DV (formato de vídeo)

DV (de Digital Video ) es una familia de códecs y formatos de cinta utilizados para almacenar vídeo digital , lanzada en 1995 por un consorcio de fabricantes de videocámaras liderado por Sony y Panasonic . Incluye los formatos de casete DV, MiniDV, DVCAM, DVCPro, DVCPro50, DVCProHD, Digital8 y Digital-S . DV se ha utilizado principalmente para la grabación de vídeo con videocámaras en los sectores amateur y profesional.

DV fue diseñado para ser un estándar para video doméstico utilizando datos digitales en lugar de analógicos . ^{[ 1 ]} En comparación con los formatos analógicos Video8 y Hi8 , VHS-C y VHS , DV presenta una resolución de video más alta (a la par con Digital Betacam de grado profesional ); graba audio PCM de 16 bits sin comprimir como un CD . A finales de la década de 1990 y principios de la de 2000, DV estuvo fuertemente asociado con la transición de la producción de video de escritorio analógica a digital , y también con varios diseños de cámaras semiprofesionales duraderas como la Sony DCR-VX1000 . ^{[ 2 ]}

En 2003, al formato DV se le unió un formato sucesor llamado HDV , que utilizaba las mismas cintas pero con un códec de vídeo actualizado con vídeo de alta definición ; las cámaras HDV normalmente podían alternar entre los modos de grabación DV y HDV. ^{[ 3 ]}

En la década de 2010, el formato DV quedó rápidamente obsoleto a medida que las cámaras que utilizaban tarjetas de memoria y unidades de estado sólido se convirtieron en la norma, grabando a velocidades de bits y resoluciones más altas que resultaban inviables para los formatos de cinta mecánica. Además, a medida que los fabricantes pasaron de la grabación entrelazada a métodos de grabación progresiva superiores , rompieron la interoperabilidad que se había mantenido previamente entre varias generaciones de equipos DV y HDV.

DV fue desarrollado por la HD Digital VCR Association: en abril de 1994, 55 empresas de todo el mundo participaron, desarrollando los estándares y especificaciones del formato. ^{[ 4 ]}

La especificación original de DV, conocida como Libro Azul , se estandarizó dentro de la familia de normas IEC  61834. Estas normas definen características comunes como las videocasetes físicas , el método de modulación de grabación, la magnetización y los datos básicos del sistema en la parte 1. La parte 2 describe las especificaciones de los sistemas de vídeo compatibles con 525-60 para NTSC y 625-50 para PAL . ^{[ 5 ]}

DV utiliza compresión con pérdida de video mientras que el audio se almacena sin comprimir. ^{[ 6 ]} Se utiliza un esquema de compresión de video intraframe para comprimir el video fotograma a fotograma con la transformada discreta del coseno (DCT).

Siguiendo de cerca el estándar ITU-R Rec. 601 , DV emplea escaneo entrelazado con una frecuencia de muestreo de luminancia de 13,5  MHz. Esto resulta en 480 líneas de escaneo por fotograma completo para el  sistema de 60 Hz y 576 líneas de escaneo por fotograma completo para el  sistema de 50 Hz. En ambos sistemas, el área activa contiene 720 píxeles por línea de escaneo, con 704 píxeles utilizados para el contenido y 16 píxeles en los laterales reservados para el borrado digital. Se utiliza el mismo tamaño de fotograma para las relaciones de aspecto 4:3 y 16:9, lo que resulta en diferentes relaciones de aspecto de píxeles para vídeo en pantalla completa y panorámica . ^{[ 7 ] [ 8 ]}

Antes de la etapa de compresión DCT, se aplica un submuestreo de croma al vídeo original para reducir la cantidad de datos a comprimir. El formato DV básico utiliza un submuestreo 4:1:1 en su variante de 60  Hz y un submuestreo 4:2:0 en la variante de 50  Hz. La baja resolución de croma del DV (en comparación con formatos de vídeo digital de gama alta) es una de las razones por las que a veces se evita este formato en aplicaciones de croma key , aunque los avances en las técnicas y el software de croma key han hecho posible producir claves de calidad a partir de material DV. ^{[ 9 ]}

