Tema 1 Interfaces de Vídeo PDF

Interfaces de vídeo Máster de formación permanente en ingeniería de producción y explotación de contenidos José Manuel Menéndez Catedrático de la ETSIT-UPM Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones E.T.S. Ingenieros de Teleco...

Interfaces de vídeo Máster de formación permanente en ingeniería de producción y explotación de contenidos José Manuel Menéndez Catedrático de la ETSIT-UPM Departamento de Señales, Sistemas y Radiocomunicaciones E.T.S. Ingenieros de Telecomunicación Universidad Politécnica de Madrid Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 2 / 113  Introducción Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 3 / 113  Introducción Introducción ▶ La creación y explotación de un producto multimedia pasa por muchas fases y procesos, tanto si se adquiere y explota en vivo como en diferido ▶ El enlace entre cada uno de los procesos anteriores se puede realizar mediante interfaces distintos según las características de la señal (audio, vídeo, metadatos) y del enlace en cuestión (distancia, protección a interferencias/ruidos, etc.) ▶ En este capítulo se van a estudiar los interfaces de vídeo digitales más comunes en el entorno profesional, y algunos domésticos 4 / 113  Introducción Introducción ▶ En TV, en el entorno analógico se han manejado, tradicionalmente, varios tipos de señales: primarios de color (R, G, B), vídeo en componentes (Y , U, V ) en el sistema PAL [(Y , I, Q) en el sistema NTSC, y (Y , DR , DB ) en el sistema SECAM], S-Video (Y , C ), vídeo compuesto (V ), etc ▶ En el entorno digital se maneja un único tipo de señales en TV: vídeo en componentes (Y , CR , CB ), con las mismas siglas para todos los sistemas, independientemente del sistema analógico del que proviniera ▶ En aplicaciones de grafismo de alta calidad se siguen utilizando primarios de color digitalizados (R, G, B) ▶ Durante un breve tiempo, en los años ochenta, se manejó en TV señal de vídeo compuesto digitalizado1. Rápidamente, se abandonó esta línea de trabajo, para mantener, en exclusiva, vídeo en componentes ▶ Actualmente, en el entorno profesional sólo se utilizan interfaces digitales ▶ En el entorno doméstico queda algún remanente de interfaz analógica, usando SCART o VGA (todavía muy común para cañones de vídeo), próximo ya a desaparecer ▶ El siguiente diagrama muestra las relaciones entre los diferentes tipos de señales, analógicas y digitales 1 Incluso se desarrolló un magnetoscopio digital para utilizarlo: el D2 5 / 113  Introducción Esquema global de interfaces analógicas y digitales 6 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 7 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión Interfaces digitales profesionales sin compresión ▶ En el entorno profesional, en las etapas de producción y postproducción, es necesario trabajar con la máxima calidad posible de señal, lo que implica la utilización de formatos sin compresión o con muy baja compresión (2:1 o 4:1), preferentemente sin pérdidas ▶ Estos formatos requieren una velocidad binaria muy alta de manera continuada, por lo que es imprescindible la definición de un interfaz de alta velocidad (inicialmente de varios Mbs, y actualmente de varios Gbs) punto a punto, sin problemas de contiendas en la red que pueda generar latencias no admisibles, y reducir su eficiencia ▶ Debe permitir la conexión a largas distancias (incluso 500 m para producciones en exteriores) con bajo coste, de modo similar a los antiguos interfaces analógicos de vídeo compuesto ▶ Debe ser muy versátil, interoperable, fácil de monitorizar y de identificar posibles problemas 8 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión Interfaces profesionales sin compresión ▶ El resultado de todas las especificaciones anteriores es la familia de interfaces digitales SDI - Serial Digital Interface, que domina el sector profesional desde los años 80 ▶ Durante décadas ha hecho uso exclusivo de cable coaxial ▶ Actualmente la normativa ya permite el uso de fibra óptica, con interfaces interoperables, que facilitan distancias de km ▶ La tendencia, en estos momentos, es a una migración al entorno IP, si bien las altas velocidades binarias manejadas (varios Gbs) y los problemas de latencia en las redes IP son, aún, un obstáculo 9 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión Interfaces profesionales sin compresión En este grupo se incluyen las normativas que definen los interfaces digitales serie (Serial Digital Interface - SDI) 3G/HD/UHD-SDI de TVAD, tanto en cables como en conectores, estructurados en 2 niveles: 1 Capa física: Define la codificación de canal y de línea, con sus parámetros físicos, como la amplitud y límites máximos tolerables (overshoot) de la forma de onda, el offset de DC, las impedancias de entrada y salida, las pérdidas de retorno, el jitter, conectores, cables, etc. 2 Capa de transporte: Define la estructura de la trama binaria, compuesta por 3 bloques: ▶ Cabeceras de sincronismo TRS (Timing Reference Sequences) ▶ Intervalos de borrado (Blanking) HANC (Horizontal Ancillary Data) y VANC (Vertical Ancillary Data), donde se realiza la inserción de los datos auxiliares (como los diferentes canales de audio) ▶ Intervalo de vídeo activo (Video Playload), donde se lleva a cabo el mapeo de los distintos formatos digitalizados, multiplexando en el orden adecuado las muestras de vídeo en componentes (Y , CR , CB ) digitalizadas 10 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión Interfaces profesionales (Sin compresión) ▶ En los orígenes de su definición se generó un cierto caos normativo, ya que tanto la ITU-R, como la EBU y la SMPTE generaron normas, con pequeñas diferencia de nomenclatura, induciendo a cierta confusión ▶ En estos momentos, todos los interfaces están estandarizados por el SMPTE2 para facilitar la interoperabilidad entre fabricantes, con algunas aportaciones de la ITU-R y la EBU: Estándar Nombre Tasa de Formatos transferencia soportados SMPTE 259M SDI 270 Mbs 480i, 576i SMPTE 344M ED-SDI 540 Mbs 480p, 576p SMPTE 292M HD-SDI 1,485 Gbs 720p, 1080i SMPTE 297M HD-SDI (fibra óptica) 1,485 Gbs 720p, 1080i SMPTE 372M Dual Link HD-SDI 2,970 Gbs 1080p SMPTE 424M 3G-SDI 2,970 Gbs 1080p SMPTE ST-2081 6G UHD-SDI 6 Gbs 4Kp30 SMPTE ST-2082 12G UHD-SDI 12 Gbs 4Kp60 SMPTE ST-2083 24G UHD-SDI 24 Gbs 3D 4Kp60 En preparación 