Tecnologia Actual

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Tecnología actual de televisión
EMILIO PAREJA CARRASCAL
INSTITUTO OFICIAL DE
RADIO Y TELEVISiÓN

2. COLECCIÓN MANUALES PROFESIONALES
Tecnología acrual de televisión. Emilio Pareja Carrascal. 200S
Diseño de cubierta: RUBÉN SERNA SANTOS
(O INSTITUTO OFICIAL DE RADIO YTELEVISIÓN. RTVE
Carretera Dehesa de la Villa, s/n.
28040 Madrid, 2004
ISBN: 84--88788-60-6
Depósito legal: M. 15_ J 13-2005
Imprime: Neografis, S. L.
ÍNDICE
PóB-
CAPiTULO 1: LA SEÑAL DE ViDEO 21
1. Un poco de historia . 21
2. Características de la visión humana 22
2.1. Anatomía del ojo 23
2.2. La acomodación .... 23
2.3. El iris . 24
2.4. La retina . 24
2.4.1. Funcionalidad de la retina 25
2.4.2. Percepcion cromática .. 26
2.5. Resolucion espacial lumínica y cromática 27
2.6. Agudeza visual ... 28
2.7. Persistencia visual ... 29
3. La señal de vídeo .... 30
3.1. Frecuencia de cuadro 30
3.2 Entrelazado de campos 31
3.2. 1. Parpadeo interlínea . 32
3.3. Frecuencia de línea . . . . . . ..... 33
3.4. Proporciones de la imagen 34
3.5. Duración de una línea . 34
3.6. Niveles de tensión ... 35
3.7. Duracion de un campo 37
3.8. Ancho de banda .,. 38
Resumen . . 40
CAPiTULO 2: EL COLOR .•.. . 43
1. Naturaleza del color .. _ __ __ ... 43
1. 1. Aspectos físicos del color . 43
1.2. Aspectos psicofísicos del color . 43
1.3. Mezcla auditiva 44
1.3. 1. Colores primarios luz .. 44
1.3.2. Las leyes de Grassmann 45
1.4. Mezcla sustractiva . 46
1.5. Igualación de colores . 47

3. JlliJiITTECb'J)LOGJA ACTUAL DE TFL[,I.'lIÓN
P<íH"Pág.
1.6. Escalas normalizadas . 48 4.2. Digital
102
102
.6.1. El sistema Runge 48 5. Conversión A/D
103
.6.2. El sistema Munsell 49 5.1. El muestreo
106
.6.3. El sistema Ostwald 50 5.2. A]¡ossing
109
.6.4. El triángulo intemacional de colores 50 5.3. La cuantificación .
110
1.7. Crominancia de un color 53 5.3.1. El ruido de cuantificación
1J 12. Las componentes de color 59 5.4. El dither . . . .
112
2. l. La corrección de gamma 62 6. El filtro de reconstrucción .. . .
114
2.2. Multiplexado de las componentes 64­ 7. El diagrama del ojo . . . . . . . . . .
115
Resumen 65 8. Tipos de señales digitales de vídeo .
116
CAPiTULO 3: Los SISTEMAS DE TELEVISiÓN . 67 Resumen .
119
1. Introducción . . . . . . . . .. 67 CAPiTULO 5: LA NORMA 4:2:2 ...
119
2. El sistema NTSC . . . . .. 67 1. Introducción...... . ..
120
2.1. Atenuación de las componentes . .. . .... 68 2. La norma 4:2:2 . . . . . . . . . . ..
120
2.2. Modulación en cuadratura de fases ... 68 2. 1. Elección de la frecuencia de muestreo .
120
2.3. Formación de la señal compuesta 69 2.1 . l. Frecuencia de muestreo de la luminancia ....
122
2.4. Descripción matemática .... .. . . .. 71 2. 1.2. Frecuencia de muestreo de CH y CR •••••••• • ••
123
2.5. El vector de crominancia . . . .. . .. 71 2.2. Señales codificadas . . . . . . . . . . . . . ...
125
2.6. Suma de luminancia y crominancia 73 2.2.1. Convenciones sobre notación . . . . . ....
126
3. Un formato intermedio: Y/ C . . .. .., 73 2.3. La línea digital . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . .
128
4-. Un sistema PAL . 74 2.4. Los filtros .
130
4-. 1. Los errores de fase . . . . ., . 75 2.5. Familia de normas .
131
4-.2. Alternancia de la polaridad de "V" . . . . . . . . . 75 2.5.1. La norma 4:4:4 " . . . . . . . . . . . . . . .
132
4-.3. El codificador PAL . . . . . . . 77 2.5.2. Lanorma4x4 . .
132
4-.4-. El decoficador PAL . 78 2.5.3. Las normas 2:1:0,4:1:1 y4:2:0 .
133
5. El sistema SECAM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... 79 2.6. Cálculo de las frecuencias binarias .
134
6. Elección de la frecuencia de la subportadora de color 80 2.7. Aplicaciones de las distintas normas .
135
7. La secuencia PAL de 8 campos . . . . . . . .. 81 3. Interfaces para 4: 2: 2 .
136
8. Tipos de señal de vídeo . . . . . . .. 82 3.1. El interfaz paralelo para señal 4: 2: 2 . . . . . . . . . . . . . .. . .
137
9. Espectro de la señal de vídeo. .,. 84 3.1.1. Nivel 4:2:2 .
138
9. l. Patrones visuales y frecuencias . 84 3.1.2. Nivel 4:4:4 y 4- x 4 .. . .
139
9.2. Espectro de las señales complejas .. . ., . 85 3.1.3. Disposición de las muestras en la línea digital 4: 2: 2 .
140
10. Listado de normas de televisión por países . 87 3.1.4. El borrado de campo digital .
140
10.1 Variantes de sistema PAL . . . . . . . . . 92 3.1.5. La referencia temporal . .
142
Resumen . . . . . . . 92 3.1.6. Características eléctricas del interfaz paralelo .
143
CAPITULO 4: LA DIGITALIZACiÓN . 95 3.2. El interfaz serie para señales 4: 2: 2 . .
144
l. Ventajas de los sistemas digitales . 95 3.2.1. El código de canal .
145
1.l. Ubicuidad de los sistemas digitales . . 96 3.2.2. Características eléctricas del interfaz serie para señales 4:2:2 .
145
2. Situación de la televisión digital .. . . 96 4. Datos auxiliares .
146
3. Señales de vídeo y anchos de banda . 97 4.1. Capacidad de almacenamiento .
147
4. Definición de analógico y digital . . . . . . . . . .. . . 100 4.2. Formato de los datos auxiliares . . . . .
148
4.1. Analógico . 100
Resumen
9

4. TECNOLO(;IA ACTUAL DE TEI EVISIÓN
Indice
Póo Póg
CAPITULO 6: LA SEÑAL DIGITAL COMPUESTA. . . . . . . . . . . . . . .. . .
151 10. Todas las herramientas juntas . 203
1. Introducción . 151 11. El b'1Jer de salida . 205
2. Elección de la frecuencia de muestreo . . . . . . . . . . . . .
152 12. Compresión temporal . 206
2. l. Muestras por línea . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 153 12.1. Redundancia temporal _ . 207
2.2. Fase de muestreo . 155 12.2. Compensación de movimiento . 208
3. Rango de amplitudes . . 157 13. Combinar espacial y temporal _ . 210
4. Numeración de las muestras . 160 14. Precompresión . . 211
5. Referencia temporal de identificación . 162 14. 1 El ruido . . . . . . . . . . . __. .' . 212
.6. El campo digital 164 14.2. Exceso de corrección de apertura . 212
7. Características de los interfaces . 167 14.3. Suavizado de imagen. . . . 213
Resumen . 167 14.4. Otros defectos de entrada . 213
CAPITULO 7: COMPRESIÓN EN VIDEO . . . • . • • . . • . • . • • . • • . . • • . . • . . • . . . . . . . 171 15. Artificios de la compresión . . 213
1. Introducción............................................
171 Resumen . . 214
.2. ¿Para qué comprimir? 172 CAPITULO 8: Los SISTEMAS DE COMPRESiÓN ........•.••.••..........•.... 217
3. Teoría de la información . 173 1. Introducción .. _. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
3.1. Tipos de compresión . 174 2. El sistema JPEG . . 217
3.2. Entropla vs redundancia . 174 2.1. Aplicación de la codificación Huffman . 219
4. Redundancias y entropla en las imágenes de televisión . 176 2.2. Características del JPEG . 221
4. l. Redundancia estadlstica . 176 3. El M-JPEG . 222
4.2. Redundancia percentual . 176 3. J. Variantes M-JPEG '" . 223
4.3. Entropla de las imágenes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 177 4. La familia MPEG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
4.4. Redundancia en tres dimensiones . 177 4.1. El sistema MPEG-l . . 225
5. Técnicas de reducción de datos . 179 4.1.1. Compensación de movimiento . . 226
6. Técnicas de compresión sin pérdidas . 180 4. J.2. Imágenes 1, P, B . 226
6. 1. Supresión de borrados . 180 4.1.3. Diagrama de bloque del codificador MPEG-I 227
6.2. Codificación de secuencias 181 4.2. El sistema MPEG-2 . 228d.
6.3. Codificación de longitud variable . 182 4.2. J. Perflles y niveles en MPEG-2 . 229
6.3.1. El código HuIfman . 183 4.2.2. Escalabilidad en MPEG-2 . 231
6.3.2. La codificación aritmética . 184 4.2.3. Estrutura del múltiplex MPEG-2 . 232
6.4. Introducción a la DCT . 185 4.2.4. Notas sobre el múltiplex MPEG-2 . 233
7. Técnicas de compresión con pérdidas . 186 4.2.5. Reordenación de las imágenes . 236
7.1. Codificación diferencial (DPCM) . 186 4.2.6. El lanzamiento en MPEG-2 . 237
7.1.1. DPCM con predicción adaptativa . 187 4.2.7. Estimación y compensación de movimiento . 239
7.1.2. Combinar DPCM yVLC . 188 4.2.8. Predicción basada en cuadro y en campo . 241
7.2. El submuestreo . 190 4.2.9. MPEG-2 en entorno profesional . 244
8. Codificación pro transformación . 19] 4.2.10. Calidad de la imagen 4:2:2P@ML . 246
8.1. Transformada de Fourier . ]92 4.2. J1. Transporte de los datos en MPEG-2 . 248
8.2. Teoría de la DCT . 193 4.2.12. Corriente de transporte multiprograma . 251
8.2.1. Interpretación de la DCT . 195 4.2. 13. Cabeceras e identificadores . . . . . . . . . . . . . . . . 252
8.2.2. La DCT no comprime: ¡ayuda a comprimir! . 197 4.2.14. Control del reloj del sistema . 254
8.2.3. Lectura en "zigzag" . 199 4.3. El sistema MPEG-4 . 256
9. Recuantificación de los coeficientes . 201 4.3.1. MPEG-4 perfil estudio . 257
10
11

5. TEC;-';OLOGIA ACTuAL DE TEL[,lSIUN
Pós pós·
4.4. El MPEG-7 . 258 2.1.1. Muestreo ideal y muestreo real . 298
4.5. El MPEG-21 . 259 2. I .2. Criterio de N)'quist . 299
4.6. Los miembros de la familia perdidos 259 2. 1.3. Frecuencias de muestreo en la práctica 301
s. El sistema DV 260 2.1.4. Aliasina en audio . 303
S. 1. Entrelazado de campos en DV 261 2.2. La cuantificación .. ' . 305
5.2. Bloques, macrobloques y superbloques. 262 2.2. 1. La relación señal a ruido de cuantificación 30&
5.3. Análisis previo a la DCT 263 2.2.2. Cuantificación diferencial y no lineal 310
Resumen 265 2.3. Códigos ponderados), no ponderados . 311
CAPíTULO 9: EL AUDIO ANAlÓGICO . 269 2.3.1. Complemento a dos . . 312
¡ . Naturaleza del sonido . . .. . .. 269 2.4. El dither . . . . . . . . .. . . 314
1.1. Intensidad del sonido 269 3. Interfaces digitales para audio . . 315
1.2. Tono de un sonido . 270 3.1. ElinterfazAES/EBU .. . 316
1.3. Timbre del sonido .. . .... 270 3.2. Terminología.. . . 316
1.4. Nivel de presión sonora . 271 3.3. Estructura del interfaz. . . . . . . . . . . . 318
1.5. Nivcles de sonoridad . .. 272 3.3. I . Estructura dc la subtrama . 318
1.6. Rango dinámico audible . . 273 3.3.2. Estructura de la trama . 319
I.7. Resolución espcctral del sistema de audición . 274 3.3.3. Codificación del canal . 320
2. Caractedsticas e1ectricas del sonido 275 3.3.4. Los preámbulos . 321
2.1 . Medidas de nivel 275 3.4. Formato de los datos de estado del canal . 322
2.1.1. El dBm 275 3.5. El interfaz SPDlF . 323
2.1.2. EldBu 275 3.5. l. Diferencias y similitudes entre AES/EBU y FPDlF . 324
2.1.3. EldBV 276 3.6. El Interfaz MADI . 325
2.1.4. EldBW 276 Resumen 326
2.2. Líncas equilibradas y no equilibradas .... . ... 276 CAPITULO 11: COMPRESiÓN EN AUDIO ...........•.. 329
2.3. Señales de alto y bajo nivel. . . . . . . . . . . . . . . .. 278 l. Introducción . 329
2.3.1. Micrófonos: sensibilidad e impedancia . .. ..,. 278 1.1. Utilidad de la compresión en audio . 330
2.3.2. Nivel de linca: sensibilidad e impedancia . 280 1.2. Redundancia................... . . 331
2. Medición y monitorizado de nivel . . . . . . 282 2. Anatomía del oído . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . " . 332
2.1. El vúmetro ... .... . . . . .. 282 2.1 . División funcional del oído . . 332
2.2. El picómetro . . . . . . . . . . . .. 283 2.1 .1 . El oído externo . 332
3. Ruidos y distorsiones . . . . . . . . . . . . . . 284 2. I .2. El oído medio . . 332
3.1. Ruido 285 2.1.3. El oído interno . 333
3.3.1. Ruido aleatorio . 286 2.2. Fenómenos de enmascaramiento .... 333
3.3.2 Ruido periódico 288 2.2.1 . Enmascaramiento frecuencial 334
3.4. Distorsiones lineales .. 288 2.2.2. Enmascaramiento temporal 337
3.5. Distorsiones no lineales . 288 3. División en subbandas . . .. . .. 338
3.6. Lloro y fluctuación .. 289 3.1 . División mediante filtros . . . . . . .. 338
Resumcn
289 3.2. Codificación de las subbandas . . . . . .... 340
CAPITULO 10: El AUDIO DIGITAL
293 3.3. División por transformación. 341
1. Conceptos generales . 293 3.3.1. El efecto de pre-eco 342
2. Conversión A/D .. 295 3.4. Toma de decisiones. .. . .. 343
2. 1. El muestreo . 296 4. Los sistemas de compresión . 343
J2 13

