1.2. La imagen electrónica y la grabación de audio y vídeo

1.2,1. Características generales de la imagen electrónica.

El análisis efectuado por los sistemas de vídeo y televisión es, en esencia, bien simple: se trata de descomponer la imagen que se quiere transmitir en una cantidad a la mayor posible de puntos elementales y medir el brillo, el tono y la saturación de cada uno de ellos. Las informaciones proporcionadas por estas medidas permitirán después reconstruir la imagen atribuyendo a cada punto elemental de una pantalla los parámetros de color del punto que ocupaba el mismo lugar en la imagen original. Esto impone dos condiciones: que las dimensiones de la pantalla en la que ha de reconstruirse la imagen deberán estar en la misma relación que la adoptada en la cámara tomavistas y, por otra parte, que habrán de enumerarse de algún modo cada uno de los puntos elementales de la imagen original, atribuyéndoles el mismo número en la información que les corresponde para poder usarla en su lugar exacto, es decir, aplicarla al punto elemental de la pantalla de reconstrucción de imagen al que corresponde dicho número.

Desde el disco de Nipkow, los principios del análisis de la imagen y de la reproducción siguen siendo prácticamente los mismos, aunque los medios técnicos usados hayan progresado considerablemente desde los sistemas puramente mecánicos hasta los modernos analizadores y reproductores de haces electrónicos. Cada imagen se explora siguiendo líneas horizontales sucesivas de arriba abajo, a pudiendo considerarse cada línea como analizada punto por punto, sucesivamente, de izquierda a derecha. Las dimensiones mínimas de estos puntos elementales están determinadas por medio del análisis utilizado, es decir, por el diámetro del haz electrónico o traza. La elección del modo de análisis ha sido un tanto arbitraria:

de arriba a abajo y de izquierda a derecha, por influencia del modo en que se lee un libro. Pero también se podría efectuar en líneas verticales y de derecha e izquierda. Del mismo modo podrían imaginarse otras leyes de descomposición de la imagen como el análisis en espiral partiendo del centro de la pantalla, que tiene algunas aplicaciones en el terreno de la televisión por circuito cerrado.

El haz explorador recorre la imagen partiendo de la esquina superior izquierda llegando hasta el borde derecho de una línea, la primera, ligeramente descendente. A continuación vuelve muy de prisa y sin función alguna de análisis al extremo izquierdo de la segunda línea, desde donde emprende la exploración de ella hacia la derecha, al llegar a cuyo extremo repetirá la acción para explorar la tercera línea, y así sucesivamente. Al llegar al final de la última linea de la pantalla en el extremo inferior derecho de la misma, el haz retorna rápidamente en diagonal y también sin cumplir funciones de análisis hasta la esquina superior izquierda, desde dónde empieza un ciclo de exploración de lineas igual que el anterior. Para restituir fielmente la imagen, el sistema de reproducción deberá estar en perfecto sincronismo con el de análisis. Cuando el haz electrónico de análisis explora un punto elemental situado en una linea, el haz de reconstrucción deberá usar la información recibida en ese instante para iluminar, con más o menos intensidad, el punto de la pantalla situado exactamente en el mismo lugar que el original.

Como resultaría difícil conseguir a distancia tal precisión de sincronismo y como, por otra parte, sería muy complicado enviar al mismo tiempo que las informaciones de luminosidad las correspondientes que indiquen en cada instante el punto explorado, se ha adoptado un término medio: cada vez que las analizador llega al final de una línea y vuelve a la izquierda para empezar la siguiente, se emite un impulso de sincronismo que gobierna sistema de reproducción haciéndole efectuar el mismo cambio de línea. Asimismo, cuando que la analizador llega al final de su última línea, en la parte inferior de la imagen, y sube en diagonal hasta el principio de la primera línea de la imagen siguiente, se emite otro impulso diferente del de línea que hace que el reproductor también pase al ángulo inferior izquierdo de la imagen para empezar el trazado de otra imagen. Este modo de poner en fase cada línea de cada imagen es suficiente para asegurar un sincronismo satisfactorio entre el proceso de análisis y el de reproducción o síntesis.