El audio se puede almacenar en dos formatos: PCM lineal estéreo de 16 bits a una frecuencia de muestreo  de 48 kHz ( 768 kbit/s por canal, 1,5 Mbit/s estéreo), o cuatro canales PCM no lineales de 12 bits a una frecuencia de muestreo de 32 kHz ( 384 kbit/s por canal, 1,5 Mbit/s para cuatro canales). Además, la especificación DV también admite audio de 16 bits a 44,1 kHz ( 706 kbit/s por canal, 1,4 Mbit/s estéreo), la misma frecuencia de muestreo que se utiliza para el audio de CD. ^{[ 10 ]} En la práctica, se utiliza casi exclusivamente el modo estéreo de 48 kHz.   

El audio, el vídeo y los metadatos se empaquetan en bloques de formato de interfaz digital (DIF) de 80 bytes, que se multiplexan en una secuencia de 150 bloques. Los bloques DIF son las unidades básicas de las secuencias DV y pueden almacenarse como archivos informáticos en formato sin procesar o encapsulados en formatos de archivo como Audio Video Interleave (AVI), QuickTime (QT) y Material Exchange Format (MXF). ^{[ 11 ]} Un fotograma de vídeo se forma a partir de 10 o 12 de estas secuencias, dependiendo de la velocidad de escaneo, lo que resulta en una tasa de datos de aproximadamente 25 Mbit/s para el vídeo y 1,5 Mbit/s adicionales para el audio. Al grabarse en cinta, cada secuencia corresponde a una pista completa. ^{[ 7 ]}

Baseline DV utiliza audio desbloqueado . Esto significa que el sonido puede estar desincronizado con el vídeo aproximadamente un tercio de fotograma. Sin embargo, esta es la desviación máxima de la sincronización de audio; no se acumula a lo largo de la grabación.

Sony y Panasonic crearon sus propias versiones de DV dirigidas a usuarios profesionales y de radiodifusión, que utilizan el mismo esquema de compresión, pero mejoran la robustez, las capacidades de edición lineal , la reproducción del color y el tamaño de la trama.

Todas las variantes de DV, excepto DVCPRO Progressive, se graban en cinta mediante un flujo de vídeo entrelazado. Es posible obtener velocidades de fotogramas similares a las del cine mediante la técnica de pulldown . DVCPRO  HD admite el formato progresivo nativo al grabar en tarjetas de memoria P2.

DVCPRO

Marca de compatibilidad DVCPRO

Diagrama de la disposición de las pistas de cinta DVCPRO

DVCPRO, también conocido como DVCPRO25 y D-7, es una variante de DV desarrollada por Panasonic e introducida en 1995, originalmente destinada a su uso en equipos de recopilación electrónica de noticias (ENG).

A diferencia de DV estándar, DVCPRO utiliza audio bloqueado , lo que significa que el reloj de muestreo de audio funciona sincronizado con el reloj de muestreo de video. ^{[ 12 ]} El audio está disponible con una precisión de 16 bits/48  kHz.

Al grabar en cinta, DVCPRO utiliza un paso de pista más amplio (18 μm frente a los 10 μm de DV estándar ^{[ 13 ])} , lo que reduce la probabilidad de errores de pérdida de señal durante la grabación. Dos pistas longitudinales adicionales permiten la entrada de señales de audio y el control del código de tiempo. La cinta se transporta un 80 % más rápido que DV estándar, lo que reduce el tiempo de grabación. El modo de reproducción prolongada no está disponible.

