Difusión en Ultra HD

 

Damián Ruiz Coll

Para saber cómo están las cosas en el terreno de la difusión de vídeo en 4K hemos entrevistado a Damián Ruiz Coll, investigador de la Universidad Politécnica de Valencia especializado en ultra alta definición, quien nos ha ayudado a comprender cuál es la situación actual y cómo funciona el complejo entramado de entidades y empresas que actúan en la estandarización e implantación de este salto tecnológico. Para la difusión de los contenidos en 4K se pueden considerar distintos escenarios: las salas de exhibición de cine digital, la radiodifusión televisiva en Ultra HD y los nuevos Ultra HD Blu-ray.

 

 

Contenidos 4K: TV Ultra HD; Cine DCI; Internet 4K; Blu-Ray

 

La exhibición de cine es un entorno controlado que se rige por el estándar de Digital Cinema Initiatives (DCI). DCI es un consorcio, en el que participan los grandes estudios de cine estadounidenses, que ha definido las normas técnicas para el cine digital. Han establecido el estándar que se utiliza en todo el mundo en cinematografía digital y el formato de los archivos digitales para la proyección: la resolución, la relación de aspecto, la frecuencia de fotogramas, el espacio de color, la codificación, etc.

Para la difusión de cine en 4K hay que seguir esta norma única que se ha impuesto en todo el mundo.

.

 

Proyector de cine 4K Sony SRX-R515.

Proyector 4K Sony SRX-R515.

 

Para la televisión hay distintas organizaciones internacionales de normalización que establecen los estándares. Es un mercado abierto y competitivo. En este caso el elemento crítico es la interoperabilidad: la industria debe fabricar unos televisores capaces de entender las señales que les llegan.

La norma BT-2020 es una recomendación de la ITU donde se especifican varios aspectos de la televisión de ultra alta definición como son: la resolución espacial de las pantallas, la frecuencia de fotogramas, el submuestreo de color, la profundidad de bits o el espacio de color.

En Estados Unidos, la SMPTE también ha publicado una norma para 4K/Ultra HD (ST 2036).

Para la implementación de estas normas y la colocación de productos de electrónica de consumo en el mercado se tienen que poner de acuerdo los proveedores de contenidos, los operadores de televisión y los fabricantes de televisores, con el fin de asegurar la interoperabilidad. Hay varios consorcios empresariales que hacen esta labor. Los más influyentes son DVB en Europa, ATSC (Advanced Television Systems Committee) en Estados Unidos e ISDB (Integrated Services Digital Broadcasting) en Japón.

 

Logotipos de DVB; ATSC; y ISDB-T

 

La recomendación de DVB para Ultra HD está en la fase inicial de su desarrollo. Están previstas dos evoluciones más para ir implementando gradualmente las nuevas prestaciones de los equipos. Las especificaciones de la fase 1 son las que están sirviendo de referencia al sector audiovisual para la difusión de contenidos y a la industria de la electrónica de consumo para fabricar los televisores 4K que ya están disponibles. En esta primera fase no está desarrollado todo el potencial de la Ultra HD en cuanto a rango dinámico, espacio de color, profundidad de bits y resolución temporal. El gran salto cualitativo está aún pendiente de concretarse. Por ahora se sigue con el espacio de color BT-709 y la emisión en 4:2:0 con 8 bits de profundidad de color.

En Estados Unidos, ATSC 3.0 será el nombre de la norma para Ultra HD que está aún en fase de desarrollo. Y en Japón, ISDB y NHK, la empresa de radiodifusión pública, están centrando los esfuerzos en el 8K de cara a las Olimpiadas de 2020.

Internet es un escenario distinto puesto que hay una gran diversidad de dispositivos y pantallas que se pueden conectar. También los ordenadores tienen mucha más agilidad para adaptarse a distintos formatos y códecs.

 

Menú interactivo en un televisor Smart TV de Samsung

Interfaz Smart TV en un televisor Samsung 4K

 

Hay dos organismos internacionales que definen los formatos, la codificación y la compresión: la ITU y la ISO (International Organization for Standardization). Son familias distintas y de alguna manera enfrentadas, pero para tener éxito están abocadas a unirse cada cierto tiempo. Eso pasó con el MPEG.2. Antes de que empezara MPEG.2, la ITU hacía estándares de vídeo, como por ejemplo el H.261, y la ISO hacía los suyos, como por ejemplo el MPEG.1. Para definir el MPEG.2 (H.262) la ITU y la ISO se unieron para hacer la norma en colaboración. Tuvieron mucho éxito y se volvieron a juntar de nuevo para hacer el MPEG.4 AVC (H.264). En 2010 crearon el HEVC (H.265), también llamado MPEG.H parte II Video, que es el códec que se va a utilizar tanto para la televisión Ultra HD como para la difusión de contenidos 4K en internet.

 

Logotipos de ITU, ISO Y HECV

 

Los primeros equipos Blu-ray Ultra HD se han empezado a distribuir a finales del 2015. El formato es compatible con los televisores 4K que están en el mercado, con una resolución 3.840 x 2.160 y una frecuencia de fotogramas que llega hasta los 60 fps. Utilizan el HEVC (H.265), 10 bits y submuestreo de color 4:2:0. La tecnología está preparada para detectar si el monitor tiene capacidad para reproducir el espacio de color de BT-2020. Permite tres tamaños de disco: 50 GB a 82 Mbit/s, 66 GB a 108 Mbit/s y 100 GB a 128 Mbit/s. Ahora solo hay que esperar a que lleguen los contenidos. Blu-ray también puede ser un formato a considerar para backup de datos.

 

Logotipo de Ultra HD Blu-Ray

 

En la siguiente tabla se presentan esquemáticamente las distintas organizaciones internacionales de normalización e interoperabilidad que están actuando para definir el mercado del 4K.

 

ITU International Telecommunication Union ITU es la organización internacional de normalización que ha creado los estándares H.26x. Conjuntamente con ISO han definido el estándar HEVC (H.265).
ISO International Organization for Standardization ISO es la organización internacional de normalización que ha creado los estándares de la serie MPEG. Conjuntamente con ITU han definido el estándar HEVC (H.265).
DCI Digital Cinema Initiative DCI es un consorcio fundado por los grandes estudios de cine estadounidenses. Han creado los estándares para la exhibición de cine digital en 4K.
DVB Digital Video Broadcasting DVB ha creado el modelo de televisión digital que se utiliza en Europa y otras regiones del mundo. Actualmente están definiendo el modelo de radiodifusión de Ultra HD. La norma de referencia es ETSI.TS101.154.
EBU European Broadcast Union EBU es una asociación de radiodifusores públicos europeos y empresas asociadas. Siguen las recomendaciones de DVB.
ATSC Advanced Television Systems Committee ATSC ha creado el modelo de televisión digital que se utiliza en EE.UU. y otras regiones del mundo (fundamentalmente en Norteamérica). Para el 4K están trabajando una nueva norma que se llamará ATSC 3.0.
SMPTE Society of Motion Picture & Television Engineers SMPTE es una asociación profesional con mucha influencia internacional que hacen normas que afectan a la producción audiovisual. Para la televisión Ultra HD la norma de referencia es la SMPTE ST 2036:2014.
ISDB Integrated Services Digital Broadcasting ISDB es el consorcio que ha creado el modelo de televisión digital que se utiliza en Japón con una importante implantación en Sudamérica.
DTMB Digital Terrestrial Multimedia Broadcast DTMB es el estándar de televisión digital que se utiliza en China.