Un invento fundamental es el llevado a cabo por Fierre Toulon y Eduard Belin, que formularon el concepto de barrido entrelazado. Cuando se exploran todas las líneas de una imagen, desde la primera hasta la última, tal como se ha propuesto, la persistencia retiniana no basta para evitar un efecto de onda luminosa -flicker o parpadeo- debido a que cuando se llega a las últimas líneas de exploración se ha atenuado la persistencia de las primeras. El procedimiento de entrelazado consiste en explorar primero sólo las lineas impares y, a continuación, volver al principio de la imagen para explorar sólo las pares. De este modo, sin aumentar para nada el número de líneas exploradas por segundo, se suprime el esta impresión de parpadeo onda luminosa que recorre la imagen de arriba abajo.

El efecto de parpadeo, también presente en la proyección cinematográfica, es más notable en televisión, ya que cada imagen está formada por la iluminación de puntos sucesivos. Habría que asegurar una frecuencia de imágenes cercana a las 60 por segundo para evitar este inconveniente. Con ello se incrementaría de modo considerable la cantidad de formación de luminosidad obtenida, transmitida y empleada en cada segundo. Para obviar esta dificultad se adoptó una ley de exploración más complicada que la que se ha venido tratando con anterioridad: el barrido entrelazado.

El lugar de realizar y restituir todas las lineas de cada imagen sucesivamente, se procede en dos fases: durante la mitad del tiempo de exploración se exploran y reproducen las líneas de orden impar. Como cada línea par está muy cerca de la impar siguiente, el ojo no percibirá el ligero desplazamiento existente entre los cuadros sucesivos. De este modo, con una cadencia de 50 semi-imágenes o campos por segundo, se evita el efecto de parpadeo sin aumentar por ello la cantidad de exploraciones necesarias por segundo, ya que las líneas por imagen completa siguen siendo las mismas. Se está pues, en condiciones de establecer, aunque sea de forma esquemática, el proceso de transmisión de las imágenes de televisión: En el punto de partida, un conjunto tomavistas analiza, punto por punto, linea por linea e imagen por imagen, las escenas que se van a transmitir. La cadena de transmisión lleva las informaciones de luminosidad junto con los impulsos de sincronismo de fin de linea y de fin de campo hasta el receptor, donde un sistema de reproducción restituye la imagen siguiendo el mismo proceso que en su análisis.

Como se ha expuesto, en la señal de televisión o de vídeo en color ha de transmitirse información sobre el grado de iluminación, y además, información complementaria sobre el tono y la saturación. El resultado final es equivalente al de procesar y transmitir tres señales de blanco y negro simultáneas. El tipo de señal de vídeo en color más simple es aquél en que se tratan por separado las señales obtenidas a través de una cámara en color equipada con tres tubos de captación de imagen, uno para cada color de la terna RGB: Rojo, verde y azul. Cada una de estas señales de color contiene información, exclusivamente, del color correspondiente; así, no habrá verde ni azul en la señal del rojo, ni rojo en las otras. La combinación de las tres señales permite reconstruir tanto la información de color como la de iluminación, que va implícita en los niveles de color. Este tipo de señales recibe el nombre de componentes primarias ya que se representan valores de los colores primarios de la síntesis aditiva, y resulta incompatible con cualquier sistema de blanco y negro, por lo que se emplea una representación alternativa, también de tres señales, basada en la adopción de dos tipos de información: una relativa al brillo, o luminancia, obtenida a partir de la respuesta a la luz de la visión humana, y otra exclusiva del tono y la saturación, consistente en dos representaciones cromáticas parciales llamadas diferencias de color, que integran la información de crominancia.

