No es fácil encontrar, en el campo de la electrónica de consumo, un estándar capaz de poner de acuerdo a los principales fabricantes de CD-ROM, vídeos VHS, laserdiscs y equipos musicales. La tecnología DVD ha obrado el milagro, situándose en una posición de privilegio para convertirse en el estándar de almacenamiento digital del próximo milenio
Introducción
Migrar de un sistema a otro, en cualquiera de los eslabones de la compleja cadena que da lugar al hardware de un ordenador, es uno de los procesos más complicados a los que un avance tecnológico debe enfrentarse.
En el caso de los compatibles PC, con cientos de millones de máquinas funcionando bajo miles de configuraciones distintas, en manos de millones de usuarios con distintos niveles económicos, es todavía más complejo.
A modo de ejemplo, tenemos el sistema de almacenamiento que todos conocemos con el nombre de CD-ROM y que, paradójicamente, si todas las previsiones se cumplen, será sustituido por las nuevas unidades DVD-ROM, que aquí vamos a tratar de analizar. Han sido necesarios más de 10 años, cinco desde que se produjo la espectacular bajada de precios de los lectores, para que el CD-ROM se haya convertido en un elemento imprescindible en todos los ordenadores. Ahora que casi todo el mundo se ha habituado a utilizar este derivado de los clásicos CD musicales, un nuevo formato amenaza con enterrarlo definitivamente. El proceso, por supuesto, será muy lento; tendrán que pasar unos cuantos años para que alcance el nivel de popularidad de los CD, pero pocos dudan que acabará convirtiéndose en el estándar digital del siglo XXI.
Al contrario que otros sistemas similares, como es el caso de los discos removibles, donde cada fabricante utiliza su propio estándar -con la dificultad que esto implica a la hora de implantarse en todos los ordenadores-, la tecnología DVD no sólo unifica aquellos criterios relacionados con el almacenamiento de datos informáticos, sino que va mucho más allá, abarcando todos los campos donde se utilice la imagen y el sonido.
Todavía es muy pronto para predecir el impacto que las siglas mágicas DVD provocarán en nuestras vidas. Pero, si las previsiones de sus creadores se cumplen, dentro de dos o tres años no existirán los televisores, altavoces, vídeos, laserdiscs, cadenas musicales, consolas, tarjetas gráficas, o lectores de CD-ROM, tal como hoy los conocemos.
Una primera aproximación
La especificación DVD -según algunos fabricantes, Digital Vídeo Disc, según otros, Digital Versatile Disc-, no es más que un nuevo intento por unificar todos los estándares óptico-digitales de almacenamiento, es decir, cualquier sistema de grabación que almacene imágenes o sonido. DVD abarca todos los campos actualmente existentes, por lo que, si llega a implantarse, un mismo disco DVD podrá utilizarse para almacenar películas, música, datos informáticos, e incluso los juegos de consolas.
La gran ventaja del DVD, en relación a los sistemas actuales, es su mayor velocidad de lectura -hasta 4 veces más que los reproductores CD tradicionales-, y su gran capacidad de almacenamiento, que varía entre los 4.7 y los 17 Gigas, es decir, el tamaño aproximado de 25 CD-ROM. Todo ello, en un disco DVD que, externamente, es exactamente igual que un CD tradicional. Esta elevada capacidad permite, no sólo almacenar gran cantidad de información, aplicable a todo tipo de enciclopedias, programas o bases de datos, sino también reproducir 133 minutos de vídeo con calidad de estudio, sonido Dolby Surround AC-3 5.1, y 8 pistas multilenguaje para reproducir el sonido en 8 idiomas, con subtítulos en 32 idiomas. Estos minutos pueden convertirse en varias horas, si se disminuye la calidad de la imagen hasta los límites actuales. Las más importantes compañías electrónicas, los más influyentes fabricantes de hardware y software, y las más sobresalientes compañías cinematográficas y musicales están apoyando fuertemente el proyecto.
No obstante, pese a todas estas características tan espectaculares, la gran baza de la tecnología DVD está todavía por desvelar: gracias a la compatibilidad con los sistemas actuales, los lectores DVD-ROM son capaces de leer los CD-ROM y CD musicales que actualmente existen, por lo que el cambio de sistema será mucho más llevadero, ya que podremos seguir utilizando los cientos de millones de discos digitales existentes en el mercado.
Distintas ramificaciones
Tal como hemos visto, las siglas DVD se implantarán en los más dispares medios de almacenamiento. Para satisfacer todas las necesidades y bolsillos, está previsto que se comercialicen tres reproductores DVD independientes: DVD-Audio, DVD-Vídeo, y DVD-ROM. En realidad, son el equivalente a las cadenas musicales, los vídeos VHS o laserdisc, y el CD-ROM. Los lectores DVD-Audio serán los más baratos, ya que sólo podrán reproducir discos sonoros DVD. Los DVD-Vídeo se conectarán al televisor, y se utilizarán para visionar películas, con imagen de alta calidad. Incluso es posible que la propia película venga acompañada de la banda sonora completa, todo en un mismo disco. Más de 50 películas han sido anunciadas para este mes, y se han planeado más de 500 para final de año, con una estimación de unos 8000 títulos en el año 2000.
Los lectores más apetecibles son los conocidos como DVD-ROM, ya que son capaces de reproducir CD-ROM, CD musicales, discos DVD-ROM, discos de audio DVD y, bajo ciertas condiciones que veremos a continuación, las mencionadas películas DVD. En definitiva, los tres aparatos señalados quedan condensados en uno sólo.
Las primeras unidades DVD-ROM, fabricadas por Pioneer y Hitachi, ya pueden encontrarse en Japón. Para finales de año, aparecerán las unidades grabables, que cerrarán el ciclo reproducción-grabación que todo estándar óptico-digital debe completar.
La especificacion DVD-ROM
Pese a que los lectores DVD-Vídeo y DVD-Audio son, a priori, muy interesantes, vamos a centrarnos en los lectores DVD-ROM, más acordes con la temática de nuestra revista. Pero, antes de discutir sus posibilidades, vamos a conocer todas sus características principales.