6. T[CNOI OCiA ~mL DE TFI.EVISI()N
Póo
4.1. Las normas MPEG de audio. 344
4.1.1. El MPEG-I . 345
4. J.2. Aspectos generales de MPEG·¡ . 356
4.1.3. Las nuevas normas MPEG·2 . 357
4.2. El sistema AC·3 de Dolby . 360
4.2. ¡ . Precedentes históricos . 360
4.2.2. Codificación AC-3 . 361
4.2.3. FABA vs BABA . 362
4.2.4. Detalles del AC-3 . 363
4.3. El sistema ATRAC de Sony . 365
4.3.1. Principios básicos del ATRAC . 366
4.3.2. Unidades tempo·frecuenciales . 367
4.3.3. Variantes del sistema ATRAC . 368
4.4. El sistema APT-X . 370
Resumen .... , " '" " . 372
A mi bijo Carlos
14

7. Agradecimientos
Mi primer y más grande expresión de gratitud es para mi empresa, RTVE,
porque aquí he aprendido la mayor parte de lo que sé sobre tecnología de tele­
visión, tanto en mi primera etapa como técnico en TVE, como después en el
Instituto Oficial de Radio y Televisión. Creo que este libro no hubiera sido posi­
ble sin el aporte de quienes han asistido a mis clases, ya sea en los cursillos impar­
tidos en el IORTV o en otras instituciones. Ellos me han obligado a organizar y
sistematizar los conocimientos y a encontrar mejores ejemplos y explicaciones.
También debo dar las gracias a quienes me han facilitado información, desde
compañeros de RTVE hasta colegas de empresas como Sony o Panasonic. POl­
último, sería injusto si no tuviera en consideración y agradeciera la paciencia
mostrada por mi propia familia. Escribir un libro es algo muy gratificante, pero
roba muchas horas de asueto.
17

8. Presentación
Los años treinta del siglo pasado vieron el nacimiento de la televisión, los sesen­
ta la llegada del color y ahora, con el nuevo milenio, se generaliza la televisión digi­
tal. Con la tercera ola de tecnología, se está produciendo una verdadera revolución
en la forma de producir televisión. Esto es consecuencia no solo de la natural
madurez de la técnica y la ingeniería, sino también de la confluencia de tres secto­
res clave, que hasta ahora evolucionaban por separado: las telecomunicaciones, la
informática y la televisión. Estos tres campos se unen para crear algo nuevo: el
mercado audiovisual digital.
En la actualidad, están cambiando la forma en que se generan los contenidos, la
forma en que se postproducen y sobre todo el modo en que se distribuyen. Muy
pronto los c1ips de video y audio se moverán dentro y fuera de los centros de pro­
ducción en forma de archivos informáticos (AAF, MXF... ), por redes LAN o WAN
(Ethernet, Fiber Channel ... ). Pero cuando un estudiante de imagen y sonido o un
ingeniero de telecomunicaciones intentan comprender el último sistema de com­
presión de video o el más moderno interfaz para transmisión de datos audiovisua­
les, a menudo se encuentra con que les falta un conocimiento preciso de las seña­
les de video y audio. Para comprender los sistemas de compresión avanzados hay
que conocer la señal digital sin comprimir. Para comprender la señal digital, hay
que dominar primero la analógica. Para entender la señal analógica es necesario
conocer los principios básicos de la colorimetría y la percepción visual y auditiva.
El conocimiento siempre se asienta en otros conocimientos previos más básicos.
En este libro se ha intentado estructurar los conocimientos sobre tecnología de
televisión, desde los condicionantes de la percepción visual y auditiva humana,
hasta los sistemas avanzados de compresión de video y audio digital. El co­
nocimiento sobre tecnología de televisión no termina, ni mucho menos con el últi­
mo capítulo de este libro. Más allá hay temas relacionados con el tratamiento
matemático de la información digital, como códigos de canal y tratamiento de
errores o sobre equipamiento digital profesional: cámaras, magnetoscopios, equi­
pos de postproducción ... o con la utilización de equipos informáticos en la pro­
ducción de televisión: discos duros y servidores de video/audio, sin olvidar la
próxima revolución: Televisión en Alta Definición Digital y Cinematografía Elec­
trónica.
19

9. Por tanto, este libro trata sobre la tecnología convencional de televisión; la que
actualmente se esta aplicando en la producción de programas. Se ha intentado
actualizar al maximo los contenidos, de forma que abarquen cualquier conoci­
miento técnico actualmente aplicado en la generación, producción, post­
producción), distribución de los programas de televisión.
El libro se inicia con tres capítulos dedicados a la señal analógica: un capítulo
dedicado al sistema de percepción visual)' a la señal en blanco)' negro; un capítu­
lo donde se tratan los principios de la colorimetría), la formación de las señales de
color en televisión y un capítulo dedicado a los tres sistemas básicos de televisión
en color actuales: PAL, SECAM y NTSC. El capítulo cuatro es, probablemente, el
más técnico y trata sobre la digitalización de las señales de video. Aunque es el de
más contenido matemático hay pocas fórmulas ya que en general se han evitado en
la medida de lo posible en todo el libro; el experto en matemáticas no las necesi­
ta y al que no las entiende solo le confunden.
Los capítulos 5 y 6 se dedican a las dos normas actuales de televisión digital; La
norma por componentes recogida en la Rec. 601 y conocida como 4:2:2 y la
norma de video digital compuesto conocida como 4fsc. El capítulo 7 es lll10 de los
más extensos y trata la teoría en que se fundamentan los sistemas de compresi6n
de video. El capítulo 8, por su lado explica los sistemas reales de compresi6n de
video, es decir la aplicación práctica de las explicaciones del capítulo 7, desde los
sistemas MPEG hasta la compresi6n YCPRO.
Los capítulos 9 al 11 están dedicados al audio y siguen la lógica progresi6n de:
audio analógico, audio digital y compresión de audio. En este último capítulo se
recogen los mas modernos sistemas de compresión: el MPEG-AAC, e! AC-3 de
Dolby, el ATRAC de Sony, o las normas APT-X.
El propósito de este libro es el de proporcionar, en un solo volumen los cono­
cimientos que toda aquella persona relacionada con la tecnología de television
debería dominar. Si en alguna medida esto se consigue, el autor se considerará sufi­
cientemente compensado.
CAPÍTULO 1
La señal de vídeo
1. Un poco de historia
La television, tal y como la conocemos hoy en día, nació y se definió en los años
30, una época de rápidos avances tecnol6gicos. Aunque ya han pasado más de
sesenta años, las normas y sistemas actuales de televisión sufren, en parte, las limi­
taciones tecnológicas de aquella época. Las soluciones adoptadas por los pioneros
de la televisi6n no s6lo estaban limitadas por la tecnología existente, sino que debí­
an ser, además, econ6micamente aceptables, tanto para e! radiodifusor como para
el espectador. Por otro lado, no todos los avances tecnol6gicos posteriores pudie­
ron ser aplicados, ya que cualquier innovación debía ser, además, compatible con
los millones de receptores instalados en todo el mundo.
La historia del desarrollo de la te!evisi6n ha sido, en esencia, la historia de la
búsqueda de lll1 dispositivo adecuado para explorar imágenes. El primero fue e!lIa­
mado disco Nipkow, patentado por e! inventor alemán Paul Gottlieb Nipkow en
1884. Era un disco plano y circular, que estaba perforado por una serie de peque­
ños agujeros dispuestos en forma de espiral partiendo desde el centro. Al hacer
girar el disco delante del objeto, e! agujero más alejado de! centro exploraba una
franja en la parte más alta de la imagen y así sucesivamente, hasta explorar toda la
imagen. Sin embargo, debido a su naturaleza mecánica, e! disco Nipkow no fun­
cionaba eficazmente con tamaños grandes y altas velocidades de giro, necesarios
para conseguir una mejor definici6n y lll1a buena reproducci6n de! movimiento.
Después de muchos experimentos poco satisfactorios con elementos mecáni­
cos, aparecieron, a mediados de los años 30, los primeros sistemas basados en la
exploraci6n e1ectr6nica de la imagen. Estos sistemas, denominados entonces de
"alta resoluci6n" iniciaron sus emisiones de forma casi simultánea en Inglaterra,
Francia y Alemania. Las imágenes de aquella época tenían una resoluci6n vertical
de lll1as 400 líneas (405 en Inglaterra y 441 en Francia y Alemania). En los Estados
Unidos de América, después de experimentar con distintos sistemas e!ectronicos
20 21

10. TECNOI'odA ACTUAL DE TE:LlVIS¡ÓN
de 300 a 400 líneas, se optó en 1941 por el sistema de la NationalTe!evision System
Committee (NTSC) de 525 líneas, que, con pequeñas modificaciones, se ha man­
tenido hasta la actualidad. La relación de aspecto (relación entre la anchura y la
altura de la pantalla) fue desde un principio, y en todos los casos, de 4: 3. Esta rela­
cion de aspecto se mantiene en los sistemas actuales convencionales.
Después de la segunda guerra mundial, Inglaterra continuó con su sistema de
405 líneas y Francia con el suyo de 441 líneas. En 1948 Francia adopto un sistema
de 819 líneas, que, al menos por el número de líneas de exploración, podría con­
siderane como el predecesor de la HDTY. Alemania y e! resto de Europa adopta­
ron el sistema de 625 líneas.
Los Estados Unidos de América introdujeron el color en 1953 (sistema NTSC),
mientras que en 1968 nació el sistema de color PAL, adoptado por la mayoría de
los países europeos y de otros continentes. Francia diseñó su propio sistema de
codificación de! color (SECAM), que también adoptaron muchos de los países del
este de Europa y de! norte de África. Durante años no solamente había en Europa
tres sistemas de exploración y dos métodos de codificación del color, sino que,
además, convivían siete normas de transmisión incompatibles entre ellas. Esta
situación se corrigió en parte durante los años 80, cuando Francia e Inglaterra
abandonaron sus sistemas de 819 y 405 líneas, respectivamente, en favor del siste­
ma de 625 líneas. Esto demuestra lo difícil que es cambiar un sistema de televisión;
los arcaicos sistemas de los años 30 tardaron cincuenta años en ser sustituidos.
Actualmente en Europa sólo hay dos sistemas de televisión en color: e! PAL Y
el SECAM, ambos con 625 líneas. Puede darse cuenta el lector de que todos los
sistemas, actuales o no, utilizan un número impar de líneas. La explicación se verá
un poco más adelante.
2. Características de la visión humana
Es evidente que cualquier medio de reproducción de imágenes debe e~tar adapta­
do a las características y capacidades del sistema de percepción visual humano. En el
caso de la televisión esto es especialmente cierto, ya que los limitados anchos de banda
de grabaCión y transmisión obligan a optimizar, de forma muy cuidadosa, qué infor­
mación se capta, procesa y, finalmente, se envía al espectador. Por esto es especial­
mente importante e! conocimiento de! sistema visual humano.
En ocasiones suele compararse el ojo con una cámara fotografica y, aunque se
parecen en ciertos aspectos, difieren en muchos otros. En primer lugar, la cámara
no esta "conectada" a un cerebro capaz de interpretar las imágenes. La cámara es
imparcial, mientras que el ojo ve las imágenes de forma selectiva e inteligente.
Otras diferencias importantes entre el ojo humano yla cámara fotografica se refie­
ren a la capacidad del primero a, por ejemplo, reconocer los colores con indepen­
dencia del tipo de luz que los ilumina, a la disposición de las terminaciones sensi­
tivas en la retina, que proporcionan una gran definición en el centro de la imagen,
en torno al eje óptico, al hecho de que la película cinematografica integra la luz en
el tiempo, etc. Pero todos estos aspectos serán comprendidos mejor analizando la
anatomía y funcionalidad del ojo humano.
La s~ñal de vídeo
2.1. Anatomía del ojo
La figura 1.1 muestra las partes más importantes de! ojo humano. En primer
lugar podemos apreciar la córnea, que junto con el cristalino forman el sistema de
lentes de! ojo. Mientras que la córnea puede considerarse como una lente de lon­
gitud focal fija, el cristalino, gracias a su capacidad para variar de curvatura, ofre­
ce una longitud focal variable. En efecto, de forma automática e imperceptible, e!
cristalino, gobernado por los músculos ciliares, adapta su curvatura para formar
siempre una imagen nítida sobre e! fondo del ojo. Cuando miramos un objeto cer­
cano, el cristalino, que está formado por una serie de capas transparentes (como
una cebolla), se redondea para acortar su longitud focal. En el caso contrario, es
decir, cuando miramos algo lejano, la longitud focal aumenta, como consecuencia
de que e! cristalino se aplana. El proceso de adaptación de la longitud focal, es
decir, de la curvatura del cristalino, se denomina acomodacion. Cuando una per­
sona envejece, el cristalino pierde flexibilidad y disminuye su capacidad de aco­
modación. Entre la cornea y el cristalino se encuentra una zona llena de líquido vis­
coso denominado humor acuoso. De la misma forma, e! interior de! globo ocular,
entre el cristalino y e! fondo del ojo, está ocupado por e! humor vítreo.
2.2. La acomodación
Una persona joven puede enfocar sin dificultad desde unos 15 cm hasta infini­
to. A esta distancia de 15 cm se le llama "punto próximo", mientras que a unos
CÓRNEA RETINA
(Detalle de la
capa pigmentaria
en lomo 8 111 1'6vea)
[l CONO
::~:
BASTÓN
o(
~'k ~
I ~
11:o(
~"
(Oetalle de la
capa pigmentaria
en la zona periférica)
NERVIO OPTICO
HUMOR ACUOSO
Figura 1.1.
Anatomla del ojo humano (izquierda) y detalle de organización funcional de la retina
(derecha).
2322

