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Sistemas de Video y de Tratamiento de la Imagen
NUEVOS FORMATOS DIGITALES Práctica 1
Manuel Muñoz Plá
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Tabla de contenido
Introducción ……………………………………. 3
BluRay ………………………………………….. 4
HD DVD ……………………………………….. 6
HD VMD ………………………………………. 7
Cuadro comparativo de principales formatos … 7
Otros formatos digitales ……………………….. 8
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INTRODUCCION Los formatos en alta definición nos invaden. El BluRay o el HD DVD, este ultimo ya abandonado por Toshiba, son los abanderados de este movimiento. Pero antes de entrar en los distintos formatos nos conviene saber que es la alta definición.
La Alta Definición o HD Video es un sistema de video con mas definición que los sistemas estándar , PAL de 625 líneas o NTSC de 525 líneas. Se trata de un proyecto que nació cuando la tecnología era analógica y pretendía entre otras cosas duplicar la definición, adoptar un formato mas cinematográfico (de 4:3 a 16:9), etc… En definitiva mejorar la calidad de visionado y audición.
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http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Common_Video_Resolutions.svg
Aunque llegaron a salir dos formatos analógicos de alta definición, el D2 Mac y el HD Mac, se encontraron con el insalvable escollo del ancho de banda necesario para emitir esta señal.
Con la era digital se ha retomado esta vieja aspiración y gracias a que con la compresión es posible reducir el ancho de banda para la emisión, hoy en día la alta definición es una realidad. Nos encontramos en los inicio de esta tecnología y en las lucha de las compañías para imponer sus sistemas. BluRay de Sony y HD DVD de Toshiba han protagonizado esta primera batalla, ganándola Sony ya que Toshiba ha retirado su sistema hace algunos meses.
Por otro lado la llegada de la TDT a acelerado la implantación de la alta definición. Enumeramos a continuación las características técnica de la alta definición actual:
1. Hay actualmente 2 resoluciones a. 1280x720 b. 1920x1080
2. Hay dualidad de barridos a. Progresivo (1080p) b. Entrelazado (1080i)
3. La relación de aspecto es fija, 16:9 4. La tecnología digital elimina defectos del PAL y del NTSC, como
el muaré, por ejemplo 5. El sonido es digital y por tanto tiene mas calidad, suele ser 5.1 o
superior
BluRay
Su nombre es debido al color del láser de lectura/escritura que es Azul. Este tipo de láser tiene menor longitud de onda, 405nm, lo que permite almacenar mas información. El BluRay tiene una capacidad de 25GB, 6 horas de video y audio en alta definición. Esta capacidad es en un capa, aunque también los hay de doble capa, 50GB y están anunciados de cuádruple capa 100GB. Para el 2010 se espera un disco de 400GB en 16 capas que acaba de ser patentado y para el 2011 o 2012 llegar a 1TB. Aparatos actuales como la Playsation3 de Sony pueden leer disco de hasta 16 capas.
La tecnología que usa el BluRay es un láser azul-violeta que es de menor longitud de onda que el usado en el DVD. Gracias a un sistema de lentes duales y a una cubierta protectora mas delgada, el láser puede enfocar de forma mas precisa la superficie del disco, que junto a la apertura numérica (0,6 para el DVD y 0,85 para
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el BluRay) hace que en el mismo espacio pueda contener mas información. Además de esto, se añaden un sistema de codificación de datos que permite empaquetar mas información. Con el BluRay se ha intentado solventar algunos de los problemas del DVD. Con una capa de 0,1 Mm frente a los 0,6 del DVD el recorrido del láser es menor. Esto hace que apenas pueda haber difracción en el caso de estar rayado el disco, aunque también es resistente a ralladuras.
El sistema de archivos es el mismo que sus predecesores, UDF o ISO 9660. Debido a la gran capacidad puede almacenar video de alta definición y audio de hasta 8 pistas.
En cuanto a los formatos de compresión de video usa el MPEG-2 por retrocompatibilidad, el MPEG-4 AVC y el SMPTE VC-1 liderado por Microsoft. También se esta introduciendo el BD-J, de la plataforma Java (BluRay Disc Java) que permite a los desarrolladores incluir contenidos en la película.
