Vídeo digital
Llamaremos
“vídeo digital” a cualquier archivo de computadora que contenga una
secuencia de video (con o sin audio). Básicamente, los videos y las animaciones
son similares, es decir, ambos están formados por una serie de cuadros cada uno
de los cuales es idéntico al inmediato anterior. Cuando se reproducen en rápida
sucesión dan la idea de movimiento.
Normalmente
las velocidades de uso normal en películas de cine y televisión es de 30 fps,
también en archivos multimediales ese es un estándar.
El primer paso para moverse con soltura en la manipulación de
vídeo es entender el funcionamiento de los formatos. En la computadora pueden
encontrarse archivos de vídeo con muy distintas extensiones. En principio,
ninguna es superior a otra en calidad e imagen. La clave está en la compresión.
La extensión de Internet y la limitación de espacio en los discos duros han
llevado a los fabricantes a investigar qué tipos de archivo son lo
suficientemente pequeños como para ser manejados con cierta facilidad.
En el proceso de reducción del tamaño, los archivos de vídeo
reducen la calidad de la imagen y el sonido. El nivel de degradación depende
exclusivamente de las características que le haya dado la persona que graba el
archivo, no de su formato. Cada archivo de vídeo está formado por dos o tres
flujos de datos que se ejecutan de modo simultáneo: uno de imagen y otro de
sonido y, a veces, un tercero que ofrece información sobre el método y ritmo de
sincronización de los dos anteriores.
Codecs
y formatos
En este punto es donde entran en juego los populares codecs.
Bajo este nombre se engloban los sistemas encargados de codificar y
descodificar los flujos de datos contenidos en el archivo de vídeo para
reproducirlos adecuadamente. Existen muchas versiones de estos algoritmos.
Cuando un vídeo no puede reproducirse en la computadora o en la unidad lectora
de DVD se debe, la mayor parte de las veces, a que no se encuentra instalado el
códec de audio o de imagen correspondiente.
Para que estos códigos
puedan funcionar correctamente necesitan que los flujos de audio y vídeo estén
almacenados en un mismo contenedor o cápsula. Estos contenedores son los
formatos AVI, MPEG, DivX, XVid o Matroska, entre otros, que son reproducidos
por un programa específico.
Algunos de estos formatos contienen únicamente los flujos de
datos de audio y vídeo mientras otros pueden llegar a almacenar subtítulos,
distintos idiomas o un menú con índice de capítulos. Los formatos de mayor
tamaño, como el AVI, pueden contener a su vez otros formatos como el audio en
MP3 y el vídeo en MPEg-2..
Formatos
1. AVI: Es un formato contenedor desarrollado por Microsoft a partir
del IFF. El AVI es capaz de albergar una pista o flujo de vídeo y varias pistas
de audio. Cada una de ellas debe ser descodificada por el correspondiente códec
como MPEG o XVid, en el caso del vídeo, o MP3 y AAC en el caso del audio.
2. MPEG-4: La última revisión de este estándar de vídeo comúnmente
llamado MP4 tiene nada menos que 21 partes, capas o layers. Cada una controla
aspectos como la inclusión de objetos 3D, el transporte del archivo a través de
redes IP o la inclusión de sistemas de protección o restricción de la propiedad
intelectual.
3. WMV: Windows Media Vídeo es el códec específicamente desarrollado
por Microsoft para albergar vídeo y audio en su sistema Windows. Generalmente
se encapsula en formato ASF. Este archivo tiene además la característica de
soportar sistemas de protección de la propiedad intelectual.
4. Matroska: De las frías tierras de Rusia llega este formato contenedor
de imagen y sonido con código Open Source y la extensión '.mkv'. Además de
soportar vídeo y audio en prácticamente cualquier formato, Matroska es capaz de
integrar otros contenidos, como textos o imágenes estáticas.
5.
