Formatos de vídeo digital (III): el muestro del color

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El muestreo de color o chroma sampling se refiere a la manera en que el dispositivo de registro de la imagen (el CCD de la cámara) capta la infinita información de luminosidad y color presentes en una escena y la convierte en una señal “manejable” y “discreta”.

Como ya vimos en el artículo anterior, la información de color y luminosidad se realiza ponderando el color verde sobre los demás y haciendo prevalecer sobre él la información de luminosidad. Es así como se conforma la señal en componentes Y’CrCb.
Esos tres componentes , además, se muestrean utilizando una matriz de 4 x 4 pixels, donde se vierten sus valores. Por eso para representar este muestreo de color se utiliza la expresión 4:4:4, donde se describe la máxima calidad posible que puede poseer esta señal: 4 pixels de información de luminosidad/G, 4 pixels para el componente croma R y 4 pixels para el componente croma B.

Para ahorrar ancho de banda y crear formatos más económicos, esa matriz se simplifica, normalemente, dejando la información de luminosidad intacta, y las componentes de croma se promedian e interpolan, dando lugar a otro tipo de muestreo, por ejemplo 4:2:2, donde R y B tienen la mitad de información o 4:1:1, donde se reduce aún más.

Los diferentes formatos de vídeo se clasifican principalmente por el tipo de muestreo de color que utilizan. Aquí tenemos una clasificación de los principales formato según su ratio de muestreo:

CHROMA SAMPLING

Formatos de vídeo

—– 4:4:4 ————–>HDCAM SR, imágenes RGB generadas por ordenador
—– 4:2:2 ————–>Betacam Digital, DVC-pro 50, DVC-pro 100 (HD)
—– 4:1:1 —————>DV, DVC-pro, DV CAM
—– 4:2:0 ————–>HDV, AVCHD
—– 3:1:1 —————>HD CAM

Normalmente las cámaras son capaces de registrar más información de la que luego graban. Al grabar sobre cinta, tarjeta o disco duro, la cámara realiza una compresión en el formato que utilice, perdiéndose así parte de la información previamente registrada por el CCD.

Por eso no es raro encontrar producciones en las que se graba directamente la señal que sale de cámara. Desde una salida en componentes se conecta la cámara a un dispositivo grabador que recoge la señal y la graba sin compresión directamente a disco duro. Hay cámaras como por ejemplo la Panasonic HC27 que son capaces de dar una señal 4:4:4 pero en cambio graban en DVCpro HD que es 4:2:2.

Es seguro que si grabamos las modestas señales de nuestras pequeñas cámaras HDVs o AVCHDs directamente a disco sin pasar por ningún compresor, obtendremos más calidad pues estamos capturando directamente la imagen tal como la registra el CCD.

Soluciones como las proporcionadas por Colorspace Icon permiten grabaciones 4:4:4 a 10 bits directamente desde cámara.


COLOR SAMPLING EN LA PRÁCTICA

El muestreo de color usado en el material con el que trabajemos es de vital importancia a la hora de postproducir. La máxima calidad vendrá dada por un menor muestro, es decir, formatos 4:4:4 o 4:2:2 serán los que proporcionen un mayor rango de actuación, sobre todo cuando retocamos colores o realizamos chromakeys.

Por ejemplo realizar un buen chromakey con material 4:2:0 (el popular HDV) no es imposible, pero sí sumamente dificultoso pues la falta de información de color, sobre todo en los bordes de las siluetas, nos pueden dar verdaderos quebraderos de cabeza.
De ahí que sea muy importante elegir el formato adecuado a nuestras producciones. Por ejemplo Si preveemos un retoque de color exhaustivo y muy preciso o pensamos hacer un chroma, no debemos bajar de un formato 4:2:2.

ELIGIENDO EL COMPRESOR ADECUADO

Asímismo a la hora de planificar nuestro flujo de trabajo, y sabiendo cuál es el muestreo usado, debemos elegir el codec adecuado para la captura del material, intentando no perder un ápice de su calidad inicial.

Lo lógico es mantener el codec correspondiente al formato en que se ha grabado. Si por ejemplo capturamos en Final Cut a través de Firewire, la captura no es más que un “trasvase” de datos digitales de la cámara a nuestro disco duro, es decir no se produce pérdida pues es una mera copia de información.

Si la captura la hacemos a través de otros dispositivos como tarjetas Blackmagic o AJA contamos con algunas más opciones pues estas tarjetas proporcionan otros tipos de codec o compresores que podemos usar. En cualquier caso se debe respetar el muestreo original.
Por ejemplo, podemos capturar un material grabado en DVCpro HD (4:2:2) en el nuevo codec de Apple ProRes422, que mantiene la calidad del DVCproHD y a la vez permite reducir el tamaño de los datos, creando archivos mucho más pequeños y manejables.

Por otro lado, capturar un material de inferior calidad en un formato superior tiene poco sentido pues no vamos a tener más calidad en nuestra imagen. Si por ejemplo hemos grabado en HDV y capturamos en un codec DVCpro HD, siendo este último 4:2:2 y el HDV 4:2:0 , sólo obtendremos un archivo de mucho mayor tamaño, pero no con más información. Tampoco ganaremos mucho capturando sin compresión /uncompressed.

Por el contrario, sí es aconsejable configurar la línea de tiempo o proyecto a la mayor calidad (10bits) y mantener renders sin compresión ya que cualquier elemento que añadamos a posteriori como gráficos, degradados, fundidos, textos y retoques de color, se verán
así beneficiados.

El concepto de la profundidad de color o bit-depth lo trataremos con más detenimiento en el siguiente artículo, pues es un factor que va unido al muestreo de color y que es determinante en el resultado final de nuestros proyectos.

11 thoughts on “Formatos de vídeo digital (III): el muestro del color

  1. Claro que me resulta util! estoy aprendiendo muchas cosas visitando tu blog, por que tratas unos temas muy tecnicos con un lenguaje sencillo y claro.

  2. Por fin entiendo el color sampling. Que a partir de ahora lo llamaré muestreo de color. De verdad gracias por este artículo. Me lo quedo para mi hemeroteca.

  3. Que pasa cuando trabajas con una camara que trabaja 3:1:1 segun que a 4K Camara Red One?
    y cuales seria mis posibilidades en la post.

  4. Que pasa cuando trabajas con una camara que trabaja 3:1:1 segun que a 4K Camara Red One?
    y cuales seria mis posibilidades en la post.

    No sé exactamente a qué te refieres, ¿podrías especificar un poco más?

  5. Excelente forma de explicar, por fin he digerido este asunto del color sampling. Gracias.

    Caracas, Venezuela.

  6. sabes si la XL-H1 puede entregar 4:4:4 a través de su salida SDI (SMPTE 292M) a un grabador externo?


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