1. Sistemas de vídeo analógico

El vídeo es la tecnología aplicada para la captación, codificación, grabación, procesamiento, almacenamiento, transmisión y reconstrucción de una secuencia de imágenes (escenas en movimiento) por medios electrónicos digitales o analógicos. Esta tecnología fue desarrollada inicialmente para los sistemas de televisión, aunque posteriormente ha derivado en distintos formatos para permitir la grabación y reproducción de vídeo y su visualización a través de Internet.

En formato analógico, debe visualizarse más de 24 imágenes por segundo para darnos una agradable sensación de movimiento, puesto que el ojo humano solo puede identificar 24 cuadros por segundo. Por encima de los 24 cuadros, el cerebro los percibe como una sola secuencia en movimiento.

Actualmente los estándares de vídeo más utilizados en la mayoría de los continentes son los formatos NTSC, PAL y SECAM. En el siguiente mapa podemos ver su distribución geográfica:

1.1. NTSC

NTSC (National Television Standards Comitee) es un sistema de codificación y transmisión de televisión en color analógico. Fue desarrollado en los Estados Unidos en los años 1940 por la cadena de radio y televisión Columbia Broadcasting System. Este grupo desarrolló originalmente el sistema de televisión en blanco y negro y posteriormente el de color.

Una imagen NTSC se compone de 525 líneas entrelazadas y se muestra a una velocidad de 30 cuadros por segundo. Su funcionamiento consiste principalmente en la transmisión de alrededor de 30 imágenes por segundo (exactamente 29.97 fotogramas o cuadros por segundo) formadas por 525 líneas horizontales de resolución. El sistema, al mostrar 30 cuadros por segundo, simula una secuencia de imágenes en movimiento.

Una de las desventajas de este sistema es su limitada resolución (525 líneas de resolución vertical), que ofrece una imagen de calidad más inferior respecto del resto de sistemas que, utilizando el mismo ancho de banda, logran una resolución más alta.

Se utiliza en Estados Unidos, Canadá, Japón, México, gran parte de Sudamérica y Corea del Sur.

1.2. PAL

PAL (Phase Alternate Line o línea de fase alterna) es un sistema de codificación que se utiliza en las transmisiones de señales de televisión analógica a color. Se trata de un derivado del formato NTSC, incorporando algunas mejoras técnicas. Fue ideado y desarrollado en el año 1963 por el Doctor Walter Bruch, quien intentaba corregir los defectos en el tono del color y mejorar la calidad del sistema NTSC.

El sistema PAL es mucho más consistente que el sistema NTSC, puesto que permite la corrección automática de errores de fase. Este error de fase se produce con frecuencia en la etapa de transferencia de datos y se debe a los retrasos de la señal en su llegada o en el procesado. Dicho error de fase en las transmisiones de vídeo produce un error en el tono del color, el cuál es perceptible por el ojo humano. Como consecuencia, se degrada la calidad de la imagen. Esta fue una de las razones por la cual en la mayoría de países de Europa se eligió el sistema PAL, ya que la orografía europea es mucho más compleja que la norteamericana.

Una imagen PAL se compone de 625 líneas entrelazadas y se muestra a una velocidad de 25 cuadros por segundo. La principal desventaja del sistema PAL es la sensación de parpadeo que se produce debido a su tasa de 25 fotogramas mostrados por segundo, frente a los 30 fotogramas mostrados por segundo por NTSC.

Se utiliza en la mayoría de países africanos, asiáticos y europeos, además de Australia y algunos países de Latinoamérica.

1.3. SECAM

SECAM (Sequential Color and Memory o secuencial de color y memoria) es una variante del sistema PAL. Al igual que éste, una imagen SECAM se compone de 625 líneas entrelazadas y se muestra a una velocidad de 25 cuadros por segundo. Sin embargo, la forma en que se procesa la información de color, no es compatible con el formato estándar de vídeo PAL.

Este formato de vídeo se utiliza en Francia, parte de África y en países orientales como la URSS, China, Pakistán y algunos otros.

2. Vídeo digital. Códecs

El formato de ficheros de vídeo digital corresponde a la forma en que se almacenan los datos de un archivo de vídeo para que puedan ser interpretados por un ordenador o dispositivo similar. Para transformar la información analógica de las imágenes grabadas en digital se usan los códecs, acrónimo de codificador/descodificador. El vídeo analógico ocupa mucho espacio de almacenamiento, por lo que se emplean códecs para codificar y posteriormente descodificar la imagen. Los códecs son simplemente algoritmos matemáticos que analizan los fotogramas y comprimen y descomprimen el archivo de vídeo.