48G UHD-SDI 48 Gbs 3D 4Kp120 o 8Kp60 2 Society of Motion Picture and Television Engineers® 11 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión SDI SERIAL DIGITAL INTERFACE: SDI ▶ Comunicación unidireccional Punto-Punto de vídeo digital ▶ Medio de Transporte: cable coaxial de 75 Ω ▶ Conector de tipo BNC ▶ Encapsula todos los formatos de SDTV: 480i y 576i ▶ Régimen binario de 270 Mbit/s (BT.656). Datos 8/10 bits ▶ Tiene capacidad para 16 canales de audio, insertados en la trama de datos auxiliares (Ancilliary Data), según la recomendación SMPTE 272M, organizados en cuatro grupos (numerados 1 a 4), cada uno incluyendo 4 canales (numerados en orden creciente de 1 a 16; canales 1 a 4 en grupo 1, y sucesivos) ▶ Con frecuencias de muestreo de 32, 44.1 o 48 kHz ▶ 20 o 24 bits/muestra ▶ Incorpora códigos de tiempo y metadatos ▶ Admite vídeo en componentes o compuesto (este último raramente usado, y con capacidad para 2 canales de audio únicamente) 12 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión ED-SDI ENHANCED DEFINITION SDI: ED-SDI ▶ Es una evolución del SDI que permite encapsular los formatos 480p y 576p del Enhanced Definition TV - EDTV ▶ Es un dual-link del SDI, que permite hasta 540 Mbs ▶ Raramente utilizado ▶ El concepto de dual-link (dos enlaces en paralelo) se ha seguido utilizando: ejemplo de diagrama de bloques del conversor comercial Hi-3G de AJA® , que transforma señal 3G-SDI a HDMI, usando dual-link: 13 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI HIGH DEFINITION SDI: HD-SDI ▶ Es el más extendido y utilizado en difusión de señal de TV, dado que las resoluciones habituales que se emiten son, en estos momentos, HDTV, estando en fase de desaparición progresiva, a nivel internacional, la SDTV, y realizándose los primeros proyectos pilotos de emisión de UHDTV ▶ Comunicación unidireccional Punto-Punto de vídeo digital ▶ Medio de Transporte: cable coaxial de 75 Ω, y fibra óptica ▶ Conector de tipo BNC, en sus diferentes variantes ▶ Encapsula todos los formatos de HDTV: 720p, 1080i ▶ Régimen binario de 1,485 Gbs común a todos los formatos ▶ Trama y codificación de canal similar al interfaz SDI (SMPTE 259-C), pero 5,5 veces más rápido ▶ Permite la inserción en el mismo flujo de 16 canales de audio digital según la recomendación SMPTE 272M, TC (Time Code) y metadatos 14 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI HIGH DEFINITION SDI: HD-SDI Diagrama de bloques del proceso de generación de la trama binaria HD-SDI: 15 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Mapeador de fuente en la trama HD-SDI ▶ Genera la trama binaria con la información de vídeo, según las recomendaciones UIT-R BT.601, 709 o 2020 ▶ Inserta los códigos de sincronismo de trama TRS (Timing Reference Signal), compuestos por los códigos EAV (End of Active Video) y SAV (Start of Active Video) ▶ Inserta el número de línea NL y el CRC (Cyclic Redundancy Code) para detección de posibles errores en la transmisión ▶ Inserta los datos auxiliares (Ancillary data) en el antiguo tiempo de las retrazas horzontales y verticales: ▶ Audio digital: 8 pares AES/EBU (16 canales) ▶ Código de tiempo de datos auxiliaresATC (Ancillary Time Code), según la especificación SMPTE 12M ▶ Metadata: hora, fecha, localización, operador, dispositivo captura, etc. 16 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Mapeador de fuente en la trama HD-SDI ▶ Sincronismos de trama TRS (Timing Reference Signal): ▶ EAV - End of Active Video. ▶ SAV - Start of Active Video. ▶ Incorpora: Número de Línea, CRC y Ancillary data 17 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Mapeador de fuente en la trama HD-SDI El mapeado del vídeo activo depende del tipo de vídeo manejado, siguiendo cada tipo una norma diferente: 18 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Mapeador de fuente en la trama HD-SDI 19 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Conversor paralelo a serie y codificador de canal en la trama HD-SDI ▶ CONVERSOR P/S: ▶ Multiplexa los 2 buses (luminancia y crominancia) de 20 bits en 1 de 10 bits con reloj de 148,5 Mhz ▶ Serializa la trama en un flujo binario de 1,485 Mbs ▶ CODIFICADOR DE CANAL: Implementa 2 funciones: ▶ Aleatorizador para minimizar la repetición del mismo código binario (que dificultaría la extracción del reloj en recepción, y equilibra la potencia media emitida de señal) ▶ Transmite los bits con un código de línea NRZ-I (Non Return to Zero Inverted) 20 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Driver de cable en la trama HD-SDI DRIVER DE CABLE: ▶ Adapta la forma de onda al medio ▶ Amplitud 800 mv ±10 % ▶ Offset DC de ±500 mv ▶ Impedancia de salida 75 Ω ▶ Overshoot < 10 % amplitud ▶ UI (Unidad de Intervalo) 673 ps ▶ Jitter de 1 UI (10 Hz) y 0,2 UI (1 Khz) 21 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI EVOLUCIÓN HD-SDI ▶ HD-SDI Fibra Óptica SMPTE 297M ▶ 6G-SDI SMPTE ST-2081 ▶ Gran capacidad pero problemas físicos ▶ RGB 4:4:4 YCbCr 4Kp30 ▶ Hasta 6 Gbs en conexión punto a punto ▶ HD-SDI Dual Link SMPTE 372M ▶ 12G-SDI SMPTE ST-2082 ▶ RGB 4:4:4 YCbCr 1080p ▶ RGB 4:4:4 YCbCr 4Kp60 ▶ Hasta 3 Gbs en conexión punto a punto, ▶ Hasta 12 Gbs en conexión punto a punto con dos enlaces físicos ▶ 24G-SDI SMPTE ST-2083 3D 4Kp60 ▶ 3G-SDI SMPTE 424M ▶ RGB 4:4:4 YCbCr 3D 4Kp60 ▶ RGB 4:4:4 YCbCr 1080p ▶ Hasta 24 Gbs en conexión punto a punto ▶ Hasta 3 Gbs en conexión punto a punto ▶ Ya se está hablando de las versiones a 48 Gbs y 96 Gbs... 22 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Diagrama de estándares implicados: 3G-SDI (SMPTE® ) 23 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Cuadro de resoluciones contempladas en 3G-SDI (SMPTE® ) 24 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Diagrama de estándares implicados: 6G-SDI (SMPTE® ) 25 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Cuadro de resoluciones contempladas en 6G-SDI (SMPTE® ) 26 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Diagrama de estándares implicados: 12G-SDI (SMPTE® ) 27 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Cuadro de resoluciones contempladas en 12G-SDI (SMPTE® ) 28 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Diagrama de estándares implicados: 24G-SDI (SMPTE® ) 29 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Cuadro de resoluciones contempladas en 24G-SDI (SMPTE® ) 30 