El sonido tiene un contenido muy amplio, desde LPCM a DTS-HD Master, pasando por los conocidos DTS, Dolby Digital, Dolby True HD, etc…
La protección la intenta resolver con 5 sistemas anticopia:
• AACS que es una mejora de CSS del DVD que pretende crear una lista negra de grabadores de BluRay
• BD+ que cambia dinámicamente las claves de protección criptográfica de los BD originales. Es exclusivo de BluRay
• Rom Mark es una marca de agua digital • SPDG es un pequeño programa que incluirán los reproductores. Es como
un sistema operativo que no permite la copia de la película que esta siendo visionada. Al parecer puede ser sensible a virus informáticos.
• ICT es una señal que impide que los contenidos de alta definición viajen en soportes no cifrados.
El éxito de BluRay ha sido por el desarrollo de un grupo de compañías lideradas por Sony y Philips, con acuerdos con las grandes productoras de medios audio-visuales: En Exclusiva:
• Sony Pitures Entertaiment – Columbia, Tristar, Etc.. • Buena Vista - Walt Disney, Touchstone, Hollywood Pictures,
Miramax, etc… • 20th Century Fox – Metro Goldwyn Mayer, United Artists, etc.. • Lions Gate Films • Warners Bros Pictures • New Line Cinema
Y colaboradores no exclusivos:
• Studio Canal • Paramount Pictures - solo películas dirigidas por Steven Spielberg • Filmas – solo en España • Mar Studio – solo en España
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HD DVD
El principal competidor de BluRay (abandona su “guerra de formatos” el 19 de febrero del 2008) es el HD DVD. Es un formato óptico de alta definición desarropado por Toshiba, Microsoft y NEC.
Tiene una capacidad de 15Gb, 4 horas de video y audio de alta definición, aunque también existen el de doble capa y triple con capacidades de 30 y 51gb respectivamente. El láser es violeta de 405nm.
El HD DVD es muy parecido a un DVD, en el grosor 0,6mm y en la apertura numérica de la lente 0,65 (recordemos 0,6 de DVD y 0,85 el BluRay). Aunque el costo de producción es menor que el del BluRay por su parecido al DVD Actual, esto no le ha servido para ganar esta batalla por los formatos.
Los formatos de compresión de video son el MPEG-2, VC1 y H.264/MPEG-4 AVC
La protección se realiza con AACS descrito en el BluRay y que es una versión mejorada de CSS del DVD. Por otro lado también incluyen opcionalmente el ICT.
El elenco de compañías que apoyaban este formato, aunque conocidas e importantes nada han podido hacer con el arrollador BluRay.
Al margen de Toshiba, Microsoft y NEC
compañías informáticas
• Canon, Digital Theater Systems, Hitachi Maxwell, Intel, Kenwood, Mitsubishi, Onkyo, Sanyo, Teac
Productoras
• Universal Studios, Paramount, Dreamwork, Weinstein Company, Image Entertainment, Magnolia Pictures, Brentwood Home Video, Ryko, Koch/Goldhil Entertainment
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HD VMD
Se trata de un nuevo formato que pretende competir con el BluRay, con capacidades de entre 40 a 50GB. Es un formato parecido al DVD en alta definición presentado en el CeBIT de marzo del 2006.
Es de la compañía New Medium Enterprises y tiene algunos acuerdo con productoras chinas e indias, como Bollywood.