La compresión puede ser de 2 tipos:

• Temporal. Se analiza un fotograma y se guarda la diferencia entre un fotograma y el fotograma anterior.
• Espacial. Se eliminan los datos de los píxels que no cambian en cada fotograma.

2.1. Ejemplo

Un fotograma de calidad DVD PAL tiene 576 x 720 = 414.720 puntos

Cada punto se define por su mezcla de colores en formato RGB (ROJO, VERDE y AZUL). Cada color ocupa 1 byte.

414.720 x 3 bytes = 1.244.160 bytes por fotograma

Para almacenar un segundo de vídeo sin comprimir (a 25 fotogramas por segundo) tenemos que ocupa

1.244.160 bytes x 25 fotogramas = 31.104.000 bytes = 29,66 MB

2.2. Codificadores

Todas las aplicaciones que graban vídeo, deben incorporar los codificadores necesarios para los formatos de salida de vídeo digital. De este modo, cuando se guarda una grabación, cada aplicación visualizará aquellos formatos de salida que incorpora. Sin embargo, las aplicaciones no codifican todos los formatos, puesto que hay formatos propietarios y, para poderlos incorporar, se tienen que pagar las licencias correspondientes.

2.3. Descodificadores

Todas las aplicaciones que reproducen los vídeos almacenados en formato digital requieren el uso de descodificadores. También en este caso, los reproductores necesitan el pago de licencias para poder reproducir los formatos propietarios. De esta forma, no todos los reproductores permiten el acceso a todos los formatos, aunque hay reproductores que permiten añadir descodificadores una vez instalado el reproductor.

3. Formatos de archivos de vídeo

Los vídeos digitales pueden grabarse en diferentes formatos, con técnicas de compresión distintas dependiendo del códec que utilicen. Recordemos que un códec es una aplicación que permite comprimir los archivos de vídeo y audio para que ocupen menos espacio en disco. Por supuesto, el mismo códec ha de ser capaz de descomprimir la información del archivo a la hora de reproducirlo. Dependiendo del códec empleado, puede variar considerablemente el tiempo empleado en la codificación y el tamaño resultante del archivo de vídeo.

Existen multitud de formatos de vídeo y cada uno se corresponde con una extensión específica del archivo que lo contiene. En este apartado trataremos sólo los más utilizados.

3.1. AVI

El formato AVI (Audio Video Interleaved = Audio y Video Intercalado o Entrelazado) fue introducido por Microsoft en 1992 como parte de su vídeo para la tecnología Windows. Los ficheros AVI pueden contener tanto datos de audio como de vídeo, en un contenedor multimedia de ficheros que permite la sincronización del audio con la reproducción del vídeo.

Se ha convertido en un formato estándar muy extendido para almacenar vídeo digital y es ideal para guardar vídeos originales que han sido capturados con una cámara digital. Cuando se captura vídeo desde una cámara digital al ordenador, se suele almacenar en este formato con el códec DV (Digital Video).

El archivo AVI puede contener vídeo con una calidad excelente. Sin embargo el tamaño del archivo resulta siempre muy elevado, por lo que no es recomendable para vídeos en Internet por su enorme peso. Admite distintos códecs de compresión, aunque los de más capacidad de compresión y una calidad aceptable son DivX y XviD. Los archivos generados tienen extensión *.AVI.

El formato AVI puede ser visualizado con la mayoría de reproductores: Windows Media, QuickTime, VLC, etc., siempre y cuando se encuentren instalados en el equipo los códecs adecuados para cada tipo de reproductor.

3.2. MPEG

El formato MPEG (Moving Pictures Experts Group o Grupo de Expertos de Películas) es un formato estándar de almacenamiento de vídeo digital que utiliza un sistema de una compresión de los datos con una pequeña pérdida de calidad. Como consecuencia, el resultado de un fichero MPEG es un archivo menor que el original y de menor calidad en imagen y sonido, aunque con las posteriores revisiones del formato (MPEG-2 y MPEG-4), esta pérdida resulta casi imperceptible para el ojo y oído humanos.

MPEG tiene distintos tipos de códecs de compresión:

• MPEG-1 (calidad CD). Utilizado en Audio CD y Vídeo CD
• MPEG-2 (calidad DVD). Usado en los DVD y la televisión digital.
• MPEG-3 (orientado al audio MP3).
• MPEG-4 (más orientado a la web). Se emplea para transmitir vídeo e imágenes con un ancho de banda reducido.

Son archivos de extensión *.MPG o *.MPEG y pueden ser reproducidos con la mayoría de reproductores: VLC, Windows Media Player, QuickTime, etc.

