22 abr. 2009

Video: the time has come

futurama-world
Bienvenido al Muuundo del mañana


¿Te has aprendido el artículo de las fotos? ¿Te has quedado con ganas de saber mas? Me extraña. Un patán no quiere aprender quiere saber que botones pulsar para salir del paso. Eso no te funcionará, para ser un pro del video leete este artículo lleno de conceptos sobre video y así podrás comprender porque te decimos que una cámara es mejor que otra. Esta explicado con conceptos claros, ejemplos irreales e inexactitudes varias para que te entre en tu mollera de patán.

Relación de aspecto


Es la proporción de ancho por alto. Las más habituales son 4:3 y 16:9. Por lo tanto si una televisión 16:9 tiene 16 centímetros de ancho tendrá 9 de alto. Si la misma pantalla fuese 4:3 sería 12 de alto (16*3/4).


FPS


Fotogramas por segundo. Es el número de imagenes que se  muestran por segundo. El mínimo para ver fluido un video es de 15. Las películas de supe8, algunos videos de youtube e internet estan a 15fps, Vimeo en HD reproduce a 24fps. La tele española está a 25fps.


Entrelazado / Progresivo


 


interlaced
Imagen entralazada con el efecto "Peine"


 


Cuando vemos 25 ó 30 fotogramas por segundo la imagen se mueve a saltos. Eso debieron pensar los creadores de la televisión y creyeron que era mejor dividir la imagen en dos para poner 50 o 60 (NTSC) medias imagenes (llamadas campos) por segundo. A esto se le llama entrelazado.


¿Por qué no 50 ó 60 imágenes completas? porque eso requería más ancho de banda y el sistema de emisión de entonces no lo permitía.


El progresivo es más parecido al cine puesto que graba y reproduce 25 o 30 imagenes completas por segundo, pero también tiene sus incovenientes. Leed el artículo enlazado de la wikipedia que es muy claro al respecto.


SD (PAL-NTSC)

Standard Definition. Es la resolución de la señal de televisión de toda la vida. El TDT español (uno de los peores en todo el mundo) y el DVD tienen esta resolución. La red eléctrica americana y la europea funcionan  de distinta manera por lo que tienen estádares distintos de señales de televisión. Baste decir que Europa tiene PAL con una resolución de imagen de 720 x 576 a 25 Fps y USA tiene NTSC = 720 x 480 a 30 Fps.


HD


High Definition. Es cualquier resolución que supere la SD. 725 x 580 es alta definición (aunque una verdadera mierda de alta definción). Los estándares se han perfilado con una relación de aspecto (mirar arriba) de 16:9 y se suele decir la altura para abreviar. Además se suele añadir un "i" (interleaced=entrelazado=caca de la vaca) o un "p" (progresivo=imagenes completas). Estas resoluciones estándares nos servirán de ejemplo:


700px-common_video_resolutions.svg



  1. HD ready (720p): Muchas televisiones, sitios de internet, cámaras (foto y video) e incluso, móviles graban o reproducen en esta calidad. Su resolución es de 1280x720. No hay que confundir con SD que es 720x576. Prácticamente todos los monitores de ordenador comparten esta característica. Supongo que se convertirá en un standard para internet (vimeo, youtube) y videojuegos de consola (lástima que casi ninguno sea 1080p, por el momento)

  2. FullHD (1080p): Es el nuevo standard de resolución de video impuesto por el blu-ray y las videocámaras pro y semipro. Su resolución es 1920x1080. CUIDADO, Muchas televisiones y videocámaras 720p farrulleras te ponen "fullHD 1080i", es un engañabobos. Si te la compras hazlo sabiendo que es una 720 que trampea para conseguir fullHD.

  3. 2k /3k /4k : (¿creíais que se acababa en full HD?): Las cámaras de cine profesionales graban en tamaños gigantes y están creando hoy los nuevos estandars. El caso es que estas resoluciones son más fáciles de comprender que las anteriores. En este caso se da la anchura de la imagen en Kilos informáticos (1K = 1024) y como el HD es 16:9 pues 2K por regla de 3:
    16-->9
    2048-->X
    x=9/16*2048 = 1152

    2K tiene una resolución de 2048x1152, 3K 3072 x 1728, 4k 4096 x 2304


  4.  


    La red camera con resoluciones de hasta 12 Megapixels por fotograma y 160 FPS (casí ná)
    La red camera con resoluciones de hasta 12 Megapixels por fotograma y 160 FPS (casí ná)


     



Tasa de transferencia / Ancho de banda


Este es un concepto clave para saber la calidad del video. Se mide en Megabits (Mb/s) ó Kilobits (Kbps) por segundo Mb/s o Kbps (1 Megabyte = 10 Megabit = 10000 Kbps) y definirá la calidad del resultado total. Imagina que tienes 25 imágenes de 1Megabyte cada una.La tasa de transferencia que tiene que tener tu camara al para poder grabar un video es de 250 Mb/s. Lo mismo es para la reproducción, para reproducir dicho video la tasa de transferencia del reproductor ha de ser de 250 Mb/s puesto que si fuese de 200Mb/s (por ejemplo) 5 imágenes quedarían fuera.


