Pixelaje y HD

Pixeles

Un píxel o pixel, plural píxeles (acrónimo del inglés picture element, "elemento de imagen") es la menor unidad homogénea en color que forma parte de una imagen digital, ya sea esta una fotografía, un fotograma de vídeo o un gráfico.

Concepto

Ampliando lo suficiente una imagen digital (zoom) en la pantalla de una computadora, pueden observarse los píxeles que componen la imagen. Los píxeles son los puntos de color (siendo la escala de grises una gama de color monocromática). Las imágenes se forman como una sucesión de píxeles. La sucesión marca la coherencia de la información presentada, siendo su conjunto una matriz coherente de información para el uso digital. El área donde se proyectan estas matrices suele ser rectangular. La representación del píxel en pantalla, al punto de ser accesible a la vista por unidad, forma un área homogénea en cuanto a la variación del color y densidad por pulgada, siendo esta variación nula, y definiendo cada punto en base a la densidad, en lo referente al área.
En las imágenes de mapa de bits, o en los dispositivos gráficos, cada píxel se codifica mediante un conjunto de bits de longitud determinada (es la llamada profundidad de color); por ejemplo, puede codificarse un píxel con un byte (8 bits), de manera que cada píxel admite hasta 256 variaciones de color (2⁸ posibilidades binarias), de 0 a 255. En las imágenes llamadas de color verdadero, normalmente se usan tres bytes (24 bits) para definir el color de un píxel; es decir, en total se puede representar un total de 2²⁴ colores, esto es 16 777 216 variaciones de color. Una imagen en la que se utilicen 32 bits para representar un píxel tiene la misma cantidad de colores que la de 24 bits, ya que los otro 8 bits son usados para efectos de transparencia.
Para poder visualizar, almacenar y procesar la información numérica que se representa de cada píxel, se debe conocer, además de la profundidad y brillo del color, el modelo de color que se está utilizando. Por ejemplo, el modelo de color RGB (Red-Green-Blue) permite crear un color compuesto por los tres colores primarios según el sistema de mezcla aditiva. De esta forma, en función de la cantidad de cada uno de ellos que se use en cada píxel será el resultado del color final del mismo. Por ejemplo, el color magenta se obtiene mezclando el rojo y el azul, sin componente verde (este byte se pone en cero). Las distintas tonalidades del mismo color se obtienen variando la proporción en que intervienen ambas componentes (se altera el valor de esos dos bytes de color del píxel). En el modelo RGB lo más frecuente es que se usen 8 bits para representar la proporción de cada una de las tres componentes de color primarias. De esta forma, cuando una de las componentes vale 0, significa que ella no interviene en la mezcla y cuando vale 255 (2⁸ – 1) significa que interviene aportando el máximo de ese tono, valores intermedios proveen la intensidad correspondiente.
La mayor parte de los dispositivos que se usan con una computadora (monitor, escáner, etc.) usan el modelo RGB (modelo de reflexión o aditivo), excepto los que aportan tintes, como las impresoras, que suelen usar el modelo CMYK (modelo sustractivo).

Megapíxel

Un megapíxel o megapixel (Mpx) equivale a 1 millón de píxeles, a diferencia de otras medidas usadas en la computación en donde se suele utilizar la base de 1024 para los prefijos, en lugar de 1000, debido a su conveniencia respecto del uso del sistema binario. Usualmente se utiliza esta unidad para expresar la resolución de imagen de cámaras digitales; por ejemplo, una cámara que puede tomar fotografías con una resolución de 2048 × 1536 píxeles se dice que tiene 3,1 megapíxeles (2048 × 1536 = 3.145.728).

La cantidad de megapíxeles que tenga una cámara digital define el tamaño de las fotografías que puede tomar y el tamaño de las impresiones que se pueden realizar; sin embargo, hay que tener en cuenta que la matriz de puntos está siendo distribuida en un área bidimensional y, por tanto, la diferencia de la calidad de la imagen no crece proporcionalmente con la cantidad de megapixeles que tenga una cámara, al igual que las “x” de una grabadora de discos compactos.

Las cámaras digitales usan componentes de electrónica fotosensible, como los CCD (del inglés Charge-Coupled Device) o sensores CMOS, que graban niveles de brillo en una base por-píxel. En la mayoría de las cámaras digitales, el CCD está cubierto con un mosaico de filtros de color, teniendo regiones color rojo, verde y azul (RGB) organizadas comúnmente según el filtro de Bayer, así que cada píxel-sensor puede grabar el brillo de un solo color primario. La cámara interpola la información de color de los píxeles vecinos, mediante un proceso llamado interpolación cromática, para crear la imagen final.

