Telecine

En los países que utilizan los estándares de vídeo PAL o SECAM , las películas destinadas a la televisión se graban a 25 fotogramas por segundo. El estándar de vídeo PAL emite a 25 fotogramas por segundo, por lo que la transferencia de película a vídeo es sencilla: por cada fotograma de película, se captura un fotograma de vídeo.

Las películas filmadas originalmente a 24 fotogramas por segundo se muestran a 25 fotogramas por segundo. Si bien esto generalmente no se nota en la imagen, el aumento del 4 % en la velocidad de reproducción provoca un ligero aumento en el tono del audio de aproximadamente 0,707 semitonos . Esto se puede corregir mediante algoritmos de estiramiento temporal , que aceleran el audio sin alterar el tono.

El pulldown 2:2 también se utiliza para transferir programas y películas filmados a 30 fotogramas por segundo, como Friends y Oklahoma! (1955), ^{[ 4 ]} a vídeo NTSC  , que tiene una frecuencia de escaneo de ≈59,94 Hz. Esto requiere que la velocidad de reproducción se reduzca en una décima de porcentaje.

En Estados Unidos y otros países donde la televisión utiliza la frecuencia de barrido vertical de 59,94  Hz , el vídeo se emite a ≈29,97 fotogramas/s . Para que el movimiento de la película se reproduzca con precisión en la señal de vídeo, un telecine debe utilizar una técnica llamada pulldown 2:3 , también conocida como pulldown 3:2 , para convertir de 24 a ≈29,97 fotogramas/s .

El término pulldown proviene del proceso mecánico de tirar (mover físicamente) la película hacia abajo dentro de la sección de la película del mecanismo de transporte, para avanzar de un fotograma al siguiente a una velocidad determinada (nominalmente 24 fotogramas /s ). Esto se logra en dos pasos. El primer paso es ralentizar el movimiento de la película según la relación 1000/1001 del NTSC a 24 000/1001 (≈23,976) fotogramas /s . La diferencia de velocidad es imperceptible para el espectador. Para una película de dos horas, el tiempo de reproducción se extiende en 7,2 segundos. Si se debe mantener exacto el tiempo total de reproducción, se puede omitir un fotograma cada 1000 fotogramas.

El segundo paso del pulldown 2:3 consiste en distribuir los fotogramas de cine en campos de vídeo. A 23,976 fotogramas/s , hay cuatro fotogramas de película por cada cinco fotogramas de vídeo a 29,97 fotogramas/s :

${\displaystyle {\frac {23.976}{29.97}}={\frac {4}{5}}}$

Estos cuatro fotogramas de película se extienden a cinco fotogramas de vídeo aprovechando la naturaleza entrelazada  del vídeo a 60 Hz. Por cada fotograma de vídeo, existen dos imágenes o campos incompletos : uno para las líneas impares y otro para las pares. Por lo tanto, hay diez campos por cada cuatro fotogramas de película, denominados A , B , C y D. El telecine coloca alternativamente el fotograma A en dos campos, el fotograma B en tres, el fotograma C en dos y el fotograma D en tres. Esto se puede escribir como AABBBCCDDD, 2-3-2-3 o simplemente 2-3. El ciclo se repite completamente después de cuatro fotogramas de película.

Un patrón de pulldown 3:2 es idéntico al descrito anteriormente, excepto que está desplazado un fotograma. Por ejemplo, un ciclo que comienza con el fotograma B de la película produce un patrón 3:2: BBBCCDDDAA o 3-2-3-2 o simplemente 3-2. En otras palabras, no hay diferencia entre los patrones 2-3 y 3-2. De hecho, la notación 3-2 es engañosa porque, según los estándares SMPTE, para cada secuencia de película de cuatro fotogramas, el primer fotograma se escanea dos veces, no tres. ^{[ 5 ]}