11. ---
Lil ~l:Ú~L~Jc dU<;QTeCNOLOGíA ACTUAL DE TELE'-''-''I'''SI"Ó'''N'--- _
SO m se encuentra el "punto remoto". fS!() significa que la extensión de la acomo­
dación varía entre 1S cm (c:uando el cristalino está mas redondeado y SO m (cuan­
:do eTcri;;:alino se encuentra más aplanado).
La-ext~).ón de la acomodación se mide en dioptrías y es igual a:
. ¡ l l
Distancia al punto remoto (m) Distancia al punto próximo (m)
La amplitud de acomodación expresada en dioptrías representa la potencia de
la lente que sustituiría al mecanismo de acomodación.
2.3. El iris
Bañado por el humor acuoso se encuentra el iris. Se trata de un mecanismo
capaz de regular la cantidad de luz que pasa por el ojo, para permitirnos ver los
objetos del mundo exterior en muy variadas condiciones de iluminación. Al igual
que el diafragma de una camara, se cierra cuando las imágenes son muy brillantes
y se abre en condiciones de escasa iluminación. Sin la ayuda del iris las imágenes a
plena luz del Sol nos cegarían. Como sucede con e! cristalino, e! trabajo de adap­
tación del iris es automático e imperceptible.
El diámetro mínimo de la apertura formada por el iris es unos 2 milímetros,
cuando está totalmente cerrado, mientras que el diámetro máximo, cuando está
totalmente abierto es de unos 8 mm. Ante un estímulo luminoso, el iris reacciona
abriéndose o cerrándose. El tiempo necesario para que el iris se cierre al máximo
es de unos 0,3 segundos, mientras que el tiempo para abrirse es aproximadamen­
te 1,2 segundos. Cuando un rayo de luz penetra en el ojo, pasa a través de la cór­
nea transparente, e! humor acuoso, el cristalino y e! humor vítreo, todo lo cual
ayuda a enfocar la luz sobre la capa de terminaciones sensitivas en e! foqdo de! ojo,
denominada retina.
2.4. La retina
La retina es la superficie interior sensible del ojo humano. Se u-ata de un complejo
sistema de terminaciones nerviosas, formada por dos clases de células sensitivas, llama­
das conos ybastoncillos, capaces de convertir la luz en impulsos eléctricos.
Además de los conos y los bastoncillos, otros tipos de células retinianas, como
las bipolares, horizontales, amacrinas y ganglionares, llevan a cabo una serie de pro­
cesos de tratamiento de la información, antes de enviarla a traves del nervio óptico
al cerebro. Entre estos procesos destacan: la detección del movimiento y su direc­
ción, el realce de bordes, la intensificaci6n por contraste y la compresion o reduc­
ción de la cantidad ele información. Así, la retina, en lugar de sacar un mapa punti­
llista de la imagen que sobre ella se forma y enviar la información punto a punto al
cerebro, extrae de dicha información todo lo importante, optimizando la vía de
enlace con el cerebro, que es el nervio 6ptico.
/~- PUNTO CIEGO
1
0:::«
°w0...0::: 1I ICf).«
Ww 11
0:::
°0
0
f-«0...
W_0 /
OZ /W:J
o:::
--/"
"
Figura 1.2.
80 40 O 40 80 Disposición dc conos y bastuncs
DESPLAZAMIENTO ANGULAR
en la retina. La máxima densidad
DE LA RETINA (EN GRADOS)
dc fotorreceptores se concentra
BASTONES en la fóvea, coincidiendo con el
eje visual.- - - CONOS
2.4.1. Funcionalidad de la retina
Como consecuencia de la especial disposición de conos y bastones en la retina,
se obtiene una imagen totalmente nítida en una zona que abarca unos 2°, tomando
como centro e! eje visual. A partir de 10° la imagen comienza a hacerse borrosa.
En cuanto al color, aparece una cierta desaturación a partir de 2°, mientras que la
imagen en la periferia es totalmente desaturada.
El campo visual abarcado en el sentido horizontal es de unos 170°, de los cua­
les 110° corresponden alIado exterior y 60° alIado nasal. Girando e! ojo se puede
abarcar un campo nítido de unos 75° sin mover la cabeza.
Pero volvamos a los conos y los bastones. Dispone cada retina, en el hombre, de
unos 7 millones de conos y 160 millones de bastones. Los conos están diseminados
entre los bastones, pero se localizan, preferentemente, en el centro de la retina,
coincidiendo con el eje óptico, en una zona denominada fóvea. Por su color amari­
llento también se suele llamar a esta zona mácula lutea o mancha amarilla. Tan s610
la fóvea es capaz de ver las cosas con detalle, es decir, perfectamente definidas y
como esta zona abarca un ángulo, con respecto al centro de! cristalino, de aproxi­
madamente un grado o poco más, sólo los objetos situados en el eje 6ptico pueden
analizarse con detalle. Colocados a un metro de una libreria, abarcamos con la
visi6n unos dos metros de libros, sin necesidad de mover la cabeza ni e! globo ocu­
lar, pero únicamente podemos leer con claridad el título del libro que esta justo
frente a nosotros. Ésta es una diferencia muy importante con respecto a la cámara,
ya sea de fotografía, cine o televisión. En los tres casos la imagen presenta aproxi­
madamente la misma definici6n o nitidez en toda su superficie. Nosotros, en cam­
bio, vemos las cosas definidas de forma secuencial: primero una y luego otra.
2524

12. TlCNOLOGIA ACTUAL DE TELEVISIÓN
A pesar de que cada retina contiene unos 170 millones de células sensitivas,
entre conos y bastones, sólo dispone de un un millón de fibras para enviar la infor­
mación al cerebro. Así pues, la retina ha de comprimir la información antes de
conectarla al nervio óptico. De esto se encargan las células bipolares, las cuales
conectan varias células sensitivas a una sola fibra del nervio óptico. En e! centro de
la retina, es decir, en la fóvea, cada célula sensitiva, sea ésta cono o bastón, está
conectada a una fibra, mientras que e! número de células sensitivas conectadas a
una misma fibra del nervio óptico aumenta a medida que nos acercamos a la peri­
feria.
Las células amacrinas y horizontales trabajan transversalmente, sumando y res­
tando la información proporcionada por distintas células sensitivas, más o menos
cercanas, para procesar la información, resaltando bordes o detectando movi­
miento.
2.4.2. Percepción cromática
Como se ha dicho, hay en la retina dos clases de células sensitivas, conos y basto­
nes. Sin embargo, existen tres tipos de conos: los que presentan máxima sensibilidad
a la luz de longitud de onda corta, es decir, a los azules; los que responden sobre todo
a la luz de onda larga (rojos) y los sensibles a las longitudes medias (verdes). En pre­
sencia de un estímulo de luz roja, por ejemplo, e! grupo de conos "rojos" es e! que
envía más potencial de impulsos al cerebro. Si la luz es amarilla, tanto los conos "rojos"
como los "verdes" envían potenciales de acción al cerebro, mientras que los conos
"azules" quedan prácticamente inhibidos. De esta forma, mediante proporciones
variables de información "roja", "verde" y "azul", e! cerebro es capaz de reconocer
millones de colores distintos. La visión en color es, pues, función de los conos, los cua­
les enviarán al cerebro distintas combinaciones de información roja, verde y azul para
cada uno de los colores.
Con niveles altos y medios de iluminación, los conos no tienen problemas para
convertir la luz en impulsos eléctricos, pero cuando e! nivel de luz disminuye,
como, por ejemplo, durante la noche, los conos son incapaces de trabajar. En esta
situación entran en funcionamiento los bastones, los cuales son mucho más sensi­
bles que los conos. Se calcula que los bastones son capaces de convertir la energía
luminosa de un solo fotón (la mínima cantidad de luz posible) en información útil
para e! cerebro. Como sólo se dispone de un tipo de bastón y no de tres, como en
e! caso de los conos, la visión nocturna carece de color y, como suele decirse, "de
noche todos los gatos son pardos".
Mientras que durante e! día, cuando trabajan los conos, la máxima sensación de
brillo se obtiene para los colores medios del espectro (verdes y amarillos), duran­
te la noche ésta se desplaza hacia los azules. En el primer caso se habla de visión
fotópica, mientras que en el segundo de visión escotópica.
Con visión escotópica el ojo enfoca a unos 6° de! centro de la fóvea, para apro­
vecharse de la mayor densidad de bastones fuera del eje óptico, y adquiere "miopía
nocturna" de 2 dioptrías, al no enfocar exactamente sobre la retina. Además
aumentan las aberraciones geométricas al abrirse totalmente e! iris.
500 600 700
(NANÓMETROS)
La señal de "ideo
í
SENSIBILIDAD ESCOTÓPICA
« ' ..
2': 1,0 I //-....,/"'. SENSIBILIDAD
~ I I /, FOTÓPICA
w 0,75 i / ' I
a:: I I
o I
§ 0'5 : "
- I
Q:l 035 I
(J)' /
Z /
1W , Figura 1. 3.(J) 0' , ------"c
Curvas de sensibilidad fotópica )'400
escotópica.
2.5. Resolución espacial lumínica y cromática
La resolución espacial lumínica se cifra en l' de grado. Esto significa que si dibu­
jamos sobre una pizarra blanca dos puntos negros, uno encima del otro, y nos ale­
jamos lo suficiente como para que los dos puntos formen con el centro del ojo un
ángulo igualo inferior a l' de grado, comenzaremos a percibirlos como uno solo.
Éste es el límite de resolución o "agudeza visual" de una persona normal. Esta capa­
cidad de resolución sólo se obtiene en la parte central de la retina (la fóvea), es
decir, la zona correspondiente al punto donde centramos la mirada. A medida que
nos alejamos del eje visual la resolución disminuye progresivamente, de la misma
forma que disminuye el número de células. Esto es lo que se ha intentado repre­
sentar en la figura 1.4, donde puede verse que la parte central de! campo visual
excita muchas más neuronas de! córtex visual que e! campo periférico. En otras
palabras, la imagen neuronal está distorsionada; la mayoría de las células corticales
procesan la información correspondiente al centro de! campo visual.
En general, la resolución cromática es inferior a la resolución lumínica. Esto
significa que e! sistema de percepción visual obtiene imágenes de muy alta resolu­
ción en lo relativo a detalles y texturas que presentan cambios de brillo, pero
resuelve bastante peor cuando las imágenes sólo presentan cambios cromáticos (de
matiz y/ o saturación).
Para zonas visuales que abarquen ángulos de menos de 4' de grado no hay sensa­
ción cromática. Entre 4' y 12' de grado se obtiene sensación cromática sin precisión
de! matiz. A partir de 12' es posible apreciar todos los matices, si bien después de 2°
comienza una pequeña desaturación, la cual se hace total en la periferia de la retina.
Podemos ver que la agudeza visual a la información de color es, en el mejor de los
casos, cuatro veces menor que la agudeza a la información de blanco y negro. Éste es
un hecho muy importante, de! que sacan partido todos los sistemas de TV
Por último, la información proporcionada por las células sensitivas es llevada, a
través de las células bipolares, a las ganglionares. Estas últimas son en realidad las
terminaciones de las fibras del nervio óptico, e! cual tiene como misión transmitir
las señales visuales, convertidas en impulsos eléctricos, al cerebro.
2726