Los lectores DVD-ROM más básicos nos permiten leer discos DVD-ROM -obviamente, así como CD musicales y CD-ROM, a una velocidad 8X, es decir, 1200 Ks/sg, y un tiempo de acceso situado entre los 150 y 200 milisegundos. Esta compatibilidad es posible, no sólo porque soporta el estándar ISO 9660 utilizado por los CD-ROM, sino también porque los discos, externamente, son iguales a los CD convencionales. Al contrario que los CD-ROM, existen discos DVD de distinto tamaño. Todos están formados por dos capas de sustratos de 0.6 mm, que se unen para formar un sólo disco.
En primer lugar, tenemos los discos que podemos considerar estándar (120 mm), de una cara, una capa, y una capacidad de 4.7 Gigas, o 133 minutos de vídeo de alta calidad, reproducido a una velocidad de 3.5 Megas. Puesto que un CD-ROM sólo puede almacenar 650 Megas, este espacio es el equivalente a 6 CD-ROM. Estos serán los discos utilizados para almacenar películas.
Llegados este punto, hay que decir que los Gigas ofrecidos por los fabricantes de unidades DVD, no se corresponden exactamente con Gigas informáticos, ya que los primeros utilizan múltiplos de 1000, mientras que en informática, el cambio de unidad se realiza multiplicando o dividiendo por 1024. Así, los 4.7 Gigas de esta primera clase de discos se corresponden con 4.38 Gigas informáticos, mientras que 17 Gigas equivalen a 15.9 Gigas reales. A pesar de ello, mantendremos durante todo el artículo la primera nomenclatura, ya que es la utilizada por los diferentes fabricantes.
Continuaremos con el segundo tipo de disco DVD. Hasta ahora, hemos hablado de los discos de una cara, y una capa. Si se almacena información en la segunda cara, entonces tenemos un disco de dos caras y una capa, con 9.4 Gigas de capacidad. También es posible añadir una segunda capa a cualquiera de las dos caras. Esta doble capa utiliza un método distinto al de los CD tradicionales, ya que se implementa mediante resinas y distintos materiales receptivos/reflectantes. Si la capa es de 120 mm, y dispone de una sola cara, la cantidad almacenada es de 8.5 Gigas, o 17 Gigas si dispone de dos caras. En el caso, también posible, de que la capa disponga de un grosor de 80 mm, la capacidad se sitúa entre los 2.6 y 5.3 Gigas de capacidad -simple o doble cara-. Puede parecer un galimatías, pero sólo se trata de distintos discos con distintas capacidades
Para leer la información, el lector DVD-ROM utiliza un láser rojo con una longitud de onda situada entre los 630 y los 650 nanómetros, frente a los 780 nanómetros de los CD convencionales. Otras diferencias, con respecto a la arquitectura de los CD-ROM, está en el tamaño de las pistas y los pits -marcas que guardan la información-, ya que son más pequeños, por lo que hay muchos más y, consecuentemente, se almacena más información.
Con estos primeros datos, podemos sacar las primeras conclusiones. En primer lugar sobresalen, por encima de todo, sus grandes ventajas: la compatibilidad CD y CD-ROM, su velocidad, y la gran capacidad de almacenamiento, que varía entre los 1.4 y los 17 Gigas. Todas las aplicaciones que, por definición, necesiten una gran cantidad de espacio, se verán beneficiadas: bases de datos, programas con secuencias de vídeo, recopilaciones, enciclopedias, etc. Estas últimas podrán mejorar su contenido, al añadir muchos más vídeos, animaciones y sonidos. Igualmente, se podrán comercializar las versiones dobladas de un programa en todos los idiomas, y en un sólo disco. A pesar de todo, como cualquier tecnología nueva, no está exenta de problemas. El primero de ellos es la incompatibilidad con ciertos estándares. En algunos casos, como puede ser el laserdisc, es inevitable, ya que se trata de discos de diferentes tamaños. Pero, a estas alturas, todavía no está muy claro si las unidades DVD serán compatibles Photo CD y CD-I. Los DVD-ROM tampoco pueden leer CD-R, es decir, CD-ROM grabados con una grabadora de CD-ROM. De forma recíproca, una grabadora CD-R no puede crear discos DVD.
La compatibilidad CD-R es un tema tan importante que es posible que quede solucionado en muy poco tiempo, incluso antes de que los lectores DVD-ROM vean la luz en el mercado europeo.
Un CD-ROM grabado no es reconocido por un lector DVD-ROM, debido a que utiliza un láser con una longitud de onda que es incapaz de detectar las marcas realizadas en un CD-R. Esta limitación tecnológica provocaría que millones de CD-R grabados con valiosa información quedasen inutilizados, por lo que ya se han propuesto distintas medidas para superarlo. En primer lugar, los fabricantes de CD-ROM grabables están trabajando en un nuevo formato de disco llamado CD-R 2, que permitirá a las grabadoras actuales crear CD-R que pueden ser leídos en las unidades DVD-ROM. Para reconocer los discos ya grabados en el formato CD-R 1, se barajan distintas soluciones. Samsung ha anunciado que sus lectores DVD dispondrán de unas lentes holográficas que reconocerán los CD-R. Los reproductores de Sony irán equipados con dos lasers, uno para leer DVD-ROM, y otro para los CD y CD-R. Philips también asegura su compatibilidad con los discos grabados... En definitiva, parece ser que este tema quedará solucionado a lo largo del año.
Otra de las dificultades tiene que ver con la reproducción de películas en el ordenador. El estándar utilizado por el sistema DVD-Vídeo es el formato MPEG-2, a una velocidad de 24 fps (cuadros por segundo). El problema es que ni siquiera los ordenadores más potentes son capaces de soportar semejante flujo de datos por segundo.
En la actualidad, los ordenadores equipados con la tarjeta apropiada (adquirida en el último año) pueden reproducir vídeo MPEG-1, que dispone de una calidad inferior al mencionado formato MPEG-2. Para solucionar esto, existen distintos enfoques, tal como se explica en uno de los recuadros adjuntos.
Todo se reduce a comercializar tarjetas gráficas compatibles MPEG-2, o incluir los chips necesarios en los propios lectores de DVD-ROM.