El método anterior es un clásico 2:3, que se utilizaba antes de que los búferes de fotogramas permitieran almacenar más de un fotograma. El método preferido para realizar un 2:3 crea solo un fotograma defectuoso de cada cinco (es decir, 3:3:2:2 o 2:3:3:2 o 2:2:3:3); si bien este método tiene un ligero aumento de vibración , permite una conversión ascendente más sencilla (el fotograma defectuoso se puede descartar sin perder información) y una mejor compresión general durante la codificación. El patrón 2:3:3:2 es compatible con la cámara de vídeo Panasonic DVX-100B bajo el nombre de "Advanced Pulldown". Tenga en cuenta que solo se muestran campos (no fotogramas, por lo tanto, no hay fotogramas defectuosos) en una pantalla entrelazada, como en un CRT. Los fotogramas defectuosos pueden aparecer en otros métodos de visualización de vídeo entrelazado.

Un nuevo método llamado 2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:3, Euro, 12:1 o 24:1 pulldown, ^{[ 6 ] [ 7 ] [ 8 ]} puede usarse para convertir material de 24 fotogramas/s a 25 fotogramas/s . ^{[ 9 ] [ 10 ]} Por lo general, esto implica una transferencia de película a PAL sin la aceleración del 4% mencionada anteriormente. Para película a 24 fotogramas/s , hay 24 fotogramas de película por cada 25 fotogramas de video PAL. Para acomodar este desajuste en la velocidad de fotogramas, los 24 fotogramas de película deben distribuirse en 50 campos PAL. Esto puede lograrse insertando un campo pulldown cada 12 fotogramas, extendiendo así efectivamente 12 fotogramas de película en 25 campos (o 12,5 fotogramas ) de video PAL.

Este método surgió de la frustración con las bandas sonoras más rápidas y agudas que tradicionalmente acompañaban a las películas transferidas para el público de PAL y SECAM. Algunas películas están empezando a ser telecinetadas de esta manera . Es especialmente adecuado para películas donde la banda sonora tiene una importancia especial.

Se deben utilizar técnicas similares para las películas filmadas a velocidades silenciosas inferiores a 24 fotogramas por segundo , lo que incluye los formatos de películas domésticas (el estándar para la película Standard 8 mm era de 16  fps y de 18  fps para la película Super 8 mm ), así como las películas mudas (que en  formato de 35 mm solían ser de 16  fps, 12  fps o incluso inferiores).

• De 16 fotogramas/s (en realidad 15,984) a NTSC de 30 fotogramas/s (en realidad 29,97): el pulldown debe ser 3:4:4:4 o la película puede reproducirse a 15 (en realidad 14,985) fotogramas/s , en cuyo caso el pulldown debe ser 4:4. Dado que las películas grabadas a esta velocidad de fotogramas son mudas, el audio no se ve afectado.
• 16 fotogramas/s a PAL 25: el pulldown debe ser 3:3:3:3:3:3:3:4 (si la velocidad de reproducción de la película se incrementa a 16 + 2/3 fotogramas/s [ 1000 fotogramas por minuto], el pulldown se simplifica a 3:3).
• 18 fotogramas/s (ralentizado a 17,982) a NTSC 30: el pulldown debería ser 3:3:4
• 20 fotogramas/s (ralentizado a 19,98) a NTSC 30: el pulldown debe ser 3:3
• 20 fotogramas/s a PAL 25: el pulldown debe ser 3:2
• 27,5 fotogramas/s a NTSC 30: el pulldown debe ser 3:2:2:2:2
• 27,5 fotogramas/s a PAL 25: el pulldown debe ser 1:2:2:2:2

Además, se han descrito otros patrones que hacen referencia a la conversión progresiva de la velocidad de fotogramas necesaria para mostrar vídeo de 24 fotogramas/s (por ejemplo, desde un reproductor de DVD) en una pantalla progresiva (por ejemplo, LCD o plasma): ^{[ 11 ]}

• De 24 fotogramas/s a 96 fotogramas/s (repetición de 4 fotogramas): el pulldown es 4:4
• De 24 fotogramas/s a 120 fotogramas/s (repetición de 5 fotogramas): el pulldown es 5:5
• De 24 fotogramas/s a 120 fotogramas/s (pulldown 3:2 seguido de desentrelazado 2×): ​​el pulldown es 6:4