3.2.1. Formato MPEG-2

MPEG-2 es un formato estándar para el código genérico de información de imágenes en movimiento y el audio asociado. Se usa ampliamente como el formato de las señales de televisión digital que son transmitidas mediante sistemas terrestres, por cable o por satélite. También especifica el formato de las películas y otros programas que se distribuyen mediante DVD y discos similares. De este modo, las estaciones de TV, los receptores de TV, los reproductores de DVD y otros equipos se diseñan a menudo para este formato.

El formato MPEG-2 fue el segundo de los estándares desarrollados por el MPEG (Moving Pictures Expert Group) y es el estándar internacional ISO/IEC 13818. Las partes 1 y 2 de MPEG-2 fueron desarrolladas en colaboración con ITU-T.

3.2.2. Formato MPEG-4

El formato MPEG-4 es una versión mejorada del formato MPEG-2. Se introdujo a finales de 1998 y este estándar fue diseñado por el grupo MPEG bajo el nombre de ISO/IEC 14496. El formato MPEG-4 toma muchas de las características de MPEG-1 y MPEG-2 y otros estándares relacionados, añadiendo nuevas funcionalidades.

Inicialmente, el formato MPEG-4 fue dirigido principalmente a las comunicaciones de vídeo de baja velocidad, por lo que resulta idóneo para transmitir vídeo e imágenes en Internet, donde tenemos un ancho de banda reducido.

3.3. MOV

MOV o QuickTime (http://www.apple.com/es/quicktime/) es el formato digital de vídeo y audio creado por Apple. Se trata de un formato propietario multiplataforma que utiliza un códec propio y que en sus versiones más recientes permite interactuar con películas en 3D y realidad virtual. Tiene una calidad similar al AVI, es decir, 320 x 240 píxeles de resolución con 30 fotogramas por segundo, aunque el espacio en disco requerido con respecto al formato AVI es mucho menor.

Este tipo de archivos puede tener extensión *.MOV o *.QT. Para reproducir estos ficheros, se recomienda utilizar el reproductor propio de QuickTime. Existe una versión gratuita del mismo que se puede descargar de Internet.

El formato MOV tiene una razonable calidad/peso, por lo que también es ideal para publicar vídeos en Internet, además de admitir streaming, que básicamente es la capacidad de reproducir un vídeo mientras se descarga.

3.4. ASF/WMV

ASF (Advanced Streaming Format) es un formato contenedor digital propiedad de Microsoft, diseñado especialmente para el streaming. Los archivos ASF pueden codificarse con prácticamente cualquier códec, sin que deje de ser formato ASF. Los tipos de archivo más comunes contenidos en un archivo ASF son Windows Media Audio (WMA) y Windows Media Video (WMV).

WMV (Windows Media Video, http://www.microsoft.com/windows/windowsmedia/es/) es un formato de fichero de vídeo comprimido propietario desarrollado por Microsoft. Utiliza el códec MPEG-4 para la compresión de vídeo y fue originalmente diseñado para aplicaciones de streaming de Internet, como un competidor del formato RealVideo. Este códec también se utiliza en la distribución de vídeo de alta definición sobre DVD estándar en un formato que Microsoft ha denominado WMV HD, el cual puede ser reproducido tanto en ordenadores como en reproductores de sobremesa.

Los archivos tienen extensión *.WMV o *.ASF y pueden ser reproducidos en multitud de reproductores. El formato WMV tiene una razonable calidad/peso, por lo que es ideal para publicar vídeos en Internet.

3.5. RM

RM (Real Media Video, http://www.realnetworks.com/) es la propuesta de Real Networks para archivos de vídeo y puede realizar compresiones de 150 a 1. Utiliza un códec propio para comprimir el audio, si bien la compresión se realiza de forma similar al formato MPEG.

Este tipo de archivos tiene extensión *.RM y *.RAM y se puede visualizar con el reproductor específico Real Player. Existe una versión gratuita del mismo que se puede descargar de Internet.

Se trata de un formato idóneo para publicar vídeos en Internet gracias a su característica de streaming y a su aceptable relación calidad/peso. Posee una variante en el formato audio, denominada Real Audio, que igualmente cumple con la característica de streaming.

3.6. FLV

FLV (Flash Video, http://www.adobe.com) es un formato contenedor propietario que utiliza el reproductor Adobe Flash para visualizar vídeo en Internet. Para la compresión emplea el códec Sorenson Spark y el códec On2 VP6. Ambos permiten una alta calidad visual con tamaños de vídeo reducidos. Al visualizarse a través del reproductor de Flash es accesible desde la mayoría de los sistemas operativos y navegadores web.

