Los equipos de grabación en HD son relativamente recientes, prácticamente hace solo una década que se ha comenzado a trabajar con estos formatos.

Primera Cámara HD (sep. 2004): SONY FX-1 Semiprofesional

Formato HDV

1080i

Primera Cámara 4K (2007): RED ONE Fundador de OAKLEY

Sistema modular

Cine digital 4520x2540

Rec. ITU 709-5 (definida y publicada en2002) ◦ Define el estándar para HD

◦ Pixel, frame rate, codificacion a digital…

◦ Espacio de color

Rec. ITU 2020 (definida y publicada en 2012) ◦ Define el estándar para Ultra HD

◦ Pixel, frame rate, codificacion a digital…

◦ Espacio de color

◦ Contempla 2 formatos UHD-1 y UHD-2

En algunas ocasiones encontraremos el termino QFHD (Como por ejemplo en ciertos menús de cámaras). QFHD: Quad Full High Definition, este termino que hace referencia a una CUADRUPLE resolución respecto al formato HD de 1920x1080. Pero cuidado porque puede ser que bajo esa resolución no se cumplan el resto de parámetros que implican la Rec. 2020.

Importante: apreciar que QFHD puede en ocasiones solo coincidir con el el valor de resolución, no cumpliéndose parámetros como profundidad de bit, tasas de fps, espacio de color, etc.

QFHD

El objetivo de este apartado es conocer las diferentes gamas de cámaras existentes en el mercado.

Están divididas en tres segmentos considerando factores como prestaciones técnicas y coste. Es una muestra de diferentes fabricantes para tener una visión general.

Veremos también los posibles modos de trabajo pensando ya en una postproducción avanzada posterior al rodaje.

En cuanto a prestaciones técnicas valoraremos los siguientes aspectos:

◦ Sensor:

Resoluciones posibles de trabajo.

Rango de valores y máximo número de frames por segundo.

Rango dinámico: Se mide en pasos de diafragma. Es el rango de tonos que va desde los negros hasta los blancos (niveles de luminancia). Toda cámara se caracteriza por este parámetro, que es capaz de captar, también denominado brillo/contraste.

◦ Formatos de video:

Posibilidad de trabajar sin compresión en RAW (nueva posibilidad técnica que incrementa la calidad).

Con compresión o CODEC (lo habitual en cámaras HD).

◦ Tipo de Montura de la óptica:

Determina y condiciona el tipo de objetivos a emplear.

3000 Euros 3500 Euros

Panasonic HC-X1000 ◦ Sensor 1/ 2.3”

◦ 3840x2160 y 4096x2160

◦ Hasta 50/60 fps

◦ Video con compresión/tarjetas SD

◦ Óptica Leica incorporada

BLACKMAGIC 4K ◦ Sensor Super 35mm

◦ Rango dinámico de 12 stops

◦ Hasta 24/25/30 fps

◦ Grabación UHD-1 3840x2160

◦ Disponible en diversas monturas

Con proceso de COLORIZACIÓN

Sin proceso de COLORIZACIÓN

MODO FILM: ◦ Amplia el rango dinámico

a 13 stops.

◦ Pensado para tratar las imágenes posteriormente con un software de etalonaje o retoque de color.

MODO VIDEO: ◦ Rango dinámico

convencional de 7 stops.

◦ Pensado para pasar directamente a un software de edición.

IMPORTANTE: La configuración de cámara antes de grabar condicionará los pasos posteriores a seguir. Por ello es importante tener definido de antemano el PROYECTO de GRABACIÓN y el flujo de trabajo que vayamos a querer emplear posteriormente.

Ejemplo configuración BLACKMAGIC 4K:

6000 Euros 5000/7000 Euros

SONY FS-7 ◦ Sensor Super35 (8mpx)

◦ 4096 x 2160 (4K 17:9)

◦ 3840 x 2160 (UHD-1 16:9)

◦ 25,30,50,60 fps

◦ Grabación con compresión formato XAVC

BLACKMAGIC URSA 4K ◦ Sensor Super35 (8mpx)

◦ 4096 x 2304 (4K 17:9)

◦ 3840 x 2160 (UHD-1 16:9)

◦ 24, 25, 30, 50, y 60 fps.

◦ Grabación sin compresión formato Cinema DNG RAW.

25000 Euros 20000 Euros

SONY F-55 ◦ SENSOR Super35 (8Mpx)

◦ Rango dinámico 14 f-stops

◦ 4K (4096 x 2160 17:9)

◦ QFHD (3840 x 2160 16:9)

◦ Grabación sin compresión (formato RAW) o con compresión XAVC.

RED EPIC ◦ 5120 (h) x 2700 (v)-- 5K

◦ Rango dinámico 13.5 fstops

◦ 4K y 4.5K (2.4:1)

◦ Grabación sin compresión (formato RAW) o con compresión.

Existen cámaras en el mercado que superan las resoluciones 4K/UHD-1.