Mainframe Entertainment empleó un proceso innovador para sus programas de televisión. Estos se renderizan a exactamente 25 000 fotogramas por segundo; luego, para la distribución PAL/SECAM, se aplica el pulldown 2:2 convencional, pero para la distribución NTSC, se repiten 199 campos de cada 1001. Esto eleva la frecuencia de actualización de 25 fotogramas/s a exactamente 60 000 / 1001 , o ≈59,94, campos por segundo, sin ningún cambio en la velocidad, la duración o el tono del audio.

El proceso de telecine 2:3 pulldown genera un ligero error en la señal de vídeo en comparación con los fotogramas originales de la película, como se puede apreciar en el diagrama 2:3 pulldown anterior. Esta es una de las razones por las que las películas vistas en equipos domésticos NTSC convencionales pueden no verse tan fluidas como en una sala de cine o en equipos domésticos PAL. El efecto es particularmente evidente en escenas con movimientos de cámara lentos y constantes. Estas escenas se ven ligeramente entrecortadas al visualizarlas en material que ha pasado por el proceso de telecine. Este fenómeno se conoce comúnmente como vibración de telecine . A continuación, se explica cómo revertir el proceso de telecine 2:3 pulldown.

El material PAL al que se le ha aplicado el pulldown 2:3 (Euro) sufre una falta de fluidez similar, aunque este efecto no suele denominarse vibración de telecine . En la práctica, cada 12 fotogramas se muestran durante tres campos PAL (60 milisegundos), mientras que los otros 11 se muestran durante dos campos PAL (40 milisegundos). Esto provoca un ligero parpadeo en el vídeo aproximadamente dos veces por segundo.

Algunos reproductores de DVD , duplicadores de línea y grabadoras de vídeo personales están diseñados para detectar y eliminar el pulldown 2:3 de las fuentes de vídeo telecinadas, reconstruyendo así los fotogramas originales de la película a 24 fps . Muchos programas de edición de vídeo, como AviSynth , también cuentan con esta capacidad. Esta técnica se conoce como telecine inverso , telecine inverso ( IVTC ), pulldown inverso o detelecine . Entre las ventajas del telecine inverso se incluyen una visualización de alta calidad sin entrelazado en dispositivos compatibles y la eliminación de datos redundantes.

La telecine inversa es crucial al adquirir material fílmico para un sistema de edición digital no lineal, ya que estas máquinas generan listas de decisiones de edición que hacen referencia a fotogramas específicos del material fílmico original. Cuando se introduce vídeo de una telecine en estos sistemas, el operador suele disponer de un registro de telecine , en forma de archivo de texto, que indica la correspondencia entre el material de vídeo y el original fílmico. Alternativamente, la transferencia de vídeo puede incluir marcadores de secuencia de telecine incrustados en la imagen de vídeo, junto con otra información de identificación, como el código de tiempo.

También es posible, aunque más difícil, realizar telecine inverso sin conocer previamente la posición de cada campo de vídeo en el patrón de pulldown 2:3. Esta es la tarea a la que se enfrentan la mayoría de los equipos de consumo, como los duplicadores de línea y las grabadoras de vídeo personales. Idealmente, solo es necesario identificar un único campo, y el resto sigue el patrón de forma sincronizada. Sin embargo, el patrón de pulldown 2:3 no necesariamente se mantiene constante a lo largo de todo un programa. Las ediciones realizadas en el material fílmico después de que se haya sometido al pulldown 2:3, por ejemplo, en formato NTSC, pueden introducir saltos en el patrón si no se tiene cuidado de preservar la secuencia de fotogramas original. La mayoría de los algoritmos de telecine inverso intentan seguir el patrón 2:3 utilizando técnicas de análisis de imagen, por ejemplo, buscando campos repetidos.

