TÉCNICAS AUDIOVISUALES GÓMEZ PARCIAL 1

LA IMAGEN ELECTRÓNICA

Sistemas simultáneos y secuenciales Según el método de captura podemos caracterizar arbitrariamente a los sistemas y catalogarlos como simultáneos o secuenciales. La captura de imágenes fijas como la fotografía es un sist. Simultáneo, ya que cuando abre el obturador toda la película que esta frente a la ventanilla se expone a la luz al mismo tiempo.

Sist. Simultáneos  Registran, manipulan y reproducen la información de imagen en todo el cuadro al mismo tiempo. Es fácil en sistemas ópticos pero muy difíciles en sistemas electrónicos. Ej. Fotografía.

Sist. Secuenciales Registran, manipulan y reproducen la información de imagen en forma progresiva de acuerdo a una organización predeterminada. Ej. Televisión.

El ojo y la visión El ojo con sus virtudes y defectos es el responsable de muchos de los criterios de formación de imágenes en los sistemas creados por el hombre. La contribución del ojo a la reproducción de imágenes son sus limitaciones, dos limitaciones relevantes:

Limitación de la resolución del ojo El ojo humano tiene una resolución limitada, no puede distinguir entre dos puntos suficientemente próximos y los confunde como una sola entidad.

Limitación de la persistencia retiniana El ojo humano cree seguir viendo durante un breve tiempo un estimulo que ya cesó.

Estas dos limitaciones crean el campo propicio para que los sistemas de reproducción de imágenes creados produzcan la ilusión de una imagen continua y la ilusión de imagen en movimiento.

Ilusión de la imagen continua Todos los métodos de registro, manipulación y reproducción de imágenes creados por el hombre muestran una porción muy pequeña de la realidad.

En televisión la ilusión de la imagen continua se logra mediante una trama de líneas separadas entre sí. Cuanta mayor cantidad de líneas se presenten para una superficie dada mejor será la resolución aunque mayores serán los costos del sistema. Según el propósito y el modelo económico de cada necesidad de reproducción de imágenes, se emplean distintas resoluciones. La trama siempre está presente, pero ésta será más densa en algunos casos que en otros (ej. diario).

La televisión en su forma convencional (definición estándar) emplea las siguientes tramas de líneas horizontales:

Sistema NTSC: 525 líneas

Sistema PAL: 625 líneas

El sistema NTSC es el sist. de codificación de señales de video para TV color desarrollado para los EEUU y adoptado por Japón y la mayor parte de las Américas. PAL  es el sist. de codificación desarrollado en Alemania y adoptado por la mayor parte de Europa (Argentina también).

Imagen fija; el sistema PAL tiene mejor resolución estática que el NTSC. Es importante anticipar que el número de líneas activas (las que contienen información de imagen) es algo menor a las mencionadas en ambos sistemas.

Barridos Es la exploración del cuadro de TV en forma secuencial, se realiza de un modo convenido y arbitrario, ésta organización requiere de la sincronización del extremo emisor y el extremo receptor. Para lograrlo se introduce una información adicional que es el sincronismo (SYNC).

Desde el punto de vista de la geometría de la imagen, la arbitrariedad de su exploración con la información de sincronización incorporada resuelve la necesidad de presentar una imagen coherente. El fosforo que recubre internamente al tubo tiene la propiedad de prolongar durante un tiempo la emisión de luz y por otra parte la persistencia retiniana permite que aunque se ilumine un punto a la vez en el tubo de rayos catódicos (TRC) la sensación sea de una iluminación simultanea en toda la pantalla(una sola imagen monocromática TV).

Ilusión de la imagen en movimiento Para lograrlo la reproducción está compuesta por una sucesión de imágenes individuales presentadas a una cadencia razonable. Dicha cadencia es lo que se denomina frecuencia de cuadro y expresa la cantidad de cuadros por segundo que presenta un determinado sistema de reproducción de imágenes en movimiento. Una frecuencia de cuadro suficientemente alta producirá, por la persistencia retiniana, la sensación de movimiento continuo. Las frecuencias de cuadro se expresan en fps o cuadros por segundo.

La determinación de la frecuencia de cuadro ideal surge de un método estrictamente empírico, emplear valores progresivamente mayores hasta lograr la satisfacción del espectador promedio, en el cine se logro con 24fps (la pantalla se enciende y se apaga 48 veces por segundo para un confort visual).

En los sistemas de televisión prácticos de la actualidad se emplean frecuencias de cuadro de 25fps en PAL y 30fps en NTSC.

