El vídeo es un medio electrónico para la grabación, copia , reproducción, transmisión y visualización de medios visuales en movimiento . [1] El vídeo se desarrolló por primera vez para sistemas de televisión mecánicos , que fueron rápidamente reemplazados por sistemas de tubos de rayos catódicos (CRT), que, a su vez, fueron reemplazados por pantallas planas de varios tipos.
Los sistemas de video varían en cuanto a resolución de pantalla , relación de aspecto , frecuencia de actualización , capacidades de color y otras cualidades. Existen variantes analógicas y digitales y pueden transmitirse en una variedad de medios, incluidas transmisiones de radio , cintas magnéticas , discos ópticos , archivos de computadora y transmisión en red .
La palabra vídeo proviene del latín vídeo (ya veo). [2]
El vídeo se inventó décadas después de la película , y registra una secuencia de imágenes en miniatura visibles al ojo cuando se examina físicamente la película. El vídeo, por el contrario, codifica imágenes con ondas electromagnéticas . [3]
La tecnología de vídeo se desarrolló por primera vez para sistemas de televisión mecánicos , que fueron rápidamente reemplazados por sistemas de televisión de tubos de rayos catódicos (CRT) . Originalmente, el vídeo era exclusivamente tecnología en vivo . Charles Ginsburg dirigió un equipo de investigación de Ampex para desarrollar una de las primeras grabadoras de vídeo (VTR) prácticas. En 1951, el primer VTR capturó imágenes en vivo de cámaras de televisión escribiendo la señal eléctrica de la cámara en una cinta de video magnética .
Las grabadoras de vídeo se vendieron por 50.000 dólares en 1956 y las cintas de vídeo costaban 300 dólares por carrete de una hora. [4] Sin embargo, los precios cayeron gradualmente a lo largo de los años; En 1971, Sony comenzó a vender grabadoras de vídeo (VCR) y cintas en el mercado de consumo . [5]
El vídeo digital es capaz de ofrecer una calidad superior y, en última instancia, un coste mucho menor que la tecnología analógica anterior. Después de la invención del DVD en 1997 y más tarde del Blu-ray Disc en 2006, las ventas de cintas de vídeo y equipos de grabación se desplomaron. Los avances en la tecnología informática permiten que incluso las computadoras personales y los teléfonos inteligentes de bajo costo capturen, almacenen, editen y transmitan video digital, lo que reduce aún más el costo de producción de video y permite a los realizadores de programas y emisoras pasar a la producción sin cinta . La llegada de la radiodifusión digital y la posterior transición a la televisión digital están en el proceso de relegar el vídeo analógico a la categoría de tecnología heredada en la mayor parte del mundo. El desarrollo de cámaras de vídeo de alta resolución con rango dinámico y gama de colores mejorados, junto con la introducción de formatos de datos intermedios digitales de alto rango dinámico con profundidad de color mejorada , ha provocado que la tecnología de vídeo digital converja con la tecnología cinematográfica. Desde 2013, [actualizar]el uso de cámaras digitales en Hollywood ha superado el uso de cámaras de película. [6]
La velocidad de fotogramas , el número de imágenes fijas por unidad de tiempo de vídeo, oscila entre seis u ocho fotogramas por segundo ( cuadro/s ) para las cámaras mecánicas antiguas hasta 120 o más fotogramas por segundo para las nuevas cámaras profesionales. Los estándares PAL (Europa, Asia, Australia, etc.) y SECAM (Francia, Rusia, partes de África, etc.) especifican 25 fotogramas/s, mientras que los estándares NTSC (Estados Unidos, Canadá, Japón, etc.) especifican 29,97 fotogramas/s. s. [7] La película se filma a una velocidad de fotogramas más lenta, 24 fotogramas por segundo, lo que complica ligeramente el proceso de transferir una película cinematográfica a vídeo. La velocidad de fotogramas mínima para lograr una cómoda ilusión de una imagen en movimiento es de unos dieciséis fotogramas por segundo. [8]