OGM: Es otro tipo de archivo contenedor, similar al AVI, pero además
admite sonido en formato OGG y subtítulos seleccionables, capítulos, etc. Por
ello, cuando tenemos un vídeo con sonido OGG, el archivo contenedor no es de
tipo AVI sino OGM.
6. MOV: Este formato menos extendido fue desarrollado en origen por
Apple como extensión multimedia para sus sistemas operativos. Con el tiempo,
evolucionó y se ha convertido en un contenedor de vídeo propietario para el
reproductor Quicktime de la marca de la manzana.
Codecs
y métodos de compresión
Un codec es un pequeño añadido (plugin) que se instala en un
sistema para poder reproducir audio o video que ha sido codificado o
comprimido. Los codecs son muy usados en Internet para poder reducir el tamaño
de las películas de video o el audio y así facilitar su descarga. Puede que
usted ya conozca algunos, los más conocidos son: DivX, Windows Media Video,
Real, QuickTime o Microsoft Video (este último disponible en todos los sistemas
Windows). En su mayoría se instalan con los reproductores apropiados como
Windows Media Player, Winamp, etc... En el caso de que los videos no se
reproduzcan, seguramente será necesario instalar los codecs necesarios.
Básicamente existen dos métodos de compresión:
a)Compresión
espacial
Se reduce la información comprimiendo la existente en el
interior de cada frame. En lugar de describir la imagen píxel a píxel,
señalando por ejemplo la posición y color de los píxeles, el codec de
compresión generaliza describiendo área similares y sus características de luz
y color. Así por ejemplo, en lugar de reproducir un cielo azul píxel a píxel se
describiría el mismo como un área con características de luz y color similares.
Una conclusión clara es que cuantos menos detalles variados presente una imagen
más fácilmente el codec podrá generalizar y comprimir. Crear vídeos con fondos
simples facilita la compresión y la reducción, del mismo modo que trabajar con
trípode en lugar de cámara en mano supone estabilizar los fondos y por lo tanto
facilitar la compresión posterior.
b)
Compresión temporal
Aquí se compara la información entre frames consecutivos y
únicamente se almacenan los detalles que varían. Si el cielo azul del ejemplo
anterior fuera atravesado por un pájaro en vuelo, aplicar una compresión temporal
a la secuencia implicaría describir únicamente los píxeles que variasen en cada
fotograma. Se podría prescindir de la información del cielo y relacionar
únicamente la del animal. No obstante es claro que la compresión temporal
precisa también describir algunos fotogramas sin comprimir, en el ejemplo
anterior el primero de la serie, pongamos por caso. Los fotogramas de
referencia a partir de los cuáles se analizan las diferencias y se sustentan
los posteriores se denominan fotogramas clave y contienen la imagen completa.
Por el contrario, los fotogramas que reflejan las diferencias se denominan
delta frames y sólo contienen la información de las áreas que varían respecto
de las imágenes anteriores.
Entre los codecs más utilizados están
·
DivX fue una revolución dentro del mundo del
vídeo digital. Con él se consiguen tamaños muy pequeños de archivo y calidad
excelente. Comenzó como versión hack del codec Microsoft MPEG-4 (nacieron DivX
2b, DivX 3.1 Alpha). Fue reescrito y ahora es propiedad de DivX Networks en sus
versiones más recientes DivX 10.03.
·
La empresa REAL.COM creó hace unos años un
codificador muy usado por Internet para video bajo demanda y streaming o en
tiempo real. Estos codificadores en sus inicios eran propietarios hasta que
aparecieron una variante REAL ALTERNATIVE que son de libre difusión y que permiten
la reproducción de ficheros de Real Video o Real Audio sin necesidad de tener
instalado el Reproductor que ofrece Real gratuitamente y dando la posibilidad
de reproducirlo con su reproductor favorito.
·
XviD ha nacido como alternativa a las versiones
de pago de DivX Networks, es de código libre y está en constante mejora. La
calidad es similar o mayor que DivX.
