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En nuestro anterior artículo de esta serie, contamos de forma superficial en qué consiste el flujo de trabajo al que debemos enfrentarnos cuando emprendemos un proyecto que implique trabajar con la adquisición, manejo y postproducción de imágenes en movimiento capturadas de forma digital. A continuación, profundizaremos un poco en uno de los elementos imprescindibles –y quizá el más controvertido– de ese flujo de trabajo.

La compresión

Es conveniente entender en primer lugar el motivo por el cuál comprimimos las imágenes para poder llegar a entender la compresión en sí misma.

Comparación entre las tasas de transferencia de datos de las ARRI ALEXA XT y ALEXA 65
Comparación entre las tasas de transferencia de datos de las ARRI ALEXA XT y ALEXA 65

¿Por qué no utilizar siempre formatos sin comprimir? La respuesta más sencilla es la tasa de transferencia de datos (bit rate). La grabación de imágenes -en particular en el caso de las películas, dada su duración- genera una cantidad muy significativa de datos. Con la tecnología disponible se produce un cuello de botella a la hora de grabar esa tasa de transferencia de datos de una manera viable en las condiciones de producción del mundo real.

Olvidemos las resoluciones de 8K, 4K, UHD e incluso 2K por el momento. Empecemos por el formato estandarizado de alta definición más extendido en la actualidad, el 1.920 x 1.080. Con algunas excepciones, este sería el número mínimo de píxeles de cualquier imagen considerada apta para uso profesional. Vamos a echar un vistazo a los flujos de datos asociados a este formato y a examinar la señal de 1.920 x 1.080 a 10 bits sin comprimir.

Escala de grises en un sistema de 8 bits
Escala de grises en un sistema de 8 bits

Lo primero que haremos será calcular el número de píxeles en la imagen. Una simple multiplicación entre los números de resolución horizontal y vertical cuyo resultado es de 2.073.600 píxeles. En un sistema de 10 bits, por píxel, obtendríamos un total de 20.736.000 bits de información. Por descontado, este número se corresponde únicamente con la información de grises. Para añadir color necesitamos multiplicar esos bits por tres –el número de colores primarios: rojo, verde y azul–, alcanzando 62.208.000 bits de información por cada fotograma de vídeo sin comprimir de 10 bits en 1.920 x 1.080.

Escalas RGB de sistemas de 8 bits y 10 bits respèctivamente
Escalas RGB de sistemas de 8 bits y 10 bits, respectivamente

Para no tener que tratar con cifras de tantos dígitos, procedamos a simplificar las cosas convirtiendo esos bits en bytes dividiéndolos entre ocho –ya que, normalmente, hay 8 bits en cada byte–. El resultado son 7.776.000 bytes por fotograma. Podemos, a su vez, convertir ese número a kilobytes (KB) dividiéndolo entre 1.024 –partiendo de la base que hay 1.024 bytes en cada kilobyte (1)– y obteniendo 7.593,75 KB. Luego, realizando la misma operación –1.024 KB por MB–para convertir a megabytes (MB) llegaríamos a la cifra de 7,42 megabytes por fotograma.

Este es un número mucho más digerible para lidiar con él. Como la mayoría de los flujos de datos se proporcionan en megabits (Mb) –típicamente en Mb por segundo o Mbps–, también podemos realizar la pertinente conversión, llegando a obtener 59,4 Mb por fotograma.

Pero claro, a la hora de rodar una película, no grabamos únicamente un fotograma. Por regla general son 24 por cada segundo –o 23,976–. De modo que si tomamos 7,42 MB por fotograma y los multiplicamos por 23,976 nos encontramos con 177,9 MB/s o, lo que es lo mismo, 1.423 Mbps (2).

Sony HDW-F900 HDCAM
Sony HDW-F900 HDCAM

Aunque en este momento estamos más que acostumbrados a estas cantidades, lo cierto es que no deja de ser mucha información. La alta definición comenzó a resultar viable como herramienta de captura de imágenes para hacer películas gracias -en buena parte- a la colaboración conjunta de Sony, Panavision y George Lucas en la creación de la cámara Sony HDW-F900 HDCAM. Por aquel entonces, el formato de cinta digital de mayor calidad disponible en el mercado era la D5, que con una tasa de transferencia de datos de 32,25 MB/s –o 258 Mbps– estaba muy lejos de acercarse a los 177,9 MB/s –o 1.423 Mbps– mencionados anteriormente. Incluso haciendo funcionar la cinta D5 a cuatro veces su velocidad normal –reduciendo su duración de una hora a quince minutos– sólo se alcanzaban 129 MB/s –1.032 Mbps– y seguía sin ser plausible la grabación en formato HD sin comprimir a diez bits. La única solución posible era comprimir la imagen.