El vídeo puede ser entrelazado o progresivo . En los sistemas de exploración progresiva, cada período de actualización actualiza todas las líneas de exploración en cada cuadro en secuencia. Cuando se muestra una señal grabada o transmitida de forma nativa progresiva, el resultado es la resolución espacial óptima tanto de las partes fijas como de las móviles de la imagen. El entrelazado se inventó como una forma de reducir el parpadeo en las primeras pantallas de vídeo mecánicas y CRT sin aumentar el número de fotogramas completos por segundo . El entrelazado conserva los detalles y requiere un menor ancho de banda en comparación con el escaneo progresivo. [9] [10]
En el vídeo entrelazado, las líneas de exploración horizontal de cada fotograma completo se tratan como si estuvieran numeradas consecutivamente y se capturan como dos campos : un campo impar (campo superior) que consta de las líneas impares y un campo par (campo inferior) que consta de las líneas pares. -líneas numeradas. Los dispositivos de visualización analógicos reproducen cada fotograma, duplicando efectivamente la velocidad de fotogramas en lo que respecta al parpadeo general perceptible. Cuando el dispositivo de captura de imágenes adquiere los campos uno a la vez, en lugar de dividir un fotograma completo después de capturarlo, la velocidad de fotogramas para el movimiento también se duplica de manera efectiva, lo que resulta en una reproducción más suave y realista de las partes de la imagen que se mueven rápidamente. cuando se ve en una pantalla CRT entrelazada. [9] [10]
NTSC, PAL y SECAM son formatos entrelazados. Las especificaciones abreviadas de resolución de vídeo suelen incluir una i para indicar entrelazado. Por ejemplo, el formato de vídeo PAL a menudo se describe como 576i50 , donde 576 indica el número total de líneas de escaneo horizontal, i indica entrelazado y 50 indica 50 campos (medios fotogramas) por segundo. [10] [11]
Cuando se muestra una señal entrelazada de forma nativa en un dispositivo de escaneo progresivo, la resolución espacial general se degrada por una simple duplicación de líneas : artefactos, como efectos de parpadeo o "peine" en partes móviles de la imagen que aparecen a menos que un procesamiento especial de señal los elimine. [9] [12] Un procedimiento conocido como desentrelazado puede optimizar la visualización de una señal de video entrelazada de una fuente analógica, DVD o satelital en un dispositivo de escaneo progresivo como un televisor LCD , un proyector de video digital o un panel de plasma. Sin embargo, el desentrelazado no puede producir una calidad de vídeo equivalente al material fuente de escaneo progresivo real. [10] [11] [12]
La relación de aspecto describe la relación proporcional entre el ancho y el alto de las pantallas de video y los elementos de la imagen de video. Todos los formatos de vídeo populares son rectangulares , y esto se puede describir mediante una relación entre el ancho y el alto. La relación entre ancho y alto de una pantalla de televisión tradicional es 4:3, o aproximadamente 1,33:1. Los televisores de alta definición utilizan una relación de aspecto de 16:9, o aproximadamente 1,78:1. La relación de aspecto de un fotograma completo de una película de 35 mm con banda sonora (también conocida como proporción de la Academia ) es 1,375:1. [13] [14]
Los píxeles de los monitores de computadora suelen ser cuadrados, pero los píxeles utilizados en el vídeo digital suelen tener relaciones de aspecto no cuadradas, como las utilizadas en las variantes PAL y NTSC del estándar de vídeo digital CCIR 601 y los correspondientes formatos anamórficos de pantalla ancha. La trama de 720 por 480 píxeles utiliza píxeles delgados en una pantalla con una relación de aspecto de 4:3 y píxeles gruesos en una pantalla de 16:9. [13] [14]
