El código de tiempo SMPTE ( / s ɪ m p t iː / o / ˈ s ɪ m t iː / ) es un conjunto de estándares cooperativos para etiquetar fotogramas individuales de vídeo o película con un código de tiempo . El sistema está definido por la Sociedad de Ingenieros de Cine y Televisión en la especificación SMPTE 12M. SMPTE revisó el estándar en 2008, convirtiéndolo en un documento de dos partes: SMPTE 12M-1 y SMPTE 12M-2, que incluye nuevas explicaciones y aclaraciones.
Los códigos de tiempo se agregan a material de película , video o audio, y también se han adaptado para sincronizar música y producción teatral . Proporcionan una referencia temporal para edición, sincronización e identificación. El código de tiempo es una forma de metadatos multimedia . La invención del código de tiempo hizo posible la edición moderna de cintas de vídeo y condujo finalmente a la creación de sistemas de edición no lineal .
El código de tiempo SMPTE se presenta en formato hora:minuto:segundo:cuadro y normalmente se representa en 32 bits mediante decimal codificado en binario . También hay indicadores de marco de color y de marco eliminado y tres bits de indicador de grupo binario adicionales que se utilizan para definir el uso de los bits de usuario. Los formatos de otras variedades de código de tiempo SMPTE se derivan del código de tiempo lineal . Los códigos de tiempo más complejos, como el código de tiempo de intervalo vertical, también pueden incluir información adicional en una variedad de codificaciones.
Los valores de tiempo del código de tiempo de menos de un segundo se expresan en términos de fotogramas. Las velocidades de fotogramas admitidas comunes incluyen:
En general, la información de velocidad de fotogramas del código de tiempo SMPTE está implícita y se conoce a partir de la velocidad de llegada del código de tiempo desde el medio. También puede especificarse en otros metadatos codificados en el medio. La interpretación de varios bits, incluidos los bits de encuadre de color y de eliminación de fotograma , depende de la velocidad de datos subyacente. En particular, el bit de caída de fotograma sólo es válido para 29,97 y 30 fotogramas/seg.
Los códigos de tiempo se generan como un flujo continuo de valores de datos secuenciales. En algunas aplicaciones se utiliza la hora del reloj de pared , en otras la hora codificada es una hora teórica con una referencia más arbitraria. Después de realizar una serie de grabaciones, o después de una edición tosca, los códigos de tiempo grabados pueden consistir en segmentos discontinuos.
En general, no es posible conocer el código de tiempo lineal ( LTC ) del fotograma actual hasta que el fotograma ya ha pasado, momento en el que ya es demasiado tarde para realizar una edición. Los sistemas prácticos observan la secuencia ascendente del código de tiempo e infieren a partir de ahí el tiempo del fotograma actual.
Como los códigos de tiempo en los sistemas analógicos son propensos a errores de bits y caídas, la mayoría de los dispositivos de procesamiento de códigos de tiempo verifican la coherencia interna en la secuencia de valores del código de tiempo y utilizan esquemas simples de corrección de errores para corregir ráfagas de errores breves. Por lo tanto, no se puede determinar exactamente un límite entre rangos de códigos de tiempo discontinuos hasta que hayan pasado varios fotogramas posteriores.
El código de tiempo de eliminación de fotogramas se origina a partir de un compromiso introducido cuando se inventó el vídeo NTSC en color. Los diseñadores de NTSC querían mantener la compatibilidad con los televisores monocromáticos existentes. Para minimizar la visibilidad de la subportadora en un receptor monocromático, era necesario hacer que la subportadora de color fuera un múltiplo impar de la mitad de la frecuencia de exploración de la línea; el múltiplo elegido originalmente fue 495. Con una velocidad de cuadro de 30 Hz, la frecuencia de exploración de línea es (30 × 525) = 15750 Hz. Entonces la frecuencia de la subportadora habría sido495/2 × 15750 = 3,898125MHz.