Como podemos observar, los posibles obstáculos van a poder ser solucionados en muy poco tiempo, por lo que las posibilidades que se nos avecinan no pueden ser más prometedoras, posibilidades que se verán reflejadas en las actuales unidades que están a punto de ser comercializadas.
El software, presente y futuro
Gracias a su compatibilidad con los sistemas actuales, los lectores de DVD-ROM nacen con decenas de miles de títulos a sus espaldas, tanto en el apartado musical, como en el informático. Además, aprovechando que soporta el formato MPEG-1, también pueden utilizarse para ver las cientos de películas existentes en formato Vídeo-CD.
Lo más interesante de todo, se centra en comprobar sus posibilidades como sistema de almacenamiento independiente, es decir, utilizando discos DVD-ROM. De momento, los títulos comercializados no son excesivos, aunque se espera que una gran cantidad de DVD-ROM se publiquen a lo largo del año. En un principio, los títulos más abundantes serán las películas y las recopilaciones de programas. En el primer caso, ya se han puesto a la venta varios títulos (en EE.UU. y Japón), como “Blade Runner”, “Eraser”, “Batman Forever” o “Entrevista con el Vampiro”. Para primeros de marzo, han sido anunciados más de 100 títulos, que superarán los 500 a finales de año. En el caso de las aplicaciones en DVD-ROM, el proceso es algo más lento, pero casi la mitad de los distribuidores de software han anunciado que publicarán programas en formato DVD-ROM. Algunos títulos ya presentados son «Silent Steel», de Tsunami Media, y «PhoneDisc PowerFinger USA I», de Digital Directory. Este último es nada menos que la guía telefónica de Estados Unidos, en donde se guardan más de 100 millones de números de teléfonos, a los que se puede acceder por nombre, dirección, e incluso distancias. Por ejemplo, es posible localizar las tiendas de informática que se encuentran en un radio de 5 Km de un determinado lugar. El programa original ocupaba 6 CD-ROM, que ahora pueden agruparse en un sólo DVD-ROM con 3.7 Gigas, y sobra espacio para ampliar la base de datos de telefónica.
DVD-R y DVD-RAM
Los discos DVD-ROM no se pueden grabar, pero a finales de año esto va a cambiar, con la entrada en escena de las grabadoras DVD, en dos versiones diferentes. Las grabadoras DVD-R serán el equivalente a las grabadoras CD-R actuales, es decir, mecanismos “write once” que permiten escribir en un disco DVD en blanco una sola vez. Los discos dispondrán de una capacidad cercana a los 3 Gigas, aunque se acercarán a los 4.7, para equipararse al formato DVD-Vídeo. Así, las grabadoras DVD-RAM. son discos DVD que pueden borrarse y escribirse múltiples veces. Su capacidad es de 2,6 Gigas.
MPEG-2: EL NUEVO ESTÁNDAR DE VÍDEO
La tecnología DVD utiliza el formato MPEG-2 para reproducir vídeo digital. La primera consecuencia lógica de esta decisión, es que será necesario disponer de una tarjeta gráfica compatible MPEG-2 para visionar películas almacenadas en formato DVD, en un ordenador. El problema es que ningún ordenador actual, ni siquiera los Pentium Pro más potentes, son capaces de reproducir vídeo MPEG-2, y las tarjetas MPEG-2 son demasiado caras o están poco extendidas en el mercado.
Las placas gráficas actuales reproducen vídeo MPEG-1, ya sea mediante hardware o software, pero no pueden ir más allá. Antes de conocer las soluciones que los distintos fabricantes tienen pensado aportar, vamos a descubrir las características principales que encierra el sistema MPEG-2.
Es un hecho conocido por todos, que el almacenamiento digital de imágenes en movimiento necesita una gran cantidad de espacio. Por ejemplo, una sola película de hora y media de duración con unas mínimas garantías de calidad, bajo una resolución de 640x480 y color de 16 bits, puede utilizar varios CD-ROM. La única solución viable, si se quiere reducir este espacio a uno o dos CD, es comprimir el vídeo. Así nacieron los conocidos formatos de compresión AVI y QuickTime. No obstante, la compresión de vídeo trae consigo dos desventajas: la calidad de la imagen es mucho menor, y además se necesita un hardware relativamente elevado para descomprimir las imágenes en tiempo real, mientras se reproducen.
El estándar MPEG es otro más de estos sistemas de compresión, solo que mucho más avanzado. La calidad de imagen se acerca a la del vídeo no comprimido, pero se necesita un hardware muy potente -es decir, una tarjeta de vídeo muy rápida, y un procesador muy veloz-, para poder reproducirlo. Con la tecnología actual, es posible reproducir vídeo MPEG-1 mediante software, en un Pentium con una tarjeta medianamente rápida. Sin embargo, el nuevo protocolo MPEG-2, utilizado por los reproductores DVD-Vídeo, es mucho más exigente.
El formato MPEG-2 está basado en el protocolo ISO/IEC 13818. La especificación DVD toma sólo algunas de sus reglas, para reproducir vídeo de alta calidad, según el estándar NTCS (720x640), a 24 fps (cuadros por segundo).
En realidad, éste es el estándar DVD de máxima calidad, ya que la propia especificación es compatible AVI, QuickTime, MPEG-1 y Vídeo CD, en donde la resolución es más o menos la mitad, es decir, vendría a ser: 352x240.
Por lo tanto, para reproducir una película DVD en un ordenador, será necesario disponer, no sólo de un decodificador MPEG-2 para las imágenes, sino también un decodificador Dolby para el sonido.
Las soluciones previstas para solucionar esto, son muy variadas. Algunos fabricantes adaptarán sus tarjetas gráficas al formato MPEG-2. Precisamente, los nuevos procesadores MMX pueden jugar un papel esencial en este apartado, ya que la aceleración multimedia que aportan es ideal para este tipo de procesos. Otra solución consiste en comercializar placas independientes, que incorporen los chips necesarios para reproducir vídeo DVD. Finalmente, la propuesta más lógica apuesta por incluir los mencionados chips en los propios reproductores DVD-ROM, como ya han confirmado algunas empresas. Esto encarecerá un poco el precio de la unidad, pero asegurará la total compatibilidad con los miles de títulos cinematográficos que comenzarán a comercializarse en el segundo cuatrimestre de 1997.