Cuadro comparativo de formatos
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Otros formatos digitales
El HDV o Video de alta definición es un formato de vídeo que usa las propias cintas DV (ya sea DV o MiniDV) como soporte de grabación y, por tanto, mantiene la misma tasa de transferencia de datos por segundo 25Mbits/s, tanto en formato de video HD entrelazado 1080/60i o 1080/50i, como en progresivo 720/60p, 720/30p, 720/50p, 720/25p y 720/24p. Usando el codec HDV (basado en MPEG-2)se consigue la grabación en alta definición con más compresión, comparando con el DV El formato HDV-1 está basado en formato 720 progresivo (720p), con una resolución nativa de 1280x720 pixels El formato HDV-2 está basado en formato 1080 entrelazado (1080i), con una resolución nativa de 1440x1080 pixels Betacam Digital graba usando una señal de vídeo por componentes comprimida con el algoritmo DCT (el ratio de compresión es variable, normalmente alrededor de 2:1). Su profundidad de color es de 10 bit y su patrón de muestreo es 4:2:2 en PAL (720x576) y NTSC (720x486), con el resultado de un bit-rate de 90 Mb/s. En cuanto a sonido proporciona 4 canales de audio PCM a 48 KHz y 20 bits. Incluye dos pistas longitudinales para control track y código de tiempo. Betacam SX es un formato digital creado en 1996, con la idea de ser una alternativa más barata al Betacam Digital. Comprime la señal por componentes usando MPEG-2 4:2:2 Profile@ML (MPEG-2 4:2:2P@ML), con 4 canales de audio PCM a 48 KHz y16 bits. MPEG IMX es una variante del Betacam creado en 2001. Utiliza, al igual que Betacam SX, una compresión MPEG, pero con un bit-rate superior. Tiene hasta ochocanales de audio y una pista de código de tiempo. Carece de una pista analógica de control track como el Betacam Digital, pero puede usar la pista 7 de audio para este cometido. Es un sistema de vídeo por componentes comprimido con el MPEG-2 4:2:2P@ML. Permite tres niveles de bitrate distintos: 30 Mb/s (compresión 6:1), 40 Mb/s (compresión 4:1) y 50 Mb/s (compresión 3,3:1). Con los magnetoscopios IMX, Sony introdujo dos nuevas tecnologías: SDTI y e-VTR. SDTI permite que vídeo, audio, TC y control remoto viajen por un sólo cable coaxial. e-VTR hace que los mismo datos puedan ser trasmitidos por IP a través de una conexión ethernet. HDCAM, creado en 1997, es una versión de Alta definición (HD) de la familia Betacam, y mantiene la misma cinta de 1/2 pulgada. Utiliza una frecuencia de muestreo 4:2:2 y 8 bits de profundidad de color en vídeo por componentes. Este
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formato, al tratarse de HD, permite grabar en resoluciones superiores, a 720 y 1080 líneas. Además, como está destinado al cine, además de a los habituales 25 y 30 frames por segundo con exploración entrelazada (25i, 30i), PAL y NTSC respectivamente, graba a una velocidad de 24 fps (24p), la misma que se usa en cine con soporte fotoquímico. Además puede realizar exploración progresiva, además de la exploración entrelazada tradicional de vídeo. Su bitrate de vídeo es 144 Mb/s. En cuanto a audio graba 4 canales de audio AES/EBU a 48 KHz y 20 bits. HDCAM SR es una variación del anterior creada en 2003. Utiliza una cinta con alta densidad de partículas que permite grabar una señal RGB con muestreo 4:4:4 a un bitrate de 440 Mb/s. Esto permite capturar una resolución máxima de 1920x1080 y hasta 12 canales de audio. HDCAM SR usa una compresión MPEG-4 Studio Profile de alta calidad que no utiliza grupos de imágenes (GOP), por lo que no da los típicos problemas de MPEG a la hora de editar y usa compresión intraframe en progresivo y compresión intracampo en entrelazado. Algunos magnetoscopios HDCAM SR tienen un segundo modo que alcanza los 880 Mb/s, lo que permite un único flujo de vídeo con menor compresión o dos flujos simultáneamente. El modo 440 Mb/s es SQ y el modo 880 Mb/s, HQ. HDCAM SR sigue permitiendo un 4:2:2 por componentes. RedOne fue anunciada en el 2006 y fabricada en el 2007 por la compañía Red Digital Cinema Camera Company. Cuenta con un sensor CMOS de 12 megapixel llamado Mysterium. Las dimensiones de este sensor son 24.4 mm x 13.7 mm, lo que le permite tener una superficie activa de 4520 x 2540 pixels, pudiendo captar imágenes de 4096 x 2304 pixel. El área activa es como el de una película de 35mm con un aspecto de 16:9. La lentes usada son las mismas que se usan para una cámara de 35mm con la versatilidad que esto supone.