Dimensiones de imagen según proporción y cantidad de pixeles:

Para saber el número total de pixeles de una cámara, basta multiplicar el ancho de la imagen máxima que puede generar por el alto de la misma -desactivando previamente el zoom digital-; También es posible dividir el número de pixeles de ancho entre el número correspondiente al alto, y conocer la proporción de la imagen obtenida. Aquí se presenta una lista de las resoluciones comunes de cámaras digitales basándose en esta relación de aspecto:

Megapíxeles	Tamaño imagen 3:2 (Píxeles)	Tamaño imagen 4:3 (Píxeles)
0,3	671x447	632x474
1	1224x816	1155x866
1,2	1341x894	1265x949
2	1733x1155	1633x1225
3	2121x1414	2000x1500
4	2450x1633	2309x1732
5	2739x1826	2581x1936
5,3	2820x1880	2659x1994
6	3000x2000	2828x2121
6,3	3074x2049	2899x2174
8	3464x2309	3265x2449
10	3873x2582	3652x2739
12	4242x2828	4000x3000
14	4583x3055	4320x3240
15	4743x3162	4472x3354
16	4899x3266	4619x3464
18	5196x3464	4899x3674
20	5477x3651	5164x3873
21	5613x3742	5292x3969
22	5745x3830	5416x4062
24	6000x4000	5657x4243
25	6123x4082	5773x4330
28	6480x4320	6111x4583
30	6708x4472	6324x4743
32	6929x4619	6532x4899
34	7142x4761	6733x5050
35	7245x4830	6831x5123
36	7349x4899	6928x5196
39	7649x5099	7211x5408
40	7746x5164	7303x5477
44	8124x5416	7660x5745
48	8486x5657	8000x6000
50	8661x5774	8165x6124

HD

La alta definición (abreviada en las siglas AD o HD, del inglés High Definition) es un sistema de vídeo con una mayor resolución que la definición estándar, alcanzando resoluciones de 1280 × 720 y 1920 × 1080 píxeles. Este formato también se puede disfrutar en 3D, sería 3DHD y en el caso de un televisor sería HDTV.

Historia

La alta definición, conocida en inglés como High Definition (HD), es un proyecto que tiene más de 40 años de existencia, el cual se inició cuando la tecnología era aún analógica. Pretendía:

1.     Elevar el número de líneas. PAL, de 625 pasaba a 1250. NTSC, de 525 a 1150.

2.     Relación de aspecto: de 4:3 pasaba a 16:9, un formato más alargado, parecido a los formatos panorámicos cinematográficos (Cinemascope, Panavisión, etc.).

3.     Elevar también la frecuencia de cuadro: de 25 imágenes por segundo al doble.

4.     También más calidad de audio. Comparable a la obtenida en la reproducción de CD.

Llegaron a salir dos formatos de alta definición: Muse Narrow y HD Mac, pero el grave problema que tenían estos formatos era que el ancho de banda (36MHz) que necesitaban para emitir la señal de televisión era mucho mayor que el que permitía la televisión analógica. En Europa se intentó a toda costa que fuera compatible con el PAL con la creación de un formato híbrido D2-Mac. En Japón, en cambio, ignoraron la compatibilidad con el PAL y el NTSC; se desarrolló más, pero en los dos sitios terminó siendo un fracaso absoluto.

Emisión digital en alta definición

La tecnología digital revitaliza la vieja aspiración de subir la calidad del estándar. Permite, gracias a la compresión, bajar el ancho de banda necesario para la emisión. Después del fracaso del HDTV analógico Europa opto por crear un sistema de televisión digital (en origen basado en D2-Mac), para lo cual creo el sistema de compresión de video MPEG junto con Japón. A dicho sistema lo llamaron DVB, con la ventaja para reducir los requerimientos de ancho de banda por canal. Hoy en día se hace sobre todo por satélite, pero el cable y la Televisión Digital Terrestre son una opción asequible para el futuro, posteriormente Europa llegó a un acuerdo con Japón para adoptar el estándar de video HD 1080i en detrimento del HD americano 720p, Japón fruto de dicho acuerdo, desarrolló una versión propia basada en DVB, al que se llamo ISDB.

