona desde cualquier PC e incluso desde Internet va a poder acceder a ver qué es lo que está contenido en mi archivo, voy a eliminar costos a la hora de que no tengo que dar un servicio de sacar el material, dárselo, que lo evalúe y luego me solicite qué parte quiere, sino que

13 directamente va a poder evaluar la copia de baja resolución, va a decirme qué material quiere, de qué punto a qué punto y solamente le voy a tener que transferir eso. De esta forma se optimizarían los recursos de una forma bastante importante Estos formatos de baja resolución lo ideal es irlos produciendo a medida que estamos haciendo digitalización, es decir, si yo tengo un archivo en analógico que voy a estar pasando a digital, lo más lógico en este momento además de barato, es realizar de forma simultánea una copia en una formato de vídeo de baja resolución. Además de ser muy barato, la facilidad que nos va a dar luego, a la hora de buscar y de analizar, va a ser muy importante. DISTINGUIR ENTRE EMISIÓN Y CONSERVACIÓN Conservación: - Mayor calidad posible: formato original - No necesariamente formato homogéneo - Estabilidad del soporte Emisión: - Rapidez de acceso - Mínima pérdida en el proceso Hay que distinguir entre lo que es conservación y emisión. En conservación siempre hay que buscar la mayor calidad posible y eso significa almacenar el formato original. Si yo grabo una señal en DV, la guardo en DV, si la he grabado en Betacam SP, siempre que pueda y no corra peligro, lo guardo en SP. Hay que intentar mantener el formato original, eso crea luego una serie de problemas pero son solucionables, por lo tanto, mi archivo de conservación no tiene por qué ser homogéneo en la televisión y de hecho hasta ahora no lo es, y luego que el soporte sea estable, evidentemente. Pero qué buscamos cuando almacenamos para una emisión?, pues que el acceso sea inmediato, que tenga una rapidez tremenda, sobre todo no tanto en las televisiones pero sí en plataformas que nos van a ofrecer el vídeo bajo demanda, mediante conexiones por cable y que el proceso de emisión tenga las mínimas pérdidas con respecto al material original. Por lo tanto, tampoco hay que obsesionarse con que el formato de conservación sea el mismo en que vamos a emitir. El formato de emisión no es algo que yo pueda guardar como archivo final, es decir, la calidad del formato de emisión es muy baja como para que yo guarde eso en un archivo de conservación, ya que no me va a soportar los procesados, en cuanto quiera procesar esa señal van a aparecer una serie de problemas en la imagen como pérdida de resolución, artefactos en la imagen, es decir, los problemas son tremendos. NOTA DEL EDITOR: Lamentablemente, la grabación del final de la conferencia no se realizó correctamente y no ha podido ser transcrita. Se adjuntan los textos de la «presentación» en PowerPoint que realizó D. Ignacio Saló. POR QUÉ COMPRESIÓN? - Economía - Capacidad de almacenamiento

14 - Procesado más ágil Por qué sin compresión? Si no ha habido compresión antes Conservación de la máxima calidad Compresión sin pérdidas: - Impredecible - Dependiente del contenido - Actualmente hasta 2:1 Claves para elección Principalmente DURABILIDAD y APERTURA Rapidez de acceso Robustez frente a degradación Independencia de plataforma Compatibilidad y modularidad Soporte de listas de reproducción Formatos no ligados unívocamente a soportes Capacidad de decodificar sin equipamiento específico (SW) Futuro - Reevaluar las tecnologías periódicamente - Asegurar la persistencia con el cambio tecnológico - No digitalizar masivamente, provocando una pérdida irreparable - Diseñar automatizaciones para comprobar y mantener la calidad de los materiales (copias sin degradación)

15 La evolución de los soportes digitales de imagen ante los problemas de acceso y conservación Filmoteca Española Madrid - 24 de noviembre de 2000 Ignacio Saló Benito Gerente de Desarrollo y Tecnología Subdirección de Ingeniería 1

16 Breve historia de los soportes magnéticos digitales D1, D2, D3, D5 Betacam Digital DVCPRO (D7), Digital S (D9), DVCAM, DVCPRO50 Betacam SX, MPEG IMX D9 HD, DVCPRO HD, HD D5, HDCAM, 24p 2

17 FORMATOS SIN COMPRESIÓN 3

18 D1 Vídeo digital en componentes ITU-R 601(8 bits) Cinta de 1 pulgada (hasta 94 min.) Bajísima degradación en generaciones No se empleó extensivamente por su alto coste 4 canales de audio, LTC y VITC 4

19 D2 y D3 (1) Vídeo digital compuesto Bajas pérdidas en generaciones Mantiene problemas de vídeo compuesto 4 canales de audio, LTC y VITC 5

20 D2 y D3 (2) D2 Cinta de 1 pulgada de hasta 208 min. D3 Cinta de ½ pulgada de hasta 245 min. Primeros camcorders digitales 4 canales de audio, LTC y VITC 6

21 D5 Vídeo digital en componentes ITU-R BT (10 bits) Mismo tamaño que D3 y lectura de sus cintas Mismas ventajas que D1 más tamaño 4 canales de audio, LTC y VITC 7

22 FORMATOS CON COMPRESIÓN 8

23 Transformada DCT Se basa en la división de una imagen en bloques fijos Aplica por separado un proceso mediante el que se obtiene el contenido en frecuencia de la señal en dos dimensiones Muchos de los valores de alta frecuencia serán nulos, facilitando su eliminación (compresión) 9