Los algoritmos que eliminan el efecto pulldown 2:3 también suelen realizar el desentrelazado . Es posible determinar algorítmicamente si un vídeo contiene un patrón pulldown 2:3 o no, y aplicar selectivamente telecine inverso (en el caso de vídeo procedente de película) o un desentrelazado más sencillo (en el caso de vídeo nativo).

En el Reino Unido , Rank Precision Industries experimentaba con el escáner de punto móvil (FSS), que invertía el concepto de escaneo del tubo de rayos catódicos (CRT) mediante una pantalla de televisión. Rank Precision- Cintel presentó la serie Mark de telecines FSS. En 1950, el primer telecine monocromo de punto móvil de Rank se instaló en los estudios Lime Grove de la BBC . ^{[ 12 ]} El CRT del FSS emite un haz de electrones del tamaño de un píxel que excita los fósforos que recubren la envoltura, haciendo que brillen en rojo, verde y azul. Este punto de luz es enfocado por una lente sobre la emulsión de la película y finalmente recogido por un tipo especial de célula fotoeléctrica conocida como fotomultiplicador , que convierte la luz en una señal eléctrica. Esto se puede lograr en tiempo real , a 24 fotogramas por segundo (o en algunos casos más rápido). Una ventaja del FSS es que el análisis de color se realiza después del escaneo, por lo que no puede haber errores de registro como los que pueden producirse con los tubos vidicón, donde el escaneo se realiza después de la separación de colores; además, permite el uso de lentes dicroicas más sencillas.

El problema de los escáneres de punto móvil radicaba en la diferencia de frecuencias entre las velocidades de campo de la televisión y las velocidades de fotogramas de las películas. Esto se solucionó inicialmente con el sistema de prisma poligonal Mark I, que se sincronizaba ópticamente con la velocidad de fotogramas de la televisión mediante un prisma giratorio y podía funcionar a cualquier velocidad de fotogramas. Este fue reemplazado por el Mark II de doble lente y, alrededor de 1975, por el Mark III de salto de parche (escaneo por salto). La serie Mark III evolucionó desde el escaneo entrelazado original de salto hasta el Mark IIIB, que utilizaba un escaneo progresivo e incluía un convertidor de escaneo digital (Digiscan) para generar vídeo entrelazado. El Mark IIIC fue el más popular de la serie y utilizaba un Digiscan de última generación, además de otras mejoras.

La serie Mark fue reemplazada por la Ursa (1989), la primera de su línea de telecines capaz de producir datos digitales en espacio de color 4:2:2. La Ursa Gold (1993) elevó esta capacidad a 4:4:4 y luego la Ursa Diamond (1997), que incorporó muchas mejoras de terceros al sistema Ursa. ^{[ 13 ]}

La división Fernseh de Robert Bosch GmbH ^{[ a ]} presentó el primer telecine con dispositivo de carga acoplada (CCD) del mundo (1979), el FDL 60. El FDL 60, diseñado y fabricado en Darmstadt , Alemania Occidental, fue el primer telecine totalmente de estado sólido . Rank Cintel (telecine ADS, 1982) y Marconi Company (1985) fabricaron telecines CCD durante un breve período. El modelo B3410 de Marconi vendió 84 unidades en un período de tres años. ^{[ 14 ]}

En un sistema de telecine con detector CCD de matriz lineal, se proyecta luz blanca a través de la imagen de la película expuesta hacia un prisma, que separa la imagen en los tres colores primarios: rojo, verde y azul. Cada haz de luz de color se proyecta luego sobre un CCD diferente, uno para cada color. El CCD convierte la luz en impulsos eléctricos, que la electrónica del telecine modula para generar una señal de video, la cual puede grabarse en cinta de video o transmitirse.