En Estados Unidos cientos de cadenas ya emiten en alta definición, especialmente eventos deportivos en Pay Per View (PPV o pago por ver).

En Europa, empezó la emisión de Euro 1080 en 2004, un nuevo canal de HD. Es el primero que trabaja con 1920 × 1080 píxeles, cumpliendo la normativa europea de compresión estándar (DVB-S MPEG2). Éste se emite por el satélite europeo Astra y tiene un canal convencional y otro de eventos para Pay Per View. Actualmente.

En España las primeras emisiones en HD se realizaron durante los eventos Exposición Universal de Sevilla (1992) en Sevilla y los juegos olímpicos Barcelona 92 durante el año 1992 en el formato analógico HD Mac, formato que fue descontinuado en 1995. Canal+ 1 HD, Canal+ Acción HD, Canal+ Comedia HD, Canal+ DCine, Canal+ Xtra HD, Canal Hollywood HD, Disney Cinemagic HD, Disney Channel HD, Canal+ Deportes HD, Canal+ Deportes 2 HD, Canal+ Fútbol HD, Canal+ Liga HD, Eurosport HD, Cosmopolitan HD, Calle 13 Universal HD, FOX HD, AXN HD, TNT HD, SyFy Universal HD, National Geographic Channel HD, Nat Geo Wild HD, Viajar HD, MTV Live HD, Mezzo Live HD y Canal+ 3D, canales de pago que se pueden ver con iPlus, a través de la plataforma de satélite Canal+. También algunas televisiones autonómicas emiten o han emitido en este formato a través de DVB-T Mpeg4 1080i, como Aragón Televisión (Aragón 2 HD), Canal 9 (Canal 9 HDTV) en la Comunidad Valenciana, Televisió de les Illes Balears IB3 HD o TV3, en Cataluña (TV3 HD). En 2009 comenzaron las emisiones en pruebas en abierto de TVE HD, que desde abril de 2010 se comienzan a recibir en otras regiones de España. Este canal ya había tenido una corta andadura en 2008 cuando retransmitió a través de Digital+ los Juegos Olímpicos de Pekín, sustituyendo en su frecuencia a Canal+ HD y desapareciendo tras la finalización del evento. En Asturias, la cadena autonómica TPA (Televisión del Principado de Asturias) comenzó sus emisiones en pruebas en HD con el partido del Real Oviedo contra el Mallorca B. Para conseguir el ancho de banda necesario, quitaron del mux los canales TPA 8 y Localia. En Madrid, desde octubre de 2010 emite oficialmente Telemadrid HD, en octubre de 2010 comienzan las emisiones de Antena 3 HD, Telecinco HD y en noviembre de 2010 LaSexta HD. (Los canales HD en DVB-T que emiten en España son gratuitos).

En México, la emisión digital de televisión el alta definición comenzó en los años 90 con Televisa, en colaboración con la compañía japonesa NHK. Desde 2005, tanto Televisa como TV Azteca abrieron sus canales de televisión abierta a canales HD Digital ATSC. Actualmente en México se emite Canal de las Estrellas HD, Canal de la Ciudad HD, Canal 5 HD, Azteca 7 HD, Galavisión HD, Canal 11 TV México HD, Azteca 13-HD, Canal 22-HD y Canal 40 HD gratis en las principales ciudades de México (todos a excepción de Canal de la Ciudad HD, que se transmite solamente en la Ciudad de México); y en televisión de paga se pueden sintonizar canales como MTV-HD, National Geographic Wild HD, CNN -HD, FOX HD, FOX News HD, HBO HD, Movie City HD, TDN-HD, OnDemand HD, FOX Sports HD, Rush HD, NFL HD y Concert Channel HD, entre otros. Desde su lanzamiento estos canales están disponibles en las ciudades principales de México.

En Costa Rica, la emisión digital en Alta definición comenzó en Noviembre de 2006, cuando Teletica Canal 7 adquiere los equipos necesarios para la transmisión simultanea en HD. Teletica HD y Repretel HD son los únicos canales de Costa Rica en transmitir en HD, aunque, gracias a los distintos sistemas de TV de paga, se pueden disfrutar de varios canales internacionales en Alta Definición, por ejemplo ESPN HD, Fox Sports HD, Discovery HD Theater, Food HD, HGTV HD, Movie City HD, CNN HD, entre otros.