13. TLCNOLOGIA ACTUAL DE TUL VISiÓN ___La sdl.-ªt<lk,Ihkº
as fueron diseñados teniendo en cuenta esta agudeza visual de 1' Yasumiendo una dis­
tancia de visionado eCluivalente a seis veces la altura de la pantalla. La relación entre el
,r;,­ número de elementos de imagen que pueden resolverse, en función dc una altura de
imagen y una distancia de visionado determinada, es:
'R' Nv =_1_
011<,,-j J:~-JT"
OJO DERECHOI
"­
NERVIO OPTICO
OJO IZQUIERDO .-- ~Jwt,.~J1,t
.;;r QUIASMA. Opnco
IMAGEN
RETINIANA
'-' -' CUERPO GENICUlADQ
LATERAl (OERECHO)
.. '
...TU8~RCUlO ....SUPERIOR
¡;. ¡- '~:;."~~--:t...:)~~. "'C
J ..CUERPO GENICUlAOO 1
LATERAl (IZQUIERDO) ~
+.'. ."'i ,t- ... ~r, '-..J
RADIACIONES
ÓPTICAS
!~"".:>~~ V;l,.~J·t>~ ,Figura 1.4.
Sendas visuales que conducen L ~¡::~";' '~.
rk:~ .e7
·u··~~::"r.
CORTEX VISUAL . ÁREA"· ....~ •
EXTRlADO .
la información desde el ojo VISUAL ". ~--;-
hasta el cerebro.
Diversos nervios motores actúan sobre los músculos que regulan el movimien­
to del globo ocular y ele! parpado superior. El nervio óptico es un haz de finas fibras
conectado a la parte posterior de la retina, en una mancha un tanto descentrada
hacia la nariz, denominada punto ciego, ya que es insensible a la luz, por carecer
de células sensitivas. Dibujando una cruz en el centro de la página de la izquierda
de un cuaderno y un círculo negro en el centro de la pagina de la derecha es posi­
ble detectar la presencia del punto ciego. Basta con cerrar el ojo i~quierdo y,
mirando la cruz, alejar y acercar e! cuaderno hasta que e! círculo desaparece, pues­
to que su imagen está cayendo justamente en el punto ciego del ojo derecho. Es
sorprendente cómo el sistema de percepción visual se "inventa un trozo de imagen"
para compensar e! efecto del punto ciego.
2.6. Agudeza visual
La agudeza visual se mide como el ángulo que forman los límites del detalle más
pequeño que puede discernirse con respecto al centro del ojo humano. En el caso
de la televisión, esto equivaldría a la separación de dos líneas de exploración con­
secutivas.
Los sistemas de televisión se han diseñado tomando como referencia para la agu­
deza visual 1 minuto de grado. En televisión, la medida de la resolución se expresa
como el número de líneas alternativamente blancas y negras que puede resolverse
(separarse visualmente) sobre la altura total de la imagen y se expresa como "líneas
por altura de imagen" (Lines per Ficture Heiaht o LPH). Los sistemas de 525 y 625 line­
siendo Nv el número total de elementos que pueden resolverse en la dirección
vertical.
a= El angula mínimo discernible por el ojo (en radianes).
n = D/H (distancia de visionado partido por altura de la imagen)
Ahora si a =1 minuto de arco, o 2,91 x 10·4 radianes y n =6, entonces
Nv = 1 ~ 570 [{neas
(6 x 2,91 x 10-')
2.7. Persistencia visual
Es la capacidad del sistema de percepción visual humano para retener las imá­
genes retinianas después de que ha cesado el estimulo. Esto significa que la sensa­
ción visual "persiste" durante un pequeño período después de que ha desaparecido
la imagen óptica de la retina. En condiciones normales, este breve período es de
aproximadamente una décima de segundo. Sin embargo, una frecuencia de exhibi­
ción de 10 imágenes por segundo (10 ips) sería insuficiente para reproducir ade­
cuadamente el movimiento. Por esto en cinc y televisión se utilizan frecuencias de
exhibición de mas de 10 ips.
Se define como "frecúencia crítica de parpadeo" la mínima frecuencia a la que
se debe encender y apagar una fuente de proyección sin que la imagen parezca par­
padear. La perceptibilidad de! parpadeo depende en gran medida de las condicio­
nes de visionado. El umbral de parpadeo viene determinado, entre otros, por los
siguientes factores: la luminancia de! área parpadeante, e! color del área, e! ángulo
sólido subtendido por el ojo y e! area visual, e! tamaño absoluto del área parpade­
ante, la luminancia de! area que rodea a la imagen y la adaptación del observador
a las condiciones de visionado.
En televisión, la frecuencia de encendido-apagado o frecuencia de repetición
viene determinada por la frecuencia de campo, que es de 50 Hz para las normas de
625 líneas y de 60 Hz para las normas de 525 líneas. Esto es así porque cada una
de las 25 ó 30 imagenes (según la norma) que se proyectan cada segundo se divi­
de en dos "semiimagenes" o "campos", tal como se vera un poco mas adelante en
este mismo capítulo.
Como se ha visto, e! umbral de parpadeo depende del brillo de la imagen.
Cuanto más brillante sea la imagen, más alta debera ser la frecuencia de refresco
de la pantalla para que no se perciba el parpadeo. La tabla 1.1 muestra el umbral
de parpadeo (la luminancia a la cual empieza a percibirse el parpadeo) para las fre­
cuencias de exhibición más utilizadas.,
2928

14. TECNOLOGJA ACTUAL ,,,Il,,,E--,".='E.c.Lc.E'-"'-=""'l'l"'N'--- _
Tabla 1.1 Umbral de parpadeo en función de la frecuencia de exhibición.
Frecuencia de Imágenes por Umbral de parpadeoTIpo de imagen
Exhibición (Hz) segundo (cd/m')
PELfCULAS 48 24 68
TELEVISiÓN (SO Hz) SO 2S 100
TELEVISiÓN (60 Hz) 60 30 600
Como puede verse en la tabla anterior, la baja frecuencia de encendido-apaga­
do de las imágenes de cine hace que pueda aparecer parpadeo incluso con brillos
de imagen relativamente bajos (68 cd/m'). Sin embargo, el hecho de que las imá­
genes de cine se proyecten en ambientes oscuros ayuda a reducir la sensacion de
parpadeo. También puede apreciarse el incremento exponencial del umbral de par­
padeo en funcion de la frecuencia de exhibición (se pasa de 100 a 600 cd/m' al
incrementar en 10 Hz la frecuencia.de exhibicion).
3. La señal de vídeo
Una imagen de television puede ser considerada como una informacion que
fluye simultáneamente en tres direcciones: horizontal, vertical y temporal. Puesto
que la señal de vídeo solo puede discurrir en una direccion (el tiempo), se hace
necesario descomponer la imagen en dos de sus tres dimensiones.
Desde los inicios de la televisión se opto por analizar el contenido de la imagen
siguiendo un patrón de líneas, de izquierda a derecha y de arriba abajo. El proceso
se realiza de forma similar a como los humanos leemos la información de una pági­
na impresa: comenzamos por la esquina superior izquierda y avanzamos hasta la
parte derecha. A continuación volvemos la vista rápidamente a la izquierda y un
poco más abajo para comenzar la línea siguiente y así sucesivamente hasta termi­
nar la página. A cada punto de la imagen le corresponde un valor de coniente eléc­
trica proporcional al brillo de ese punto si se trata de blanco y negro o tres valo­
res distintos si se trata de una imagen de color. Una vez terminada una imagen, se
analiza la siguiente y así sucesivamente.
3. 1. Frecuencia de cuadro
Para comenzar es necesario determinar cuántas imágenes se han de analizar en
un segundo. De esto depende la suavidad y naturalidad con que será reproducido
el movimiento.
Como se ha visto en el apartado anterior, en cine profesional (que es anterior al naci­
miento de la television) se trabaja con 24 fotogramas por segundo (fPs), cadencia sufi­
ciente para una buena reproducción de las imágenes en movimiento. En televisión se
opto por 25 imágenes por segundo (ips) en Europa y 30 en Estados Unidos.
La razón de emplear una frecuencia de imagen (se suele llamar frecuencia de
cuadro) de 25 ips es doble. En primer lugar, permite sincronizar la frecuencia de
imagen con la frecuencia de la red eléctrica (50 Hz es justo el doble de 25 Hz), lo
La señaI de vídeo
que simplifica el diseño del receptor, al tiempo que, al ser la frecuencia de la red
múltiplo exacto de la frecuencia de imagen, cualquier interferencia que, provenien­
te de la red, se produzca sobre la imagen se mostrará como estacionaria, lo cual es
subjetivamente menos molesto que una interferencia movil. En segundo lugar, 25
ips está muy cerca de los 24 fotogramas que se emplean en cine, de manera que el
material filmado se puede pasar directamente por televisión.
3.2. Entrelazado de campos
Una desventaja de esta frecuencia relativamente baja es que produce parpadeo.
En cine este problema se resuelve proyectando cada fotograma dos o tres veces,
de manera que la frecuencia real de proyeccion es de 48 o 72 fps, lo cual resulta
suficiente como para eliminar la sensacion de parpadeo de la imagen. Al proyec­
tar cada fotograma varias veces no se utiliza más película que en el caso de pro­
yectarlo una sola vez, con lo que el sistema resuelve el problema del parpadeo sin
un coste adicional.
Se podría pensar que la solución lógica en television consistiría en doblar el
número de imágenes por segundo, trabajando con 50 ips en lugar de 2S. Sin
embargo, esto presentaría un problema importante: se doblaría también el ancho
de banda, y por tanto, la anchura del canal de transmision. Dicho de otra forma,
harIa falta el equivalente a dos canales de TV para transmitir un solo programa.
Puesto que los canales de transmisión y el espacio radioeléctrico en su conjunto
son un recurso natural, hay que optimizarlo.
CAMPO 1 CAMPO 2 CUADRO
LINEA LINEAESCRITURA 313 ,~RITURA
2,
".
315 ~" 315
:E==El "'~
31;~
313
3
'.
",
RETRAZADO RETRAZADO
====­ = -= == ==-;;;
~
....
Figura 1.5.
Entrelazado de campos. La imagen de 625 líneas se divide en dos campos entrelazados de
312,S líneas cada uno.
30 31

15. TE_eNOLOGÍA ICTUIL DE ·II.:.LE'rS",16L.lN,-' _
Dado que la imagen de televisión está descompuesta en líneas, una solución inteli­
gente para resolver e! problema del parpadeo sin aumentar el ancho de banda podría ser
ésta: en lugar de transmitir las líneas en su secuencia natural, es decir, primero la línea
1, después la 2, después la 3, etc., hasta terminar con la 625, se dÍ;de la imagen en dos
partes llamadas "campos", cada uno de los cuales tiene 312,5 líneas. El primer campo
contiene W1a de cada dos líneas, que se numeran en el orden en que son transmitidas y
que van de la 1 a la 312, más la primera mitad de la 313. El segundo campo contiene las
líneas intercaladas, no transmitidas en e! primero, comienza a la mitad de la línea 313 y
termina al final de la 625. Así pues, tal como se ven en la pantalla de! TRC, a la línea 1
no le sigue la 2, sino la 314. Las líneas de los dos campos se transmiten intercaladas o
entrelazadas. (Véase figura 1.5.)
De esta forma se obtiene una frecuencia de repetición de 50 Hz (frecuencia de
campo), sin incrementar e! número de imágenes totales, que sigue siendo de 25, y
sin incrementar, por tanto, el ancho de banda. A este proceso se le denomina
"entrelazado de campos".
3.2.1. Parpadeo interlínea
Aunque e! entrelazado proporciona una frecuencia de refresco de pantalla sufi­
ciente como para que la imagen en su conjunto no parpadee, se produce en oca­
siones un cierto parpadeo local, denominado "parpadeo interlínea" (/nteline twit­
ter). Tal artificio aparece cuando la señal de vídeo contiene líneas de exploración
cuyo nivel de luminosidad es muy distinto al de sus vecinas. Por ejemplo, si imagi­
namos una línea blanca sobre un fondo totalmente negro, tal línea parpadeará fuer­
temente, puesto que su ciclo de encendido-apagado será de 25 Hz (en e! sistema
europeo) o de 30 Hz (en e! americano), lo cual está por debajo de! umbral de par­
padeo para frecuencias espaciales medias y altas, el cual se cifra en unos,40 Hz. Hay
que entender que una línea concreta corresponde a un campo concreto (ya sea el
par o e! impar) y que, por tanto, la frecuencia a la que tal línea aparece no es la fre­
cuencia de campo, sino la mitad.
El parpadeo interlínea suele aparecer, sobre todo, en e! caso de imágenes sinté­
ticas como las generadas por ordenador para los "mapas de! tiempo". Cuando las
líneas son más gruesas no se percibe tal artificio, ya que tan pronto como se "apaga"
una línea se "encienden" las vecinas del otro campo. Este efecto es mucho más per­
ceptible en el caso de imágenes sintéticas que en e! caso de imágenes tomadas por
cámara..Los receptores d~.tel~Yi,';jºnqlledupj¡canlínea§/campos eliminan o mini­
IQizan este a~!ifl~~__R.:~~0!aJ~~:es_a.I1-t~.q'!e este pro1?l~maera mucho menos g~ave
al inicio de la televisióI1.$!~_actualm.m!~-, .Yi! que las cámaras y, sobre todo! lasp~n­
tallas de los receptores no tenían sufici_<o.~t.e.~~s.2luc:ióncomo para confinar una fina
línea horiz2J1..!.~L<I}!nª--ILneª,.de-c.:xplor..ación.. En..el caso de las imágenes i:omadaspor
cám~~~.f~c:19_~~_r~..?ll.~eno!_abl~;tE~I1!e~()_J110consecuencia del filtrado espacial
illtrPQ.ucici.Q...por.eL ob.je.t~ve '/' ·en-especial,por el solapamiento del perfil del ~az
explorador del tubo de cámar~ o d~e! filtro ópticopaso-bajode la cámara CCO.
3.3. Frecuencia de línea
Un parámetro muy importante a determinar es el número de líneas con que se ha
de formar una imagen. Cuantas más líneas se empleen, mayor defmición o resolución
tendrá la imagen. Por otro lado, cuantas más líneas, mayor será e! ancho de banda
necesario. Se ha de encontrar, por tanto, una solución de compromiso.
Un punto de partida en la elección del número de líneas es la "agudeza visual"
de! espectador, es decir, la capacidad de éste para discernir o separar pequeños
detalles que se encuentran en proximidad. Esta agudeza visual se cifra en un minu­
to de grado para un espectador medio, tal como se ha explicado en e! apartado de
''AgiRIezaviSual" de este mismo capítulo.
--Xla distancia normal de visionado (unas 6 veces la altura de la pantalla) son sufi­
cien'tes unas 5'70 Iíneaspara que dos líneas consecutivas formen un ángulo igualo infe­
¡i";¡:-irae grado con respecto al centro del ojo del espectador (figura 1.6).
« ~~t,-­
Figura 1.6.
La agudeza visual humana se cifra en l' de grado.
En Europa se ha optado por 625 líneas por las siguientes razones:
• Debe ser un número impar para asegurar el entrelazado de campos. En efecto,
para que los dos campos se entrelacen y no se solapen, es necesario que el pri­
mero comience en la esquina superior izquierda y termine a la mitad de la parte
baja de la pantalla. El siguiente campo no puede comenzar también en la esqui­
na superior izquierda, ya que ambos campos se solaparían. En lugar de esto el
segundo campo comienza a la mitad de la parte alta de la pantalla y termina en
la esquina inferior derecha, tal como puede verse en la figura 1.5. Por tanto,
ambos campos contienen un número entero de líneas, más media. Podemos, por
tanto, escribir, que un cuadro o imagen contiene: 2(n+ 1/2) líneas. Cualquier
valor que se le dé a "n", el resultado será un número impar. Ésta es la raz6n por
la cual todos los sistemas de televisión, actuales u obsoletos, tienen un Diímero
impar de líneas.
De las 625 líneas, no todas serán visibles en la pantalla, ya que se necesitan
algunas (25 en cada campo o 50 en total) para e! retorno vertical del haz de
electrones desde la parte baja hasta la parte alta de la pantalla. Por tanto, en
el mejor de los casos dispondremos de 575 líneas útiles, lo cual está ligera­
mente por encima de! mínimo teórico de 570 líneas.
32 33