24 Betacam Digital Desarrollo del Betacam analógico basado en la transformada DCT Cintas 1/2 pulgada de hasta 124 min. (como Betacam) Reproduce cintas Betacam SP Vídeo 4:2:2 en 10 bits con compresión 2.2:1 4 canales de audio, LTC y VITC más un cue 10

25 Compresión DV Basada en la transformada DCT Comprime cada imagen por separado Desarrollado por un gran número de fabricantes Abarca desde consumo hasta profesional 11

26 D7 - DVCPRO Desarrollo de Panasonic basado en DV Cinta de 1/4 de pulgada de hasta 123 min. Vídeo 4:1:1 en 8 bits con compresión 5:1 2 canales de audio, LTC y VITC 12

27 D9 - Digital S Desarrollo de JVC basado en DV Cinta de 1/2 pulgada de hasta 124 min. Vídeo 4:2:2 en 8 bits con compresión 3.3:1 2 ó 4 canales de audio más dos de Cue 13

28 DVCAM Desarrollo de Sony basado en DV Cinta de 1/4 de pulgada de hasta 184 min. Vídeo 4:2:0 (PAL) en 8 bits con compresión 5:1 2 ó 4 canales de audio 14

29 DVCPRO50 Desarrollo de Panasonic basado en DV Cinta de 1/2 de pulgada Vídeo 4:2:2 en 8 bits con compresión 3:1 4 canales de audio. 15

30 Compresión MPEG-2 Basada en la transformada DCT Introduce técnicas de compensación de movimiento entre cuadros Genera diferentes tipos de cuadro, que pueden incluir sólo información de variaciones respecto a otros El Estándar define como expresar los valores, pero no como obtenerlos 16

31 Betacam SX Desarrollo de Sony basado en compresión MPEG-2 Cinta de 1/2 de hasta 180 min. Reproduce cintas Betacam SP Vídeo 4:2:2 en 8 bits con compresión 10:1 4 canales de audio más uno de cue, LTC y VITC 17

32 MPEG IMX Desarrollo de Sony basado en compresión MPEG-2, pero sin compresión entre cuadros Cinta de 1/2 pulgada Vídeo 4:2:2 en 8 bits con compresión 3:1 Reproduce cintas Betacam Digital, Betacam SX, Betacam SP, Betacam y MPEG IMX 18

33 Formatos propietarios Evolución a mayores facilidades de interconexión Incorporación de transferencia en formatos nativos 19

34 Formatos abiertos Ficheros de datos basados en especificaciones OMF AVI QCT MXF 20

35 OMF - Open Media Format Formato de fichero desarrollado por AVID Capaz de soportar distintos niveles de particularización: Común: compatibilidad garantizada Público: formatos propietarios estándar Privado: formatos propietarios no estándar 21

36 AVI - Audio Video Interleaving Formato de fichero desarrollado por Microsoft Al igual que OMF, puede contener señal de audio y vídeo de diferentes estándares Evolución en ASF (Advanced Streaming Format) 22

37 QCT - Quicktime Formato de fichero desarrollado por Apple En sus evoluciones crea sus propios codificadores Última versión basada en ondículas (wavelets) 23

38 MXF - Material Exchange Format (1) Formato de intercambio de material valido para diferentes formatos de compresión En desarrollo por el Pro-Mpeg forum, que agrupa a todos los fabricantes más importantes 24

39 MXF - Material Exchange Format (2) Define la estructura para los contenidos (vídeo, audio, metadata, datos auxiliares) Define el acceso secuencial en escritura y lectura, y la lectura aleatoria. Define el transporte en canales establecidos (SDTI) y de red (ATM) 25

40 Almacenamiento en soportes de datos Alta capacidad Alta durabilidad Bajo coste Amplia aceptación Prestaciones: Velocidad de transferencia Rapidez de acceso Transferencias parciales 26

41 Recomendaciones en soportes de datos Almacenar dos copias, en distintos tipos de soporte Evitar componentes que fuercen el uso de otros Copias de seguridad (remotas) Plan de contingencia 27

42 Almacenamiento jerárquico Material distribuido en diferentes soportes escalados en: Mayor capacidad, robustez Menor costo, rapidez Transparencia al usuario en el acceso Análisis y búsqueda Formatos de baja resolución Capacidad de acceso remoto 28

43 Distinguir entre emisión y conservación Conservación: Mayor calidad posible: formato original No necesariamente formato homogéneo Estabilidad del soporte Emisión: Rapidez de acceso Mínima pérdida en el proceso 29

44 Por qué con compresión? Economía Capacidad de almacenamiento Procesado más ágil 30

45 Por qué sin compresión? Si no ha habido compresión antes Conservación de la máxima calidad Compresión sin pérdidas: Impredecible Dependiente del contenido Actualmente hasta 2:1 31

46 Claves para elección (1) Principalmente DURABILIDAD y APERTURA Rapidez de acceso Robustez frente a degradación Independencia de plataforma Compatibilidad y modularidad Soporte de listas de reproducción 32

47 Claves para elección (2) Formatos no ligados unívocamente a soportes Capacidad de decodificar sin equipamiento específico (SW) 33

48 Futuro Reevaluar las tecnologías periódicamente Asegurar la persistencia con el cambio tecnológico No digitalizar masivamente, provocando una pérdida irreparable Diseñar automatizaciones para comprobar y mantener la calidad de los materiales (copias sin degradación) 34