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Transmisión por fibra óptica de señal SDI ▶ Cuando se requieren distancias superiores se puede recurrir a la transmisión por fibra óptica ▶ Para ello, hacen falta dispositivos que faciliten la conversión entre coaxial y fibra óptica 31 / 113  Table E.2 – Medium-power (medium-haul) link applications – minimum input overload Interfaces digitales profesionales sin compresión Single mode fiber HD-SDI At minimum output power At maximum output power Wavelength 1310nm 1550nm 1310nm 1550nm Fiber loss (dB/km) 0.35 0.25 0.35 0.25 Transmisión por fibra óptica de señal SDI Output power (dBm) -3 0 Maximum input power (dBm) -7.5 / 0 (preferred) -7.5 / 0 (preferred) [minimum input overload] ▶ La recomendación SMPTE ST 297-1 establece los parámetros Minimum loss budget (dB) Minimum link distance (km) 13 / 0 4.5 / 0 18 / 0 21 / 0 7.5 / 0 30 / 0 que facilitan la transmisión de señal 3G, 6G y 12G-SDI mediante fibra óptica ▶ Establece que se puede usar fibra monomodo o multimodo, si Table E.3 – High-power (long-haul) link applications – minimum input overload bien los mayores alcances se obtienen con la primera Single mode fiber At minimum output power At maximum output power Wavelength 1310nm 1550nm 1310nm 1550nm ▶ Define todos los parámetros involucrados en el enlace: Fiber loss (dB/km) 0.35 0.25 0.35 0.25 potencias máximas y mínimas a emitir por el transmisor y a Output power (dBm) Maximum input power (dBm) 0 -7.5 / 0 (preferred) 10 -7.5 / 0 (preferred) recibir por el receptor, ventana de trabajo (1ª, 2ª o 3ª), así [minimum input overload] Minimum loss budget (dB) 7.5 / 0 17.5 / 10 como la atenuación máxima de la fibra, su dispersión, la Minimum link distance (km) 21 / 0 30 / 0 50 / 29 70 / 40 máxima anchura espectral ∆λ, etc. Alcances mínimos a soportar según la ▶ La norma SMPTE ST 297-2 hace lo mismo, pero para el caso recomendación SMPTE ST 297-1 de transmisión a través de sistemas CWDM (SMPTE® ) ▶ Los conectores ópticos también están especificados en la norma SMPTE ST 2091-1 ▶ No está definido el interfaz óptico para 24G-SDI aún 32 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Monitorización de los niveles digitales de la señal ▶ La recomendación EBU R 103 establece directrices para manejar los niveles digitales de la señal de vídeo SDR/HDR, define tolerancias en las mismas ▶ Define los conceptos de señal con rango estrecho (narrow range) rango total (full range) y rango extendido (extended range) 33 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Monitorización de los niveles digitales de la señal Rango estrecho: Hace referencia a señales de vídeo que usan los niveles permitidos según las norms UIT-R BT.601, BT.709 y BT.2020 Rango total: Hace referencia a señales de vídeo que utilizan los niveles permitidos más lo niveles asignados a datos auxiliares (ancillary data) en el interfaz SDI, excluyendo, por tanto, los niveles para sincronismos Rango extendido: Hace referencia a señales que utilizan en el rango estrecho más el espacio libre (headroom) superior (p.e, de 64 a 1019 usando 10 bits) 34 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Monitorización de los niveles digitales de la señal ▶ Cabe destacar que la recomendación EBU R 103 distingue entre señales intercambiadas mediante fichero y señales transportadas mediante interfaz SDI, especialmente para el rango total ▶ Distingue entre rango total para fichero (file-full), que incluye los niveles extremos de sincronismos (no necesarios en ficheros), y rango total para interfaz SDI (SDI-full) que excluye los niveles de sincronismos, necesarios en el interfaz x-SDI 35 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Monitorización de los niveles digitales de la señal ▶ Normalmente, todas las señales de vídeo deben estar mapeadas desde la captura en el rango estrecho ▶ No obstante, se asume que es difícil mantener la señal en ese rango, especialmente con los supernegros y superblancos (valores fuera de ese rango, bien en captura, o bien en procesado al retocar rango dinámico de la señal o color) ▶ Por ello, la norma recomienda que la señal no exceda los valores max/min preferidos (Preferred Minimum/Maximum), según la tabla adjunta ▶ Cualquier valor fuera de ese rango preferido se etiquetará como error de gamut de color ▶ Las señales que excedan el rango total de la señal (Total video signal range) se recortarán 36 / 113  Interfaces digitales profesionales sin compresión HD-SDI Monitorización de los niveles digitales de la señal ▶ La norma EBU R 103 recomienda, además, utilizar filtrado para suavizar los problemas de ruido de alta frecuencia en las medidas de gamut de color con supernegros y superblancos, y siempre que haya que recortar señal ▶ Recomienda usar los siguientes filtros: Filtrado horizontal: Filtro de cuarto de banda (filtro paso bajo que reduce el ancho de banda a la cuarta parte), con coeficientes 1/16, 2/16, 3/16, 4/16, 3/16, 2/16, 1/16 Filtrado vertical: Filtro de media banda (filtrado paso bajo que redce el ancho de banda a la mitad), con coeficientes 1/4, 1/2, 1/4, aplicado siempre sobre el cuadro de imagen (tanto en señales progresivas como entrelazadas) ▶ La norma avisa de que el filtro vertical puede generar errores de tinte en señales de color que es necesario controlar 37 / 113  Interfaces de cámaras de vídeo profesionales Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 38 / 113  Interfaces de cámaras de vídeo profesionales Interfaces de cámaras de vídeo profesionales ▶ La conexión entre cada cámara y el área de control de cámaras (donde están las OCP - Operator Control Panel - panel de control de las cámaras) se realiza mediante tres tipos de cable: ▶ Cable Multicore ▶ Triax ▶ Cables híbridos eléctricos y ópticos ▶ Dichos cables embeben el transporte de múltiples señales, incluyendo alimentación, la señal capturada por la cámara (en formato SDI habitualmente), una señal de retorno de vídeo, intercom, micrófonos, luces de Tally (que indican que esa cámara es la seleccionada en esos momentos), etc. 39 / 113  Interfaces de cámaras de vídeo profesionales Cable Multicore Cable Multicore ▶ Es un mazo de cables agrupados. En su interior incluye cables específicos para las diferentes señales de la cámara que embebe, todos ellos compactados y protegidos por una cubierta ▶ Cada fabricante presenta una