Con el audio y el video de la mano, óptimos resultados

Generalidades

Es típico ver que las emisiones de señales de televisión llevan impresas una falencia en la cantidad y calidad del audio, por largo tiempo este síntoma fue y es, a causa de que el énfasis esta puesto en la componente de video y se lo considera al audio un complemento secundario. A partir del avance de la tecnología, y el mayor acceso del espectador a las nuevas tecnologías, esto irá cambiando paulatinamente con el transcurrir del tiempo. Este artículo pondrá a la vista como se deben combinar el audio y el video para que puedan ser percibido por el espectador en su máxima eficiencia con las tecnologías disponibles en la actualidad.

Aspecto Físico

Las pantallas de video necesitan una distancia mínima de visión ya que el cuadro se compone de una cantidad finita de líneas y si nos acercamos mucho tendremos el problema de discontinuidad en la superficie de la pantalla, llamada discontinuidad superficial. El limitador de esta distancia de separación entre la pantalla y el espectador, que la llamaremos d, está dada por el ojo. Este órgano sensible a los rayos lumínicos tiene una resolución o puede discriminar ángulos de 1 minuto aproximadamente (exactamente 0,86 minutos) y esto significa que si dos fuentes lumínicas están separadas por una distancia que representa un ángulo, con el ojo, menor a un grado, lo veremos como un solo punto. El objeto de la distancia d es que el espectador logre ver una continuidad superficial en la imagen y no líneas. Otra sensación de continuidad necesaria es la de movimiento, esta se rige de acuerdo a la ley de Ferry Porter, enunciando que para no percibir parpadeo se necesita un mínimo de 48 imágenes por segundo. Con estos datos podremos obtener las distancias mínimas del observado para los diferentes formatos existentes hoy en día, y para completar veremos que se ha avanzado mucho en lo que a imagen respecta, pero no en la misma forma sobre la combinación balanceada entre el audio y el video.