16. ,Tf:CNOLOGIA ACrUAl [)ll"l:lI:VIS¡ÓN La señal de yidco
• Existe "na relacjón-s'ellcilla-~e1 numero de líneas.pru:.imagen-*--elnúmcro
de imágenes e9r s~do (625 =2~)-.tl~q!!~ simplifica el "istema.
~~o que-un<:l.-~~gt':1l.~~c.:-;~p;~de6_2SIineas.}'Ullcuadm-(-Goseampos}.se-pw­
¿lucecaaaT72~egun~~afr~~~_~c.:i.a:_geJ!I}_e.ª~cr.Lfí2.S._?<_25:.::::.15,625Bz. _
3.4. Proporciones de la imagen
/. Cf-/:JíAI-To
_~ rela.ci?l1_de imagen normalizada ell.la televisión actuales. de4! 3, es derir,.la_pan­
--!.alla aertelevisor es un.Jl"1d4il:::: J ,33)más411Cha.que.alta,_Es.ta relación de aspec­
to debe mantenerse desde la cámara hasta la pantalla del televisor si se quiere respetar
la compatibilidad. En la actualidad se está revisando el tema de la relación de aspecto,
ya que el público muestra preferencia por formatos más apaisados.
3.5. Duración de una línea
..En..~_n~!.'!!.1a ~1u:~de625--líneas·y50eampos -Iafrecuenda de línea-es de
l5.625Hz. Esto significa que cada línea durará 1115.625 s. o, lo queeslo.mismo,
64 microsegundos (~s) De.es.tQs..Q:t us, 52 Se_lltiljzan para analizar la~ge
i~guierda a derecha (período activo de línea) y los 12¡Jsrestantes para vQlveJ: de
~cha a izquierda _(~_()xLª-doosupresión4le línea).Véase figura L 7.
E"i1Tanorm-a-;;'mericana de 525 líneas y 60 campos la frecuencia de línea es de
15.734 Hz y el período de línea 1/15.734 =63.556 ¡JS. La línea activa americana
NIVEL DE BlANCO (100%)
~ PÓRTICO ANTERIOR ________o....!!."
NIVEL
DE NEGROS
(30%]
.....'J'Io
..-QdV.
T[~l. "~ :
FONDO DE I ISINCRONISMOS
(0%)
BORRADO O PERIÓDO ACTIVO
SUPRESiÓN DE LINEA DE LINEA
Figura 1.7.
Oscilograma mostrando una línea de televisión, con los valores de tensión y tiempo más
importantes (norma 625/50).
dura un poco más que la europea (52,856 )1s), mientras que el borrado de línea en
la norma americana es de 10,7 ¡JS.
Dentro del borrado de líneaE9_?~mos distinguir: los pórticos anteriol:J'_posterior,
los cuales están al nivel de borrado (OY), el sincronismo deJllleiid'1l.l.l.r.s.L..o..~~
color", el cual sólo estaráE~s=-r:t:._c:~~c:.::_~~a seña~ de co!~r.
3.6. Niveles de tensión
La parte de la imagen (período activo de línea) queda ubicada entre dos niveles
de tensión eléctrica, correspondientes al pico de blanco (0,7V en 625/50 y 0,714
Ven 525/60) y al nivel de negro (OVen 625/50 Y0,0535 Ven 525/60). La señal
de vídeo de blanco y negro se mantendrá siempre en estos niveles. La señal de
color puede variar ligeramente como consecuencia de la presencia de la subporta­
dora de color.
Los sincronismos se extienden desde Oa -0,3V en 625/50 Ydesde Oa -0,285V
en 525/60, con lo que la amplitud total de la señal de vídeo (contando la infor­
mación de imagen y los sincronismos) es de 1V entre extremos de la señal, tanto
para la norma americana como para la europea. Suele emplearse la expresión "1
voltio pico a pico" o 1V (p-p).
Nivel de blanco
O.7V~
90% (J (~90% f
0,
B=PERloDO DE BORRADO DE LINEA 12 ± 0.3 us
C=PDRTICO
F=
0.3%;0,11-15
"'----""
1,5iO.31.15
ANTERIOR
E:::PÓRTlCO
•
10,5 ¡JS
POSTERIOR
5.8 ¡JS
... )
".__ ~
F=
0,3;,1:0,1 ¡.I:l
10% )10%
OV__ ~
r--------....J~~~,1t;-.-:.
F y G .. Ilempo de formación Nivel de
D=IMPUlSO DE de los nancos IInlro el borrado >
DS~~f:E~~~~~~~s toO ) 10 Yel 90% ~
G=O.2:l0.1 IJS
f
G=O.2:l0.1 IJs ~
''---'O
-O.3V____ 1~-=-_~ __X()~~E.~"~ln_Cr()rliSmOS
Figura 1.8.
Detalle del borrado de línea (para una señal de blanco ynegro, en la norma 625/50). Cualquier
medida temporal sobre la línea de televisión se realiza con respecto al instante OH, el cual se defi­
ne como el punto de media amplitud del flanco anterior del impulso de sincronización horizontal.
Comparando las figuras 1.8 Y1.9, así como analizando la tabla 1.2 puede verse que
la señal de vídeo de la norma americana de 525 líneas y 60 campos presenta algunas
diferencias notables con respecto a la norma europea de 625 líneas y 50 campos. No
sólo las duraciones son distintas. Además los niveles de tensión del pico de blanco y del
34 35

17. __
TCCNOLOGI., ACTUAL DE TELCV1Slór;
Nivel de Blanco
0,71~ 1
90%6 ~O%
0"
A=PEAIODO DE BORRADO DE UNEA 10,7uS
C",PORTICO B-9.2+0,2. -0,1 ¡.lS ~
ANTERIOR. ~ I F.O.14
F..o,14
1.5±O.1~S E-PORTICO POSTERIOR ~ ±O.02~S±O,02IJS
~ •.5~S ~
"-----"
10% .
sg¡mv1·-· _'m _t-JIV.el.d.e.~egr()S'lmmmmm __rº~fr;~gg
F Y G =tiempo de lormaci6n
D.IMPULSO DE de los flancos entre el
10 y el 90%.SINCRONIZACiÓN loÓ
DE LINEA •.7±O.1~S
G"'O.14±~ 1~·14±O,02IJS
.O,285Y I Fondo de Sincronismos t
Figura 1.9.
Detalle del borrado de linea (para una señal de blanco y negro, en la norma 525/60).
Cualquier medida temporal sobre la linea de television se realiza con respecto al instante OH,
el cual se define como el punto de media amplitud del nanco anterior del impulso de sincTO­
nizacion horizontal.
Tabla 1.3 Parámetros de la señal de vídeo en torno al sincronismo de línea. Algunos
parámetros no tienen tolerancia, puesto que son derivados de otros más bási­
cos.
S{MBOLO PARAMETRO NORMA 525/60 NORMA 625/50
H Período de línea, ).1s 63,556 64
A Intervalo de borrado de línea, ms 10,7 12.± 0,30
B Desde OH hasta el final del borrado
de línea, ).1s 9,2 + 0,2/-0,1 10,5
e Pórtico anterior, ).1s 1,5 ± 0,1 1,Si 0,3
D Impulso de sincronización horizontal, ).1s 4,7 ± 0,1 4,7±0,1
E Pórtico posterior, ).1s 4,5 5,8
F Tiempo de formación de la señal, ).1S 140 ± 20 300 ± 100
G Tiempo de formación de los
sincronismos, ).1S 140 ± 20 300 ± 100
fondo de sincronismos son también diferentes. Otra diferencia importante se refiere al
llamado "pedestal", que no existe como tal en la norma europea. El pedestal no es otra
cosa que una ligera separación del nivel de negros con respecto al nivel de borrado o
supresión. En la norma americana esta separación equivale aI7,5% de la señal de video,
desde el nivel de supresión al nivel de blancos, lo que, traducido en niveles de tensión,
son 53,5 mV En la norma europea el nivel de negros es exactamente el mismo que el
nivel de supresión, es decir, OV
La scil.l! de 'ídC:Q
Tabla 1.4 Niveles de tensión de la señal de vídeo en blanco y negro para las normas
525/60 y 625/50.
PARAMETRO NORMA 525/60 NORMA 625/50
Nivel de blanco 100 IRE (714,3 mV) 700 mV
Nivel de negro (pedestal) 7,5 IRE (53,5 mV) OV
Nivel de borrado O IRE (O V) OV
Fondo de sincronismos --40 IRE (-285,7 mV) -300 mV
Adem~s__cl~_bS-'Qltios y los milivoltios, su.de I,Itilizarse en la medida deaJTIpli.
_tucl.de l¿¡señal de vídeo una unidad denominada "IRE", que son las iniciales d~l ins­
tituto que las nonnalizó(/rlStituteq[ Radio En8ineers). Este tipo de unidades. se uti­
ll;.a sobretodOen-l~norma americana 525/60. Básicamente se divide la scñal de
~'ídeo~cresde'élfó[;'do dcsincronismosnasta el pico de blanco en 140 unidacl~~IR~.
P'U'eStOque¡;l~~f¡~rde vídeo en su conjunto tiene una amplitud de lvoltio p-p, UI1<i
u-;;TaaofRE corresponde a 1V/140 = 7,14 m V El valor "cero IRE" se hace coinci·
dJ~..con el nivel de supresión o borrado.
3.7. Duración de un campo
En la norma europea de 625 líneas y 50 campos, un campo dura exactamen­
te 1/50 de segundo o, lo que es lo mismo, 20 milisegundos (20 ms). De este
~ieÍnpo;'aproximadamente 1,6 ms corresponden al borrado vertical, es decir, a
la~-Iírieas--que necesita el haz para retornar de la parte baja a la parte alta de
§iinta:1fa (L'5"X'b4~s--= t ,6 ms). Dentro de estos 1,6 ms se encuentra el sin­
cromsmocreéampo'ü"slñcronis'ino verticáI, élcuá! dura el tiempoequivalcnt~ a
~<.:~- de.!~ _es d~~ir, 160 ).1s. El impulso de sincronización de campo :,stá
~~~qlle.ado por otros dos trenes de impulsos: el de preigualación y el de pC!.sti­
guaJ.a¡;¡ón. En total se emplean para propósitos de sincronización vertical 7,5
lí.!1e.as de TV La mayor parte <id_res~hª.stacompletar..@~25JiTlº~Lcie_borrado
vertical,puede emple.¡¡.rsep_arª_-ªplj<::<IcioI)_e..s_e._~ialcs,como, por ejemplo,
t~, señales test Cs.tl.e_per:mitcD .cyalll.a,r objetivall1ef.lte_l~ ..c:¡¡li~;¡i~.e~!a ima­
gen) o..<::?3ígOdetiemp2..sJtll1-,u~tilidad muy importante .en la po.spmduccÜ2D_de
1ª-.s,JI1!.ágenes_d~ tV1·__
El período activo de campo durará, por tanto, 20-1,6 ms = 18,4 ms. En la práctica,
el borrado vertical incluye, además de las 25 lineas, un borrado de línea extra, con lo
que el período activo de campo durará un poco menos. Véa~e figura 1.10.
En la norma americana de 525 líneas y 60 campos la duración de un campo es
de16,683 ms. En esta norma el borrado vertical utiliza 20 líneas, lo que corres­
ponde a 1,272 ms, dejando 15,411 ms para el período activo de campo. Al igual
que sucede en la norma europea, el sincronismo de campo se estructura en tTes
trenes de impulsos: preigualación, disparo y postigualación, e igualmente se trata
de pulsos cortados a ritmo de H / 2, sólo que en este caso se utilizan seis impulsos
para cada uno de los trenes en lugar de cinco.
36 37

18. TECNOLOGIA ACTUAL DE TELEVISiÓN f,
__-----.f>.E~Jººº-º~f_A~~q~_?º __n~~__¡...-­
i 160 1Jf> (2.5 LINEAS)
~ .~~
r---------------;o
SINCRONISMO
DE CAMPO O
1SINCRONISMO
VERTICAL
1
PERIoDO ACTIVO DE CAMPO ..
BORRADO DE CAMPO
1.6
I
--j."ÚlTIMA LINEA ACTIVA PRIMERA LINEAACTJVA
. DEL CAMPO ANTERIOR DEl CAMPO SIGUIENTE,
1°,7V.2,5 H 2,5 H 2,5 H
----'Xn nn'~T~nn~~"""r' ~i
j uuuuu~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~. ~ ~ l. _lO,3V
- 80~fu_º.Q...Qf__º&tt>.P~§1:L!__.JlllL~------- --~J
3.8. Ancho de banda
Figura 1.10.
Datos de la norma 625/50, El
período de campo (20 ms)
incluye el borrado de campo
(1,6 ms) y éste a su vez el sin,
cronismo de campo (160 flS).
En la parte baja de la figura se
muestra más detallado el
borrado de campo.
El ancho de banda de la señal de vídeo, en la mayoría de los países europeos, es de
5,5 MHz. Esto significa que la señal de vídeo puede cambiar su estado eléctrico, como
máximo, hasta 5,5 millones de veces por segundo. Como veremos, el ancho d~ baI'!da
e~roporcional al número de lineas.,.alaLesolución.horiwn.talddese~.alardªGi.QrL
_~e aspect~~,J..lJÍmero_de.im.ªgl;ne_sp-ºLSegundo. '-­
Como sabemos, en..ili~ceg!.orc!~ televisión sól2.i75.de las º2SJí.J1(~!1_Ss9_n. vi~i­
~s. Las 50 líneas "perdidas"..s2.!:.r~.s.pQ!1.den.¡¡ljnt~ry.ak.ci~borradoy.erÍ:ic¡l ant~s
G~~o. Porta.nto, la resolllc:iól1 xerttcª! teÓrit.:as~rªck.FS!ín~s.
SBifll:>~.gQ.,g.resoluciónvertical efectiva es algo menor que la teórica. Esto
es cO['lsecuencia de queelgrosQ.r.~eL~~~e~J:l(:~<l.ªt?~_d_e.!.!..u_~_~_~_c:~IIl<lr~,al igu!}
<Lue sucede con el gro~L4el ha~t:__e.!.e~!~9..n_~.~~L!~~()_C!e_!".aJ_o.~S.2:t9QiººLCI!tC)...,
4eL t~l~visor, es algo may()r que el espacio. que s~para dos líneas. COrls~c:.lltivas.,~e
televisión. Ademásel perfil de energía del haz electrónico dista mucho de ser rec­
tangular, pareciéndose más a la curva de Gauss o gausiana, especialmente_cuando
se trabaja con un sistema entrelazado, donde el solapamiento entre línea~.vedl)..as
(que corresponden a distintos campos) debe ser mayor que en un sistema~ec:u.en­
cial puro (figura 1.11).
, Para calcular la resolución v~~tical efectiva ~~e m~.tiplicar el número de
lmeas por unfactor 9.e cor,re.C:ClOn, menor que la urlR1aCt, ~'L:OTIuce-como
"Factor de Kell", en honor de R: D. KelI, ciulerílbc1toacl?lí(jcen~nlo~añ2s_}0.
Atmque este factor depende del tipo de dispositivo que se emplee en la~mara
(tubo o sensor CCD), la respuesta de la óptica, el ajuste del haz de electrones del
TRC, etc. en la práctica se ha normalizado aO,75.Por tanto, 0,75 x 575 =430 líneas
---------_._--~-,,~-_.- ,.
La señal de vÍdeo
Figura 1.11 .
El perfil de energía del haz de electrones
tiene forma de "gausiana" y limita la resolu­
ción vertical efectiva.
de resolución vertical. Puesto que el ojo humano presenta, aproximadamente, la
misma agudeza en la dirección horizontal que en la vertical, una resolución equi.
valente en el sentido horizontal requeriría 430 x 4/3 =574"líneas". 4/3 es la rela­
ción de aspecto, es decir, la relación entre la anchura y la altura de la imagen nor'
malizada.
~rior signiJlca gue podemos "meter" como máxi~o 287 líneas blancas y 287
~~~a-pacteizquierdaa.1a p;uJe9cerec:h¡¡de la imagen. Así pues, 52 ~
p¡¡fesddil)eas =O,1 ~1!11Uhsponi~1fé:s_p¡¡Ea cadapaLbJ¡¡.~co~negro~ .-----,,- ,­
PQde.mos c:onsiderar cada par blanco,negrQ C:9.J!l..2 uni:l'Io=~,kTI1t:ntal, y si éste
_dura O, 181 J:i~,en uns~gu_fldohabrán:---- - ----­
U) 6~0
tia
z
'ºü 300
:3 200
o
~ 100
lY
o
LINEAS DEL CAMPO 1
__ PERFIL DE ENERGIA DE LAS
./ LINEAS DEL CAMPO 1
- :} -- -- -- -- - - - -- - ­
I
"r
......
1 __ - _
}. - --~'-~ - - - -- - - -- - -- -­
",", PERFIL DE ENERGIA DE LAS
~ LINEAS DEL CAMPO 2
.......~~ LINEAS DEL CAMPO 2
1
"" 5,5MHz
0,181 J.1S
./
V
//
V
V
/
v
1/
Figura 1.12.
Relaci6n entre líneas de resoluci6n y
ancho de banda, Para pasar de una a otra
12345678
medida, multiplicar o dividir por 80,
ANCHO DE BANDA EN MHz
38 39