CÓDIGOS REGIONALES: LA PRIMERA POLÉMICA
Una de las primeras discusiones que se han entablado, relacionadas con las unidades DVD, es la más que previsible implantación de códigos regionales que impedirán que ciertos discos DVD puedan leerse en lectores DVD adquiridos en zonas regionales distintas a la zona de venta del disco.
Afortunadamente, no serán utilizados en los discos DVD-ROM, ya que sólo afectan a las películas DVD.
El código regional no es más que un byte de información, que llevarán implantados algunos discos DVD. Cada reproductor DVD tendrá su propio código regional, por lo que, si encuentra un byte que no se corresponde con el suyo, no leerá el disco. Esta medida de protección ha sido impuesta por las compañías cinematográficas, ya que las películas no se estrenan simultáneamente en todo el mundo. Puesto que es una protección opcional, sólo los estrenos llevarán este código. En un principio, parece ser que las zonas geográficas serán las siguientes, aunque pueden variar:
1: Norteamérica (Estados Unidos y Canadá).
2: Japón.
3: Europa, Australia y Nueva Zelanda.
4: Sudamérica y México.
5: Asia (excepto China y Japón) y Africa.
6: China.
Como no podía ser de otra forma, hecha la ley, hecha la trampa, y no ha faltado tiempo para extenderse el rumor de que algunas compañías asiáticas ya disponen de chips que anulan la protección. Incluso se habla de la posible comercialización de reproductores capaces de leer DVD con cualquier código regional.
VIDEO DIGITAL
INTRODUCCION.
La información de video es provista en una serie de imágenes ó “cuadros” y el efecto del movimiento es llevado a cabo a través de cambios pequeños y continuos en los cuadros. Debido a que la velocidad de estas imágenes es de 30 cuadros por segundo,los cambios continuos entre cuadros darán la sensación al ojo humano de movimiento natural. Las imágenes de video están compuestas de información en el dominio del espacio y el tiempo. La información en el dominio del espacio es provista en cada cuadro, y la información en el dominio del tiempo es provista por imágenes que cambian en el tiempo (por ejemplo, las diferencias entre cuadros). Puesto que los cambios entre cuadros colindantes son diminutos, los objetos aparentan moverse suavemente. En los sistemas de video digital, cada cuadro es muestreado en unidades de pixeles ó elementos de imagen. El valor de luminancia de cada pixel es cuantificado con ocho bits por pixel para el caso de imágenes blanco y negro. En el caso de imágenes de
color, cada pixel mantiene la información de color asociada; por lo tanto, los tres elementos de la información de luminancia designados como rojo, verde y azul, son cuantificados a ocho bits. La información de video compuesta de esta manera posee una cantidad tremenda de información; por lo que, para transmisión o almacenamiento, se requierede la compresión (o codificación) de la imagen. La técnica de compresión de video consiste de tres pasos fundamentalmente, primero el preprocesamiento de las diferentes fuentes de video de entrada (señales de TV, señales de televisión de alta definición HDTV, señales de videograbadoras VHS, BETA, S-VHS, etc.), paso en el cual se realiza el filtrado de las señal de entrada para remover componentes no útiles y el ruido que pudiera haber en esta. El segundo paso es la conversión de la señal a un formato intermedio común (CIF), y por último el paso de la compresión. Las imágenes comprimidas son transmitidas a través de la línea de transmisión digitaly se hacen llegar al receptor donde son reconvertidas a el formato común CIF y son desplegadas después de haber pasado por la etapa de post-procesamiento. Mediante la compresión de la imagen se elimina información redundante, principalmente la información redundante en el dominio de espacio y del tiempo. En general, las redundancias en eldominio del espacio son debidas a las pequeñas diferencias entre pixeles contiguos de un cuadrodado, y aquellas dadas en el dominio del tiempo son debidas a los pequeños cambios dados en cuadroscontiguos causados por el movimiento de un objeto. El método para eliminar las redundancias en el dominio del espacio es llamado codificación intracuadros, la cual puede ser dividida en codificación por predicción, codificación de la transformada y codificación de la subbanda. En el otro extremo, las redundancias en el dominio del tiempo pueden ser eliminadas mediante el método de codificación de intercuadros, que también incluye los métodos de compensación/estimación del movimiento, el cual compensa el movimiento a través de la estimación del mismo.
El Estándar MPEG (Grupo de Expertos en Imágenes en movimiento).
Codificación de video.
El estándar MPEG especifica la representación codificada de video para medios de almacenam iento digital y especifica el proceso de decodificación. La representación soporta la velocidad normal de reproducción así como también la función especial de acceso aleatorio, reproducción rápida, reproducción hacia atrás normal, procedimientos de pausa y congelamiento de imagen. Este estándar internacional es compatible con los formatos de televisión de 525 y 625 líneas y provee la facilidad de utilización con monitores de computadoras personales y estaciones de trabajo. Este estándar internacional es aplicable primeramente a los medios de almacenamiento digital que soporten una velocidad de transmisión de más de 1.5 Mbps tales como el Compact Disc, cintas digitales de audio y discos duros magnéticos. El almacenamiento digital puede ser conectado directamente al decodificador o a través de vías de comunicación como lo son los bus, LANs o enlaces de telecomunicaciones. Este estándar internacional esta destinado a formatos de video no interlazado de 288 líneas de 352 pixeles aproximadamente y con velocidades de imagen de alrededor de 24 a 30 Hz.
Codificación de audio.
Este estándar especifica la representación codificada de audio de alta calidad para medios de almacenamiento y el método para la decodificación de señales de audio de alta calidad. Es compatible con los formatos corrientes (Compact disc y cinta digital de audio) para el almacenamiento y reproducción de audio. Esta representación soporta velocidades normales de reproducción. Este estándar esta hecho para aplicaciones a medios de almacenamiento digitales a una velocidad total de 1.5 mbps para las cadenas de audio y video, como el CD, DAT y discos duros magnéticos. El medio de almacenamiento digital puede ser conectado directamente al decodificador, ó vía otro medio tal como líneas de comunicación y la capa de sistemas MPEG. Este estándar fue creado para velocidades de muestreo de 32 khz, 44.1 khz, 48 khz y 16 bit PCM entrada/salida al codificador/decodificador.