Philips-BTS finalmente evolucionó el FDL 60 al FDL 90 (1989) y al Quadra (1993). En 1996, Philips, en colaboración con Kodak , presentó el Spirit DataCine (SDC 2000), capaz de escanear la imagen de la película a resoluciones HDTV y alcanzar casi 2K (1920 de luminancia y 960 de crominancia RGB) × 1556 RGB. Con la opción de datos, el Spirit DataCine puede utilizarse como escáner de película cinematográfica, generando archivos de datos DPX 2K como 2048 × 1556 RGB. En 2000, Philips presentó el Shadow Telecine (STE) , una versión de bajo coste del Spirit sin componentes de Kodak. El Spirit DataCine, el C-Reality de Cintel y el Millennium de ITK abrieron la puerta a la tecnología de intermedios digitales , donde las herramientas de telecine no solo se usaban para salidas de video, sino que ahora podían usarse para datos de alta resolución que luego se grabarían de nuevo en película . ^{[ 13 ]} El DFT Digital Film Technology Spirit 4K/2K/HD (2004) reemplazó al Spirit 1 Datacine y utiliza CCD de matriz lineal de 2K y 4K. ^{[ b ]} DFT presentó su nuevo escáner, Scanity , en el NAB Show de 2009. ^{[ 15 ]} El Scanity utiliza tecnología de sensor de integración de retardo de tiempo (TDI) para escaneos de película extremadamente rápidos y sensibles. ^{[ c ]}

Con la fabricación de nuevos LED de alta potencia surgieron los sistemas de cámaras de tres CCD con LED pulsados ​​y disparadores. Al emitir un destello de luz LED durante un tiempo muy breve, la cámara CCD de fotograma completo detiene la grabación, permitiendo el movimiento continuo de la película. En las cámaras de vídeo CCD con entrada de disparo, la cámara se puede sincronizar electrónicamente con el fotograma de transporte de la película.

Una matriz de LED rojos, verdes y azules de alta potencia emite pulsos justo cuando el fotograma se coloca frente a la lente óptica. La cámara envía la imagen única y no entrelazada del fotograma a un almacenamiento digital, donde la imagen electrónica se genera a la velocidad de fotogramas de TV seleccionada para PAL, NTSC u otros estándares. Los sistemas más avanzados reemplazan la rueda dentada con un sistema de detección de perforaciones y estabilización de imagen basado en láser o cámara.

La tecnología de telecine se está fusionando cada vez más con la de los escáneres de películas cinematográficas ; los telecines de alta resolución, como los mencionados anteriormente, pueden considerarse escáneres de películas que funcionan en tiempo real.

A medida que la postproducción intermedia digital se vuelve más común, la necesidad de combinar las funciones tradicionales del telecine, como los dispositivos de entrada, los convertidores de estándares y los sistemas de corrección de color , se vuelve menos importante, ya que la cadena de postproducción cambia a un funcionamiento sin cintas ni películas.

Sin embargo, las partes del flujo de trabajo asociadas con el telecine aún se mantienen y se están desplazando hacia el final, en lugar del principio, de la cadena de posproducción, en forma de sistemas de etalonaje digital en tiempo real y sistemas de masterización de intermedios digitales, que cada vez más se ejecutan mediante software en sistemas informáticos convencionales. A estos se les denomina a veces sistemas de telecine virtual .

Algunas videocámaras y cámaras de consumo pueden grabar a 24 (o 23,976) fotogramas por segundo de forma progresiva . Este tipo de vídeo presenta características de movimiento propias del cine y es el componente principal del llamado aspecto cinematográfico .

En la mayoría de las cámaras de 24 fotogramas/s , el proceso virtual de conversión 2:3 se realiza internamente. Si bien la cámara captura un fotograma progresivo en el CCD, al igual que una cámara de cine, luego aplica un entrelazado a la imagen para grabarla en cinta y poder reproducirla en cualquier televisor estándar. No todas las cámaras procesan los 24 fotogramas/s de esta manera, pero la mayoría sí. ^{[ 16 ]}

Las cámaras que graban a 25 fotogramas/s (PAL) o 29,97 fotogramas/s (NTSC) no necesitan utilizar la conversión 2:3, ya que cada fotograma progresivo ocupa exactamente dos campos de vídeo. En la industria del vídeo, este tipo de codificación se denomina fotograma segmentado progresivo (PSF). El PsF es conceptualmente idéntico a la conversión 2:2, con la única diferencia de que no existe un original de película del que transferir.