Adaptación de la TV analógica (PAL, SECAM y NTSC) al nuevo formato digital, conocido con las siglas SDTV. Transición del celuloide al formato digital en el cine. Normativa y evolución de los sistemas de alta definición HDTV. Estándar DCI (Digital Cinema Initiatives) utilizado desde el año 2005 por el cine. Resolución espacial, exploración entrelazada y progresiva, número de imágenes por segundo (fps), sistemas de compresión (CODEC), etc.

Mi agradecimiento a David Orús, por la documentación que ha elaborado. Sin ella, me habría resultado mucho más difícil hacer este video.

La Alta Definición es posterior al paso de la TV analógica a digital. Los sistemas PAL y SECAM, de 625 líneas y 2 campos entrelazados a 50 ciclos por segundo, pasó al formato digital de 720 pixel por línea y 576 líneas, conocido como 576i.

El sistema NTSC, de 525 líneas y 2 campos entrelazados a 60 ciclos por segundo, pasó al formato digital de 720 pixel por línea y 480 líneas, conocido como 480i.

Los sistemas de alta definición están definidos en la norma de la Unión Internacional de Telecomunicaciones, denominada Recomendación 709

Los tres parámetros principales que definen un formato HD son:

1 – Resolución espacial

En los formatos HD existen dos resoluciones, a los que se los suele denominar por su número de líneas: 720 / 1080. El formato SD (576) tiene una resolución de 720 pixeles x 576 líneas.

2 – Forma en que se explora el cuadro

Existen dos posibles sistemas de exploración de cuadro: entrelazado y progresivo. El modo de exploración progresivo es un gran avance respecto al entrelazado (utilizado en SDTV), porque se asemeja al modo de trabajar del cine, captando todas las líneas de forma secuencial. Con un sistema entrelazado 50i, sólo la mitad de las líneas se captan o reproducen cada 1/50 segundos y con un sistema progresivo 50p, se captan o reproducen todas las líneas en el mismo tiempo.

3 – Número de imágenes por segundo (fps)

Los formatos HD permiten aumentar el número de imágenes por segundo:

fps variable: 24, 25, 50, 60

Con la combinación de todos estos parámetros se dispone de un sistema multiformato, y se fija la relación de aspecto a 16:9. Con esta relación, el sistema HD se acerca a los formatos cinematográficos, aumentando el campo de visión respecto a la relación 4:3 del sistema estándar (SDTV).

OBJETIVOS DE LAS CÁMARAS HD

Los objetivos de las cámaras se evalúan según su respuesta en frecuencia espacial. La unidad que se emplea para medir la frecuencia espacial es pares de líneas por milímetro: Lp/mm . Se utilizan cartas de imagen con patrones de líneas pares, una negra y otra blanca, separadas entre ellas con una distancia cada vez menor.

Para obtener la máxima resolución en una cámara, se necesita una óptica con una resolución mínima de:

Formato SD:      30 Lp/mm

Formato HD:     80 Lp/mm

Estándar DCI (Digital Cinema Initiatives)

En el cine utiliza el estándar DCI desde el año 2005 y se divide en 4 categorías. La categoría más alta se destina a las pantallas de cine de más de 15 metros de ancho, y la más baja es para la proyección de material en lugares públicos.

Antes de que surgieran las primeras cámaras digitales, se escaneaba la película de 35mm en trozos de 3 micras, obteniéndose una cantidad de información por fotograma de 4K.

4K no es una resolución exacta sino que hace referencia a distintas resoluciones que tienen alrededor de 4000 píxeles de resolución en horizontal.

Cada fotograma está compuesto por 4096 píxeles horizontales y 2160 verticales, lo que supone una resolución de 8,8 millones de píxeles, y su relación de aspecto es 17:9.

Existe un segundo formato de cine digital  DCI de 2K, con una resolución de 2048×1080, reduciendo su resolución hasta 2,2 millones de píxeles.

El sistema DCI contempla dos velocidades de cuadro: 24 y 48 fotogramas por segundo. Con 24 fps se garantiza la compatibilidad con todos los proyectores del mundo.

La resolución del color en el sistema DCI es fija, a 12 bits.

Una vez terminada toda la postproducción de la película, se genera un archivo que contiene todo el material de la película junto con su información asociada. Este archivo se llama DCP (Digital Cinema Package) y consiste en un conjunto de archivos estructurados, en los que se encuentran los archivos de video, audio, subtítulos, playlist, etc.

Recomendación 2020

Está enfocada al mundo de la producción de televisión y video profesional, definiendo las especificaciones técnicas para producir contenidos en UltraHD con dos resoluciones: UHD-1 (4K) y UHD-2 (8K).

UHD-1 (4K)

Se aumenta de forma considerable la resolución HD, duplicando el número de líneas y cuadriplicando su resolución espacial (HD: 1920×1080). UHD-1 es conocida como 2160p, y también 4K.

• Resolución: 3840×2160
• Relación de aspecto es 16:9
• Formato cuadrado del pixel, con relación 1:1.
• Exploración de cuadro progresivo, desapareciendo la exploración entrelazada.
• Resolución temporal de la imagen (cuadros por segundo), variable entre 24 y 120 fps
• Aumenta la representación de color. La codificación de los canales RGB puede realizarse con 10 o 12 bits. Al ser un sistema binario, con un aumento en 2 bits se multiplica x4 el número de tonalidades en cada canal.

UHD-2 (8K)

La única diferencia que existe entre UHD-1 y UHD-2 es su resolución. Con el sistema UHD-2 se duplica el número de líneas del UHD-1 y también se cuadriplica su resolución espacial. UHD-2 tiene una resolución de: 7680×4320  y es conocido como 4320p, y también como 8K.