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Introducción
Migrar de un sistema a otro, en cualquiera de los eslabones de la compleja cadena que da lugar al hardware de un ordenador, es uno de los procesos más complicados a los que un avance tecnológico debe enfrentarse.
En el caso de los compatibles PC, con cientos de millones de máquinas funcionando bajo miles de configuraciones distintas, en manos de millones de usuarios con distintos niveles económicos, es todavía más complejo.
A modo de ejemplo, tenemos el sistema de almacenamiento que todos conocemos con el nombre de CD-ROM y que, paradójicamente, si todas las previsiones se cumplen, será sustituido por las nuevas unidades DVD-ROM, que aquí vamos a tratar de analizar. Han sido necesarios más de 10 años, cinco desde que se produjo la espectacular bajada de precios de los lectores, para que el CD-ROM se haya convertido en un elemento imprescindible en todos los ordenadores. Ahora que casi todo el mundo se ha habituado a utilizar este derivado de los clásicos CD musicales, un nuevo formato amenaza con enterrarlo definitivamente. El proceso, por supuesto, será muy lento; tendrán que pasar unos cuantos años para que alcance el nivel de popularidad de los CD, pero pocos dudan que acabará convirtiéndose en el estándar digital del siglo XXI.
Al contrario que otros sistemas similares, como es el caso de los discos removibles, donde cada fabricante utiliza su propio estándar -con la dificultad que esto implica a la hora de implantarse en todos los ordenadores-, la tecnología DVD no sólo unifica aquellos criterios relacionados con el almacenamiento de datos informáticos, sino que va mucho más allá, abarcando todos los campos donde se utilice la imagen y el sonido.
Todavía es muy pronto para predecir el impacto que las siglas mágicas DVD provocarán en nuestras vidas. Pero, si las previsiones de sus creadores se cumplen, dentro de dos o tres años no existirán los televisores, altavoces, vídeos, laserdiscs, cadenas musicales, consolas, tarjetas gráficas, o lectores de CD-ROM, tal como hoy los conocemos.
Una primera aproximación
La especificación DVD -según algunos fabricantes, Digital Vídeo Disc, según otros, Digital Versatile Disc-, no es más que un nuevo intento por unificar todos los estándares óptico-digitales de almacenamiento, es decir, cualquier sistema de grabación que almacene imágenes o sonido. DVD abarca todos los campos actualmente existentes, por lo que, si llega a implantarse, un mismo disco DVD podrá utilizarse para almacenar películas, música, datos informáticos, e incluso los juegos de consolas.
La gran ventaja del DVD, en relación a los sistemas actuales, es su mayor velocidad de lectura -hasta 4 veces más que los reproductores CD tradicionales-, y su gran capacidad de almacenamiento, que varía entre los 4.7 y los 17 Gigas, es decir, el tamaño aproximado de 25 CD-ROM. Todo ello, en un disco DVD que, externamente, es exactamente igual que un CD tradicional. Esta elevada capacidad permite, no sólo almacenar gran cantidad de información, aplicable a todo tipo de enciclopedias, programas o bases de datos, sino también reproducir 133 minutos de vídeo con calidad de estudio, sonido Dolby Surround AC-3 5.1, y 8 pistas multilenguaje para reproducir el sonido en 8 idiomas, con subtítulos en 32 idiomas. Estos minutos pueden convertirse en varias horas, si se disminuye la calidad de la imagen hasta los límites actuales. Las más importantes compañías electrónicas, los más influyentes fabricantes de hardware y software, y las más sobresalientes compañías cinematográficas y musicales están apoyando fuertemente el proyecto.
No obstante, pese a todas estas características tan espectaculares, la gran baza de la tecnología DVD está todavía por desvelar: gracias a la compatibilidad con los sistemas actuales, los lectores DVD-ROM son capaces de leer los CD-ROM y CD musicales que actualmente existen, por lo que el cambio de sistema será mucho más llevadero, ya que podremos seguir utilizando los cientos de millones de discos digitales existentes en el mercado.
Distintas ramificaciones
Tal como hemos visto, las siglas DVD se implantarán en los más dispares medios de almacenamiento. Para satisfacer todas las necesidades y bolsillos, está previsto que se comercialicen tres reproductores DVD independientes: DVD-Audio, DVD-Vídeo, y DVD-ROM. En realidad, son el equivalente a las cadenas musicales, los vídeos VHS o laserdisc, y el CD-ROM. Los lectores DVD-Audio serán los más baratos, ya que sólo podrán reproducir discos sonoros DVD. Los DVD-Vídeo se conectarán al televisor, y se utilizarán para visionar películas, con imagen de alta calidad. Incluso es posible que la propia película venga acompañada de la banda sonora completa, todo en un mismo disco. Más de 50 películas han sido anunciadas para este mes, y se han planeado más de 500 para final de año, con una estimación de unos 8000 títulos en el año 2000.
Los lectores más apetecibles son los conocidos como DVD-ROM, ya que son capaces de reproducir CD-ROM, CD musicales, discos DVD-ROM, discos de audio DVD y, bajo ciertas condiciones que veremos a continuación, las mencionadas películas DVD. En definitiva, los tres aparatos señalados quedan condensados en uno sólo.
Las primeras unidades DVD-ROM, fabricadas por Pioneer y Hitachi, ya pueden encontrarse en Japón. Para finales de año, aparecerán las unidades grabables, que cerrarán el ciclo reproducción-grabación que todo estándar óptico-digital debe completar.
La especificacion DVD-ROM
Pese a que los lectores DVD-Vídeo y DVD-Audio son, a priori, muy interesantes, vamos a centrarnos en los lectores DVD-ROM, más acordes con la temática de nuestra revista. Pero, antes de discutir sus posibilidades, vamos a conocer todas sus características principales.