solución propietaria (y costosa), con conectores diferentes (entre 14 y 26 pines habitualmente, o incluso con más conectores) ▶ Las longitudes de los cables suelen estar entre los 50 y los 100 m (con posibilidades de extensiones superiores) 40 / 113  Interfaces de cámaras de vídeo profesionales Cable Triax Cable Triax ▶ El Triax es un único cable que transporta todas las señales de la cámara, y ha sido el más comúnmente utilizado en las últimas décadas ▶ Es un cable coaxial, con un conductor central y dos cubiertas concéntricas ▶ El conductor central y la cubierta interior actúan como un coaxial normal, transportando las señales de vídeo SDI y alimentación mediante FDM ▶ La cubierta exterior, junto con el conductor central, se utilizan para transportar otras señales (audio, intercom, tally, etc.) ▶ Los tipos de cable utilizados habitualmente son RG59 (3/8") y RG11 (1/2"), ambos de 75 Ω de impedancia, y atenuaciones que van desde los 2,18 dB/100 m a 10 MHz (RG11) hasta los 39,40 dB/100 m a 1 GHz (RG59) ▶ El conector utilizado es BNC de 2 conductores centrales ▶ Los elementos anteriores garantizan 500 m de alcance sin degradación apreciable (hay fabricantes que ofrecen 1500 m). Esta longitud se puede incrementar en decenas de km con extensores de fibra óptica 41 / 113  Interfaces de cámaras de vídeo profesionales Cable Triax Cable Triax y fibra óptica ▶ Entre las ventajas frente al Multicore está el menor precio del cable, su compatibilidad entre fabricantes, y los mayores alcances ▶ La principal desventaja es que requiere una cabeza de cámara (Camera Head Unit o Camera Adapter Unit), que empaqueta todas las señales con FDM, y que es costosa ▶ No obstante, el incremento de velocidad binaria necesaria para las señales de vídeo de más alta resolución (UHD/4K), con mayor velocidad de refresco de cuadro (High Frame Rate - HFR) empieza a obligar a sustituir el Triax por otras soluciones con mayor capacidad de velocidad de transmisión ▶ El medio actual para las nuevas cámaras es, predominantemente, la fibra óptica ▶ El tipo de fibra más común es G657A, con pérdidas bajas por curvado, con las siguientes características: ▶ Fibra monomodo ▶ λ : 1250 − 1625 nm ▶ α ≤ 0, 8 dB/km 42 / 113  Interfaces de cámaras de vídeo profesionales Cable Triax Cable Triax Conector Triax de una CCU (Camera Control Unit), situada en la sala de control de cámaras (Área de producción de programas): 43 / 113  Interfaces de cámaras de vídeo profesionales Cable híbrido electríco y óptico Interfaz híbrida eléctrica y óptica El SMPTE tiene recomendaciones para interfaces híbridas eléctricas y ópticas: el conector viene especificado en la recomendación SMPTE 304, y el cable en SMPTE 311, con 2 fibras ópticas y 2 o más conductores metálicos auxiliares (dos de los cuales se suelen usar para alimentación): Ejemplo de conector, y cables con 4 y 10 conductores metálicos 44 / 113  Interfaces digitales profesionales con compresión Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 45 / 113  Interfaces digitales profesionales con compresión Interfaces profesionales (Con compresión) ▶ La utilización de magnetoscopios digitales que graban la señal con compresión planteó la necesidad de poder realizar multi-generación (copia de un máster o de otra copia) sin necesidad de descomprimir primero la señal grabada (lo cual implica deteriorar la señal de manera irreversible con las pérdidas introducidas por el proceso de compresión) para, posteriormente, volverla a comprimir (y a introducir nuevo deterioro) ▶ Así surge la posibilidad de manejar lo que se denomina formato nativo, es decir, la señal comprimida en su formato de grabación (IMX, DVCPRO50, XDCAM, etc.) ▶ Los mecanismos que se proponen son una variante de SDI y de HD-SDI: usar el mismo flujo binario, pero transmitiendo sólo las muestras comprimidas, y rellenando a cero los huecos remanentes ▶ Surgen así los formatos SDTI (Serial Digital Transport Interface) y HD-SDTI para la variante de alta definición Estándar Nombre Tasa de Formatos transferencia soportados SMPTE 305M SDTI 270 Mbs 480i, 576i SMPTE 348M HD-SDTI 1,485 Gbs 720p, 1080i 46 / 113  Interfaces digitales profesionales con compresión SDTI y HD-SDTI SERIAL DIGITAL TRANSPORT INTERFACE ▶ SDTI (SMPTE 305M) y HD-SDTI (SMPTE 348M) replican los esquemas de SDI y HD-SDI pero permiten la introducción (mapeo) de contenido comprimido en la trama ▶ Utiliza una estructura basada en bloques de bits de longitud variable para poder adaptarse a los diferentes formatos de compresión y flujos binarios requeridos ▶ Cada bloque se señaliza con un código específico de inicio de 10 bits (777 en decimal) y otro de terminación (778 en decimal) que facilita la identificación y extracción de información 47 / 113  Otros interfaces profesionales Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 48 / 113  Otros interfaces profesionales Interfaz DVB-ASI Interfaz DVB-ASI: Asynchronous Serial Interface ▶ Estandarizada por DVB como ETSI TR 101 891, es la interfaz serie estándar para flujos de transporte MPEG (MPEG-TS) punto a punto entre equipos profesionales ▶ Creada para transportar uno o más flujos de datos ya comprimidos de vídeo SDTI o HD-SDTI (con sus canales de audio correspondientes), o bien un sólo canal SDI o HD-SDI sin compresión hasta 1,485 Gbs ▶ Habitualmente supone el último elemento en la cadena de transmisión de señal audio-visual, y se utiliza, por ejemplo, para entregar la salida del codificador al modulador para la emisión ▶ Interfaz de entrada y/o salida de multiplexores, codificadores, IRDs, moduladores digitales, etc. ▶ La implementación eléctrica es similar al SDI y HD-SDI: ▶ Sobre cable coaxial RG59 y RG11 de 75 Ω de impedancia, con señales unidireccionales de 800 mVpp ▶ O bien sobre fibra óptica, especificada por la recomendación IEC 60793-2, cumpliendo una atenuación inferios a 1,5 dB/km a 1300 nm, dispersión nula en el rango de 1295 a 1365 nm, y una pendiente de dispersión no superior a 0,11 ps/km·nm2. El conector debe seguir la recomendación IEC 60874-14 49 / 113  Otros interfaces profesionales Interfaz DVB-ASI Interfaz DVB-ASI 50 / 113  Otros interfaces profesionales GPI / IEEE 488 General Purpouse Interface (GPI) / IEEE 488 ▶ Bus de datos digital de 8 bits paralelo para la interconexión de equipos ideado para control ▶ Creado en el año 1960 por la compañia Hewlett-Packard