En nuestro post anterior desmitificamos algunas verdades “a medias” en el mundo de la alta definición para HDTV y en esta oportunidad hemos decidido escribir el siguiente artículo que versa sobre los defectos recurrentes del video clásico y que a pesar de los esfuerzos insiten en perseverar en el mundo moderno.

Todos los hemos presenciado alguna vez y ya sea que hayamos hecho la vista gorda o no, ellos se transforman de un simple “dato de la causa” a una roca puntiaguda en el zapato mientras vamos afinando nuestros ojos en materia visual.

Esta no es una situación poco común y en muchos casos responde a la naturaleza de lo que la misma TV nos ha ido ofreciendo durante estos últimos años con la TV digital, los videos en alta calidad por Internet y los dispositivos Blu-Ray -que por cierto- tienen un dudoso destino en un mundo que tiende a digitalizarse más y más en torno a la nube.

Los 4 Jinetes del Apocalipsis…

Si pudieramos imaginar un mundo de terror y desesperación para un profesional del video nos encontraríamos con estos cuatro juntos sonando temiblemente sus trompetas al son del galope.

Son los enemigos públicos, los sospechosos de siempre o bien, 4 de las plagas más indeseables que se puede tener en cualquier material de video y ya sea que se hayan “colado” por nuestra culpa o bien la responsabilidad final recaiga en un camarógrafo de poca afición, siempre son huesos duros de roer y no es fácil disimularlos (menos eliminarlos) sin acudir a complejidades que por lo general únicamente nos harán perder el tiempo.

1.- Macrobloques:

Muchas veces me he topado con personas que al ver un video en bajo bitrate dicen “El video está super pixeleado!” a lo cual respondo “Por Dios que tienes buena vista!”. Y es que hay una gran confusión ya que nadie es capaz de ver tales pixeles (a menos que sea con lupa) y lo que realmente identifican por ellos no es mas que estos indeseables en la imagen. ¿Pero que son realmente los macrobloques y porque se producen?

Fig. Nº1: Frame de video con macrobloques de 8×8 pixeles cada uno (ver close up)

Pues bien, la respuesta corta es que los macrobloques son realmente conjuntos de pixeles. Grandes unidades de 4×4, 8×8 o 16×16 que regularmente no vemos pero que se generan dentro de los algoritmos de codificación como grupos lógicos de elementos de imagen dispuestos a ser cuantizados con sus correspondientes componentes Luma, Croma y su respectiva profunidad de color.

En otras palabras, no es más que una de las formas en que se “descompone” una imagen para poder predecirla, digitalizarla, almacenarla e interpretarla con la mayor eficiencia posible cuadro tras cuadro, todo bajo la lógica de un encoder moderno y mas que menos siempre nos encontraremos con ellos a ojo desnudo o simplemente inadvertidos ocultándose tras una “buena calidad”.

En lo práctico, se delatan cuando la tasa de datos que expresa el video a reproducir no es lo suficientemente alta como para definir la información de cada uno de sus pixeles y en vez de un hermoso detalle degradado o definido lo que obtenemos es mas bien un “manchón” de un solo color que regularmente es bastante borroso y se destaca del otro “manchón” adyacente a él.

En la eterna lucha contra esta plaga, los ingenieros y desarrolladores de los difrerentes algoritmos de encoding han recurrido a numerosas técnicas para disimular su aparición manteniendo la peste a raya y en Z no ha sido la excepción. Entre estas técnicas la más destcable es la del filtro “in-loop” que consigue suavizar los bordes de estos bloques para que ellos queden camuflados en la secuencia de cuadros GOP que hay entre dos I-Frames.

2.- Video Entrelazado:

En todo relato siempre debe haber un antagonista y asi como el perro es el mejor amigo del hombre podríamos considerar al entrelazado como el mas indeseable, insidioso e intrusivo “artifact” de video.

A diferencia de las demás cabalgaduras, este segundo Jinete no solo pisa fuerte sino que lo hace desde el principio de los tiempos del video cuando la TV análoga terrestre se transmitía en formato de 525 líneas… Y si! dije líneas porque es justamente ese el sistema que dio origen a todo este embrollo.

Fig.Nº2: Entrelazado en las verticales del sujeto en movimiento (puertas)

Si echamos un vistazo al lejano pasado, recordaremos que nuestros antiguos aparatos Motorola, Bolocco, IRT, National Panasonic y Sony Trinitron tenían una forma común de mostrar la imagen en sus pantallas. Ellos recurrían a un flujo de electrones disparado mediante un tubo de rayos catódicos cuyo haz se conducía con un campo magnético producido por placas que “direccionaban” dicho flujo a hacer un barrido sobre una capa reactiva de fósforo en la parte trasera de la pantalla.

Con este esquema conseguíamos una línea superior – la Nº2 – , luego saltar a la Nº4 y así con todas las pares hasta llegar a la parte mas baja de la pantalla y enseguida repetir el proceso nuevamente desde arriba pero ahora con todas las líneas impares, comenzando con la Nº1 en adelante hasta completar el cuadro (a una velocidad suficientemente rápida) como para que el efecto no fuera perceptible y tuvieramos la falsa ilusión de estar viendo una imagen completa en vez de una especie de “enrrejado”.