El problema de la TV a por ejemplo 25fps es el parpadeo de la imagen (o flicker). En el caso del sistema monocromático, el haz electrónico que produce el tuve de rayos catódicos recorre la pantalla de modo análogo a la lectura de un texto. Si pensamos en este sistema reproduciendo una imagen sencilla y que no varía en el tiempo el haz lo recorrerá con la organización que mencionamos y producirá la iluminación paso a paso de cada punto de la imagen. A esta forma de barrido se lo llama BARRIDO PROGRESIVO.

Para lograr que un corte de blanco al negro se represente como un cuadro blanco seguido de uno negro apropiadamente y no se transforme en un corte en estudios en un fundido o dissolve necesitamos un fosforo rápido, que se extinga en aprox. 1/25vo de segundo.

Cuando el haz esta iluminando la última línea activa de la imagen, la primera esta completamente oscura, podríamos decir que la zona inferior del cuadro estará clara cuando la zona superior esté oscura. Tenemos una vez más un problema de confort visual, la solución que se adopto fue el BARRIDO ENTRELAZADO. Se logra manteniendo la cantidad de líneas y cuadros por segundo, con lo que la cantidad se información y el ancho de banda se mantienen invariables, pero recorriendo la pantalla de manera distinta. En el B.E. se producen primero las líneas impares y luego las pares y se forman consecuentemente dos “medios cuadros” que conocemos como campo impar y campo par respectivamente.

La solución reside en que el haz electrónico llega al borde inferior de la pantalla en la mitad del tiempo ya que recorre la mitad de las líneas; de este modo la persistencia retiniana logra manteniendo el confort visual integrar esta sucesión y ver una imagen completa con una iluminación pareja.

Las frecuencias de cuadro ahora operan de la siguiente manera:

Cine: 24fps (doble obturación)

PAL: 25fps (50 campos con barrido entrelazado)

NTSC: 30fps (60 campos con barrido entrelazado)

IMAGEN ACTIVA no todas las líneas de barrido ni toda la extensión de cada línea se emplea para la información de imagen. Al área dedicada a la imagen propiamente dicha se la llama IMAGEN ACTIVA, entonces el sistema NTSC tiene 525 líneas de barrido y 487 líneas activas mientras que el sistema PAL tiene 625 líneas de barrido y 576 líneas activas. La extensión de cada línea se expresa en el sistema analógico por el tiempo que ocupan; en el sistema NTSC la duración de cada línea es de 63.5 microsegundos y la porción correspondiente a la imagen activa es de 53.3 microsegundos mientras que el sistema PAL la duración de cada línea es de 64 microsegundos y la imagen activa también es de 53.3 microsegundos. El tiempo de las líneas que no se utiliza para la información de imagen conforma el denominado intervalo de borrado horizontal o HBI y durante ese tiempo el haz electrónico de los TRCs en los monitores o tvs cancela su emisión.

La señal de video analógico  La línea activa contiene información sobre los valores de gris de la imagen monocromática y muchas veces a esta parte de la señal se la conoce como video simple y su amplitud según las normas de 700mV.

La organización del barrido se expresa mediante la señal de sincronismos (SYNC) compuesta por los pulsos de sincronismo horizontal y los pulsos de sincronismo vertical y su amplitud es de 300mV.

El enclavamiento (o clamping) de la señal de video se efectúa en el valor 0V (cero Volt) y la presencia de video que se puede desarrollar hasta +700mV y de sync hasta -300mV permite decir que el video tiene una amplitud de 1Vpp (o un Volt pico a pico). Se entienden por picos a los extremos de amplitud de la señal que van desde el sync tip hasta el White clip.

 

TELEVISION COLOR

Ancho de banda (bandwidth) (cantidad de información) Entendemos por ancho de banda al parámetro que expresa los limites de frecuencia de operación de un sistema dado. Es uno de los parámetros y técnicas aplicables a las señales de audio, video y otras que intervienen en la realización de proyectos audiovisuales por medios electrónicos. Nuestro interés radica en las relaciones que se establecen, a la hora de emitir señales de televisión por aire, entre las señales y la porción del espectro electromagnético que conocemos como espectro de radiodifusión.

La utilización del análisis de espectro de un sistema bajo observación lleva a la obtención de parámetros tales como la curva de respuesta en frecuencia y su interpretación arbitraria al ancho de banda.

El sistema bajo observación tiene la capacidad de operar en una zona de frecuencias comprendida entre la frecuencia límite inferior y la superior; el ancho de banda se expresara como la diferencia de ambas en ciclos por segundo o Hertz. Si tomamos en cuenta el espectro audible de una persona muy joven diremos que el oído (o la percepción auditiva) tiene un ancho de banda de aproximadamente 20KHz (va alrededor de 0 a 20000 ciclos por segundo).

