9.1 TELEVISIÓN DE ALTA DEFINICIÓN (HDTV)

9.1.1 La televisión de alta definición analógica.

 

La televisión de Alta definición analógica, tuvo sus orígenes en Japón en 1968. La NHK (televisión japonesa), comenzó en ese año los estudios para desarrollar un sistema de televisión de Alta Definición, que no fuera compatible con los sistemas convencionales. Estos desarrollos fueron dirigidos por el Dr. Takashi Fujio.  

Durante el año 1980 este grupo propuso una norma con 1100 líneas, barrido entrelazado y una frecuencia de campo de 60 Hz. En 1981, la NHK de Japón comenzaba a efectuar demostraciones por todo el mundo del nuevo sistema de HDTV. En el año de 1985 el CCIR propuso un estándar único de HDTV. Los parámetros básicos del mismo eran: 1125 líneas, una relación de aspecto de 5:3 y barrido entrelazado 2:1. Sin embargo, Europa no accedió a esta norma, debido a la conversión de frecuencia de 50 a 60 Hz que debían realizar.

En la tabla siguiente se analizan las características básicas de este estándar, que había solicitado por Estados Unidos, Canadá y Japón.

 

En 1986 surgió en Europa el proyecto Eureka. Este, preveía la fabricación de los equipos de estudio y transmisión, para el desarrollo del sistema europeo de HDTV analógica. Se tenía previsto utilizar Multiplexación de Componente Analógicos (MAC), para la transmisión directa por satélite. 

En 1987 varios países de Europa, mediante el documento 11.297, solicitaron al CCIR un sistema de HDTV. El mismo se basaba en 1250 líneas y barrido progresivo. En la tabla siguiente se muestran los parámetros básicos de este sistema.

 

En 1988 surgió un nuevo proyecto, derivado del anterior, HDTV digital. Se trataba del proyecto Eureka 256, que estaba orientado a la reducción de información de las altas velocidades binarias, que poseía la señal digital de HDTV. A fin de facilitar el intercambio internacional de programa, en 1994 el SMPTE propuso un estándar único en el mundo. Este preveía utilizar 1080 líneas activas con barrido entrelazado o progresivo. Esta propuesta se muestra en la siguiente tabla.

9.1.2 La relación de aspecto 16:9

La relación de aspecto 16:9 surge con el desarrollo de la Televisión de Alta Definición. Esta relación le da a la imagen una mayor realidad de presencia. 

En la siguiente figura podemos observar los distintos tamaños de pantallas utilizados en cine y en televisión. En este caso, vemos que la relación de aspecto 16:9 utilizada en HDTV, se asemeja a la relación utilizada en el cine de pantalla ancha.

No olvidemos que hoy día, la relación 16:9 también se utiliza en Televisión Digital Estándar (SDTV). La señal digital SDI de 270 Mbps, es una señal con una estructura 4:2:2/10 bits, con una frecuencia de muestreo del canal de luminancia de 13.5 MHz y una frecuencia de muestreo de cada una de las señales de diferencia de color de 6.75 MHz. Esta señal puede tener una relación de aspecto de 4:3 ó de 16:9.

Sin embargo, la verdadera relación 16:9 en Televisión Digital Estándar, corresponde a una señal de 360 Mbps/4:2:2. En este caso, la señal de luminancia (Y) es muestreada a 18MHz y cada una de las señales diferencia de color (Cb y Cr), son muestreadas a 9MHz cada una.  La relación de aspecto de 16:9 fue elegida por ser compatible con formatos existentes en el cine, además de mantener una relación cuadrática con el formato 4:3 Con la relación de aspecto 16:9 se incrementa el ángulo de visión horizontal. 

El CCIR había determinado que con un ángulo de visión horizontal de 20º o más, la imagen es más envolvente y tiene mayor realidad de presencia. Además, determino que la distancia óptima de observación a la pantalla, teniendo en cuenta el efecto mareo es de 3H, siendo H la altura de la misma. Para una pantalla con una relación 4:3 y a una distancia de observación de 3H, el ángulo de visión horizontal es de 10º. A esa misma distancia, si se cambia la relación de aspecto de la pantalla a 16:9, el ángulo de visión pasa a ser mayor a 20º.

 

En la imagen siguiente se representan ambas relaciones de aspecto y el ángulo de visión horizontal, para un televidente ubicado a una distancia de 3H  de la pantalla. 

9.1.3 La señal de video compuesta en hdtv analógica. 

La señal de video compuesta de HDTV analógica es prácticamente igual en su conformación, a la señal de video de la televisión convencional. La única diferencia reside en el pulso de sincronismo horizontal, que es de doble polaridad. En el grafo siguiente se muestra la señal de video compuesta de HDTV, con el sincronismo de doble polaridad. 

 

En la siguiente grafica se analiza un ejemplo del corrimiento del pulso de sincronismo, cuando disminuye o se comprime por cualquier causa la amplitud de la señal.  

En la parte a) de la figura anterior, se muestra un pulso de sincronismo normal de 300mVpp de amplitud. En este caso, el punto de referencia OH coincide con el punto medio del flanco de bajada.

En la parte b) de la misma figura, se muestra a manera de ejemplo, una disminución de la amplitud de la señal. Como consecuencia de esto, se  produce una compresión en el pulso de sincronismo, que ha sido disminuido en amplitud por cualquier causa. Supongamos que este pulso tiene ahora una amplitud de 150mVpp. En este caso, el punto OH queda desplazado de su valor original. 

Para prevenir este problema, en HDTV analógica se implemento el pulso de sincronismo de doble polaridad. La parte positiva de la señal no afecta en absoluto la sincronización horizontal, como se muestra en la siguiente imagen.

En la imagen anterior se muestra este pulso de sincronismo.

En la parte a) de la Figura, el pulso tiene una amplitud hacia arriba de +300mV y una amplitud hacia debajo de –300mV. En la parte b) de la misma figura, se muestra a manera de ejemplo un pulso, cuya amplitud ha disminuido a la mitad o sea +150mV hacia arriba y –150mV hacia abajo. Se puede apreciar que el punto medio del flanco de bajada OH no tiene corrimiento. Esto es debido a que la señal es simétrica o de doble polaridad.

9.1.4 Estándares 1250/50 y 1125/60

Desde que comenzó la televisión de Alta Definición analógica existen dos estándares. El primero de ellos fue propuesto y desarrollado en Europa (1250/50) y el segundo fue desarrollado en Estados Unidos (1125/60). Ambos estándares, tienen en común el aumento del número de líneas de barrido, la relación de aspecto 16:9 y el barrido entrelazado.   En la figura 3.7 se representan dos líneas de barrido en el estándar 1250/50. La primera línea es la 625 y la segunda línea es la 1250. Para poder efectuar el entrelazado, en la mitad de la línea 625 se inserta un pulso de sincronismo. De esta manera, el primer campo finaliza en la mitad de la línea 625 y el segundo campo comienza en la mitad de dicha línea.