Los lectores DVD-ROM más básicos nos permiten leer discos DVD-ROM -obviamente, así como CD musicales y CD-ROM, a una velocidad 8X, es decir, 1200 Ks/sg, y un tiempo de acceso situado entre los 150 y 200 milisegundos. Esta compatibilidad es posible, no sólo porque soporta el estándar ISO 9660 utilizado por los CD-ROM, sino también porque los discos, externamente, son iguales a los CD convencionales. Al contrario que los CD-ROM, existen discos DVD de distinto tamaño. Todos están formados por dos capas de sustratos de 0.6 mm, que se unen para formar un sólo disco.
En primer lugar, tenemos los discos que podemos considerar estándar (120 mm), de una cara, una capa, y una capacidad de 4.7 Gigas, o 133 minutos de vídeo de alta calidad, reproducido a una velocidad de 3.5 Megas. Puesto que un CD-ROM sólo puede almacenar 650 Megas, este espacio es el equivalente a 6 CD-ROM. Estos serán los discos utilizados para almacenar películas.
Llegados este punto, hay que decir que los Gigas ofrecidos por los fabricantes de unidades DVD, no se corresponden exactamente con Gigas informáticos, ya que los primeros utilizan múltiplos de 1000, mientras que en informática, el cambio de unidad se realiza multiplicando o dividiendo por 1024. Así, los 4.7 Gigas de esta primera clase de discos se corresponden con 4.38 Gigas informáticos, mientras que 17 Gigas equivalen a 15.9 Gigas reales. A pesar de ello, mantendremos durante todo el artículo la primera nomenclatura, ya que es la utilizada por los diferentes fabricantes.
Continuaremos con el segundo tipo de disco DVD. Hasta ahora, hemos hablado de los discos de una cara, y una capa. Si se almacena información en la segunda cara, entonces tenemos un disco de dos caras y una capa, con 9.4 Gigas de capacidad. También es posible añadir una segunda capa a cualquiera de las dos caras. Esta doble capa utiliza un método distinto al de los CD tradicionales, ya que se implementa mediante resinas y distintos materiales receptivos/reflectantes. Si la capa es de 120 mm, y dispone de una sola cara, la cantidad almacenada es de 8.5 Gigas, o 17 Gigas si dispone de dos caras. En el caso, también posible, de que la capa disponga de un grosor de 80 mm, la capacidad se sitúa entre los 2.6 y 5.3 Gigas de capacidad -simple o doble cara-. Puede parecer un galimatías, pero sólo se trata de distintos discos con distintas capacidades
Para leer la información, el lector DVD-ROM utiliza un láser rojo con una longitud de onda situada entre los 630 y los 650 nanómetros, frente a los 780 nanómetros de los CD convencionales. Otras diferencias, con respecto a la arquitectura de los CD-ROM, está en el tamaño de las pistas y los pits -marcas que guardan la información-, ya que son más pequeños, por lo que hay muchos más y, consecuentemente, se almacena más información.
Con estos primeros datos, podemos sacar las primeras conclusiones. En primer lugar sobresalen, por encima de todo, sus grandes ventajas: la compatibilidad CD y CD-ROM, su velocidad, y la gran capacidad de almacenamiento, que varía entre los 1.4 y los 17 Gigas. Todas las aplicaciones que, por definición, necesiten una gran cantidad de espacio, se verán beneficiadas: bases de datos, programas con secuencias de vídeo, recopilaciones, enciclopedias, etc. Estas últimas podrán mejorar su contenido, al añadir muchos más vídeos, animaciones y sonidos. Igualmente, se podrán comercializar las versiones dobladas de un programa en todos los idiomas, y en un sólo disco. A pesar de todo, como cualquier tecnología nueva, no está exenta de problemas. El primero de ellos es la incompatibilidad con ciertos estándares. En algunos casos, como puede ser el laserdisc, es inevitable, ya que se trata de discos de diferentes tamaños. Pero, a estas alturas, todavía no está muy claro si las unidades DVD serán compatibles Photo CD y CD-I. Los DVD-ROM tampoco pueden leer CD-R, es decir, CD-ROM grabados con una grabadora de CD-ROM. De forma recíproca, una grabadora CD-R no puede crear discos DVD.
La compatibilidad CD-R es un tema tan importante que es posible que quede solucionado en muy poco tiempo, incluso antes de que los lectores DVD-ROM vean la luz en el mercado europeo.
Un CD-ROM grabado no es reconocido por un lector DVD-ROM, debido a que utiliza un láser con una longitud de onda que es incapaz de detectar las marcas realizadas en un CD-R. Esta limitación tecnológica provocaría que millones de CD-R grabados con valiosa información quedasen inutilizados, por lo que ya se han propuesto distintas medidas para superarlo. En primer lugar, los fabricantes de CD-ROM grabables están trabajando en un nuevo formato de disco llamado CD-R 2, que permitirá a las grabadoras actuales crear CD-R que pueden ser leídos en las unidades DVD-ROM. Para reconocer los discos ya grabados en el formato CD-R 1, se barajan distintas soluciones. Samsung ha anunciado que sus lectores DVD dispondrán de unas lentes holográficas que reconocerán los CD-R. Los reproductores de Sony irán equipados con dos lasers, uno para leer DVD-ROM, y otro para los CD y CD-R. Philips también asegura su compatibilidad con los discos grabados... En definitiva, parece ser que este tema quedará solucionado a lo largo del año.
Otra de las dificultades tiene que ver con la reproducción de películas en el ordenador. El estándar utilizado por el sistema DVD-Vídeo es el formato MPEG-2, a una velocidad de 24 fps (cuadros por segundo). El problema es que ni siquiera los ordenadores más potentes son capaces de soportar semejante flujo de datos por segundo.
En la actualidad, los ordenadores equipados con la tarjeta apropiada (adquirida en el último año) pueden reproducir vídeo MPEG-1, que dispone de una calidad inferior al mencionado formato MPEG-2. Para solucionar esto, existen distintos enfoques, tal como se explica en uno de los recuadros adjuntos.
Todo se reduce a comercializar tarjetas gráficas compatibles MPEG-2, o incluir los chips necesarios en los propios lectores de DVD-ROM.
Como podemos observar, los posibles obstáculos van a poder ser solucionados en muy poco tiempo, por lo que las posibilidades que se nos avecinan no pueden ser más prometedoras, posibilidades que se verán reflejadas en las actuales unidades que están a punto de ser comercializadas.