Ejemplo:RED EPIC: 5K 30 FPS/4K 120 FPS/3K 160 FPS

Recurso WEB: ◦ http://www.red.com/tools/crop-factor

Los analistas de la industria son optimistas sobre la adopción del consumo generalizado de UHD/4K en un futuro cercano. Se estima que la mitad de los hogares habrán actualizado la tecnología para el año 2020, según un nuevo informe de “Strategy Analytics”.

La NHK es el referente en el desarrollo de los sistemas 4K/UltraHD-1 y 8K/UltraHD-2.

Denominan a toda su línea de desarrollos e investigación con el termino “Super Hi-Vision”.

Recurso WEB: http://www.nhk.or.jp/8k/index_e.html

Relación de PIXEL

◦ Un píxel (acrónimo del inglés picture element, ‘elemento de imagen’), es la menor unidad homogénea en color que forma parte de una imagen en cualquier dispositivo de visualización.

◦ La pantalla esta formada por una matriz de pixeles. En el caso de una pantalla UHD-1: 3840 pixelesx2160 líneas.

1pixel HD 4 pixel UltraHD-1

8 millones

1millón

4.5millones

La estructura de cada uno de los pixeles de la pantalla cuenta con una subdivisión dentro del mismo.

Esta subdivisión se denomina SUBPIXEL, donde cada fabricante emplea su propia tecnología. El subpixel mas convencional es el formado por 3 elementos RGB.

Representación del color ◦ Para poder visualizar y procesar la información numérica que

representa cada píxel de la pantalla, se debe conocer, además de la profundidad y brillo del color, el modelo de color que se está utilizando. El modelo de color RGB (Red-Green-Blue) permite crear un color compuesto por valores de los tres colores primarios según el sistema de mezcla aditiva.

Para un visionado óptimo en pantallas con resolución 4K o UltraHD se debe de considerar la distancia del observador a la pantalla, en función de las dimensiones de la misma.

Si comparamos dos pantallas una de HD y otra UltraHD con el mismo tamaño (por ejemplo, 60 pulgadas). La de resolución UltraHD contiene una mayor densidad de pixeles. En el caso de la pantalla UltraHD serán mucho más pequeños que en HD, lo que ofrece una mayor definición y realismo a la imagen.

Hay que tener en cuenta de que el tamaño del pixel varia con la distancia de observación.

Para calcular la distancia de visionado, una primera aproximación puede ser el tener en cuenta la agudeza visual, es decir, el poder de resolución del ojo humano.

El ojo humano medio a 1 metro puede distinguir dos

rayas separadas 0.3 milímetros. A mayor distancia las va a considerar como una sola raya.

Existe una aproximación que contempla la resolución de la imagen y que estima que la distancia mínima para disfrutar del contenido HD en su mejor calidad es tres veces la altura de la pantalla.

Si hablamos de UltraHD-1, la distancia se reduce a la mitad 1´5 veces la altura de la pantalla.

DISTANCIA VISIONADO= 1´5 X ALTURA

HD: DISTANCIA=3 X ALTURA

ANGULO VISIÓN 30º

ULTRAHD (UHD-1): DISTANCIA=1.5 X ALTURA

ANGULO VISIÓN 55º

Como relación directa a esta disminución en la distancia a partir del aumento de resolución. Surge que el Angulo de visión aumenta considerablemente.

Angulo de visión: se forma por las líneas imaginarias que unirían nuestros ojos con los extremos laterales de la pantalla.

AUMENTO DE LA SENSACIÓN DE INMERSIÓN

EN EL VISIONADO

La SMPTE (Society of Motion Picture & Television Engineers)

considera además de la capacidad de resolución del ojo, el campo visual humano. Recomendando ángulos de visionado entorno a 60º para pantallas Ultra HD-1.

Hemos estudiado el importante aumento en la resolución de los nuevos formatos 4K/UltraHD.

Además de esa particularidad los fabricantes de pantallas y de cámaras están consiguiendo importantes mejoras en lo que se refiere a parámetros como el rango dinámico. Este concepto se emplea ya desde hace unos años en fotografía.

¿Qué es el RANGO DINÁMICO?

Es aquella información que es capaz de captar / representar nuestra cámara /pantalla. En el mundo de la fotografía y el vídeo, es el rango de tonos que va desde los negros hasta los blancos.

El ojo humano es capaz de exponer correctamente una escena con altos contrastes. Nuestro cerebro es capaz de interpretar y representar gran cantidad de información de los varios tonos que recibe a través del nervio óptico.

Hoy en día, la mayoría de cámaras HD tienen un rango de entre 5 y 7 pasos de diafragma o f-stops. Si la escena tiene más tonos, la cámara no los captará.

f-stop = distancia focal /diámetro de la apertura

Es una medida de la apertura de la lente. Un cambio en “un f-stop” implica doblar o dividir por la mitad la exposición. Esto es sinónimo de un cambio en 1 EV.

Una forma de cuantificar el rango dinámico para cámaras es usando los pasos o f-stops. En este caso los f-stop hacen referencia a la capacidad de la imagen de diferenciar tonos desde el blanco hasta el negro. Cada nivel de f-stop representa un aumento en la densidad de la imagen de 0,3.