En todo caso, un engaño siempre sera un engaño y si pudieramos percibir la realidad como lo hacen algunos insectos o animales de vista aguda, seguro este sistema sería un fracaso total pues de manera homóloga al cine tradicional solo se nos ofrece una parte de la “realidad”. Pero bueno, que mas dá! así como nos hemos dejado timar por más de un siglo desde que unos tales “Lumier” salieron con esa cosa llamada cinematógrafo en 1894 …

Como sea, el efecto tiene las mismas características que el de un clicle pegado a la suela de nuestros zapatos, y ha resultado – tan buen negocio – que la mayoría de las señales de la llamada “Alta Definición” en la HDTV digital terrestre de hoy, usan y abusan de esta característica para representar una imagen con mayor grado de detalle … Claro, hasta el momento en que comenzamos a mover la cámara y se delata el problema …

Si bien es cierto, el entrelazado ha veindo a resolver varios un problemas a nivel de Broadcasting y ancho de banda hay quienes dicen que el remedio ha sido peor de que la enfermedad pues una vez se ha introducido en el contenido ya resulta prácticamente imposible deshacerse de él y no hay un algoritmo de transcoding en el mundo capaz de reconstruir el cuadro progresivo que una vez fué.

3.- Framedrops & Judder

Pero que tal si les dijera que a pesar de los anteriores horrores existe uno que aún es tan peligroso como sus hermanos y en la mayoría de los casos ya no es evitable pues la misma señal de origen y hasta los mismos aparatos de TV que tenemos en casa pudieran ser incapaces de corregir e incluso bien podrían generar este defecto?

Ya lo sé…Es horrendo, pero afrontémoslo, nuestro tercer jinete tiene una espada de dos filos y cada uno de ellos se expresará en el resultado final de lo que veamos como:

a.- Caídas de cuadros repentina
b.- Tirones en la imagen (en especial en los paneos)

La primera de ellas tiene múltiples facetas y todas ellas se originan en torno a las deficiencias en las capacidades de captura, transmisión, proceso o reproducción en los dispositivos físicos, quienes fallan a la hora de convertir o comunicar inter-hardware una cierta cantidad de datos en el curso de la cadena de información de video.

La segunda es un poco menos conocida y a veces es interpretada como una simple pérdida de cuadros pero en realidad su naturaleza es completamente diferente en virtud de que su falla se encuentra en una descoordinación temporal entre la cantidad de cuadros a los cuales está grabado el contenido original vs la frecuencia de refresco de nuestro dispositivo físico y su capacidad de mostrar efectivamente dicho contenido…En otras palabras, mezcla peras con manzanas y obtendrás un exquisito tuti-frutti.

Pero no porque tengamos una rica ensalada habrá que confundirse. El ojo experto sabrá discernir entre estos defectos y otros tipos de fallas encoder – reproductor tales como los “jalones” producidos por la falta de circuitos integrados o algoritmos de decodificación para video digitalizado con modelos GMC de compensación de movimiento, que a la hora de su aparición se destacarán con tirones mucho mas prolongados y bruscos en sus saltos que un judder por discrepancia entre FPS y Hz.

4.- Alias:

Antes del fin de los tiempos habrá un dolor mas que soportar. Es mejor que seamos fuertes pues no hay mal que dure cien años, ni cuerpo que lo resista.

Si ya están preparados queda en el tintero mencionar esta última desgracia de cinco letras llamada “alias” un nombre raro para un efecto que algunos conocen parcialmente por su afición a videojuegos y por el alto costo que tiene el eliminarlo con tarjetas gráficas y cantidades cuasi ridículas de Watts en la cuenta de luz de final de mes… (AA, 2x AA, 4x AA, morphological, etc) les suena a algo? Claro que si! y ya que ahora nos entendemos podremos conversar sobre bastante más que esas desagradables “escaleritas” en los bordes de los monitos que ven cuando la novia no está en casa.

Fig.Nº3: Efecto alias en bordes Xbox 360 y antialias en PS3

Bien, no sufran. Este defecto no solo vive en sus mundos de fantasía. También nos aqueja a nosotros y muchas veces se presenta a la vista por la misma naturaleza en que funciona la tecnología de captura con la cual grabamos, procesamos y mostramos la imagen (en un muy amplio contexto de palabra).

El “alias” desde un punto de vista purista y matemático es una expresión de un fenómeno conocido como Interferencia. Infortunadamente aquí no aplica eso de que “si es natural es bueno”. Muy por el contrario el alias y su correspondiente némesis técnico antialias han luchado por décadas para disimular una cuestión bastante básica y es que todos los sistemas de captura conocidos utilizan “grillas” para atrapar luz, los algoritmos de encoding/transcoding trabajan en términos de bloques de pixeles y para rematar no se ha inventado el televisor, monitor o proyector que no use alguna clase de elemento unitario -todo lo cual- corresponde a estos bloques, pixeles o tramas.

¿Significa esto que el alias es inevitable? … En Grupo Z pensamos que si y no al mismo tiempo.

• SI porque nuestros ojos funcionan con solamente 6 millones de conos, símiles a estas grillas tecnológicas que hemos creado y (al menos en mi caso) no recuerdo haberme levantado esta mañana viendo un mundo cuadriculado tipo Mario Bros

• NO porque mientras sigamos usando los algoritmos actuales y continuemos resolviendo los problemas de esta manera seguiremos teniendo alias y mas alias (quizá un poco mas pequeño pero alias al fin y al cabo).

En todo caso este no es el único tipo de alias! Y si han observado alguna vez las aspas de un helicóptero o los rayos de una rueda moviéndose de manera mas lenta o incluso regresiva también han presenciado este efecto solo que de forma temporal y no espacial como es el caso del video cuadro a cuadro. Es más, en algunos casos este tipo de alias se considera aceptable y un efecto necesario para el correcto realismo de una escena “motion blur”

Enlaces de Interés:

Clasificación de Macrobloques por complejidad de encoder
Filtro de desbloque In-Loop en H.264/AVC
Procesamiento de la imagen en el ojo humano

En nuestro proximo post:

Veremos algunos defectos secundarios de imagen tales como el “Telecine” la Posterizacion/Solarizacion y los errores anamorficos mas comunes que afectan a la imagen…Hasta entonces!