El software, presente y futuro
Gracias a su compatibilidad con los sistemas actuales, los lectores de DVD-ROM nacen con decenas de miles de títulos a sus espaldas, tanto en el apartado musical, como en el informático. Además, aprovechando que soporta el formato MPEG-1, también pueden utilizarse para ver las cientos de películas existentes en formato Vídeo-CD.
Lo más interesante de todo, se centra en comprobar sus posibilidades como sistema de almacenamiento independiente, es decir, utilizando discos DVD-ROM. De momento, los títulos comercializados no son excesivos, aunque se espera que una gran cantidad de DVD-ROM se publiquen a lo largo del año. En un principio, los títulos más abundantes serán las películas y las recopilaciones de programas. En el primer caso, ya se han puesto a la venta varios títulos (en EE.UU. y Japón), como “Blade Runner”, “Eraser”, “Batman Forever” o “Entrevista con el Vampiro”. Para primeros de marzo, han sido anunciados más de 100 títulos, que superarán los 500 a finales de año. En el caso de las aplicaciones en DVD-ROM, el proceso es algo más lento, pero casi la mitad de los distribuidores de software han anunciado que publicarán programas en formato DVD-ROM. Algunos títulos ya presentados son «Silent Steel», de Tsunami Media, y «PhoneDisc PowerFinger USA I», de Digital Directory. Este último es nada menos que la guía telefónica de Estados Unidos, en donde se guardan más de 100 millones de números de teléfonos, a los que se puede acceder por nombre, dirección, e incluso distancias. Por ejemplo, es posible localizar las tiendas de informática que se encuentran en un radio de 5 Km de un determinado lugar. El programa original ocupaba 6 CD-ROM, que ahora pueden agruparse en un sólo DVD-ROM con 3.7 Gigas, y sobra espacio para ampliar la base de datos de telefónica.
DVD-R y DVD-RAM
Los discos DVD-ROM no se pueden grabar, pero a finales de año esto va a cambiar, con la entrada en escena de las grabadoras DVD, en dos versiones diferentes. Las grabadoras DVD-R serán el equivalente a las grabadoras CD-R actuales, es decir, mecanismos “write once” que permiten escribir en un disco DVD en blanco una sola vez. Los discos dispondrán de una capacidad cercana a los 3 Gigas, aunque se acercarán a los 4.7, para equipararse al formato DVD-Vídeo. Así, las grabadoras DVD-RAM. son discos DVD que pueden borrarse y escribirse múltiples veces. Su capacidad es de 2,6 Gigas.
MPEG-2: EL NUEVO ESTÁNDAR DE VÍDEO
La tecnología DVD utiliza el formato MPEG-2 para reproducir vídeo digital. La primera consecuencia lógica de esta decisión, es que será necesario disponer de una tarjeta gráfica compatible MPEG-2 para visionar películas almacenadas en formato DVD, en un ordenador. El problema es que ningún ordenador actual, ni siquiera los Pentium Pro más potentes, son capaces de reproducir vídeo MPEG-2, y las tarjetas MPEG-2 son demasiado caras o están poco extendidas en el mercado.
Las placas gráficas actuales reproducen vídeo MPEG-1, ya sea mediante hardware o software, pero no pueden ir más allá. Antes de conocer las soluciones que los distintos fabricantes tienen pensado aportar, vamos a descubrir las características principales que encierra el sistema MPEG-2.
Es un hecho conocido por todos, que el almacenamiento digital de imágenes en movimiento necesita una gran cantidad de espacio. Por ejemplo, una sola película de hora y media de duración con unas mínimas garantías de calidad, bajo una resolución de 640x480 y color de 16 bits, puede utilizar varios CD-ROM. La única solución viable, si se quiere reducir este espacio a uno o dos CD, es comprimir el vídeo. Así nacieron los conocidos formatos de compresión AVI y QuickTime. No obstante, la compresión de vídeo trae consigo dos desventajas: la calidad de la imagen es mucho menor, y además se necesita un hardware relativamente elevado para descomprimir las imágenes en tiempo real, mientras se reproducen.
El estándar MPEG es otro más de estos sistemas de compresión, solo que mucho más avanzado. La calidad de imagen se acerca a la del vídeo no comprimido, pero se necesita un hardware muy potente -es decir, una tarjeta de vídeo muy rápida, y un procesador muy veloz-, para poder reproducirlo. Con la tecnología actual, es posible reproducir vídeo MPEG-1 mediante software, en un Pentium con una tarjeta medianamente rápida. Sin embargo, el nuevo protocolo MPEG-2, utilizado por los reproductores DVD-Vídeo, es mucho más exigente.
El formato MPEG-2 está basado en el protocolo ISO/IEC 13818. La especificación DVD toma sólo algunas de sus reglas, para reproducir vídeo de alta calidad, según el estándar NTCS (720x640), a 24 fps (cuadros por segundo).
En realidad, éste es el estándar DVD de máxima calidad, ya que la propia especificación es compatible AVI, QuickTime, MPEG-1 y Vídeo CD, en donde la resolución es más o menos la mitad, es decir, vendría a ser: 352x240.
Por lo tanto, para reproducir una película DVD en un ordenador, será necesario disponer, no sólo de un decodificador MPEG-2 para las imágenes, sino también un decodificador Dolby para el sonido.
Las soluciones previstas para solucionar esto, son muy variadas. Algunos fabricantes adaptarán sus tarjetas gráficas al formato MPEG-2. Precisamente, los nuevos procesadores MMX pueden jugar un papel esencial en este apartado, ya que la aceleración multimedia que aportan es ideal para este tipo de procesos. Otra solución consiste en comercializar placas independientes, que incorporen los chips necesarios para reproducir vídeo DVD. Finalmente, la propuesta más lógica apuesta por incluir los mencionados chips en los propios reproductores DVD-ROM, como ya han confirmado algunas empresas. Esto encarecerá un poco el precio de la unidad, pero asegurará la total compatibilidad con los miles de títulos cinematográficos que comenzarán a comercializarse en el segundo cuatrimestre de 1997.