19. TeCNOLOGíA KTUAl DE HlEI'ISION
Así pues, tenemos un sistema con una resolución horizontal cfectiya dc 574
'----'- . . . . --- ---- -- -_. ­.
líneas, uñili:esO!üCi6n yertical dc 430 líncas y un ancho dc banda dc 5,5MHz,
Por tanto:
1/2 x 3/4 Z"[R1
A" = 52 I1S
dü;-de: Z"IRT =Kx575,
K =factor de Kell =0,75
A" =ancho de Banda en MHz
Tabla 1,5 Parámetros más importantes de las normas de televisión de 525 y 625 lineas
PARAMETRO
Número líneas por cuadro
Número líneas por campo
Relación de aspecto (H:V)
Número cuadros / segundo
Número campos / segundo
Frecuencia de exploración horizontal (fHl Hz
Duración del borrado de campo (líneas)
Duración del borrado de cuadro (líneas)
Número de líneas activas por cuadro
Resolución vertical (Nv) en LPH
Duración de la línea total (lJs)
Duración del borrado horizontal (lJs)
Duración de la línea activa
Pixel horizontales para igual resolución
HN(2)
Duración de un ciclo en horizontal (T) IJs
Ancho de banda para igual resolución
HN (MHz)
Factor de resolución horizontal Qineas!MHz) (3)
Resolución horizontal real (NH) LPH
Relación de resolución HN
NORMA 525/60
525
262,5
4:3
29,97 (1)
59,94 (1)
525 x 29,97 =15,734,25
20
40
485
485 x 0,75 =360
63,556
10,07 ± 0,1
52,856
360 x 4/3 = 480
52,85 / 240 = 0,22
1fT =4,5
360/4,5 = 80
336 (para un ancho
de banda del
canal =4,2 MHz)
0,933
NORMA 625/50
625
312,5
4:3
25
50
625 x 25 =15,625
25
50
575
575 x 0,75 =430
64
12 ± 0,3
52
430 x 4/3 = 574
52/287 = 0,181
5,5
430/5,5 = 78
390 (pará un ancho
de banda del
canal = 5 MHz)
0,907
(1) En el sistema americano (normas M) la frecuencia de campo para blanco y negro era de 60 Hz, A par­
;' tir de la -introducciÓn del color en el sistema americano NTSC en 1953, la frecuencia de campo pasó a ser,de
59,97002996 (y más decimales], Este cambio se hizo con la intención de que 11LnUElya,pQ[tadQra de color no
interfiríerac:onlaportadora ét~ sonido: ' - .•
!
(2) Dato teórico no normalizado, a partir del cual se puede calcuiar el ancho de banda
(3) Es frecuente hacer una traslación entre líneas de resolución y ancho de banda, Dividiendo las líneas de
resoiución por 80 se obtiene el ancho de banda en MHz, Igualmente, si conocemos el ancho de banda de un canal,
podremos saber qué resolución horizontai puede proporcionar multiplicando el ancho de banda expresado en MHz
por el factor fijo 80, Puede verse Que esto es válido tanto para el sistema 525/60 como para el 625/50,
Resumen
• La televisión nació y se definió en los años 30, Muchas de las características y
limitaciones de los sistemas actuales son consecuencia de la necesidad de
compatibilidad con aquellos sistemas pioneros.
LJ_~cJl~!.1.h.lJ.t,kº
• Los tres sistemas de televisión actuales son: NTSC (EE.UU" Sudamérica )'
países del Pacífico), SECAM (Francia, Europa del este)' norte de África) )'
PAL en el resto del mundo. PAL y SECAM utilizan 625 líneas)' 50 campos;
NTSC utiliza 525 Hneas )' 60 campos.
• Para entender los parametros en que se basa la televisión es necesario cono­
cer las características de la visión humana, en especial la anatomía y funciona­
lidad de la retina. La resolución espacial lumínica se cifra, para un espectador
medio, en un minuto de grado. Esta resolución sólo se obtiene en el centro
de la retina, en una zona denominada fóvea,
Otra característica visual muy importante es la persistencia visual, la cual se
cifra, en condiciones normales de observación, en l/lOs. Sin embargo, para
obtener una reproducción suave de! movimiento es necesario trabajar con una
frecuencia de imagen por encima de 20 ips. En cinl" se optó por 24 ips, mien­
tras que en televisión se eligió una frecuencia de imagen de 2S ips en la norma
europea y de 30 ips en la americana,
• Aunque 2S ips (30 ips en e! sistema americano) es suficiente para reproduci¡' el
movimiento de forma suave, a esta frecuencia de exhibición se produce un fuer­
te parpadeo de la imagen. La solución adoptada en televisión es el "intercalado
de campos". De esta forma se evita el parpadeo sin aumentar el ancho de banda.
Así, la frecuencia de refresco de la pantalla =a la frecuencia de campo =50 Hz
en la norma europea y 60 Hz en la americana.
El entrelazado de campos fue una buena solución en su momento, aunque,
por otro lado, introduce sus propios defectos y artificios. Los futuros sistemas
de televisión digital para multiprogramación y HDTV utilizarán, seguramen­
te, exploración no entrelazada, tamhién llamada "progresiva".
• En la norma europea se emplean 625 líneas por imagen (312,5 líneas por
campo), mientras que en la norma americana se utilizan 525 (262,5 por
campo). En cada campo de la norma europea se utilizan 25 líneas para el
borrado vertical, de forma que el número de líneas activas por imagen es de
575. En la norma americana se utilizan 20 líneas POl- campo para el bOlTado
vertical, siendo el número de líneas activas por imagen de 485.
• La resolución vertical efectiva es menor que el número de líneas activas, ya
que se ve afectada por el factor de Kell, quedando en 430 líneas en la norma
europea y 360 en la americana. Teniendo en cuenta la relación dI" aspecto, una
resolución horizontal equivalente daría 574 líneas por anchura de imagen en
la norma europea y 480 en la americana. (, ~"? '." -:-- l - .­
• La frecuencia de línea se deduce multiplicando la frecuencia de imagen por el
número de líneas que componen cada imagen y es de 15,625 Hz en la nOl'ma
europea y de 15.734 Hz en la americana. En todas las normas de televisión
convencional se utiliza una relación de aspecto de 4: 3,
• La duración de una línea es de 1/15.625 =64 IJS (en 625/50) y de 1/15.734
= 63,55 I1S (en 525/60). El borrado de línea en la norma europea es de 12
mS, lo que deja 52 I1S para la línea activa. En la norma americana el borrado
de línea dural0,07 IJS y la línea activa 52,85 I1S.
• Los niveles de amplitud de la señal de vídeo en blanco y negro se extien­
4140
~

20. TrcNOLOclA AnUAL DE THEVISION
den desde OY para el negro hasta O,7Y para el pico de blanco. Entre O y
-0,3Y se encuentran los sincronismos. En total la señal de televisión ocupa
una extensión, desde el fondo de sincronismos hasta el pico de blancos, de
0,7+0,3 = lV
o El ancho de banda es proporcional al numero de líneas, a la resolución hori­
zontal deseada, a la relación de aspecto y al numero de imágenes por segun­
do y es de 5 ó 5,5 MHz en los sistemas europeos (puede ser más elevado en
SECAM) y de 4,2 MHz en el sistema americano.
i
I
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¡
CAPÍTULO 2
El color
t
1. Naturaleza del color
1.1. Aspectos físicos del color
Por definición, el color comprende todos los aspectos de la luz, excepto las
variaciones en tiempo y espacio. El color es un aspecto de nuestra experiencia
visual y, desde el punto de vista físico, depende de las longitudes de onda de la
radiación que ilumina e! objeto, de las longitudes de onda que reneja dicho obje­
to, de! color de los objetos circundantes y de la absorción o renexián de las sus­
tancias que se interponen en la trayectoria de la luz. ~+-Qesde u~a ó-Eli.fa
c:i~n tífica,podemos reconocer un co!qr por la longitud de-Ondadominante ql!e
em.ite o reneja, a la cuaLañadiremos.sumonocrornaticidad..o..pureza.La luz del
láser, por ejemplo, puede ser roja (en el láser de rubi) o de otros colores, pero
siempre es monocromática, porque está formada por una unica longitud de onda.
En este caso basta con decir de qué longitud se tI-ata (por ejemplo,
700 nm) para identificar, sin lugar a dudas, e! color de dicha luz. Cuando no se trata
de luces o colores monocromáticos, además de la longitud de onda dominante es
necesario conocer en qué medida dicho color está contaminado de luz blanca.
1.2. Aspectos psicofísicos del color
Son tres: matiz, saturación y brillo, ninguno susceptible de ser medido directa­
mente.
42
,
¡
1
1
o Por matiz entendemos la sensación de color por la cual distinguimos las par­
tes del espectro: rojo, azul verde, amarillo, etc. El equivalente f1sico del matiz
es la longitud de onda dominante de la luz para cada color.
o Saturación es e! grado de pureza de un color, es decir, la medida en que está
43

