Flujo de transferencia y ancho de banda

El flujo de transferencia binaria o tasa de transferencia (bit rate) indica el número de bits que se transmiten por segundo. Se puede expresar en bits por segundo (bits per second; bit/s) o en Bytes por segundo (B/s). Un bit es la unidad mínima de información digital. Un Byte son ocho bits. Se suele utilizar la unidad bit cuando la transmisión se produce en serie, es decir, en fila uno detrás de otro, y Bytes cuando la transmisión de hace con ocho bits en paralelo.

Cuanto mayor sea la resolución espacial, la profundidad de color y la resolución temporal, mayor será la cantidad de información (bits) a transmitir para poder reproducir el vídeo en tiempo real. Es decir, cuanta más calidad tenga el formato de vídeo, mayor será el flujo de transferencia que genera.

En radiodifusión se emplea el término análogo ancho de banda para referirse al espacio radioeléctrico necesario para transmitir la señal.

Con el fin de reducir el flujo de transferencia de las señales, y por lo tanto el ancho de banda para la transmisión, se utiliza el submuestreo de color y los sistemas de compresión.

Todos estos valores quedan reflejados en el formato de archivo y el códec que se utilice. A modo de ejemplo, en la siguiente figura se pueden ver las tasas de transferencia en Mbit/s que generan los distintos códecs ProRes y DNxHR para una resolución de 3.840 x 2.160 a 25 fps.

 

Comparación de los flujos de transferencia de los distintos formatos de ProRes y DNxHR

Flujo de transferencia en Mbit/s generado por los archivos 4K, 3.840 x 2.160 a 25 fps en los distintos niveles de calidad que ofrecen los códecs ProRes y DNxHR. Fuente: Elaborado a partir de los datos de ProRes White Paper (2014, pág. 22) y Avid® High-Resolution Workflows Guide (2014, pág. 134).

 

Una de las mayores complicaciones del 4K está en el tamaño de los archivos y el flujo de transferencia que genera su reproducción. Anecdóticamente podemos señalar que un disco duro externo conectado por USB 2.0 encuentra su límite de capacidad en los 280 Mbit/s. Solo es capaz de reproducir un vídeo 4K con los códecs más bajos de ProRes o DNxHR, los que se utilizan para edición offline: ProRes Proxy y DNxHR LB. Los códecs más altos requieren un equipo con mucha capacidad, discos duros muy rápidos y el conexionado adecuado para soportar esas tasas de transferencia.

Las cámaras ligeras 4K de la electrónica de consumo utilizan todos los recursos posibles para reducir el flujo de transferencia: profundidad de color a 8 bits, submuestreo de color 4:2:0 y agresivas técnicas de compresión con pérdidas que afectan gravemente a la calidad de las imágenes. De esta forma se consigue que el material se pueda almacenar en tarjetas SD de bajo costo que no soportarían flujos de transferencia superiores.

También en el ámbito profesional se intentan optimizar las tasas de transferencia. Se trabaja con códecs de alta calidad pero con una ligera compresión, como DNxHR o XAVC de Sony, porque si no, el volumen de datos sería inabarcable.