Esta fue la frecuencia subportadora elegida originalmente, pero las pruebas mostraron que en algunos receptores monocromáticos se podía ver un patrón de interferencia causado por el ritmo entre la subportadora de color y la interportadora de sonido de 4,5 MHz. La visibilidad de este patrón podría reducirse en gran medida reduciendo el múltiplo de frecuencia subportadora a 455 (aumentando así la frecuencia de batido de aproximadamente 600 kHz a aproximadamente 920 kHz) y haciendo que la frecuencia de batido también sea igual a un múltiplo impar de la mitad de la frecuencia de exploración de línea. . Este último cambio podría haberse logrado elevando la interportadora de sonido en un 0,1% a 4,5045 MHz, pero los diseñadores, preocupados de que esto pudiera causar problemas con algunos receptores existentes, decidieron reducir la frecuencia de la subportadora de color y, por tanto, tanto la frecuencia de exploración de línea como la frecuencia de barrido de línea. y la velocidad de fotogramas, en un 0,1%. Por lo tanto, la subportadora de color NTSC terminó en 3.579 54 MHz (315/88 MHz), la frecuencia de escaneo de línea es 15, 734265 kHz (9/572 MHz) y la velocidad de fotogramas 29, 970029 Hz (30/1.001 Hz). [1]
La velocidad de fotogramas alterada significó que una hora de código de tiempo a una velocidad de fotogramas nominal de 29,97 fotogramas/s era más larga que una hora de tiempo de reloj de pared en 3,6 segundos (para 29,97 códigos de tiempo sin caída de 01:00:00:00 horas de caída). El código de tiempo del fotograma es 01:00:03;18 y para el no-caída 00:59:56:12 el fotograma eliminado es 01:00:00;00), lo que genera un error de casi un minuto y medio en un día. [2]
Para corregir esto, se inventó el código de tiempo SMPTE de cuadro eliminado. A pesar de lo que su nombre implica, no se eliminan ni se saltan fotogramas de vídeo cuando se utiliza el código de tiempo de eliminación de fotogramas. Más bien, se eliminan algunos de los códigos de tiempo . Para hacer que una hora del código de tiempo coincida con una hora en el reloj, el código de tiempo de eliminación de fotograma omite los números de fotograma 0 y 1 del primer segundo de cada minuto, excepto cuando el número de minutos es divisible por diez. [a] Esto hace que el código de tiempo se salte 18 fotogramas cada diez minutos (18.000 fotogramas a 30 fotogramas/s) y compensa casi perfectamente la diferencia en la velocidad (pero aún así acumula 1 fotograma cada 9 horas y 15 minutos). [b] [3]
Por ejemplo, la secuencia en la que se eliminan los recuentos de fotogramas:
Por cada décimo minuto
Mientras que el código de tiempo sin eliminación se muestra con dos puntos separando los pares de dígitos ("HH:MM:SS:FF"), el código de tiempo sin eliminación generalmente se representa con un punto y coma (;) o un punto (.) como divisor entre todos los pares de dígitos. HH;MM;SS;FF , HH.MM.SS.FF —o solo entre los segundos y fotogramas— HH:MM:SS;FF o HH:MM:SS.FF . [c] El código de tiempo de eliminación de fotograma normalmente se abrevia como DF y el de no eliminación como NDF.
A menudo se utiliza un bit de marco de color para indicar el campo 1 del marco de color, de modo que el equipo de edición pueda asegurarse de editar solo en los límites apropiados de la secuencia de marcos de color para evitar la corrupción de la imagen.
En las operaciones de los estudios de televisión , el código de tiempo longitudinal lo genera el generador de sincronización principal del estudio y se distribuye desde un punto central. Los generadores de sincronización central generalmente derivan su sincronización de un reloj atómico , utilizando la hora de la red o GPS . Los estudios suelen operar con varios relojes y cambian automáticamente si uno falla.
El código de tiempo SMPTE longitudinal se utiliza ampliamente para sincronizar música. A menudo se utiliza una velocidad de cuadros de 30 cuadros/s para audio en Estados Unidos, Japón y otros países que dependen de una frecuencia de red de 60 Hz y utilizan el estándar de televisión NTSC . La velocidad de fotogramas estándar de la Unión Europea de Radiodifusión de 25 fotogramas/s se utiliza en toda Europa, Australia y dondequiera que la frecuencia principal sea de 50 Hz y se utilicen los estándares de televisión PAL o SECAM . [4]
El código de tiempo se puede adjuntar a un medio de grabación de varias maneras diferentes.
Hubo varias iteraciones del código de tiempo a finales de la década de 1960 (EECO, DaVinci, Seimens, etc.). La versión adoptada por SMPTE fue desarrollada por Leo O'Donnell mientras trabajaba para la Junta Nacional de Cine de Canadá. La versión de Leo hacía referencia a la hora del día y usaba una palabra de 80 bits derivada de la telemetría de cohetes. Se emitieron varias patentes sobre la versión de Leo (US3877799, por ejemplo). Desde entonces, SMPTE ha realizado varios cambios para mantenerse al día con la tecnología.
Cuando se aplica la compensación de caída de fotograma a un código de tiempo de televisión NTSC, la desviación total acumulada después de una hora se reduce a aproximadamente 3,6 ms. La desviación total acumulada durante un período de 24 horas es de aproximadamente 2,6 fotogramas (~86 ms).