Sonido y Vídeo Digital: Formatos, Captura y Características

Sonido Digital: Formatos y Captura

El sonido es la vibración de las partículas en el aire perceptible por el oído humano. Sus características principales son: frecuencia, amplitud, longitud de onda, etc. El sonido digital es aquel en el que toda la información se almacena como información binaria (0 y 1).

Captura y Digitalización del Sonido

El proceso de captura y digitalización del sonido es el siguiente:

• El micrófono recoge la onda del sonido y la transmite al equipo electrónico como una señal analógica.
• Se codifica y transforma en una señal digital mediante un programa, almacenándose en un CD o disco duro.
• El equipo reproductor la descodifica y la transforma en una señal analógica que llega a los auriculares.
• En los auriculares se vuelve a convertir en sonido.

La grabadora de sonidos graba en formato digital las capturas del sonido.

Características del Sonido Digital

• Frecuencia de muestreo: número de muestras por segundo que se toman de un sonido analógico para digitalizarlo. Es una medida de la calidad del sonido. La calidad CD es de 44 100 Hz, mientras que una calidad media es de 22 050 Hz.
• Canales: número de pistas que componen un sonido. Puede ser mono (1), estéreo (2) o sonido 5.1 (5).
• Tamaño de la muestra: cantidad de bits de información que ocupa cada muestra. La calidad estándar es de 16 bits.

Tamaño de un Archivo de Audio

El tamaño o peso de un archivo de audio sin comprimir se calcula con la siguiente fórmula:

Tamaño = Frecuencia x Canales x Tamaño de la muestra x Segundos de duración

Ejemplo: Calcular el tamaño de un archivo de sonido de 5 segundos de duración grabado en mono (1 canal) con un tamaño de muestra de 8 bits y una frecuencia de calidad media (22 050 Hz).

Tamaño = 22 050 x 1 x 8 x 5 = 882 000 bits = 861 kB

Formatos de Audio Más Utilizados

Existen distintos algoritmos de compresión que permiten convertir el sonido analógico en digital. Los formatos de audio más usados son:

• WAV: sin compresión de datos. Desarrollado por Microsoft e IBM. Admite archivos mono y estéreo. Tiene la extensión .wav. Ocupa mucho espacio y su transferencia es lenta. Es reconocido por todos los programas de edición de audio.
• MIDI: protocolo de comunicación entre instrumentos musicales y ordenadores. Tiene la extensión .mid. No es compatible con los editores de onda.
• CD-A: ofrece calidad de CD digital. Es reconocido por equipos de música domésticos, que cada vez más también reconocen MP3.
• MP3: formato de audio comprimido con pérdidas, eliminando la parte que el oído humano no es capaz de diferenciar. Está ligado a los archivos de compresión de vídeo MPEG-4. Destaca por el reducido tamaño de sus archivos, lo que facilita su descarga por Internet y su almacenamiento en soportes portátiles. Permite la reconstrucción del archivo .wav sin pérdidas.
• WMA: formato de audio comprimido con pérdidas, desarrollado por Microsoft para el reproductor Windows Media. Ofrece mayor calidad que el MP3 e incluye información del autor para evitar el tráfico ilegal. Se basa en la compresión de vídeo Windows Media Vídeo (WMV).
• OGG VORBIS: formato de carácter libre y gratuito. Ofrece mayor calidad que los anteriores, pero no es común en la electrónica de consumo.
• REAL AUDIO (RM): diseñado para la reproducción en tiempo real en Internet. No se descarga en el ordenador, sino que se accede a la localización del archivo en el servidor. No puede ser copiado ni compartido. Se reproduce con el reproductor RealPlayer.

Mezcla de Archivos de Audio

Cuando trabajamos con sonidos, a veces necesitamos mezclar varias pistas de audio para que se reproduzcan simultáneamente o unir varias ondas en una misma pista.