CÓDIGOS REGIONALES: LA PRIMERA POLÉMICA
Una de las primeras discusiones que se han entablado, relacionadas con las unidades DVD, es la más que previsible implantación de códigos regionales que impedirán que ciertos discos DVD puedan leerse en lectores DVD adquiridos en zonas regionales distintas a la zona de venta del disco.
Afortunadamente, no serán utilizados en los discos DVD-ROM, ya que sólo afectan a las películas DVD.
El código regional no es más que un byte de información, que llevarán implantados algunos discos DVD. Cada reproductor DVD tendrá su propio código regional, por lo que, si encuentra un byte que no se corresponde con el suyo, no leerá el disco. Esta medida de protección ha sido impuesta por las compañías cinematográficas, ya que las películas no se estrenan simultáneamente en todo el mundo. Puesto que es una protección opcional, sólo los estrenos llevarán este código. En un principio, parece ser que las zonas geográficas serán las siguientes, aunque pueden variar:
1: Norteamérica (Estados Unidos y Canadá).
2: Japón.
3: Europa, Australia y Nueva Zelanda.
4: Sudamérica y México.
5: Asia (excepto China y Japón) y Africa.
6: China.
Como no podía ser de otra forma, hecha la ley, hecha la trampa, y no ha faltado tiempo para extenderse el rumor de que algunas compañías asiáticas ya disponen de chips que anulan la protección. Incluso se habla de la posible comercialización de reproductores capaces de leer DVD con cualquier código regional.
VIDEO DIGITAL
INTRODUCCION.
La información de video es provista en una serie de imágenes ó “cuadros” y el efecto del movimiento es llevado a cabo a través de cambios pequeños y continuos en los cuadros. Debido a que la velocidad de estas imágenes es de 30 cuadros por segundo,los cambios continuos entre cuadros darán la sensación al ojo humano de movimiento natural. Las imágenes de video están compuestas de información en el dominio del espacio y el tiempo. La información en el dominio del espacio es provista en cada cuadro, y la información en el dominio del tiempo es provista por imágenes que cambian en el tiempo (por ejemplo, las diferencias entre cuadros). Puesto que los cambios entre cuadros colindantes son diminutos, los objetos aparentan moverse suavemente. En los sistemas de video digital, cada cuadro es muestreado en unidades de pixeles ó elementos de imagen. El valor de luminancia de cada pixel es cuantificado con ocho bits por pixel para el caso de imágenes blanco y negro. En el caso de imágenes de
color, cada pixel mantiene la información de color asociada; por lo tanto, los tres elementos de la información de luminancia designados como rojo, verde y azul, son cuantificados a ocho bits. La información de video compuesta de esta manera posee una cantidad tremenda de información; por lo que, para transmisión o almacenamiento, se requierede la compresión (o codificación) de la imagen. La técnica de compresión de video consiste de tres pasos fundamentalmente, primero el preprocesamiento de las diferentes fuentes de video de entrada (señales de TV, señales de televisión de alta definición HDTV, señales de videograbadoras VHS, BETA, S-VHS, etc.), paso en el cual se realiza el filtrado de las señal de entrada para remover componentes no útiles y el ruido que pudiera haber en esta. El segundo paso es la conversión de la señal a un formato intermedio común (CIF), y por último el paso de la compresión. Las imágenes comprimidas son transmitidas a través de la línea de transmisión digitaly se hacen llegar al receptor donde son reconvertidas a el formato común CIF y son desplegadas después de haber pasado por la etapa de post-procesamiento. Mediante la compresión de la imagen se elimina información redundante, principalmente la información redundante en el dominio de espacio y del tiempo. En general, las redundancias en eldominio del espacio son debidas a las pequeñas diferencias entre pixeles contiguos de un cuadrodado, y aquellas dadas en el dominio del tiempo son debidas a los pequeños cambios dados en cuadroscontiguos causados por el movimiento de un objeto. El método para eliminar las redundancias en el dominio del espacio es llamado codificación intracuadros, la cual puede ser dividida en codificación por predicción, codificación de la transformada y codificación de la subbanda. En el otro extremo, las redundancias en el dominio del tiempo pueden ser eliminadas mediante el método de codificación de intercuadros, que también incluye los métodos de compensación/estimación del movimiento, el cual compensa el movimiento a través de la estimación del mismo.
El Estándar MPEG (Grupo de Expertos en Imágenes en movimiento).
Codificación de video.
El estándar MPEG especifica la representación codificada de video para medios de almacenam iento digital y especifica el proceso de decodificación. La representación soporta la velocidad normal de reproducción así como también la función especial de acceso aleatorio, reproducción rápida, reproducción hacia atrás normal, procedimientos de pausa y congelamiento de imagen. Este estándar internacional es compatible con los formatos de televisión de 525 y 625 líneas y provee la facilidad de utilización con monitores de computadoras personales y estaciones de trabajo. Este estándar internacional es aplicable primeramente a los medios de almacenamiento digital que soporten una velocidad de transmisión de más de 1.5 Mbps tales como el Compact Disc, cintas digitales de audio y discos duros magnéticos. El almacenamiento digital puede ser conectado directamente al decodificador o a través de vías de comunicación como lo son los bus, LANs o enlaces de telecomunicaciones. Este estándar internacional esta destinado a formatos de video no interlazado de 288 líneas de 352 pixeles aproximadamente y con velocidades de imagen de alrededor de 24 a 30 Hz.
Codificación de audio.
Este estándar especifica la representación codificada de audio de alta calidad para medios de almacenamiento y el método para la decodificación de señales de audio de alta calidad. Es compatible con los formatos corrientes (Compact disc y cinta digital de audio) para el almacenamiento y reproducción de audio. Esta representación soporta velocidades normales de reproducción. Este estándar esta hecho para aplicaciones a medios de almacenamiento digitales a una velocidad total de 1.5 mbps para las cadenas de audio y video, como el CD, DAT y discos duros magnéticos. El medio de almacenamiento digital puede ser conectado directamente al decodificador, ó vía otro medio tal como líneas de comunicación y la capa de sistemas MPEG. Este estándar fue creado para velocidades de muestreo de 32 khz, 44.1 khz, 48 khz y 16 bit PCM entrada/salida al codificador/decodificador.
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