El mistero del pixels aspect ratio

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Una cuestión que a muchos nos trae de cabeza cuando trabajamos en vídeo digital es el concepto de pixel aspect ratio ya que suele ser la razón por la cual muchos gráficos no se ven de forma adecuada, la razón por la que un círculo puede parecer un óvalo, que los textos se no vean bien y que tengamos que andar con cuidado a la hora de configurar un proyecto.

EL PIXEL Y EL PAR

El PIXEL es la unidad de medida mínima que se usa para definir el tamaño de una imagen en el mundo digital. Entonces podemos suponer que una imagen de 100 pixels de alto por 100 pixels de ancho, será representada como un cuadrado en nuestro monitor… pero en realidad esto no siempre es así. En ocasiones podemos tener una imagen de 100×100 pixels pero de apariencia rectangular. Esto ocurre porque, a diferencia de la vida real, donde un metro siempre es un metro, en el mundo digital el pixel puede ser visualizado de varias maneras.
Es aquí donde entra en juego el concepto de PIXEL ASPECT RATIO (PAR).

Por PIXEL ASPECT RATIO entendemos la relación que hay entre el tamaño vertical y el tamaño horizontal del pixel. En el mundo digital, como hemos visto, un pixel es interpretado con el mismo tamaño vertical que horizontal, es decir es CUADRADO. Su proporción se define como 1:1. Pero cuando una imagen procede de vídeo analógico (luego matizaremos esta cuestión), entonces con toda seguridad su PIXEL ASPECT RATIO es rectangular (SQUARE frente a NON SQUARE PIXEL ASPECT RATIO).
Por eso, a la hora de mezclar imágenes capturadas de vídeo y otras generadas por ordenador pueden surgir problemas de visualización si no tenemos en cuenta esta cuestión.

Pero vamos a ir más allá y no nos conformaremos con la simple afirmación de que a veces el pixel es cuadrado y otras no. Indaguemos un poco en el por qué de algo aparentemente tan ilógico.

RAZONES HISTÓRICAS

Si repasamos algunos conceptos básicos de tecnología de vídeo, recordaremos que la señal de vídeo analógica se dibuja a base de líneas consecutivas que contienen la información de luminancia y crominancia de la imagen muestreada. Allá a finales de los 80, cuando se empezó a compatibilizar la tecnología analógica y digital, los creadores de hardware se vieron en la necesidad de traducir esa sucesión de líneas discretas en pixels, para manejarlas en los sitemas digitales.
Esto supuso una tarea complicada, debido a que las líneas que conforman una imagen de vídeo analógico no tienen correspondencia lógica con la matriz de pixels cuadrados, que idealmente, componen un frame digital.

Es aquí donde históricamente nace la decisión de ajustar la equivalencia de las 625 líneas horizontales de la señal PAL a los actuales 576 pixels, y las 525 del NTSC a 480 pixels, pero añadiendo un matiz, esos pixels no serían cuadrados, si no rectangulares. En el caso de sistema PAL, el PIXEL ASPECT RATIO se definió con proporción 59:54, mientras que en NTSC quedó en 10:11, frente al ideal 1:1 del pixel cuadrado digital.
El por qué de estas proporciones, ya es algo más complicado de explicar, pues se basa en el cálculo la frecuencia en Hz que tarda el rayo catódico en trazar la línea, aunque en realidad según he leido, este cálculo tiene mucho de arbitrario y no está nada claro el por qué histórico de esa decisión. El caso es que esa decisión sigue trayendo problemas y desajustes al mundo de la edición de vídeo.

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PAL: 625 LÍNEAS / 576 PIXELS HORIZONTALES / 59:54 PAR

NTSC: 525 LÍNEAS / 480 PIXELS HORIZONTALES /10:11 PAR

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Pero antes de llegar a la equivalencia final entre líneas y pixels, hubo que tener en cuenta cuestiones aún más espinosas. Por si no fuera suficiente, a todo esto había que añadir un factor más de confusión, y es que en la imagen analógica, si bien está compuesta de 625PAL/525NTSC líneas, no todas esas líneas contienen información de imagen.

Entonces ¿cómo sacar la verdadera equivalencia en pixels? ¿incluyendo las líneas sin información de imagen o excluyéndolas? ¿en qué línea hay que empezar a contar los pixels?.

Aquí ya empieza a complicarse seriamente la equivalencia entre líneas y pixels. Para ayudar a aclararlo y facilitar la tarea de los sufridores creadores de software y equipos de edición digital, la SMPTE (Society of Motion Picture and Television Engineers) definió dos nuevos conceptos: production aperture y clean aperture.

Production aperture es el rectángulo que incluye toda la imagen, más otros datos extras y sus líneas correspondientes, es decir correspondería con el total de la señal de vídeo, tenga o no imagen.

Clean aperture, es entonces el rectángulo concéntrico a la apertura de producción, que sólo contempla la imagen, dejando fuera los márgenes que no la contengan. Es de aquí de donde surge la actual equivalencia en pixels, que finalmente quedó defindida de esta manera:

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SISTEMA SQUARE PAR NON SQUARE PAR

PAL

768×576

720×576

NTSC

640×486

720×486

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EL PAR EN HD

Afortunadamente, al llegar el vídeo de Alta definición, la ingeniería audiovisual encontró la manera de redimirse (a medias) de tanta confusión creada por el anciano sistema analógico y en HD TODOS LOS PIXELS SON CUADRADOS  y tanto PRODUCTION APERTURE como CLEAN APERTURE, coinciden, de manera que su conversión en pixels es menos problemática, y sólo hablamos de una imagen completa.

Pero no nos hagamos ilusiones, ya empezamos a tener formatos HD que cambian el PAR para ahorrar recursos. Si bien tenemos tamaños de HD principales con PAR cuadrado (1280×720 y 1920×1080) hay otros formatos, también HD como los 1440×1080 pixels del formato HDV, o los 960×720 pixels del DVCPro HD, que se permiten resoluciones menores porque aplican un PAR rectangular y se convierten así en formatos HD, ahorrando pixels y tamaños de CCDs en las cámaras.

Así los ingenieros de vídeo, suman y siguen, complicando aún más la tarea de los editores de vídeo y creadores de software, que a la hora de configurar sus proyectos tienen que tener en cuenta todos estos parámetros.

Y para rizar el rizo, ya hablaremos otro día del tema de los campos, del entrelazado y del progresivo, otro factor a tener en cuenta a parte de todo lo que hemos visto en este artículo.

6 thoughts on “El mistero del pixels aspect ratio

  1. Muy buen tutorial!;

    Yo me he pegado con este tema muchas veces, y la verdad creo que a veces la ingeniería audiovisual no sabe cómo ponerlo más difícil..

  2. Buen tutorial, aunque no te he entendido si el Clean Aperture es cuando cortas una imagen con el LetterBox y te comes así parte de ella, o si eso no tiene nada que ver y estas hablando de datos binarios que no forman nada de la imagen y se desprecian por ello “supongo que es lo segundo”.

    La verdad es que yo con esto del pixel aspect ratio, he tenido la torta de problemas sobretodo cuando te llevas un video a un programa que le vas a meter efectos especiales y te empiezan a cambiar el aspecto del video original, es el lio padre vamos.

  3. Exelente, pero me sigue generando una duda este tema, yo hago hago animaciones en 1920 x 1080 y esas animaciones son montadas en 1440 x 1080 y se ven perfecta, aunque en el primero es pixel rectangular y el otro es cuadrado. q crees q estara pasando


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