Vídeo Digital: Formatos y Características

Podemos distinguir entre imagen analógica (película VHS o TV analógica) e imagen digital (DVD o TV digital). Si queremos que un vídeo digital se pueda reproducir en un televisor doméstico mediante un reproductor DVD, hay que considerar:

Proporcionalidad

La razón entre la anchura y la altura de la imagen (relación de aspecto o aspect ratio) es crucial. En televisores tradicionales es de 4:3 (1,33:1), en formato panorámico es de 16:9 (1,78:1) y en cine (CinemaScope) es de 2,35:1. Para almacenar una película en DVD se usa la relación anamórfica, que permite que el reproductor seleccione la salida 16:9 o 4:3 sin deformar la imagen. Si el reproductor no "comprende" esta relación, la imagen se deforma. Las películas en DVD incorporan la relación anamórfica y los televisores detectan el formato de emisión, permitiendo cambiar entre ellos.

Resolución

La cantidad de píxeles de ancho y alto que tiene el vídeo define el tamaño máximo al que puede ser visualizado sin pérdida de calidad. Si la resolución de captura es pequeña, aparecen los pixelados, como ocurre con las resoluciones muy pequeñas de YouTube.

Flujo de Bits

El bit rate es la cantidad de bits de información que se transmite en el vídeo. Se mide en bits por segundo (bit/s). Existen distintos tipos de flujo de bits:

• Flujo constante de bits (CBR): adecuado para películas con poco movimiento y pocos cambios de plano, donde los fotogramas son muy parecidos.
• Flujo variable de bits (VBR): ideal para películas con mucho movimiento y cambios de plano, donde los fotogramas son muy distintos entre sí.

Fotogramas por Segundo (FPS)

Este parámetro indica la cantidad de imágenes fijas o fotogramas que muestra un vídeo digital por segundo. Los valores estándares son:

• Dibujos animados: 15 fps
• Cine: 24 fps
• Formato TV o vídeo PAL: 25 fps
• Formato TV o vídeo NTSC: 29 fps

Sistemas de Televisión

Los sistemas de televisión en el mundo son:

• PAL: usado en Europa, África y Asia.
• NTSC: usado en Estados Unidos, América y Japón.
• SECAM: usado en Francia.

Tipos de Archivo de Vídeo

• AVI (Audio Video Interleave): formato originario de Windows que trabaja con capas de vídeo y audio independientes. Puede estar sin comprimir o usar algún códec.
• MOV: formato originario del sistema Macintosh, compatible con Windows y Linux. Funciona con el reproductor QuickTime Player.
• WMV (Windows Media Video): formato originario de Windows que incorpora información del autor al archivo de sonido.
• RV (Real Video): especializado en la emisión por Internet. Requiere el reproductor específico RealPlayer.
• MPEG (Moving Picture Expert Group): formato de compresión con pérdidas que ha desarrollado varios niveles de compresión (MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4). MPEG-4 se usa para convertir los archivos comprimidos DIVX en formato AVI.
• DIVX: programa de compresión de vídeo que requiere el mismo códec para su visualización. Tiene la extensión .avi.
• XDIV: variante de DIVX de distribución gratuita.
• FLV (Flash Video): formato del programa Flash que reduce el tamaño del archivo para ser emitido por Internet.

Captura de Vídeo

La captura de vídeo es la digitalización del vídeo para guardarlo en el ordenador.

Dispositivos de Captura

• Analógicos: se utilizan para capturar vídeo desde una cámara de vídeo no digital o desde la TV. Se necesita una tarjeta capturadora de vídeo con entradas de tipo conectores RCA o Super-Vídeo, junto con un software específico.
• Cámaras de vídeo digital: existen tres tipos:
  • Cámaras miniDV: usan cinta magnética miniDV y se conectan al ordenador mediante un puerto FireWire (IEEE 1394).
  • Cámaras DVD: almacenan el vídeo en un miniDVD regrabable y se pueden reproducir en un reproductor doméstico. La transmisión se realiza por puerto USB o leyendo el DVD grabado.
  • Cámaras de memoria: usan memorias internas tipo SD o disco duro. La transmisión se realiza mediante USB o FireWire.