como HP-IB (Hewlett-Packard Interface Bus), y conocido también como GPIB ( em General Purpose Interface Bus) ▶ Revisado en 2004 por IEEE e IEC como la norma IEC-60488, con dos partes: ▶ IEEE-488.1: define los parámetros mecánicos, eléctricos, y el protocolo básico de GPIB ▶ IEEE-488.2: define los comandos, protocolos, datos y formatos ▶ En entornos broadcast se usa para gestión y sincronismo de equipos ▶ Es también una conexión de 25 pines con conector D-Subminiatura: 51 / 113  Otros interfaces profesionales Tally Tally ▶ Es el sistema empleado para indicar que una cámara está activa, pasando de previo a programa (luz roja) ▶ En sistemas multi-cámara cumple una doble función de información: ▶ Para el operador de cámara, informando que su señal es la activa (en emisión o grabación) en ese momento ▶ Para el sujeto enfocado, la indicación de la cámara desde la que se le está filmando ▶ Suele implementarse con buses serie (como GPI), donde se activa algún pin que conecta la luz de la cámara correspondiente 52 / 113  Otros interfaces profesionales DMX512 DMX512 ▶ Es el protocolo asíncrono serie digital estándar para control remoto de los sistemas de iluminación, desarrolado por la United States Institute of Theatre Technology (USITT) en 1986 ▶ DMX es acrónimo de Digital Multiplex. El número 512 hace referencia al número de canales disponibles en un segmento de red. Un canal puede controlar la intensidad de un foco, o bien su movimiento, o su color, etc., pudiendo requerir un mismo foco varios canales para su completo control ▶ La transmisión se realiza siguiendo el interfaz eléctrico EIA-485, que define como medio físico el uso de par trenzado apantallado, con impedancia entre 110 y 120 Ω y baja capacitancia ▶ El conector usado es XLR-5 53 / 113  Otros interfaces profesionales DMX512 Ejemplo de uso de DMX512 54 / 113  Interfaces digitales domésticas Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 55 / 113  Interfaces digitales domésticas Cuadro resumen de interfaces domésticas INTERFAZ ESTÁNDAR TASA BINARIA PROMOTOR DVI DVI 3’7 / 7’4 Gbps Digital Display Working Group HDMI HDMI 2.1 - 2017 48 Gbps HDMI Forum’s Techni- cal Working Group IEEE 1394 (FIREWIRE) IEEE 1394c - 2006 3,2 Gbps IEEE DISPLAY PORT v 1.4a - 2018 32,4 Gbps Video Electronics Stan- dards Association (VE- SA) MHL 3/superMHL MHL 3 / superMHL (2015) 36 Gbps Nokia, Samsung, Silicon Image, Sony y Toshiba 56 / 113  Interfaces digitales domésticas DVI Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 57 / 113  Interfaces digitales domésticas DVI Digital Visual Interface - DVI ▶ DVI (Digital Visual Interface) es una interfaz de vídeo diseñada para acomodar señal tanto en monitores analógicos como digitales a través de un conector único ▶ El formato de datos de DVI transmite señal digital sin comprimir y exclusivamente de vídeo mediante Transition-Minimized Differential Signaling (TMDS), similar a HDMI ▶ Fundamentalmente hay tres tipos de conectores DVI, según el tipo de señal que transporta 58 / 113  Interfaces digitales domésticas DVI Digital Visual Interface - DVI ▶ DVI Digital (DVI-D): Sólo soporta monitores digitales. Es el que suele haber en la salida de reproductores de DVD y en la entrada de muchos monitores de plasma, LCD y proyectores ▶ DVI Integrado (DVI-I): Soporta tanto monitores digitales como analógicos. Los presentes en las tarjetas gráficas de PC son de este tipo ▶ DVI Analógico (DVI-A): Para ofrecer compatibilidad con los conectores de 15 pines analógicos para conexión del monitor en el mundo de la informática 59 / 113  Interfaces digitales domésticas DVI Patillaje del conector DVI 60 / 113  Interfaces digitales domésticas DVI Digital Visual Interface - DVI ▶ Se denomina DVI-DL (Dual Link) a los conectores que admiten dos enlaces ▶ Las versiones Single Link soportan resoluciones máximas a 60 Hz que incluyan hasta 2,6 Megapíxeles (o 165 Hz). Esto incluye HD, con 1920 × 1080 píxeles (1080p60) ▶ Las versiones DL duplican la resolución, admitiendo formatos que lleguen a los 340 Mhz, ya que cuando se utiliza el doble enlace, cada uno de ellos puede superar ligeramente los 165 MHz 61 / 113  Interfaces digitales domésticas DVI Digital Visual Interface - DVI ▶ La estimación de la velocidad binaria vb necesaria se puede realizar del siguiente modo: vb = NumPixHor × NumPixVer × FrameRate × (1 + Overhead) [Pix/seg] Donde NumPixHor × NumPixVer representa la resolución espacial (en columnas y filas), FrameRate es la velocidad de refresco, en cuadros por segundo, y el Overhead (en tanto por uno) considera los bits dedicados a impulsos de sincronismo de la señal analógica digitalizada, y se puede estimar como: Blanking Overhead = 1 − Blanking ▶ En los cálculos se suelen considerar 3 píxeles por punto (RGB o YCrCb) y 8 bit/píxel ▶ La longitud máxima de los cables DVI depende de los requisitos concretos de ancho de banda y/o velocidad binaria ▶ Trabajando con resoluciones de 1920 × 1200 se pueden alcanzar, con cables normales, distancias de hasta 4,5 m, y de hasta 10 m si lleva apantallamiento especial ▶ Trabajando con resoluciones inferiores (de hasta 1280 × 1024) los cables pueden alcanzar hasta 15 m 62 / 113  Interfaces digitales domésticas HDMI Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 63 / 113  Interfaces digitales domésticas HDMI High Definition Multimedia Interface - HDMI ▶ HDMI es un interfaz normalizado para transmitir audio digital multicanal y vídeo digital sin compresión en alta definición, además de señales de control ▶ Existen cuatro tipos A, B, C y D: ▶ Tipo A: 19 pines ▶ Tipo B: 29 pines (eq. Dual-Link) ▶ Tipo C: 19 pines tipo Mini ▶ Tipo D: 19 pines tipo Micro ▶ Desde la especificación 1.3, que mejoraba la velocidad, el Tipo B queda en desuso 64 / 113  Interfaces digitales domésticas HDMI High Definition Multimedia Interface - HDMI 65 / 113  Interfaces digitales domésticas HDMI Versiones de HDMI La norma ha ido evolucionando en sus versiones, admitiendo cada vez más velocidad binaria. la versión actual es la HDMI 2.1: ▶ Velocidades binarias de hasta 48 Gbps ▶ Soporta resoluciones de hasta 8Kp60 o 4Kp120, con HDR-10, HLG y HFR (hasta p120) ▶ Modo Variable Refresh Rate - VRR, que permite mostrar las imágenes de manera asíncrona, cuando las genera la tarjeta gráfica (especial para juegos) ▶ Audio inmersivo multi-canal hasta 32 canales de audio