La popularidad de ver vídeos en teléfonos móviles ha llevado al crecimiento del vídeo vertical . Mary Meeker, socia de la firma de capital de riesgo de Silicon Valley Kleiner Perkins Caufield & Byers , destacó el crecimiento de la visualización de vídeos verticales en su Informe de tendencias de Internet de 2015: pasó del 5% de la visualización de vídeos en 2010 al 29% en 2015. Anuncios de vídeo verticales como Los anuncios de Snapchat se ven en su totalidad nueve veces más frecuentemente que los anuncios de video horizontales. [15]
El modelo de color utiliza la representación del color del vídeo y asigna valores de color codificados a colores visibles reproducidos por el sistema. Hay varias representaciones de este tipo de uso común: normalmente, YIQ se usa en la televisión NTSC, YUV se usa en la televisión PAL, YDbDr se usa en la televisión SECAM y YCbCr se usa para video digital. [16] [17]
La cantidad de colores distintos que puede representar un píxel depende de la profundidad del color expresada en la cantidad de bits por píxel. Una forma común de reducir la cantidad de datos necesarios en vídeo digital es mediante submuestreo cromático (por ejemplo, 4:4:4, 4:2:2, etc.). Debido a que el ojo humano es menos sensible a los detalles del color que al brillo, los datos de luminancia para todos los píxeles se mantienen, mientras que los datos de crominancia se promedian para una cantidad de píxeles en un bloque y se usa el mismo valor para todos ellos. Por ejemplo, esto da como resultado una reducción del 50 % en los datos de crominancia usando bloques de 2 píxeles (4:2:2) o del 75 % usando bloques de 4 píxeles (4:2:0). Este proceso no reduce la cantidad de valores de color posibles que se pueden mostrar, pero reduce la cantidad de puntos distintos en los que cambia el color. [11] [16] [17]
La calidad del vídeo se puede medir con métricas formales como la relación señal-ruido máxima (PSNR) o mediante una evaluación subjetiva de la calidad del vídeo mediante observación de expertos. Muchos métodos subjetivos de calidad de vídeo se describen en la recomendación ITU-T BT.500. Uno de los métodos estandarizados es la Escala de Deterioro del Doble Estímulo (DSIS). En DSIS, cada experto ve un vídeo de referencia intacto , seguido de una versión deteriorada del mismo vídeo. A continuación, el experto califica el vídeo deteriorado utilizando una escala que va desde "los deterioros son imperceptibles" hasta "los deterioros son muy molestos".
El vídeo sin comprimir ofrece la máxima calidad, pero a una velocidad de datos muy alta . Se utilizan diversos métodos para comprimir transmisiones de vídeo; los más eficaces utilizan un grupo de imágenes (GOP) para reducir la redundancia espacial y temporal . En términos generales, la redundancia espacial se reduce al registrar diferencias entre partes de un solo cuadro; esta tarea se conoce como compresión intracuadro y está estrechamente relacionada con la compresión de imágenes . Asimismo, la redundancia temporal se puede reducir registrando diferencias entre tramas; esta tarea se conoce como compresión entre cuadros , incluida la compensación de movimiento y otras técnicas. Los estándares de compresión modernos más comunes son MPEG-2 , utilizado para DVD , Blu-ray y televisión por satélite , y MPEG-4 , utilizado para AVCHD , teléfonos móviles (3GP) e Internet. [18] [19]
El vídeo estereoscópico para películas en 3D y otras aplicaciones se puede visualizar utilizando varios métodos diferentes: [20] [21]
Las diferentes capas de transmisión y almacenamiento de vídeo proporcionan cada una su propio conjunto de formatos para elegir.
Para la transmisión existe un conector físico y un protocolo de señal (ver Listado de conectores de vídeo ). Un enlace físico determinado puede llevar ciertos estándares de visualización que especifican una frecuencia de actualización, una resolución de pantalla y un espacio de color determinados .