·
Cinepak fue uno de los codecs creados por Radius
para archivos AVI más utilizados antes de la aparición del MPEG-4 y sus
variantes. Ocupan mucho espacio y la calidad es aceptable. Viene instalado en
windows.
·
Intel Indeo 5 fue un intento por parte Intel de crear un
codec de video mejorado para windows. Viene instalado en windows.
·
MPEG-2 (vídeo). Para poder ver
SVCD, CVD o DVD en la computadora, se necesita de los filtros para decodificar
el MPEG-2. Éste es el formato de los SVCD, CVD y DVD, por lo que si se tiene un
programa reproductor de DVD instalado con el cual se ven los DVD, en dicho
programa se podrán ver también los SVCD y CVD. Uno recomendable es el WinDVD,
que ya instala los filtros para MPEG-2,
Streaming
Los contenidos 'streaming' son aquellos que se
reproducen en tiempo real en la red, pero no pueden descargarse. Además de
verse con más rapidez, estos archivos ayudan a proteger imágenes y audios
sujetos a restricciones de la propiedad intelectual. Los formatos de vídeo
'streaming' más populares son Windows Media Video (WMV), Quicktime de Apple y
Realvideo de Realnetworks. Los tres ofrecen una capacidad de compresión del
archivo que los hace idóneos para las páginas de Internet con vídeo bajo
demanda.
Conceptos básicos de vídeo digital
Dimensiones.
Es
el tamaño del video (ancho x alto) expresado en píxeles cuando se visualiza al
100%, sin agrandar ni reducir. Los reproductores pueden mostrar un video a
pantalla completa o con una ampliación del 200%, 300%, etc. En estos casos el
video pierde calidad de imagen y esta pérdida depende del formato de archivo.
Un video AVI puede tener cualquier ancho y alto mientras que los estándares de
VideoCD son 352 x 288 y de DVD 720 x 576.
Codec.
Acrónimo
de "codificación/decodificación". Un códec es un algoritmo especial
que reduce el número de bytes que ocupa un archivo de video. Los archivos codificados
con un códec específico requieren el mismo códec para ser decodificados y
reproducidos. Algunos de los códecs más utilizados para el formato AVI son:
DivX, XviD, CinePak, Intel Indeo 5, DV, etc.
Velocidad de transmisión (bitrate)
El
bitrate define la cantidad de espacio físico (en bits) que ocupa un segundo de
duración de ese video. El video tendrá más calidad cuanto mayor sea su bitrate
y el archivo que lo contiene tendrá mayor peso. El bitrate puede ser fijo o
variable. El bitrate variable consigue mayor calidad de imagen porque recoge
más calidad en escenas muy cargadas o con mucho movimiento y ahorra en aquellas
más estáticas.
Fotogramas por segundo.
Un
video resulta de la exposición imágenes o fotogramas uno detrás de otro. Un
parámetro de la calidad del video es el número de fotogramas por segundo que
muestra durante su reproducción. Este valor oscila entre 15 y 30. Por ejemplo
los vídeos en DVD en Europa exhiben 25 fotogramas por segundo (25 fps).
Fotogramas Clave.
Cuando
se aplica un códec de compresión a un video, se suele producir cierta pérdida
de la información de sus fotogramas. Algunos fotogramas (los fotogramas clave)
se almacenan completamente en el archivo comprimido, mientras que el resto sólo
se guardan parcialmente. En la descompresión, estos fotogramas intermedios se
reconstruyen a partir de los fotogramas clave.
Proporción o ratio de aspecto.
Es
la proporción entre la anchura y altura de un video. Cuando se reproduce un
video se suele mantener por defecto esta proporción para evitar deformación de
las imágenes. Por este motivo cuando se elige la visualización a pantalla
completa, aparecen franjas negras arriba y abajo. Es habitual una relación 4:3
para los videos domésticos (352x288 píxeles, por ejemplo) mientras que en DVD
se suele trabajar con ratios de 16:9.