Análisis de los Diferentes Formatos

Para el formato SDTV (TV Estándar) con relación 4/3 tenemos dos sistemas bases que son el NTSC (525), al cual pertenece USA, Chile, Japón, el DVD zona 1 y 4, DirecTV y Sky.Y el PAL (625), integrado por Europa, Argentina, Australia, el DVD zona 2 y Tdh. Para Brasil rigen los parámetros de NTSC, ya que lo único que tiene del estándar PAL son los vectores de crominancia, siendo todo el conjunto de sincronismo y cantidad de líneas igual al estándar NTSC. Ambos sistemas se utilizan para la transmisión de video de definición estándar de 525 líneas para NTSC y 625 líneas para PAL. Para los formatos HDTV (TV de alta definición) utilizaremos la relación de aspecto 16/9 y los formatos 720 y 1080 líneas. Para un rectángulo tenemos que el cuadrado de la diagonal es igual a la suma de los cuadrados de sus lados, si tenemos una relación de 4/3 (16/9) vemos que para una unidad llamada u su diagonal será 5u (18.357u), donde u es una unidad de medida de la pantalla. Luego también tenemos que la cantidad de líneas es el cociente entre la altura de la pantalla y la distancia mínima entre líneas. Un ángulo de un minuto equivale a 0.0002907 radianes. Las formulas que usaremos serán las que relacionan un ángulo con el arco desde la cantidad de líneas. Para el sistemas NTSC de 525 líneas totales con 483 activas tendremos que la distancia entre líneas (A) deberá ser de 0.0062111 u/línea, esto nos da una distancia mínima de 21.366u. Si relacionamos la distancia mínima con el diámetro de la pantalla vemos que para ver imágenes NTSC debemos estar a 4.273 veces la diagonal de la pantalla. Si tomamos un TV de 21” vemos que la distancia de espectador deberá estar a 2.27 metros de la pantalla. Para el sistema PAL de 625 líneas totales y 575 activas, obtenemos un A equivalente a 0.0052 17 u/líneas, con una distancia mínima de 17.947u, los que nos da una d de 3.589 diagonales de pantalla. Obtenemos como resultado que para una misma pantalla de 21” debemos estar a 1.91 metros. Como primera conclusión vemos claramente que el sistema 625 es un 18,9% mejor en la sensación panorámica del espectador. Esto representa en un casi 20% más sobre un mismo formato 4/3 debido al aumento de líneas. Para los sistemas HDTV de 1080 líneas (TV de alta definición) y relación de aspecto 16/9. Con una diagonal de la pantalla de 18.357u, obtenemos que la distancia entre líneas A es de 0.00833u/líneas y la distancia mínima d es de 28.666u. Como resultado tenemos que la d en veces es de 1.561 diagonales. Para una pantalla de 21” tenemos una d igual a 83.2 9 cm, esto nos da un incremento de sensación panorámica del 129% con respecto a PAL, con solo el aumento de líneas se logro achicar la distancia del espectador y aumentar la sensación panorámica del espectador. En el HDTV de 720 líneas (TV de alta definición) 16/9, obtenemos que la distancia entre líneas A es de 0.0 125u/líneas y la distancia mínima d es de 42.999u. Como resultado la d en veces es de 2.342 diagonales. Para una pantalla de 21” tenemos una d igual a 1.249 metros, esto nos da un incremento de sensación panorámica del 53% con respecto a PAL. Para un sistema PAL con 575 activas y una relación de aspecto 16/9. obtenemos un A equivalente a 0.0 1565 u/líneas, con una distancia mínima de 53.898u, que nos da una d de 2.933 diagonales de pantalla. Esto resulta que para una misma pantalla de 21” debemos estar a 1.56 metros, incrementando la sensación panorámica del 22% con respecto a PAL 4/3 y de un 45% con respecto a NTSC 4/3, vemos que llevando la relación de aspecto de 4/3 a 16/9 obtenemos un aumento de la sensación panorámica desde un 22% al 45% contra PAL y NTSC 4/3. Para un sistema NTSC con 483 activas y una relación de aspecto 16/9, obtenemos un A equivalente a 0.01863 u/líneas, con una distancia mínima de 64.099u. los que nos da una d de 3.492 diagonales de pantalla. Esto representa como resultado para una misma pantalla de 21” debernos estar a 1.86 metros, y el incremento de la sensación panorámica es del 22% con respecto a NTSC 4/3, obteniendo 2 puntos sobre el PAL 4/3, y un retroceso del 19% con respecto al PAL 16/9. Para finalizar con la sección video, estamos presente ante una no tan buena mejoría que ha sido la inserción del DVD en los hogares. Si comparamos los cálculos realizados, vemos que una imagen PAL es casi un 20% mejor que una imagen generada por DVD, ya que se la ha ubicado a la Argentina (como así también a Australia) en zona 4 o sea NTSC. Esta selección o imposición por parte de los organismos internacionales provoca que tengamos un retroceso con la implementación del DVD en el hogar. Por otro lado es realidad que la relación señal ruido lograda con un DVD es alta comparada con una VHS pero menor comparada con una señal PAL “broadcast” o abierta. Nos queda el “como” podemos combinar el audio con el video y no perder en el intento.

Captura de una Señal de Audio

El método y el más popular es el de tiempo intensidad, que se basa en la ubicación de dos micrófonos a una distancia equivalente a la que se dispondrán los bafles en el recinto de reproducción. Esta técnica de grabación define un ángulo formado entre el audiófilo y la orquesta, este ángulo se lo denomina ángulo de audición y nos representa las distintas posiciones que pueden ubicarse los micrófonos en la cesión de grabación y los bafles en la cesión de audición. Normalmente los ingenieros de sonido definen este ángulo entre 30 (mínimo) y 45 (máximo) grados, lo que significa que entre los dos bafles principales y el oyente se debe formar un triángulo isósceles con un ángulo comprendido entre estos valores. Este ángulo nos definirá la distancia en la que se debe ubicar el oyente para poder recibir el programa sonoro lo más cercano al original en lo que a cantidad y calidad se refiere. Si el oyente se ubica fuera de este punto la sensación espacial cambiara debido a las diferencias de intensidad y fase, de ahí el nombre de técnica de grabación tiempo intensidad. Hoy las grabaciones se realizan con varios micrófonos, generalmente uno para cada instrumento, y luego de la sesión de grabación multicanal. el ingeniero de sonido los mezcla con la función “panpot” (potenciómetro panorámico) que ubica al instrumento en una posición espacial conservando el ángulo de audición entre los 30 (mínimo) y 45 (máximo) grados. Esta parte de la compaginación es una de las más importante en la producción sonora, y la que define, junto con la ecualización. como “sonará” en el sistema reproductor. La elección de la ecualización del producto sonoro definirá si la grabación se optimizó para ser reproducida en un equipo de alta calidad o en un minicomponente. La selección de la ecualización a utilizar por el ingeniero de sonido depende de a que sector del mercado ira dirigido el producto. No se utiliza la misma ecualización para grabaciones de música clásica que para música latina, música a ser reproducida en un componente de alta calidad que en un estéreo de automóvil.