Son archivos de extensión *.FLV y se pueden reproducir desde distintos reproductores: VLC, Windows Media, etc. Representa una opción recomendable para la web por su accesibilidad, permite configurar distintos parámetros del vídeo para conseguir una aceptable calidad/peso y admite streaming.

Los repositorios de vídeo más conocidos en Internet utilizan este formato para la difusión de vídeos: YouTube, Google Video, Reuters.com, Yahoo! Video, MySpace, etc.

3.7. DV

DV (Digital Video) es el formato en que graban las videocámaras digitales y fue creado en 1996 como un estándar internacional según la norma IEC 61834, que define el códec y el tipo de cinta. El formato DV surgió como necesidad del sector profesional de dotar al vídeo de mayor calidad de imagen y sonido, pero su excelente relación calidad-precio provocó que se haya convertido en el formato predominante en el vídeo doméstico.

Mientras que el antiguo formato de cintas de vídeo S-VHS tiene 330 líneas de resolución, DV posee 500 y un sonido con calidad CD, en formato de ondas PCM de 16 bits. Este formato integra vídeo comprimido con un algoritmo similar al formato AVI DV tipo 1.

3.8. 3GP

El formato 3GP es un formato de contenedor multimedia definido por el 3GPP (Third Generation Partnership Project) para los servicios multimedia de 3G UMTS, es decir, fue diseñado para disminuir el almacenamiento y la necesidad de ancho de banda con el fin de acomodarlo a los teléfonos móviles basados en GSM.

Este formato de archivo es una versión simplificada del "ISO 14496-1 Media Format", que es similar al formato de Quicktime. 3GP guarda vídeo como MPEG-4 o H.263. El audio es almacenado en los formatos AMR-NB o AAC-LC. Las especificaciones técnicas del formato 3GP están estandarizadas en el ETSI 3GPP.

Los archivos generados tienen la extensión *.3GP.

3.9. H261/H262/H263/H264

3.9.1 H.261

El formato H.261 es un estándar de codificación de vídeo de la ITU (International Telecommunication Union, http://www.itu.int) del año 1990, diseñado originalmente para la transmisión a través de líneas RDSI en el que las velocidades de transmisión son múltiplos de 64 kbps. Es un miembro de la familia H.26x de los estándares de codificación de vídeo en el dominio del VCEG (Video Coding Experts Group) de la ITU.

Fue el primer estándar de codificación de vídeo digital verdaderamente práctico, puesto que la mayoría de los estándares internacionales posteriores de codificación de vídeo como los MPEG-1 Parte 2, H.262/MPEG-2 Part 2, H.263, MPEG-4 Parte 2, y H.264/MPEG-4 parte 10, se han basado en el diseño del H.261.

3.9.2. H.262

El formato H.262 es una compresión de vídeo digital y una codificación estándar desarrollada y mantenida conjuntamente por el VCEG de la ITU y el MPEG del ISO/IEC. Se trata de la segunda parte del estándar MPEG-2 de la ISO/IEC. Los documentos de la Recomendación H.262 de la UIT27 T y el ISO / IEC 13818-2 son idénticos.

3.9.3. H.263

El formato H.263 es un códec de vídeo estándar diseñado originalmente como un formato de compresión con una tasa baja de bits para videoconferencias. Fue desarrollado por la VCEG de la ITU como una mejora evolutiva basada en la experiencia del formato H.261, el estándar anterior de la ITU para la compresión de vídeo, y de los estándares MPEG-1 y MPEG-2. Su primera versión se terminó en el año 1995 y proporcionaba un sustituto adecuado para el H.261 a cualquier velocidad.

El formato H.263 ha encontrado muchas aplicaciones en Internet, así gran parte del contenido de Flash Video suele ser codificado en formato Sorenson Spark, una aplicación incompleta de H.263, aunque muchos sitios utilizan ahora VP6 o codificación H.264.

3.9.4. H.264

El formato H.264 es un estándar para la compresión de vídeo, cuyo borrador final en la primera versión del estándar se completó en Mayo del 2003. El códec H.264/AVC es el último desarrollado por el VCEG (Video Coding Experts Group) de la ITU, junto con el MPEG (Moving Picture Experts Group) de ISO/IEC. El formato H.264 de la ITU y el formato MPEG-4 AVC de la ISO/ IEC son gestionados de forma conjunta para que tengan un contenido técnico idéntico.

La intención del formato H.264/AVC fue crear un estándar capaz de proporcionar buena calidad de vídeo con tasas de bits sustancialmente más bajas que los estándares anteriores.

• Responde las preguntas del cuestionario.