Dado un determinado estadio de desarrollo tecnológico, los costos de equipamiento y su infraestructura complementaria tienen relación directa con el ancho de banda; cuanto mayor ancho de banda se deba manejar más costosa será la implementación técnica.

Armónicos (harmonics) Encontrar el valor de ancho de banda “necesario” se vuelve esencial y hacerlo de modo correcto lleva a un análisis más elaborado para el cual se debe contemplar la intervención de los armónicos. La forma de onda de las señales complejas no se puede representar fácilmente por una función como se podría hacer con una señal de test generada. En el análisis de señales complejas se demuestra que estas se pueden descomponer en infinitas señales senoidales de frecuencias crecientes que combinadas dan como resultado la original. A esta sucesión de señales senoidales se las denomina armónicos.

El enfoque a emplear en los sistemas audiovisuales indica que se puede establecer de modo convenido cuantos armónicos (o cuanto ancho de banda) son necesarios para una razonable preservación de la forma de onda y esta respuesta tiene relación directa con los límites de la percepción visual y auditiva. En lo que respecta a las características de la imagen monocromática diremos que en las bajas frecuencias se manifiestan las partes de las imágenes que tienen poca definición, transiciones suaves y poco contraste; mientras que en las altas frecuencias se manifiestan los detalles finos y las transiciones abruptas. El ancho de banda de video adoptado para las imágenes en el estudio de televisión alcanza valores de entre 4.2MHz (NTSC) y 5.5MHz (PAL). La cantidad de información que se maneja en video es alrededor de 230veces mayor que la cantidad de información que se maneja de audio.

El espectro radioeléctrico  es la porción del espectro de frecuencias que se emplean para la transmisión de diversos tipos de comunicaciones por aire, tanto públicas como privadas y entre ellas se encuentra la radiodifusión.

Las autoridades y comités que establecieron los sistemas de televisión monocromáticos en los distintos países varias décadas atrás, le asignaron a estos servicios de radiodifusión un ancho de banda apropiado a las necesidades del momento; el ancho de banda en EEUU y Argentina es de 6MHz y en la mayor parte de Europa es de 8MHz. Es inimaginable en estos días ampliar la porción de espectro asignado a este servicio sin restárselo a otros servicios de comunicación. En Argentina tenemos ocupando 6MHz de ancho de canal, el canal 2  opera en la porción del espectro que va desde 54MHz a 60MHz y en el otro extremo el canal 13 opera entre 210MHz y 216MHz señalando de este modo los límites de la banda de TV en VHF (very high frequency), se interrumpe entre 88MHz y 108MHz donde se desarrolla la FM (frecuencia modulada).

La multiplexación  es una técnica empleada para hacer que varios mensajes compartan un mismo canal y lleguen a destino, es decir es un uso múltiple de un canal. Entre las multiplexaciones existen algunas mejores que otras en términos de calidad. El caso más favorable es el de la Multiplexacion por División de Tiempo (TDM) y otro caso es el de la Multiplexacion por División de Frecuencias (FDM) igual no son las únicas.

TDM: Un canal dado se emplea durante un cierto periodo para transmitir una señal, luego durante un periodo siguiente se transmite una segunda señal y así sucesivamente. Por ejemplo  una conferencia con varios oradores y un solo micrófono. La ventaja de este sistema es que cada mensaje dispone del total del canal con toda la calidad, la desventaja consecuente es que sacrifica la simultaneidad de los mensajes.

FDM: Una porción del espectro de frecuencias se subdivide en múltiples canales. Las bandas de transmisión de televisión constituyen un claro ejemplo de esta multiplexación. Ejemplo: en la banda baja de VHF el canal 2 ocupa el rango de frecuencias de 54MHz a 60MHz, entonces el canal 3 ocupa desde 60MHz a 66MHz y así sucesivamente. Se gana en simultaneidad y como esta separación ideal no es perfecta, se pierde en términos de posibilidad de interferencias.

Desarrollo del Sist. De televisión color La imagen electrónica como se la ha descripto hasta este punto prevé el manejo de las imágenes monocromáticas. Estas imágenes que corresponden a los valores de gris de la imagen, ocupan un ancho de banda en transmisión en la Argentina de 6MHz. Es decir que un canal de televisión, para transmitir en monocromático utiliza (le ha sido asignado) 6MHz del espectro radiodifusión.

El sistema de televisión color se respalda en dos pilares, la retro compatibilidad y la suma aditiva de color.

La retro compatibilidad es un requisito impuesto cuando se estableció el sistema de televisión color y señala que un viejo televisor byn debía ser capaz de recibir y reproducir una imagen de calidad por lo menos igual a la conocida proveniente de la nueva transmisión de televisión color y, un nuevo televisor color debe recibir y reproducir adecuadamente una transmisión de una televisora equipada solo con capacidad de transmisión monocromática. Al imponer esta compatibilidad las tecnologías resultantes no son tan avanzadas como podrían serlo.

