VIDEO PARA ORDENADOR

        Con la llegada de las capacidades gráficas a los ordenadores personales también llego la posibilidad de ver imágenes en movimiento. Los primeros sistemas que cumplían este propósito eran normalmente lentos, de baja calidad y ademas las imágenes almacenadas ocupaban muchísimo espacio. El primer sistema de lo que podríamos denominar video para ordenador fuel el formato FLI de Autodesk. Este formato en sus origenes era una secuencia de imágenes GIF a 320x200 y 256 colores sin sonido. El sistema de compresión usado era muy simple y consistía en a partir de la primera imagen (fotograma) almacenar solo las variaciones que existían en las siguiente. Con esto se conseguía un ratio de compresión de 1:2 aproximadamente. Este formato posteriormente evoluciono admitiendo distintas resoluciones y mas profundidad de color, manteniendo el mismo sistema de compresión sin perdida.

Compresión es el proceso de eliminación o reestructuración de los datos para disminuir el tamaño de un archivo. Los archivos de video digital son muy grandes, requiriendo gran velocidad de transferencia de datos en la lectura y reproducción.

Paso el tiempo y como ha ocurrido tantas veces APPLE desarrolla un nuevo sistema de video para ordenador con sonido y lo llama QuickTime. Poco después Microsoft copia este sistema y lo llama “Video para Windows” (los famosos AVI’s sobre los que hablaremos extensamente) por este motivo APPLE y Microsoft se enfrentaron en los tribunales. Este sistema AVI (Audio y Video Entrelazado) utiliza diversos formatos  dependiendo de los Codecs MCI (una especie de drivers) que se utilicen. Aclaremos esto, un CODEC es un CODificador-DECodificador, es decir, un programa que es capaz de comprimir y codificar video en su propio formato y también lo decodifica y descomprime permitiendo nos verlo. Por tanto, el funcionamiento de Video para Windows  (VFW) es mas o menos el siguiente: Al arrancar un AVI el reproductor multimedia o el reproductor ActiveMovie (el nuevo sistema de VFW) lee el principio del fichero donde esta almacenada la información sobre el CODEC necesario para reproducir este video. Si el CODEC que se necesita esta instalado el sistema lo ejecuta y empezamos a ver y escuchar el video. Vamos a centrar este articulo en los CODECs de video, ya que normalmente existen CODECs de audio independientes que se encargan de reproducir el sonido.

Ya hemos visto superficialmente el funcionamiento del VFW, ahora, vamos a examinar  el funcionamiento de los CODECs mas usados y  sus propiedades.

Varios algoritmos de compresión/descompresión CODECs están disponibles para comprimir VFW. Los Codecs pueden ser software o hardware. La compresión hardware es mas efectiva y rápida que la software. El CODEC elegido afectara a la calidad visual del video y a la velocidad de reproducción.

Los CODECs utilizan distintos sistemas para comprimir el video pero podemos distinguir básicamente dos tipos:

 CODECs sin perdida, es decir, los que conservan los datos originales aseguran que las imágenes sean las mismas después de la compresión y posterior descompresión. Estos CODECs,  usan normalmente el sistema RLE (Run Length Encoding). Este consiste en descartar regiones o bloques de similares colores entre imagen e imagen. Esta técnica funciona bien  con imágenes generadas por ordenador donde existen áreas de color uniforme. Sin embargo las técnicas de compresión sin perdida no son , en general, muy efectivas con el video digital, ya que este tiene pocas áreas de color continuo y esta formado por numerosas variaciones de color.  El ratio típico de estos CODECs es de 1:2.