21. TlC;,'OLOGí., ACTUAL DE TELErJSIÓN
contaminado de blanco, gris o negro. Un "rosa" difiere de un rojo puro en su
saturación. Se dice que el "carmín o escarlata" es un rojo saturado al 100%,
mientras que el "rosa" es un rojo saturado, por ejemplo, al 50%. Cuanto mas
pálido sea un color, menor sera su saturación y viceversa .
• El brillo es la sensación de luminosidad de un color. Esta asociado con la canti­
dad de luz y la sensación visual. Un gris y un blanco, por ejemplo, difieren sólo
en el brillo (el segundo es mas brillante). Si mezclamos al 50% pintura roja y pin­
tura blanca obtendremos un rosa o, lo que es lo mismo, un rojo saturado al 50%
y de un cierto brillo. Pero si en lugar de pintura blanca utilizamos pintura negra
para mezclarla con el rojo, tendremos también un rojo saturado al 50%, aunque
ahora con menor brillo que antes.
Es posible encontrar en otros textos denominaciones distintas a las usadas aquÍ.
Podemos establecer la siguiente equivalencia aproximada:
Matiz =tinte =tono
Saturación =pureza =c¡-oma
Brillo =luminosidad = valor
1.3. Mezcla aditiva
Siempre que trabajamos con luces (como en el caso de la televisión) se dice que
estamos empicando mezcla aditiva de colores. En efecto, si sobre una pantalla
blanca de una habitación a oscuras proyectamos un haz de luz roja, tendremos una
cierta cantidad de luz. Si a continuación hacemos converger sobre la mancha de luz
roja otra de luz verde, obtendremos la suma de la luz de ambos proyectores (la
pantalla refleja la luz roja y también la luz verde). Cada vez que añadimos luz, el
color resultante es mas luminoso.
1.3.1. Colores primarios luz
La designación de ciertos colores como primarios es un hecho arbitrario que,
sin embargo, está basado en algunas consideraciones. Por ejemplo, sabemos que los
conos de la retina se dividen en tres grupos, los cuales presentan maxima sensibi­
lidad, cada uno de ellos, a las luces roja, verde y azul. Ademas rojo y azul quedan
en los respectivos extremos del espectro de luz visible, mientras que el verde cae
justamente en el medio. Por estas razones se han elegido como primarios luz los
colores rojo, verde y azul.
Con estos tres colores es posible, mezclandolos en las proporciones adecuadas,
obtener cualquier color, ya sea éste natural (se encuentra en la naturaleza) o artificial.
La figura 2. 1 muestra los tres colores primarios luz, así como los secundarios. Por
secundarios se entiende los colores que se forman al mezclar dos primarios en canti­
dades iguales. Por ejemplo, con rojo y verde se obtiene amarillo; con verde y azul
tenemos el cian o cianino, que es un azul turquesa; con rojo y azul logramos el magen­
ta, que es una especie de granate algo violáceo. La mezcla de los tres primarios, rojo,
verde y azul, en la misma proporción da el blanco; la ausencia de los tres, el negro.
Figura 2. J.
Mezcla aditiva.
Se dice que dos colores son complementarios cuando entre los dos pueden
producir el blanco si se mezclan en la misma proporción. Por ejemplo, amari­
llo y azul son complementarios, ya que el amarillo está formado por rojo y
verde y al mezclarlo con azul lo que realmente estamos haciendo es mezclar
rojo, verde y azul. Dos colores complementarios presentan el máximo contras­
te cromatico. El complementario del rafa es el cián; el del verde, el magenta, y
el del azul, el amarillo.
1.3.2. Las leyes de Grassmann
Como sabemos, es posible obtener cualquier color mediante la mezcla aditiva
de tres fuentes de luz primaria Fl, F2 YF3, siempre que estos primarios hayan sido
adecuadamente seleccionados. Fue precisamente Grassmann uno de los primeros
en demostrar la afirmación anterior. Además enunció una serie de leyes sobre tri­
cromía que son de gran interés:
• Dos radiaciones cromaticamente equivalentes a una tercera son equivalentes
entre sÍ.
• Si sobre el ojo actúan varias radiaciones simultáneamente, es posible sustituir
una o varias de estas radiaciones por radiaciones cromáticamente equivalen­
tes.
• Si dos áreas visuales producen la misma sensación de color, ésta no cambia si
en ambas se disminuye la luminosidad o brillo sin cambiar el matiz ni la satu­
ración.
• La luminancia de un color es igual a la suma de las luminancias de sus com­
ponentes espectrales.
Basándonos en las leyes anteriores, hagamos el siguiente experimento. Colo-
j
44 45

22. ,
TECNOLOGJA ACTUAl. DE TELEVISiÓN El color
f
¡
quemas tres proyectores, uno rojo, otro verde y otro azul de igual potencia, a la
izquierda de una cartulina blanca doblada, tal como muestra la figura 2.2. A la
derecha de la cartulina colocamos un proyector de luz blanca. Ahora ajustemos
mediafl!.~~.spQSitivorcOmO,_POfejemplQ) un filtro Q un reóstato) la intensi­
dad l.':1~i':.i~a d~c~~a_E!,_o+~!ou;l~hU.zquierda hasta que la sensación visu¡ll perci­
bi9_ª.JtQLdQbservª!lQI sea idél!!ica.~n..amb.as_caras de.lacartulina.
Suponiendo que lall~.c,lt:Lpr-º'yegQr.sle.Jaderecha. se-a per-fe€tameflteblanca
(c0!!1~Ja~l11itidapor.el Sol), 10sproye~tQre5.-deJaizquierda habrán sido ajustados
aJ_~sig.uie.I1!~s__p.o~iciQnes:
v
ROJO
tVERDE
I t,
¡
t
t
[
tt
~
~I LUZ
AZUL -BLANCA i,
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/ ,~
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, i ~
','
Figura 2.2.""~--'
OBSERVADOR Igualación del blanco mediante proyectores R, G YB.
Proyector rojo = 30%
Pr.°l~c:.t?r.~~rd.t:=j2%._
! Proyector azul =11 %
El expe¡'imeD.lo ant~Ijm:_g~mu~~tLa_qg~.la..I1!~.Qlªn<;:ª_~.tªLQrm.ada,..s.obrUºº.o,
por luz verde (59%), algo de radiación roja (30%) y muy poca azul (lIr )
o
1.4. Mezcla sustractiva
Supongamos una cartulina blanca que refleja el 80% de la luz que recibe. Es
blanca porque refleja en la misma proporción todas las componentes de la luz. Si
sobre dicha cartulina aplicamos un trazo de pintura roja) los pigmentos de que está
compuesta la pintura absorberán parte de la luz (todas las componentes excepto
las rojas) que antes se reflejaba. El resultado será menos luz. Si mezclamos la pin­
tUfa roja con otra verde) el nuevo color absorberá más luz que las pinturas indivi­
duales. Realmente habremos obtenido un marrón oscuro) bastante menos lumino­
so que el rojo o el verde originales.
¡46
!
..1
Figura 2.3.
Mezcla sustractiva.
La conclusión es que cada vez que añadimos un nuevo color pigmento estamos qui­
tando luz. Por tante;.í este tipo de mezcla de colores se denomina mezcla sustractiva.
Los colores cián, magenta y amarillo, que son secundarios en mezcla aditiva, pasan
a ser primarios en mezcla sustractiva. Si queremos pintar un cuadro a todo color con
sólo tres tubos de pintura, serán precisamente cián, magenta y amarillo los que debe·
remos elegir. José María Parramón, un excelente pintor dedicado a la enseñanza,
recomienda el amarillo de cadmio, el carmín de Garanza oscuro y el azul de Prusia
para aquellos que quieran hacer la prueba de pintar un cuadro con sólo tres tubos de
color. Si se trata de pintura al óleo, por ser pigmentos opacos, deberá emplearse, ade­
más, pintura blanca para rebajar o mermar la saturación de los colores. Los tres colo­
res de pintura de Parramón son los más parecidos, dentro de los catálogos de fabri­
cante de tubos de óleo, a cián, magenta y amarillo.
Lo importante es no confundir los colores luz (mezcla aditiva) con los colores
pigmento (mezcla sustractiva).
1.5. Igualación de colores
Son procedimientos físicos que consisten en lograr una mezcla de colores que
visualmente se parezca a otra muestra dada. Sea por mezcla aditiva, mediante
luces, o por mezcla sustractiva, utilizando pigmentos, la igualación puede lograr­
se. Cualquier color puede obtenerse sumando luz espeQ1gL1!l91lQgomátic-ª-X-Iuz
Ma~01.:..S!Il_emb.,!rg(»l()s.,p~rpuras no pu,edep Oº!~lJ,crs~_de.es:ta.m.anexLE9J:.aello
h.aceJ~l~ ~uIl1ar dos lu~es ~spe.ctr'!le.s..)_9.Qncre);'!I!:lgI!!e.lª§.<:.Qrn:sp.Qll.dimt~s_ª-.LQ1>
.~JS.tr.emos del espectro (rQjo y violeta). A estos colores se les conoce también como
~ no espectra~s:.Pordefini9§IlL~n.colorn()espectral no pertel1ec:.e~_~.E..ec­
~, por tanto,~"'p.:::,ª~~del1.~ifi<:~rse'porsu longitud de.Qoda dominante. En
l~ga.r~eestose indica la longitud de onda del¡:olor complem~ntari().J"a luz de este
color com...El~.!!l..e.Il.t~~i~E1.e~cl~~acon la del purpúreo en cuestión da blanco.
47

23. Tr.CNOLOG1, tC fU:1 !JI TllE ISlÓN
1.6. Escalas normalizadas
Se utilizan para garantizar que las pruebas de percepción del color se realizan
en condiciones objetivas. Un factor muy importante es la iluminación, ya que los
resultados son distintos según sea el tipo de aquélla (natmal, artificial, incandes·
cente, etc.).
Dos muestras de color que aparecen igualadas con una iluminación A pueden
parecer distintas con la iluminación B. Para evitar cualquier duda en la iluminación
de las muestras se utilizan fuentes de luz normalizadas. Aunque en tales condicio­
nes tampoco se asegura que todos los observadores apreciarán el mismo efecto,
sacando el promedio estadístico de las apreciaciones de muchos individuos se
obtiene el observador normalizado, quien verá siempre las cosas del mismo modo.
Los primeros intentos serios de sistematización del color aparecen en el siglo
XVI!, con el desarrollo de las ciencias exactas. Sin embargo, habrá que esperar
hasta finales del siglo XVIII para encontrar un moelelo que siga unas pautas cientí­
ficas. El primer modelo lógico, que proporciona una imagen clara de lo que podrí­
amos llamar el "espacio de los colores", se debe a Philipp atto Runge, pintor de la
escuela romántica alemana.
1.6.1. El sistema Runge
El modelo de Runge tiene la forma de una esfera, tal como si se tratara del
globo terráqueo. En este modelo, al polo norte le corresponde el color blanco,
mientras que el polo sm representa el negro (véase figura 2.4).
ClAN (TURQUESA) NARANJA
V!."RDE
AMARilLO ROJO MAGENTA
EJE: OEL GRIS
(b)
VERDE
MAGENTA
Figura 2.4.
Representacion de los colores en
(e)
el espacio de atto Runge.
El círculo ecuatorial posee los colores en tintes puros (saturados), variando del
rojo al naranja, al amarillo, al verde, al cián, etc., de manera que viajando a lo largo
del ccuador iríamos "ariando el matiz. Los dos polos están conectados por meri­
dianos, que cruzan el ecuador y los paralelos.
Puesto que se trata de un objeto sólido, podemos definir tres ejes, los cuales se
relacionarán con Jos tres aspectos psicofísicos del color: el eje que conecta los dos
polos es el eje del brillo (o luminancia), de mancra que los colores se van hacien­
do más oscuros a medida que nos movemos hacia el polo sur.
La saturación varía desde el centro de la csfera hacia la periferia, de forma que
en el núcleo encontraríamos tonos grises, mientras que los colores saturados puros
habria que buscarlos en la periferia. En realidad, tales colores puros sólo estarían
presentes en el circulo ecuatorial, ya que se desaturarÍan hacia blanco si nos move­
mos por la superficie hacia el polo norte y hacia negro si lo hacemos hacia el polo
sur. Las variaciones de matiz las vamos a encontrar moviéndonos radialmente a lo
largo de un mismo paralelo.
Las figuras 2.4 (a) y 2.4 (b) representan dos vistas de la esfera de Runge; una
pone al descubierto el polo norte y la otra el polo sur. La figura 2.4 (c) es un corte
de la esfera a lo largo de un meridiano, de manera que vemos aumentar el brillo
del sur al norte. La figura 2.4 (d) ¡'epresenta un corte a lo largo del ecuador, mos­
trando que, para una altitud determinada, deberíamos encontrar niveles de gris
unifonne
La ventaja del modelo de Runge está en su atractivo visual y en su simplicidad.
Sin embargo, adolece de varios defectos:
1. Si se observan todos los eampos de color se verá que en algunas regiones los
matices cambian muy rápidamente, mientras que en otras parece haber
zonas demasiado grandes de color constante.
2. Aunque en este sistema el brillo crece de sur a norte, si nos movemos por
un paralelo determinado no encontramos los mismos niveles ele gris, ya que
en los matices amarillos, por ejemplo, el brillo es muy superior al corres­
pondiente a los azulcs.
3. Situados en el ecuador y a una cierta distancia del centro de la esfera debe­
ríamos encontrar los mismos grados de sensación de pureza o saturación. Sin
embargo, el rojo aparece como más saturado y puro <¡ue su complementario
el cián.
1.6.2. El sistema Munsell
Fue ideado por Albert H. Munsell, pintor y profesor de arte, y consiste en una
serie de muestras de color dispuestas ordenadamente. Partió del sistema de Runge,
como idea general, pero no se basó en la forma de la esfera. El modelo de Munsell
se parece más a un árbol y de hecho así lo denominó el propio autor.
, Munsell utiliza tres características del color: matiz, croma o intensiclad y valor.
Estos son aproximadamente equivalentes a los aspectos psicofísicos estudiados
(matiz, saturación y brillo). Los matices se disponen en orden espectral alrededor
de un círculo, cuyo eje es una escala de diez valores de brillo, desde el O para el
¡
1
49