En captación también encontramos que se denomina al rango dinámico como “latitud de exposición” (termino referido a película fotosensible), o el rango de tonos de gris que el sensor puede captar a una determinada exposición .

Rango dinámico habitual En cámaras 4K/UltraHD: 12 a 14 f-stops

En otras palabras, mide el nivel de luminancia que puede captar una cámara. Cuanto mayor sea el número, normalmente medido en f-stops, mayor detalle se retiene en sombras y altas luces, dando lugar a una imagen más natural y próxima a la escena real.

También entendemos por rango dinámico la capacidad de reproducir al visualizar en una pantalla desde los negros mas oscuros a los blancos mas brillantes o también denominado en ocasiones brillo/contraste.

Objetivo: conseguir visualizar a través de la pantalla lo que el ojo vería en la escena original que ha sido grabada (en cuanto a brillo y contraste), después de todos los procesos de la postproducción.

Para cuantificar los valores de mínimo y máximo brillo que es

capaz de generar una pantalla se emplea el NIT.

NIT: Un nit equivale a una candela por metro cuadrado, lo que nos permite intuir que está relacionando la intensidad luminosa con una unidad de superficie.

El HDR es un nuevo factor a considerar para las pantallas y televisores. Con una mayor repercusión para el espectador, que los aumentos de resolución desarrollados. La tecnología HDR puede generar imágenes sorprendentes. La calidad y la nitidez de las imágenes son tan altas que crean la sensación de estar viendo la escena a simple vista.

Pantalla convencional

Pantalla HDR

100 a 400 NITS

1000 NITS

El sistema visual humano tiene un rango dinámico, siendo capaz de discernir desde niveles de luminancia que van desde la luz del sol brillante a 105 cd/m2 o nits hasta situaciones en entornos nocturnos de 10-4 cd/m2 o nits.

El estándar para la producción de vídeo de consumo, sin embargo, no se ha cambiado desde la aparición de los tubos de rayos catódicos (CRT ,se documenta en la década de 1930), incluyendo el establecimiento del nivel máximo de blanco entorno a 100 cd / m2.

Las pantallas mas recientes (HD) si que han aumentado esos valores llegando a 400 NITS, también han cambiado las tecnologías de visualización. Coexistiendo distintas tecnologías (LCD,plasma,LED,OLED…) cada una con sus propias características.

El SONY BVM-X300 es uno de los primeros monitores de referencia HDR, actualmente enfocado a salas de postproducción.

Será necesario definir una norma para poder aprovechar en la visualización las mejoras que ya permiten las cámaras actuales. (cuestión en la que ya trabajan fabricantes y organismos técnicos).

Esta norma en la que se ha de trabajar respecto al HDR es lo que se denomina EOTF (función de transferencia electro-óptica).

En la actualidad se emplea para los sistemas actuales (que pasaremos a denominar de Rango Dinámico Estándar o SDR) la Recomendación BT.1886 definida por la Unión Internacional de Telecomunicaciones.

Dolby es una empresa que aunque es muy conocida por su trabajo con el sonido la realidad es que también se encarga de mejorar la reproducción de las imágenes.

Dolby Vision es una iniciativa de esta empresa para mejorar tanto la capacidad de representación del color como el contraste de las imágenes.

Sistema convencional (sin HDR). La capacidad de captar el brillo, el contraste y el color de la escena original va disminuyendo, hasta reducirse de una forma importante por las limitaciones de la distribución y la actual capacidad de los dispositivos de visualización.

Filosofía que propone este sistema es mantener en todos los procesos el rango dinámico mas amplio posible, de forma que llegue a la etapa final de visionado.

El problema surge con la retrocompatibilidad de los contenidos sin HDR. La idea de Dolby es añadir una capa de información adicional al contenido. De esta forma si el reproductor o receptor no puede mostrarla la omite.

Es un sistema de interconexión con señal digital entre equipos A/V (High-Definition Multimedia Interface).

La actual especificación HDMI 1.4 es bastante limitada a la hora de transmitir contenido de calidad superior al HD con 1920x1080 píxeles de tamaño. Solo es capaz de alcanzar resoluciones 4K/UHD, pero limitada a 30 cuadros por segundo.

A raiz de la aparición de estos nuevos formatos ha surgido una nueva versión denominada HDMI 2.0.

La nueva especificación HDMI 2.0, cuenta con un ancho de banda de hasta 18 Gbps. Permite transmitir imágenes de 3840 x 2160 píxeles hasta a 60 cuadros por segundo.

Otro salto cualitativo importante es el incremento de la profundidad de bits de color, que pasa de los 8 bits anteriores a los 12 bits. Esto permite que los colores sean mucho más puros y realistas que nunca. También cuenta con nuevos formatos de imagen, ya que se añade el soporte para formatos panorámicos de proporciones 21:9.

HDMI 1.4 HDMI 2.0

Ancho de banda 10.2 Gbps 18 Gbps

UHD-1/hasta 30 fps Si Si

UHD-1/hasta 60 fps

No Si

Hasta 32 canales audio No Si