 CODECs  con perdidas, intentan eliminar información de las imágenes que sea lo mas inapreciable posible por el espectador. Estos sistemas eliminan información que no puede ser recuperada. La cantidad de información perdida depende del grado de compresión y es proporcional a la disminución de calidad es decir:

- MÁXIMA CALIDAD = MÁXIMO TAMAÑO DE FICHERO = MÍNIMA COMPRESIÓN
- MÍNIMA CALIDAD= MÍNIMO TAMAÑO DE FICHERO= MÁXIMA COMPRESIÓN

Dentro de los algoritmos de compresión con perdida podemos distinguir a su vez dos tipos básicos:

 Algoritmos de compresión espacial.- Estos sistemas comprimen cada imagen independiente del video, es decir, cada cuadro del mismo sin tener en cuenta el resto.
 Algoritmos de compresión temporal.- Son parecidos al sistema RLE antes mencionado, ya que se basa en la variación entre un cuadro y el siguiente. Pero con la gran diferencia de que esta variación (comparación entre un frame y el siguiente) no se almacena en su totalidad sino que se le aplica una compresión con perdida. Este tipo de algoritmo utiliza los llamados Keyframes, que son cuadros del video que se almacenan con poca o ninguna compresión para que sirvan de referencia para generar los siguientes que son llamados Deltaframes.

Y por ultimo antes de ver uno a uno los CODECs mas usados en VFW vamos a añadir unos conceptos y a resumir todas estas propiedades de los CODECs. Ya que los CODECs están diseñados para CODificar y DECodificar, son usados tanto en reproducción como en captura o edición de video digital. Por tanto, al usar alguno de estos para editar un video (con un programa de edición de VFW) nos encontraremos con el fenómeno de la recompresión. La recompresión genera perdida aditiva de datos en casi todos los sistemas de compresión con perdida. Esto quiere decir que cada vez que volvemos a comprimir un video perderemos mas y mas calidad, aunque en la recompresión ajustemos la calidad al máximo. Afortunadamente esto ha sido previsto, y existen CODECs especialmente diseñados para disminuir al máximo esta perdida aditiva.
Por ultimo hay que mencionar la llamada simetría del CODEC, decimos que un CODEC es simétrico cuando las velocidades de codificación y decodificación son iguales. De la misma manera decimos que un CODEC es altamente asimétrico cuando estas velocidades son muy distintas.  Esto significa que, por ejemplo, existen CODECs que tardan mucho en comprimir/codificar, pero que son muy rápidos decodificando, esto seria un codec muy asimétrico.
Resumiendo: Existen dos tipos básicos de CODEDs, sin perdida y con perdida. Dentro de estos últimos, según el algoritmo usado, los hay de compresión espacial y de compresión temporal. Atendiendo al la relación de velocidad de codificación/decodificación existen los simétricos y los asimétricos. También hay que tener en cuenta que existen algunos CODECs especialmente diseñados para no producir muchas perdidas al recomprimir (esto es solo aplicable a los de compresión con perdida). Aunque no lo hemos mencionado antes es necesario saber que los distintos CODECs utilizan distintos numero de colores como veremos a continuación.

PRINCIPALES CODECs

Microsoft Video 1
Compresor con perdida que utiliza algoritmo de compresión espacial. Soporta profundidades de color de 8 bits (256 colores) y 16 bits (64000 colores).

Microsoft RLE
Compresor espacial que permite ajustar la calidad hasta convertirse en compresión sin perdida.  Solo admite 256 colores.

Cinepak (compatible con Quicktime de Apple)
Compresor temporal de alta calidad. Esta diseñado para producir mínimas perdidas en la recompresión. Es altamente asimétrico, siendo muy rápido decodificando (reproducción)
y lento codificando. Trabaja con 16 millones de colores.

Intel Indeo R3.2 (compatible con Quicktime de Apple)
Compresor similar al Cinepak que permite configuraciones mas avanzadas.

Intel Indeo Raw
Compresor sin perdida que trabaja a 16 millones de colores.

Hasta aquí los sistemas mas comunes de Video que podemos encontrar en PC y Apple. Existen otros sistemas como el MPEG y otros formatos de video especialmente desarrollados para Internet que serán objeto del  un próximo artículo.