Si habéis jugado con imágenes sabréis que podéis añadirle más o menos compresión, cambiarle el tamaño, reducir los colores, etc para que la imagen pese menos. Bien, pues eso mismo pasa con el video. Vamos al  el ejemplo de antes. Imagina que las imágenes de 1Mb son BMP (sin compresión) y de un tamaño de 720x576.
Bien pues ni corto ni perezoso comprimo las imágenes a JPG (con la subsiguiente merma de la calidad). Ahora en lugar de 1Mb ocupan 0.5 Mb/s. Sin embargo la cámara/reproductor de video puede grabar/reproducir 250 Mb/s y tras comprimir tendríamos una tasa de transferencia de tan solo 125 Mb/s (0.5Mb*25). Se desperdiciarían otros 125 Mb/s ¿no? Ea, pues ¿porque no mandar el doble de imágenes por segundo para una cámara lenta? 50 FPS de 0.5Mb serían 250 Mb/s. Ó mejor aún si  comprimida en jpg una imagen de 720x576 ocupa 0.5Mb una del doble de tamaño ocupará 1mb, pues ya tenemos alta definición (comprimida)  720x1152. La calidad de la imagen sería peor, pero el tamaño sería mayor.


Bien, para aclarar ó enturbiar más la cosa (dependerá del patan del lector), ¿qué conexión de internet necesitarás para ver un video en esta calidad brutal? Pues una de 250 Mb/s. Por eso el video por internet es comprimido a saco, para que pueda verse en directo.


Compresión / Codecs


Un JPEG de 10 Mb puede contener la misma imagen que un BMP de 30 Mb (ratio de compresión del jpeg = 3:1). La calidad es peor pero en este caso es difícilmente perceptible.


¿Eres un pro de la imagen? entoces no gastes Megas almacenando tus fotos sin comprimir. Cuando uno no es joyero no debería gastarse el dinero por un diamante auténtico pues no se ha hecho la miel para la boca del burro. ¿Me captáis?


La compresión de la imagen y del video es el 99% de las veces destructiva. Esto quiere decir que lo que ahorras en espacio se pierde en información de la imagen. El truco está en hacer que lo pierda en las partes menos perceptibles. Y ahí es donde andan todos pegándose codazos por conseguir una buena imagen con poca información.
No diré mucho más sobre codecs específicos como Xvid, divx, matroska, mpeg2, wmv, etc porque cada uno tiene sus características y cada uno dice que es el mejor. Una cosa está clara, como dije antes, mejor calidad cuanto más megas por segundo.


Por ejemplo, tenemos una película en dvd original de 2 horas y ocupa 4 Gb ¿cuantos megas por segundo es eso? No puede ser más fácil 2 horas = 7200 segundos. 4000 Mb / 7200 segundos = 5 Mb/s (5000 kbps que en Megabyts es 0.5 Megabytes/s). Teóricamente con una conexión de 5 Mb/s podrías verlo online, sólo teóricamente. El dvd usa el codec Mpeg2, pero ahora la ripeamos a un CD de 700 Mb en divx (mpeg4). El codec es muy bueno pero perdemos información ¿cuanta? es fácil 2 horas / 700 Mb 0.9 Mb/s (con una conexión de 1Mb tendrías que poder verlo online).


Los formatos (y codecs) más famosos en estos tiempos que corren:



  1. Mini-DV: Video digital de tamaño SD pero muy poco comprimido (imagenes más pequeñas con mucha calidad). La tasa de transferencia es siempre la misma 33 Mbps.

  2. Mpeg2: Es un codec muy extendido gracias al DVD de video que usa este codec. Si le metes más megas por segundo mejor calidad. El bluray de video usa este codec pero con muchos más megas por segundo. Las cámaras que lo usan para grabar en Alta Definición en cintas de dv standard se llama HDV y su tasa de transferencia máxima es de 25 Mbps.

  3. Mpeg4 H.264. Un codec que se supone que es la panacea: pierde perceptiblemente poco ahorrando espacio. Youtube HD, vimeo, o blip.tv usan este codec.  AVCHD: es la utilización de este mismo del 264 para grabar en tarjetas de memoria alta definición. Dependiendo

  4. Divx / Xvid /WMV: Codecs mpeg4 inicialmente para internet que han mejorado con los años y ofrecen lo mismo que el anterior: Buena imagen en poco espacio. El Xvid es código abierto (y gratis, como este artículo) y el WMV es propietario de Microsoft.