24. TECNOLOGIA ACTUAL DE T[.[VISIÓN
r
tVALOR O ,BRILLO
f,,
UNA PÁGINA DEL ¡~,~~SATURACION
~-"
I
CATÁLOGO DE MUNSELL
¡ TONO
oc~9D
O sDD"~ COLOR CLARO
~ 7DUD
o 6 bhll:iEl~[ill
g 5• • • •
ii 4 • • • •
al¡3••••
2• •
/~' COLOR OSCURO -~SATURACIÓN f// //
I
¡
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" / / '
'''-~----
Figura 2.5.
El árbol de Munsell.
•l
inegro en la base hasta 9 para e! blanco en la parte superior. Así pues, e! árbol de ¡
Munsell aumenta de brillo a medida que crece. La saturación varía a lo largo de! f
radio, desde mínima en e! eje hasta máxima en e! perímetro.
En la práctica, e! sistema Munsell es un atlas de 100 páginas de papel, cada una í
de las cuales muestra una serie de colores, dispuestas en forma de árbol alrededor ~
i
de un eje vertical. Todas las muestras de una página tienen el mismo matiz, pero
tvarían su saturación de izquierda a derecha y su brillo de abajo arriba. Las diferen­
f
cias entre fichas contiguas se han elegido de modo que psicológicamente presen­
ten intervalos iguales.
La ventaja del sistema Munsell con respecto al sólido de Runge, está en que cada
"rama" o "página" de! árbol puede tener una forma distinta e incluir más o menos
muestras de color.
1.6.3. El sistema Ostwald
Utiliza una serie de muestras de color similares a las de! Munsell y, como éste,
adolece de las deficiencias propias de los colores impresos, que no pueden repro­
ducir por completo todos los posibles colores.
Este sistema utiliza las variantes físicas de! color: longitud de onda, pureza y
luminosidad, en lugar de las psicofísicas de! Munse!l. Este sistema suele ser prefe­
rido por los artistas.
1.6.4. El triánBulo internacional de colores
,
Se le conoce también como sistema CIE (Comission lnternationale de l'Éclai­ í
i
rage) y aprovecha ciertos detalles de los sistemas Ostwald y Munsell, de modo que !
so j
El color
es posible pasar de uno a otro. Mediante e! sistema CIE es posible describir un
color en términos matemáticos)' representar la longitud de onda dominante (rela­
cionada con e! matiz) y la pureza o saturación de una muestra. La única variante de
la que no informa e! sistema CIE es e! brillo o luminosidad de los colores. A la suma
de las informaciones de matiz y saturación se denomina cromaticidad, que pasa a
llamarse crominancia en televisión. El hecho de que el sistema CIE no informe del
brillo no es muy importante en televisión, ya que este parámetro suele tratarse por
separado de la crominancia. Hay que recordar que la televisión nació en blanco )'
negro, lo que significa que la señal de vídeo sólo contenía información de brillo. A
esta información de brillo se le añadió después una nueva: la crominancia.
Como hemos visto, tanto e! sistema Runge como e! MunselJ o el de Ostwall
representan e! color en función de tres variables, lo que genera necesariamente un
espacio tridimensional sólido.
Igualmente podríamos imaginar un sistema de representación basado en tres
variables, pero en este caso no serían las de matiz, saturación y brillo, sino las can­
tidades de rojo, verde y azul (figura 2.6).
VERDE AMARILLO ,-", -.'
A
CIÁN
,BLANCO
EJE
MONOCRO­
MÁTICO
NEGRO
ROJO
Figura 2.6.
El cubo de color RGB,
-, AZUL
Obtendríamos así un cubo cuyos ocho vértices representarían los tres colores
primarios: rojo, verde y azul; los tres colores complementarios: cian, magenta y
amarillo; así como el blanco y e! negro.
Sin embargo, resulta mas conveniente, a efectos de su representación sobre el
papel o sobre un instrumento de medida, disponer de un sistema de representa­
ción plano, basado en dos coordenadas. Si prescindimos de la luminancia, tal siste­
ma podría consistir en e! hexagono que se forma al mirar e! cubo de la figura 2.6,
haciendo coincidir el punto del blanco y el de! negro. Los seis vértices de este
hexagono corresponderían a los tres colores primarios y a los tres colores com­
plementarios, mientras que su centro geométrico representaría el blanco (figura
2.7). Este tipo de representación, que suele verse en algunos tratados sobre el
color, presenta una desventaja, ya que las coordenadas "x" e "y" de! plano no corres­
ponden a ninguno de los colores primarios.
SI
MAGENTA

25. _______________ Ll colorTEq''¡OLOGíA ..,el UAl DE -r [UVJ~ró~
FUENTE.
DE..LUZ _
c::=(])=t~
BLANCO ~_. __
.--. --.( "' ~ _
-
Figura 2.7.
Proyección del cubo de color RGB.
Un sistema similar al anterior, pero más sencillo y adecuado, podría basarse en
una representacion triangular, como se muestra en la figura 2.8. AqUÍ e! eje "x"
corresponde al eje del rojo y el eje "y" al del verde, mientras que el azul se encuen­
tra en el origen.
Nótese que este sistema representa sólo los parámetros de matiz y saturacion, pero
no informa sobre el brillo de los colores. En efecto, si nos movemos alrededor de! trián­
gulo y por su periferia, estaremos variando e! matiz, mientras que si nos movemos de la
periferia hacia el centro, o al revés, iremos variando la saturacion.
Si quisiéramos ver cómo varía la luminancia, tendríamos que imaginar este
triángulo como un solido, de manera que debajo de él habría otro igual, pero un
poco más oscuro y más abajo otro más oscuro, etc.
.EJE "y"
I .~--VERDE
Figura 2.8.
f.MARILLO
ClAN ,.,//
../
/
.".
BLANCO RruO
I
J .~ ~ET Sistema de representación basado en
AZUL MAGENTA coordenadas U x"u y".
1.7. Crominancia de un color
Se define como la diferencia entre los valores triestÍmulo de un color dado
(representados por las cantidades de rojo Er, verde Eg y azul Eb) Ylos valores tries­
tÍmulo de un blanco de referencia de la misma luminancia (para el cual
Eg =Er =Eb = Ey), es decir, de un gris, cuyo nivel de brillo iguale al de! color
m~edido. Los valores de crominancia de una señal sedn, por tanto:
Er-Ey ; Eg-Ey j Eb-Ey
Para poder especificar un color con independencia de su luminancia se definen
unas coordenadas de cromaticidad ur", ug" y "b", donde:
R G B
r~ ; g= j b=---- (1)
R+G+B R+G+B R+G+B
Notese que si la luminancia de un color cambia en un factor "a" (por ejemplo,
se reduce a la mitad), entonces, por la ley de Grassman, R, G Y B deben cambiar
en el mismo factor y, por tanto, r, g y b permanecen inalteradas, ya que el nume­
rador y el denominador cambiarían en la misma magnitud (en este caso se reduci­
rían a la mitad).
También de la ecuacion (1) se deduce (por ejemplo, sumando las ecuaciones)
que r + g + b = 1, de forma que si se conocen dos de las tres coordenadas de cro­
maticidad se puede deducir la tercera. Si conocemos, por ejemplo, los valores de
"r" y "g", podemos obtener el valor de ub" restándole a la unidad los valores de ur"
y "g" sumados. Esto nos permite representar la cromaticidad en un diagrama bidi­
mensional (figura 2.9).
El sistema de la figura 2.9 nos permite representar la crominancia de cualquier
color mediante tres parámetros (Ur", ug" y "b") Yello a pesar de ser un sistema de
representacion plano. Por ejemplo, e! blanco está formado por 0,33 de "r", 0,33 de
"g" (ambos medidos en el triángulo) y 0,33 de ub" (deducido).
EJE
0.1jJ~UL
.. B
0-
I I i I I I I I
0,7-­
0,6­
05-1 ..·
0,4­
0,3­
0,2-
~
ROJO Figura 2.9.
Representación basada en coordenadas
. . 'EJE'" «r"~ u
g", "bU.O 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0.6 0,7 0.8 0,9 1 r'
5352
I

26. :;
~..-J
1,0
0,8
06' I ---+-t- V I =tW
o:: 0,4
~(j) 0,2
w
=>a..
°(j)
w
o:: -0,2
-0,4
380 420 460 500 540 580 620 660 700
TECNOLOGíA ACTUAL DE TELEVISlc)N
f
1Un problema que presenta el sistema de la figura 2.9 es que hay ciertos colores
que no pueden ser igualados con los tres primarios de referencia ur", ug" y ub". Por
ejemplo, supongamos que deseamos obtener un cierto color cián sumando luces
verde (g) y azul (b) Yque no encontramos ninguna combinación de cantielades ele
verde y azul que lo logren. Entonces deberiamos escribir:
e = g + b - kr
Siendo uc" el color que se quiere igualar. Ahora bien, resulta que si, por ejemplo,
le sumamos una cierta cantidael de rojo al color que queremos igualar, tal iguala­
ción sí es posible, ele elonde:
c .. g+b
Siendo "la" una cierta cantidad de rojo.
Igualmente poelemos escribir:
e + kr = g + b
La ecuación anterior significa que para poder igualar cualquier color puede
ser necesario sumar cantidades positivas y negativas ele los primarios "1''', "g" y
"b". Hay que notar que se trata de un truco matemático, ya que desde el punto
de vista f1sico no tiene sentido sumar luces negativas. Sin embargo, en matemá­
ticas no presenta ningún problema trabajar con cantidades negativas y, en reali­
dad, el sistema de representación basado en coorelenadas cartesianas lo permite
perfectamente.
Volviendo al experimento de igualación de colores (figura 2.10), el obsetvador mira
un pequeño campo circular de luz. El campo está dividido en dos mitaeles, de manera
que el color que se desea igualar (e) ocupa una ele ellas, mientras que una mezcla regu­
lable de primarios ur","g" y"b" ocupa la otra mitad. Estos primarios pueden ser cualquier
conjunto, siempre que ninguno ele ellos pueela obtenerse por suma ele los otros elos. El
experimentaelor ajusta las cantielaeles de los tres primarios hasta que logra igualar (a jui­
cio del observador) e! color ele prueba (c).
Para ciertos colores de prueba resulta imposible lograr la igualación' con cantida­
des positivas ele primarios, así que se ha ele rediseñar el experimento de forma que
uno o más ele los primarios puedan ser sumados al color de prueba. En este caso la
cantidad de! primario sumado al color en prueba se entiende como una cantidad nega­
tiva de tal primario necesaria pa¡'a igualar el color de prueba.
COLOR DE
PRUEBA
Figura 2. IO.
Igualación de colores.
¡
¡
¡
i
1
Si se realiza este experimento utilizanelo como colores de prueba Jos colores
espectrales totalmente saturados (colores monocromáticos puros), se obtiene un
conjunto de funciones o valores ele igualación del color, es decir, las cantielades de
primarios necesarias para igualar los colores espectrales. La figura 2.11 muestTa un
conjunto ele funciones de igualación RGB.
AZUL VERDE ROJO
Figura 2. I 1.
Cantidades relativas de primarios necesarios para generar todos los colores del espectro.
Las funciones ele igualación de la figura anterior muestran cantidades negativas
para los tres primarios, indicando que muchos colores espectrales caen fuera de!
rango de colores obtenido mediante mezcla positiva de los tres primarios. Si qui­
siéramos dibujar un triángulo como e! de la figura 2.9, pero teniendo en cuenta
estas cantidades negativas, obtendríamos la representación de la figura 2.12.
Colocando en este gráfico todos los colores espectrales se nos formaría un espacio
en forma de herradura.
Otra característica interesante de las leyes de Grassman es el concepto de que
cualqUier conjunto de primarios puede ser igualado mediante otro conjunto dife­
rente, esto es, que cualquier conjunto de primarios es una transformación lineal de
cualquier otro. Supongamos que definimos un nuevo conjunto de primarios que
denominamos XYZ. Ahora podemos escribir una ecuación matricial que relacione
este nuevo conjunto con el conjunto original RGB.
LONGITUD DE ONDA EN NANÓMETROS
donde
Xr Xgx
y Yr Yg
:H~]Z Zr Zg
x = XrR + XgG + XbB... , etc.
5554