El principio tricromatico la televisión en color se basa en el principio tricromatico, en base a tres colores primarios el sistema puede reproducir cualquier color. Los colores adoptados son rojo, verde y azul (RGB) y la manera de combinarlos es la suma aditiva de color. La ausencia de los tres colores dará negro, la presencia de los tres dará blanco mientras que las superposiciones de rojo y azul dará magenta, la de azul y verde cian y la de rojo y verde amarillo. Este conjunto de 8 colores forman una muestra relevante para la performance de los sistemas de color. La necesidad de llegar a buen puerto con el nuevo sistema manteniendo el mismo ancho de banda, se podría lograr con una nueva señal resultante de la codificación de otras señales que responde a las necesidades planteadas y es conocida como VIDEO COMPUESTO.

Del RGB al video compuesto tenemos cámaras de tres canales (tres tubos o tres CCDs) y televisores/monitores con tres cañones electrónicos que estimulan luminiferos (fósforos) que producen emisores de rojo, verde y azul. Esta implementación del sistema tricromatico sienta las bases para el sistema de color pero no resuelve la retro compatibilidad, ninguna de estas tres señales representa adecuadamente los valores de gris de la escena. Hay una ecuación para obtener luminancia (Y) a partir de los contenidos de RGB de una imagen: Y=0.59G+0.3R+0.11B

Llegamos a un punto en el que contamos con cuatro señales de ancho de banda completo YRGB y no se puede satisfacer  el requisito de mantener el ancho de canal de 6MHz.

Se sabe que se puede operar con cuatro señales pero transmitir solo tres siempre; hay que decidir que tres señales se manejaran. Luminancia (Y) no se debe comprometer. La ecuación utilizada para luminancia deja claro que el verde participa mayoritariamente por lo que la selección de las otras dos señales se inclinarían a R y B; se opto por crear dos señales mas robustas llamadas R-Y y B-Y que se conocen como diferencias color y éstas, moduladas en cuadratura, permiten producir la señal de crominancia ( c ). Y es la señal que representa los valores de gris de la imagen, R-Y y B-Y serán las responsables de representar la información de color.

El ojo tiene muy poca capacidad para apreciar los detalles finos de color en la imagen, la razón es que en el ojo los conos tienen mucha menor densidad que los bastones. Una vez más la tecnología  imita a la biología y prescinde de detalles finos de color.

VIDEO COMPUESTO se denomina al conjunto que integran: información de luminancia (Y) y de cromancia ( c )multiplexadas en el mismo ancho de banda mediante la introducción de una subportadora de color (SC o subcarrier). Esta señal, además contienen sincronismo (SYNC) y una muestra de SC llamada BURST que permite “enganchar” la fase de chroma en cada línea de barrido.

CAMARA DE VIDEO se presentan en distintas configuraciones. Podemos distinguir entre cámaras de estudio, cámaras para EFP (electronic field production) y cámaras para ENG (electronic news gathering).

Cámara de estudio deben ofrecer la mejor calidad alcanzable por la tecnología disponible dentro del rango de precio y a la vez todas las facilidades de uso propias del trabajo en estudio. Consecuencia inevitable del tamaño alcanzado será su peso por lo que queda claro que en una cámara de estudio se sacrifica la portabilidad. Al tener que alimentar tanta electrónica, viewfinder y luces de tally potentes y de buen tamaño este equipo drena mayor cantidad de corriente eléctrica. Esta se obtiene fácilmente en su ámbito de operación.

Componentes de las cámaras de estudio: -Cabeza de cámara (corazón de la cámara) -Lente       -Viewfinder (visor de la cámara) -Comando de zoom y foco -Luces Tally (iluminan cuando la cámara esta en el aire) -Cable de cámara (manguera)

El cable de la cámara y la CCU  Cadena de cámara es el conjunto de equipamiento requerido para que una cámara de estudio opere con todas sus posibilidades. Tiene dos componentes principales que son la cabeza de cámara y la unidad de control de cámara o CCU y entre ellas se tienen un cable de cámara comúnmente conocido como manguera.

CCU

Cable de cámara

Cable Multicore

Cable TRIAX

La cámara EFP (Electronic Field Production)

La cámara ENG (Electronic News Gathering)

La cámara de tres canales

Sensores CCD

Smear vertical

Tecnología de sensores CCD

Transfer

CCD IT (Interline Transfer)

CCD FIT (Frame interline transfer)

Obturador electronic (shutter)

Principios de operación de cámara de video

Filtros, balance de blanco y balance de negro

El control de Knee o DCC (Dinamic Contrast Control)

ILUMINACION