Se utilizan muchos formatos de grabación analógicos y digitales, y los videoclips digitales también se pueden almacenar en un sistema de archivos de computadora como archivos, que tienen sus propios formatos. Además del formato físico utilizado por el dispositivo de almacenamiento de datos o medio de transmisión, el flujo de unos y ceros que se envía debe estar en un formato de codificación de vídeo digital particular , para el cual hay un número disponible.
El vídeo analógico es una señal de vídeo representada por una o más señales analógicas . Las señales de vídeo analógicas en color incluyen luminancia , brillo (Y) y crominancia (C). Cuando se combinan en un solo canal, como ocurre entre otros con NTSC , PAL y SECAM , se denomina vídeo compuesto . El vídeo analógico se puede transmitir en canales separados, como en los formatos de vídeo S-Video (YC) de dos canales y vídeo componente multicanal .
El vídeo analógico se utiliza en aplicaciones de producción de televisión tanto profesionales como de consumo .
Se han adoptado formatos de señal de vídeo digital , incluida la interfaz digital en serie (SDI), la interfaz visual digital (DVI), la interfaz multimedia de alta definición (HDMI) y la interfaz DisplayPort .
El vídeo se puede transmitir o transportar de diversas formas, incluida la televisión terrestre inalámbrica como señal analógica o digital y el cable coaxial en un sistema de circuito cerrado como señal analógica. Las cámaras de transmisión o de estudio utilizan un sistema de cable coaxial simple o doble que utiliza una interfaz digital en serie (SDI). Consulte Lista de conectores de video para obtener información sobre conectores físicos y estándares de señal relacionados.
El vídeo se puede transportar a través de redes y otros enlaces de comunicaciones digitales compartidos utilizando, por ejemplo, flujo de transporte MPEG , SMPTE 2022 y SMPTE 2110 .
Las transmisiones de televisión digital utilizan MPEG-2 y otros formatos de codificación de video e incluyen:
Los estándares de transmisión de televisión analógica incluyen:
Un formato de vídeo analógico consta de más información que el contenido visible del fotograma. Antes y después de la imagen hay líneas y píxeles que contienen metadatos e información de sincronización. Este margen circundante se conoce como intervalo de supresión o región de supresión ; El porche delantero horizontal y vertical y el porche trasero son los componentes básicos del intervalo de ocultación.
Los estándares de visualización de computadoras especifican una combinación de relación de aspecto, tamaño de pantalla, resolución de pantalla, profundidad de color y frecuencia de actualización. Una lista de resoluciones comunes está disponible.
La televisión temprana era casi exclusivamente un medio en vivo, con algunos programas grabados para filmar con fines históricos utilizando Kinescope . La grabadora de vídeo analógica se introdujo comercialmente en 1951. La siguiente lista está en orden cronológico aproximado. Todos los formatos enumerados fueron vendidos y utilizados por emisoras, productores de vídeo o consumidores; o fueron importantes históricamente. [22] [23]
Las grabadoras de vídeo digitales ofrecían una calidad mejorada en comparación con las grabadoras analógicas. [23] [25]
Los medios de almacenamiento óptico ofrecían una alternativa, especialmente en aplicaciones de consumo, a los voluminosos formatos de cinta. [22] [26]
Un códec de vídeo es un software o hardware que comprime y descomprime vídeo digital . En el contexto de la compresión de video, códec es un acrónimo de codificador y decodificador , mientras que un dispositivo que solo comprime generalmente se llama codificador , y uno que solo descomprime es decodificador . [27] El formato de datos comprimidos generalmente se ajusta a un formato de codificación de video estándar . La compresión suele tener pérdidas , lo que significa que el vídeo comprimido carece de cierta información presente en el vídeo original. Una consecuencia de esto es que el vídeo descomprimido tiene una calidad inferior que el vídeo original sin comprimir porque no hay información suficiente para reconstruir con precisión el vídeo original. [27]
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