eARC (Enhanced Audio Return Channel), con capacidad de gestión por objetos ▶ Mejora de la fidelidad del sonido con frecuencias hasta 1536 kHz ▶ Envio de dos flujos de vídeo simultáneos a la misma pantalla (aplicaciones de PIP) ▶ Envio simultáneo de cuatro flujos de audio a la misma pantalla ▶ Soporta relación de aspecto de 21:9 ▶ Sincronización dinámica de flujos de audio y vídeo 66 / 113  Interfaces digitales domésticas HDMI Características adicionales de HDMI El interfaz incorpora, además: ▶ HDMI-CEC: Consumer Electronic Control ▶ Permite al usuario la gestión de hasta 15 dispositivos conectados por HDMI al monitor desde su mando de control remoto ▶ HDMI-HDCP: High-bandwidth Digital Content Protocol ▶ Control de derechos de autor licenciado en HDMI que impide, salvo que la conexión sea segura, visionar contenido en su máxima calidad ▶ HDCP es una licencia de Intel. Desde 2003 se incorpora un céntimo adicional por su uso a sumar a los 4 céntimos de licencia de HDMI 67 / 113  Interfaces digitales domésticas IEEE1394/FIREWIRE Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 68 / 113  Interfaces digitales domésticas IEEE1394/FIREWIRE IEEE1394/FIREWIRE ▶ Es un bus de comunicaciones bidireccional, desarrollado por Apple, pensado para interconectar aparatos electrónicos digitales de consumo ▶ El bus permite soportar velocidades entre 100 y 3200 Mbps ▶ Los dispositivos se conectan siguiendo la filosofía PnP mediante una interfaz digital ▶ Soporta hasta 63 dispositivos conectados (identificados por un identificador IEEE EUI-64 exclusivo) con topología en árbol ▶ Permite comunicaciones P2P (Peer-to-Peer) 69 / 113  Interfaces digitales domésticas IEEE1394/FIREWIRE Velocidades binarias del formato IEEE1394/FIREWIRE 70 / 113  Interfaces digitales domésticas IEEE1394/FIREWIRE IEEE1394/FIREWIRE ▶ El estándar 1394a especifica 2 conectores: ▶ Conectores 1394a-1995: ▶ Conectores 1394a-2000, denominados mini-DV, ya que se utilizan en cámaras de video digital (DV): ▶ El estándar 1394b incorpora conectores beta y bilingual de 9 pines: 71 / 113  Interfaces digitales domésticas IEEE1394/FIREWIRE FireWire s400 (IEEE 1394-1995) ▶ Velocidad binaria de 400 Mbs (cable de 4,5 m) ▶ Arquitectura peer-to-peer ▶ Conector compuesto por 6 pines, dos de ellos destinados a la alimentación del dispositivo (excepto el iLink, que funciona con 4) ▶ En el año 2000 se llevó a cabo una revisión de IEEE 1394-1995, añadiéndole características como difusión asíncrona, una reconfiguración de bus más rápida, concatenación de paquetes y ahorro de energía en modo suspensión 72 / 113  Interfaces digitales domésticas IEEE1394/FIREWIRE FireWire s800 y s800T ▶ FireWire s800 (IEEE 1394b-2000): ▶ Velocidad binaria de 786,5 Mbps, con tecnología full-duplex (cable de hasta 100 metros) ▶ Utiliza el código de IBM 8B10B (para mejorar las transiciones de reloj y detección de errores) ▶ Es retrocompatible utilizando cables híbridos que permiten la conexión entre los conectores de 6 pines y los conectores de Firewire s800, dotados de 9 pines ▶ FireWire s800T (IEEE 1394c-2006): ▶ Aporta mejoras técnicas que permite el uso de FireWire con puertos RJ45 sobre cable CAT 5, combinando así las ventajas de Ethernet con Firewire s800 ▶ FireWire s1600 y s3200 (IEEE 1394-2008): ▶ Permiten una velocidad binaria de 1,6 y 3,2 Gbs. Su popularidad es escasa, dado que ya se buscan velocidades binarias mayores 73 / 113  Interfaces digitales domésticas IEEE1394/FIREWIRE Características adicionales en FireWire ▶ DTCP (Digital Transmission Content Protection): ▶ Fue creado para la protección de los contenidos intercambiados a través de interfaces 1394 ▶ Equivale a HDCP en el interfaz HDMI ▶ Se conoce también como 5c por las cinco compañías (Sony, Toshiba, Intel, Hitachi, and Matsushita) que participaron en la creación del estándar 74 / 113  Interfaces digitales domésticas DISPLAY PORT Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 75 / 113  Interfaces digitales domésticas DISPLAY PORT DISPLAY PORT ▶ DisplayPort es una interfaz estandarizada para dispositivos de visualización digital desarrollada por VESA (Video Electronics Standards Association), con el apoyo de empresas como ATI, Dell, HP, NVIDIA, Philips o Samsung ▶ Define una nueva interconexión de audio/vídeo digital, libre de licencias (a diferencia de HDMI y otros) y cánones, destinado a ser utilizado principalmente entre un ordenador y su monitor o un ordenador y un sistema de cine en casa 76 / 113  Interfaces digitales domésticas DISPLAY PORT DISPLAY PORT ▶ Su versión más reciente es la 2.1 (octubre de 2022) ▶ Soporta un flujo máximo de datos de 77,37 Gbs y una resolución de hasta 8Kp60 UHD (7680 × 4320), con refresco de 60 Hz, muestreo 4:4:4, 30 bit/píxel (RGB), incluyendo HDR10, gama de color según la recomendación UIT-R BT.2020, sobre un cable hasta 33 m (cable activo) ▶ Para poder transportar toda la información anterior requiere el uso de DSC (Display Stream Compression), un sistema de compresión de vídeo 3:1 sin pérdidas visuales, basado en codificación DPCM (Differential PCM), admitiendo muestreo 4:2:2 y 4:2:0, con 10, 12, 14 y 16 bit/muestra, además de formato 4:4:4 con 8 bit/muestra ▶ Puede transportar hasta 32 canales de audio de a 24 bits con frmax = 192 kHz ▶ Es capaz de transportar múltiples flujos independientes de audio y vídeo sin compresión por un único cable (multi-streaming) ▶ La sincronización entre audio y vídeo, varios canales de audio y varios dispositivos de audio de salida se realiza utilizando el Código Global de Tiempo (GTC) 77 / 113  Interfaces digitales domésticas DISPLAY PORT DISPLAY PORT ▶ DisplayPort incluye de forma opcional la protección contra copia DPCP (DisplayPort Content Protection) de AMD, que usa cifrado AES de 128-bit ▶ Incluye autenticación completa y establecimiento de sesión clave ▶ Admite tres formatos: Display Port convencional, Mini Display Port (más pequeño), y desde 2018 USB tipo-C: 78 / 113  Interfaces digitales domésticas DISPLAY PORT DISPLAY PORT Haciendo uso del interfaz USB tipo-C, con las características eléctricas de la versión USB 3.1 o posteriores, admite: ▶ Transmisión de información de vídeo y alimentación con el mismo conector ▶ Transmisión de vídeo 4Kp60, a 24 bit/píxel, sin compresión ▶ Espacio de color UIT-R BT.2020, HDR y HDCP 2.2 ▶ Vídeo 8K con muestreo 4:4:4 y compresión ▶ Soporta