La información, pues, a procesar en el vídeo o la televisión en color es de dos clases: la relativa al grado de iluminación de los objetos, similar a la señal de blanco y negro y compatible con ésta, y la relativa al color de los mismos. El porcentaje de combinación de las tres señales RGB para obtener la luminancia, Y, se expresa en la siguiente ecuación: Y=0,30R+0,59G+0,11B, donde R, G y B representan las señales primarias de color y los coeficientes indican su contribución a la construcción de la luminancia. La crominancia C se compone de dos señales de diferencia de color, B-Y y R-Y, cuyas ecuaciones serían: B-Y=-0,30R-0,59G+0,89B y R-Y=0,70R-0,59G-0,11B. Debería existir una tercera diferencia de color G-Y, pero teniendo en cuenta la gran participación de la primaria G en la construcción de la luminancia, resulta una señal de diferencia menos representativa que las otras, y que puede reconstruirse a partir de Y, B-Y y R-Y, con lo que se consigue eliminar información más o menos redundante.

Las señales en componentes de luminancia y crominancias, pueden combinarse en una única señal, llamada compuesta que incluye toda la información de la imagen. Las crominancias se suman y superponen a la luminancia conseguiéndose asi tratar toda esta información a la vez, con un único sistema más sencillo que los empleados para las componentes, con lo que resulta más fácil la manipulación de la señal resultante. Por contra, la calidad de la señal resulta inferior a la obtenida mediante el empleo de componentes.

La señal compuesta de una línea de imagen puede representarse como una onda de tipo cuadrado en la que se incluyen informaciones de sincronización de color, niveles de referencia, borrados de pantalla y retornos de línea para sincronismo. Si se supone un sistema de 625 líneas de imagen de resolución y una frecuencia de 25 imágenes por segundo, resultan un total de 15625 lineas cada segundo, lo que le concede a la exploración de cada uno de ellas un tiempo de sólo 64fis -millonésimas de segundo-. La intensidad de la señal compuesta en un punto se representa a través de lo amplitud del voltaje, estableciéndose unos niveles de referencia de O voltios para sincronismos, 1 voltio para el blanco y 0,3 voltios para el negro. La gama de grises que puede representar la TV es bastante restringida: los muy luminosos se verán como blancos, y los muy oscuros resultarán negros; además, un negro no podrá ser en realidad más oscuro que el color de una pantalla apagada, que suele ser gris, y sólo se verá como negro por contraste con colores más brillantes. Esto permite que el color negro pueda representarse como una iluminación muy débil de la pantalla sin un deterioro aparente de la imagen en la mayor parte de los casos, reservándose el corte de corriente para los impulsos de sincronismo.

Al comienzo de cada línea se encuentra el intervalo de borrado horizontal, durante el cual el haz electrónico retorna desde el final de la línea anterior al comienzo de la siguiente. Durante la duración de este intervalo el haz no debe ser visible puesto que ello interferiría con la información de vídeo y degradaría la imagen, con lo que el voltaje de referencia se sitúa en el nivel de negro, 0,3V. Dentro de este intervalo, cuya duración es de 12 jas se incluyen dos impulsos de gran importancia, el de sincronismo horizontal, que indica al sistema de reproducción el comienzo de la linea, y la salva de color, o burst, que sirve para sincronizar la reproducción del color, garantizando una correcta representación del mismo. El intervalo de borrado horizontal se divide en tres fragmentos: el pórtico anterior -PA-, un corto lapso de 1,5 a 2 jas, con un nivel de referencia de 0.3V, que sirve para que el haz tenga tiempo de alcanzar el nivel de supresión requerido. Tras el pórtico anterior viene el impulso de sincronismo horizontal, -ISH-, que como se ha indicado, indica el comienza de una nueva línea; tiene una duración de unos 5 ns, y oscila entre los valores de 0,3 y OV. Después viene el pórtico posterior -PP-, con una duración de unos 6 ¡as y un nivel de referencia de 0,3V; sobre este pórtico de incluye la salva de color, de una duración de unos 2 a 2.5 jas, y cuya amplitud es de 0,3V, estando centrada sobre el nivel de referencia del pórtico.