  5. DvcproHD: Es un codec de panasonic para grabar alta definición de manera profesional y con menos compresión. Tasa de transferencia 160 Mb/s (1Gb por minuto)


Contenedor de video / extension de archivo


La extensión que posee un archivo de video. No hay que confundir codec con extensión, por ejemplo un AVI puede tener un video en h.264 o un divx o un mini-DV un Indeo video (¿que estarán haciendo la gente de este antiguo codec?) o un video sin comprimir. Otros contenedores son los MOV, MKV (matroska), FLV, WMV, blah, blah blah.


formatos-video

Así que no quiero volver a oir nada como ¿como comprimo este archivo en AVI? Es tan estupido como decir convierteme esta hoja de papel en una carpeta.


Soportes de almacenamiento


 


thumb_soportes-discos
Sin estos logos todos los discos ópticos son casi iguales


Es el objeto que se usa para guardar la información. En una hoja de papel el soporte sería la hoja y la tinta y la información sería el texto. Si lo memorizas el soporte serán tus neuronas y la información seguirá siendo el texto.
Escribe una mierda en un papel de oro y sequierá siendo una mierda. Pues lo mismo ocurre con los soportes de video, en un DVD puedes tener una película en Mpeg2 (lo que tu conocerás como formato DVD) ó 6 películas en divx o un corto en Mini-DV, etc..

 


Una cosa que si es cierta es que los soportes tienen limitaciones de tasa de transferencia. Lo cual sirve para hacerse una idea de que calidad son capaces de grabar. Es decir que si quieres grabar/reproducir a 250 Mbps en una tarjeta SD te comes la **erda porque la tarjeta ni graba, ni lee a esa velocidad.


Otro concepto introducido es el de Memoria Sólida. Es sencillo, un disco DVD gira, un disco duro tiene discos dentro que también giran, una cinta mueve unos rollos; si estas leyendo ó escribiendo en los soportes y le das una patada, como mínimo, tendrás un error momentaneo (drop). Con un poco de  (mala) suerte te cargas el soporte enterito. Las tarjetas de memoria, los usb (si, también son soportes) y los SSD (solid state disk) no tiene ese problema porque no tiene partes móviles. Son más seguros, más caros por Giga, y, por ahora, más lentos.


 


Disco duro standard (con sus partes móviles), disco SSD, tarjeta P2 y Tarjetas de memoria varias
Disco duro standard (con sus partes móviles), disco SSD, tarjeta P2 y Tarjetas de memoria varias


 


Venga, los soportes más famosos a día de hoy:



  1. CD: 700 Mb y  tasa máxima de lectura 6 Mb/s.

  2. DVD: 4.700 Gb (simple capa) 8.5 Gb (doble capa). Tasa máxima de transferencia (lectura) 21 Mb/s

  3. Blu-ray: 25 Gb (simple) y 50 Gb (doble capa). a 36-56Mb/s.

  4. Hd-dvd: No, no voy a hablar de este aborto.

  5. Cintas Mini-DV / dvcpro: unos 12 Gb por una cinta. 25 Mb/s. La cinta es de una hora pero puede grabarse en ella HD comprimido (HDV) ó DV sin comprimir. Había un programa antiguo que te permitía usar las cintas como almacenamiento igual que un disco duro.


    DVcam, dvcpro y mini-dv
    DVcam, dvcpro y mini-dv





  6. Tarjeta SD (Secure Digital): Varios tamaños y se prevee que se puede llegar hasta los 2Tb. Las tasas actuales de transferencia son 20Mb/s y se prevee aumentarla hasta 100 Mb/s. Las cámaras de fotos las usan para grabar HD con codec h.264.

  7. Tarjeta CF (compact flash): Lo mismo que lo de antes con los tamaños. Estas son las gorditas y como tal tienen mayor tasa de transferencia. 30Mb/s. También se usa para hd comprimido.

  8. Tarjeta P2: Son tarjetas pcmcia (como la de los antiguos portátiles) de hasta 128 Gb a día de hoy, y con una tasa de transferencia de hasta 800 Mb/s. Usadas para grabar DVCproHD principalmente (mirad arriba en codecs). Es tan rápido porque son varias Tarjetas sd que se graban al mismo tiempo y por eso son tan rápidas. Es SSD con la seguridad y precio que conlleva eso.

  9. HDD: Un disco duro de ordenador de toda la vida. Su velocidad es inigualable. Uno corriente tiene (por sata-II ) tiene hasta 3000 Mb/s, claro que si lo conectas por USB baja a 480 Mb/s, por firewire II (otro cable de video) hasta 800, etc. Lo bueno: es barato y rápido, lo malo: pocas cámaras lo usan y como se te caiga al suelo ó lo pongas al lado de un gran imán lo pierdes todo.

Y esos son los conceptos de video más importantes. Es el artículo más largo de esta página y han sido muchas horas, me desvivo por mis patanes. Anda, hacedme el favor de dejar un comentario en la web si lo habéis leido entero. A mi me ha llevado 4 horas escribirlo y documentarlo.