Distancias de Audición

Entonces si aplicamos la fórmula de la tangente para un triángulo formado por la líneas comprendidas entre el centro de los dos bafles, el oyente y uno de los bafles, obtenemos un triángulo rectángulo con el ángulo en el vértice del oyente de la mitad del ángulo de audición, ose de 15 o 22.5 grados de acuerdo si utilizamos 30 o 45 grados de audición. Aplicando la formula tg de un ángulo que es igual al cateto opuesto sobre el cateto adyacente, obtenemos que la distancia del oyente debe estar a X/2x0.2679 (tg 15 grados) donde X es la separación de los bafles en el recinto y para un ángulo de audición de 45 grados obtenemos que la distancia del oyente debe ser de X/2x0.4142 (tg 22.5 grados). En otras palabras si disponemos de una sala de 3 metros de lado para ubicar nuestro “home theater” debemos comenzar con la distancia de separación que pueden tener nuestros bafles. Si tomamos una separación de 1 metro y un ángulo de 30 grados, obtenemos una distancia de audición de 1.866 metros desde el centro de la línea formada por los dos bafles. Esta distancia la debemos utilizar para el espectador de las imágenes ya que no puede estar en dos puntos distintos al mismo tiempo. Por consiguiente si aplicamos esta distancia a las fórmulas anteriores obtendremos que las dimensiones máximas de las pantallas de video (en pulgadas) para cada formato serán:

Si utilizamos un ángulo de audición de 30 grados los valores son los siguientes:

Para una distancia entre bafles de 1 metro con una distancia de audición de 1.866 metros

NTSC 4/3 (DVD) 483 líneas obtenemos pantalla máxima para continuidad superficial de 17.19” PAL 4/3 575 líneas obtenemos pantalla máxima para continuidad superficial de 20.47” HDTV 16/9 720 líneas obtenemos pantalla máxima para continuidad superficial de 31.37” HDTV 16/9 1080 líneas obtenemos pantalla máxima para continuidad superficial de 47.06” NTSC 16/9 (DVD) 483 líneas obtenemos pantalla máxima para continuidad superficial de 21.04” PAL 16/9 (DVB) 575 líneas obtenemos pantalla máxima para continuidad superficial de 25.05” Como se observa luego de realizar todos los cálculos, una imagen generada por un DVD no es la mejor opción ya que el NTSC es el sistema que necesita mayor distancia, por consiguiente es el de menor superficie de pantalla posible para poder “no visualizar” la distancia entre líneas. Esta desventaja es directamente producida por la insuficiente cantidad de líneas y si a esto le sumamos el problema de batido que se produce entre la frecuencia de campo de la pantalla (60 Hz) y la iluminación de la sala (50 Hz), cuando se utilizan tubos fluorescentes o sus derivados de bajo consumo, tendremos no solo la sensación de discontinuidad superficial si no también la sensación de discontinuidad de movimiento.

Si utilizamos un ángulo de audición de 45 grados los valores son los siguientes:

Para una distancia entre bafles de 1 metro con una distancia de audición de 1.207 metros

NTSC 4/3 (DVD) 483 líneas obtenemos pantalla máxima para continuidad superficial de 11.12” PAL 4/3 575 líneas obtenemos pantalla máxima para continuidad superficial de 13.24” HDTV 16/9 720 líneas obtenemos pantalla máxima para continuidad superficial de 20.29” HDTV 16/9 1080 líneas obtenemos pantalla máxima para continuidad superficial de 30.44” NTSC 16/9 (DVD) 483 líneas obtenemos pantalla máxima para continuidad superficial de 13.61” PAL 16/9 (DVB) 575 líneas obtenemos pantalla máxima para continuidad superficial de 16.20” Como conclusión a lo visto en este artículo, basado en cálculos y fórmulas que definieron los orígenes de la transmisiones de imagen y sonido, podemos determinar “que necesitamos adquirir” para nuestras necesidades y no aceptar lo que “nos quieren vender” con el objeto de poder sentarnos a disfrutar de la conjunción de las imágenes con el sonido satisfactoriamente.

Ing. Juan Carlos Savoia jcsavoia@copitec.org.ar