audio multicanal y con objetos ▶ Incluye retrocompatibilidad con conexiones VGA, DVI y HDMI 2.0 haciendo uso de los adaptadores correspondientes 79 / 113  Interfaces digitales domésticas superMHL Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 80 / 113  Interfaces digitales domésticas superMHL Interfaz MHL - Mobile High-definition Link ▶ Surge en 2010 como propuesta de un conjunto de empresas del sector para que se convierta en el interfaz de conexión entre dispositivos móviles y monitores de gran formato ▶ Se desarrolla, inicialmente, para que soporte transmisión de señal de vídeo con calidad 1080p60 sin compresión, incluyendo sonido multicanal 7.1 (192 kHz) ▶ La versión MHL 1 ya incluye la posibilidad de recarga (2,5 W = 5 V x 500 mA) mientras se realiza la transmisión ▶ Admite el uso del mando a distancia del monitor para controlar el terminal móvil (teléfono o tableta) conectado ▶ Las versiones MHL1, 2 y 3 (que ya admitía resoluciones de vídeo de 4Kp30 sin compresión) era agnóstica en cuanto a tipo de conector utilizado, pudiendo usarse conector HDMI o USB 81 / 113  Interfaces digitales domésticas superMHL Interfaz superMHL ▶ En 2015 se publica la especificación del interfaz superMHL, con una velocidad binaria de hasta 36 Gbs ▶ Admite resoluciones de vídeo de hasta 8Kp120, incluyendo HDR, gama de color según UIT-R BT.2020 (hasta 16 bits/muestra), con muestreo 4:2:0 ▶ Admite carga durante la transferencia, con potencias de hasta 40 W (40 W = 5 V x 8 A!!!) ▶ Soporta encapsulación para audio multicanal y con objetos (incluyendo Dolby Atmos® , DTS:X® y 3D audio) ▶ Es capaz de manejar hasta 8 flujos de vídeo para la misma pantalla ▶ Incluye HDCP 2.2 ▶ Utiliza conectores reversibles superMHL, USB tipo-C, Micro-USB, HDMI tipo-A, y otros propietarios 82 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 83 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Tipos de vídeo analógico Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Existen varios formatos de vídeo analógico estándar, con diferentes parámetros en cuanto a representación espectral, manejo de las señales de color, etc. Dichos tipos son: Video compuesto: suma en una única señal la información de luminancia Y y de diferencias de color U yV Video en componentes: maneja cada señal de primarios de color R, G, B o de luminancia Y y diferencias de color U y V por separado, con lo que ofrece señales más límpias, sin interferencias entre ellas S-vídeo o Y /C : maneja por separado la señal de luminancia Y de otra señal que suma las señales de diferencia de color C. Es, por tanto, un tipo híbrido entre los dos formatos anteriores 84 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Tipos de interfaces analógicos ▶ Los interfaces analógicos de vídeo que aún se siguen utilizando se pueden clasificar en función del tipo de señal que transportan: ▶ Para vídeo compuesto, el tipo de interfaz más habitual es el cable coaxial (RG-59) con conector RCA o BNC ▶ Para vídeo en Y/C, el interfaz más común es el conector S-Video ▶ Para el vídeo en componentes, se suelen utilizar tres cables coaxiales, con conectores RCA, conocido como cable YPB PR ▶ Adicionalmente, existe otro interfaz muy utilizado, que incorpora todas las señales anteriores: el interfaz SCART, también conocido como Euroconector ▶ En el entorno del mundo informático, el interfaz analógico más extendido es VGA y sus variantes ▶ Todos los interfaces anteriores se verán a lo largo de este capítulo 85 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Esquema global de interfaces analógicas y digitales 86 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Vídeo compuesto Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 87 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Vídeo compuesto Señal de vídeo compuesto ▶ Como ya se mencionó en el capítulo dedicado a la señal de vídeo (apéndices), existen tres tipos de señal de vídeo compuesto en el mundo: ▶ NTSC, usado en E.E.U.U., México, Japón y Canadá ▶ SECAM (Sequential Couleur avec Memoire), de uso principal en Europa oriental y Francia ▶ PAL, utilizado en la mayor parte de Asia y Europa occidental, incluyendo a España ▶ La señal de vídeo compuesto utiliza la información de crominancia para modular la señal de luminancia, sumando todo en una única señal 88 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Vídeo compuesto Señal de vídeo compuesto ▶ Para acotar la señal de vídeo compuesto se utilizan diferentes referencias: IRE (Iniciales de Institute of Radio Engineers) para NTSC, y [V] para PAL ▶ Límites de la amplitud de la señal: ▶ Blanco: 100 IRE (NTSC) o 1 V (PAL) ▶ Nivel de borrado (blanking): 7,5 IRE (NTSC) o 300 mV (PAL) ▶ La señal resultante presenta 1 Vpp (0 → 100 IRE), con sobrepicos máximos de 10 IRE considerando los impulsos de sincronismos ▶ Puede tener un cierto offset DC de ±1 V ▶ Período de una fila: 64 µs. Período de borrado de cada fila: 12,05 µs 89 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Vídeo compuesto Señal de vídeo compuesto Aspecto de una línea de la carta de ajuste de barras de colores tipo EBU (75 % de amplitud de modulación de la señal de color para no sobrepasar el nivel de 100 IRE): Los equipos informáticos suelen expandir la señal hasta 100 %, si bien para codificar y transmitir (valores legales) es necesario mantener los límites al 75 %. 90 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Vídeo compuesto Señal de vídeo compuesto Ademas de la información de cada una de las líneas, la señal incluye información de los impulsos de sincronismo vertical: 91 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Vídeo compuesto Interfaz de vídeo compuesto ▶ El interfaz más común para transporta dicha señal es el cable coaxial (RG-59), de 75 Ω ± 5 % de impedancia ▶ La longitud máxima depende de las características de atenuación y ruido del cable coaxial utilizado ▶ En entornos profesionales, el conector más frecuente es el BNC: ▶ En entornos domésticos, el conector habitual es RCA, también conocido como Cinch: 92 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Vídeo compuesto Interfaz de vídeo compuesto Existe un código de colores para los conectores RCA: 93 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo S-Video o Y/C Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 94 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo S-Video o Y/C S-Video o Y/C ▶ Especificado por la norma IEC 60933-5 ▶ Transporta la señal de luminancia separada de la de crominancia para evitar interferencias entre ellas ▶ Admite dos variantes: S-Video (la más común, de 4 pines) y S-Video Extendido (en entornos informáticos, fundamentalmente, de 7 pines) ▶ En el conector S-Video Extendido, los tres pines adicionales pueden variar su función según el fabricante, pudiendo contener un bus bidireccional I2 C, +12 V DC, señal de vídeo compuesto, señales RGB o YPB PR SVideo: SVideo Extendido: 95 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo S-Video o Y/C S-Video Señales de luminancia y crominancia en S-Video para una carta de ajuste de barras de color EBU: 96 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo S-Video o Y/C S-Video El conector S-Video admite tres variantes ▶ S1: Con las señales Y y C separadas, evitando la intermodulación ▶ S2: Añade un offset de +5 V a la señal C cuando se trata de una señal 16:9 anamórfica (a expandir horizontalmente un 25 %) ▶ S3: Añade un offset de +2,3 V a la señal C cuando se trata de un programa a mostrar en formato Letterbox 97 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Vídeo en componentes Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 98 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Vídeo en componentes Vídeo en componentes La señal de vídeo en componentes aparece en el mercado en dos formatos: ▶ R ′ G ′ B ′ , con corrección γ = 1 0,45 ▶ YPB PR , también con corrección γ = 0,45 1 ▶ El tipo de señal transportada en ambos casos depende del estándar de vídeo compuesto manejado en el país (PAL, SECAM, NTSC) ▶ Ambos formatos se han usado en el pasado tanto para transportar SDTV como HDTV analógica 99 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Señal R ′ G ′ B ′ Señal R ′ G ′ B ′ ▶ En entornos domésticos, la única señal que transporta los impulsos de sincronismo horizontal y vertical es G ′ ▶ En entornos profesionales los impulsos de sincronismo van en las tres señales R ′ G ′ B ′ ▶ Se suele usar cable coaxial (RG-59), con impedancia de 75 Ω ± 5 % ▶ Los conectores usados suelen ser RCA o BNC ▶ El retardo entre señales no puede ser superior a ±5 % ns ▶ La amplitud nominal de la zona de vídeo activo tiene 714 mV, incluyendo 7, 5 ± 2 IRE de pedestal de sincronismo ▶ La señal de sincronismo tiene 286 ± 6 mV (bien en R ′ G ′ B ′ o sólo en G ′ ) ▶ Puede tener un offset DC de hasta ±1 V 100 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Señal R ′ G ′ B ′ Señal R ′ G ′ B ′ 101 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Señal R ′ G ′ B ′ Señal YPB PR ▶ En entornos domésticos, la única señal que transporta los impulsos de sincronismo horizontal y vertical es Y ▶ En entornos profesionales los impulsos de sincronismo van en las tres señales YPB PR ▶ Se suele usar cable coaxial (RG-59), con impedancia de 75 Ω ± 5 % ▶ Los conectores usados suelen ser RCA o BNC ▶ El retardo entre señales no puede ser superior a ±5 % ns ▶ La amplitud nominal de la zona de vídeo activo en la señal Y tiene 700 mV, sin pedestal de sincronismo ▶ El impulso de sincronismo tiene 300 ± 6 mV ▶ Las señales PB PR tienen una amplitud de 700 mV pico a pico ▶ Puede tener un offset DC de hasta ±1 V 102 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Señal R ′ G ′ B ′ Señal YPB PR 103 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo El interfaz SCART Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 104 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo El interfaz SCART El interfaz SCART ▶ Conocido también como Euroconector ▶ Especificado en las normas CENELEC EN 50049-1 e IEC 60933 ▶ Permite a un sólo cable de 21 pines transportar señal R ′ G ′ B ′ , S-Video, vídeo compuesto y audio estéreo ▶ La señal de vídeo compuesto siempre está presente, ya que aporta la señal de sincronismo 105 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo El interfaz SCART El interfaz SCART Señales del interfaz SCART: 106 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo El interfaz SCART El interfaz SCART ▶ Se suele designar SCART1 al interfaz que transporta vídeo compuesto y R ′ G ′ B ′ ▶ SCART2 transporta vídeo compuesto y S-Video ▶ SCART3 suele ser el interfaz que sólo transporta vídeo compuesto ▶ El interfaz SCART controla al monitor de presentación, incluyendo señales R ′ G ′ B ′ de control que le indican el tipo de señal a mostrar. Esto permite hacer, incluso, overlays de la señal en antena con teletexto o subtitulado desde una fuente externa, como un descodificador ▶ Cuando el pin 8 está activo (12 V), el monitor muestra la señal procedente del conector SCART. Cuando esta señal se desactiva (0 V), se conmuta al programa en antena o al que estuviera presentando previamente 107 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo El interfaz VGA Contenido 1. Introducción Tally DMX512 2. Interfaces digitales profesionales sin compresión 6. Interfaces digitales domésticas SDI DVI ED-SDI HDMI HD-SDI IEEE1394/FIREWIRE 3. Interfaces de cámaras de vídeo profesionales DISPLAY PORT Cable Multicore superMHL Cable Triax 7. Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo Cable híbrido electríco y óptico Vídeo compuesto 4. Interfaces digitales profesionales con compresión S-Video o Y/C SDTI y HD-SDTI Vídeo en componentes 5. Otros interfaces profesionales Señal R ′ G ′ B ′ Interfaz DVB-ASI El interfaz SCART GPI / IEEE 488 El interfaz VGA 108 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo El interfaz VGA El interfaz VGA ▶ VGA: Video Graphics Array ▶ Comercializado por IBM en 1988, con la conocida resolución de 640 × 480 ▶ Es el interfaz más universalmente extendido de señal analógica en el entorno informático ▶ Transporta señal RGB sin sincronismos, ya que estos van aparte en señales específicas ▶ Utiliza un conector de 15 pines como el de la figura: 109 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo El interfaz VGA El interfaz VGA VGA ha evolucionado con el tiempo a múltiples formatos, en función de su resolución y capacidad de representación de colores: 110 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo El interfaz VGA El interfaz VGA El conexionado es el siguiente: 111 / 113  Apéndice 1: Interfaces analógicas de vídeo El interfaz VGA Temporización de señales VGA 112 / 113 ¿Preguntas?