Cinta digital D5
Cinta digital D5

Por definición, la compresión es aquella metodología por la cual podemos reducir el tamaño y peso total de los datos, eliminando la información que consideramos redundante o innecesaria. A un nivel básico, se podría decir que nos estamos deshaciendo de información que no creemos esencial para reducir la tasa de transferencia de datos. Todos los esquemas de compresión se basan en las limitaciones de la visión humana. Se presume que no notaremos la diferencia porque no somos capaces de discernirla visualmente. La presunción puede ser cierta en aquellos esquemas de compresión sin pérdida (lossless) que comprimen el tamaño de un archivo de datos, pero luego restauran toda la información cuando descomprimimos el archivo. Existen, en cualquier caso, un número muy bajo de codecs (acrónimo de “compressor/decompressor”) en el mercado. La causa de esta escasez reside en el hecho de que –en su mayoría– resultan poco eficientes como estrategia para reducir los archivos a tamaños manejables.

Fotograma de "Vidocq" (Pitof, 2001), la primera película rodada con la Sony HDW-F900 HDCAM que se estrenó en salas.
Fotograma de “Vidocq” (Pitof, 2001), la primera película rodada con la Sony HDW-F900 HDCAM que se estrenó en salas.

Por otra parte, los algoritmos de compresión con pérdida (lossy) reducen la cantidad de datos eliminando información que nunca se recupera. Procuran realizar este proceso sin degradar la imagen, pero siempre hay una pérdida de información irrecuperable en un codec de este tipo. La mayoría de los codecs con los que tenemos que trabajar en nuestro segmento son de esta clase.

Fotograma de "Lucía y el Sexo" (Julio Medem, 2001) con fotografía de Kiko de la Rica, AEC, primera película rodada con Sony HDW-F900 HDCAM en España.
Fotograma de “Lucía y el Sexo” (Julio Medem, 2001) con fotografía de Kiko de la Rica, AEC, primera película rodada con Sony HDW-F900 HDCAM en España.

La verdadera compresión sin pérdida implica que vuelves a contar con exactamente la misma cantidad de información –intacta– con la que contabas antes de comprimirla. Un ejemplo muy claro son los archivos ZIP o RAR, en los cuales los algoritmos de compresión sin pérdida sirven para reducir el tamaño de los archivos a la vez que se mantiene la total integridad de los datos. Cuando se descodifican, todo sigue estando en su sitio. El mayor inconveniente de esta clase de procedimiento es que –en comparación con la compresión con pérdida– no reduce el tamaño de tales archivos de manera significativa.


(1) El prefijo “kilo” que se simboliza en el SI –Sistema Internacional de Medidas– como “k” se utiliza para expresar un factor 1.000, de modo que, por ejemplo, 1 kB (kilobyte) equivale a 1.000 B (bytes); sin embargo, debido al sistema binario utilizado en la mayoría de los procesos computarizados, se emplea también como factor 1.024 (2^10), y en este caso se suele expresar como 1 KB, con “K” mayúscula, de modo que 1 KB equivale a 1.024 B.

(2) Para expresar flujos de datos se suele utilizar históricamente “bits” y no “bytes”, puesto que este último no siempre está formado por 8 bits. Así pues, se habla típicamente de un kbps (kilobits por segundo), Mbps (megabits por segundo) o Gbps (gigabits por segundo). Para expresar lo mismo utilizando bytes (B), entonces se utiliza la barra separadora, y se habla entonces de kB/sKB/s (kilobytes por segundo), MB/s (megabytes por segundo) o GB/s (gigabytes por segundo).

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Julio Gómez
Formador y beta tester especializado en cinematografía digital y profesor de dirección de fotografía en la ECAM. Ha colaborado con marcas como ARRI, Canon, Dedolight, Kinoflo, Sony, Panasonic, Apple, etc. Vive la mayor parte del tiempo a bordo de trenes o aviones y es un enfermo de tal calibre que DISFRUTA de ello. Una indicación clara del deterioro de su salud mental.

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