DVCPRO50

Marca de compatibilidad DVCPRO50

Videograbadora Panasonic AJ-D950 DVCPRO50

DVCPRO50 fue presentado por Panasonic en 1997 y a menudo se describe como dos códecs DV que funcionan en paralelo. ^{[ 14 ]}

El DVCPRO50 duplica la velocidad de datos de vídeo codificados a 50 Mbit/s . Esto reduce a la mitad el tiempo total de grabación de cualquier medio de almacenamiento. La resolución cromática mejora mediante el submuestreo cromático 4:2:2. ^{[ 14 ]}

Un formato similar, D-9 (o Digital-S) , ofrecido por JVC, utiliza videocasetes con el mismo factor de forma que VHS . ^{[ 15 ]}

Entre los formatos de cinta digital de definición estándar de alta calidad comparables se incluyen Digital Betacam de Sony , introducido en 1993, y MPEG  IMX , introducido en 2000. ^{[ 16 ] [ 17 ]}

DVCPRO Progresivo

Panasonic presentó DVCPRO Progressive junto con DVCPRO50. Ofrecía grabación de escaneo progresivo de 480 o 576 líneas con submuestreo de croma 4:2:0 y cuatro  canales de audio PCM de 16 bits y 48 kHz. Al igual que HDV-SD , se concibió como un formato intermedio durante la transición del vídeo de definición estándar al de alta definición. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

El formato ofrecía seis modos para grabación y reproducción: 16:9 progresivo ( 50 Mbit/s ), 4:3 progresivo ( 50 Mbit/s ), 16:9 entrelazado ( 50 Mbit/s ), 4:3 entrelazado ( 50 Mbit/s ), 16:9 entrelazado ( 25 Mbit/s ), 4:3 entrelazado ( 25 Mbit/s ). ^{[ 20 ]}

El formato fue reemplazado por DVCPRO  HD.

DVCPRO HD

Marca de compatibilidad DVCPRO HD

Videocámara Panasonic AJ-HDX900 DVCPRO fotografiada en 2018.

DVCPRO HD, también conocido como DVCPRO100 y D-12, es un formato de vídeo de alta definición que puede considerarse como cuatro códecs DV que funcionan en paralelo. La tasa de datos de vídeo depende de la velocidad de fotogramas y puede ser tan baja como 40 Mbit/s para el modo de 24 fotogramas/s y tan alta como 100 Mbit/s para los modos de 50/60 fotogramas/s. Al igual que DVCPRO50, DVCPRO HD emplea un muestreo de color 4:2:2. Se introdujo en el año 2000. ^{[ 21 ]}

DVCPRO HD utiliza un tamaño de trama menor que la televisión de alta definición convencional: 960 × 720 píxeles para 720p, 1280 × 1080 para 1080/59.94i y 1440 × 1080 para 1080/50i. Un submuestreo horizontal similar (con píxeles rectangulares ) se utiliza en muchos otros formatos HD basados ​​en cinta magnética, como HDCAM . Para mantener la compatibilidad con HD-SDI , el equipo DVCPRO100 realiza un sobremuestreo del vídeo durante la reproducción.

Las videocámaras Varicam ofrecen velocidades de fotogramas variables (de 4 a 60 fotogramas/s) . Los equipos DVCPRO HD son compatibles con versiones anteriores de formatos DV/DVCPRO.

Cuando se graba en cinta en modo de reproducción estándar, DVCPRO  HD utiliza el mismo espaciado de pista de 18 μm que otras versiones de DVCPRO. Una variante de larga duración, DVCPRO  HD-LP, duplica la densidad de grabación al utilizar un espaciado de pista de 9  μm.

DVCPRO  HD está codificado como SMPTE 370M; el  formato de cinta DVCPRO HD es SMPTE 371M, y el formato MXF Op-Atom utilizado para DVCPRO  HD en tarjetas P2 es SMPTE 390M.

Si bien técnicamente DVCPRO HD es descendiente directo de DV, su uso es casi exclusivamente profesional.  Las cámaras DVCPRO HD basadas en cinta solo existen en versión de hombro.

JVC ofrecía un formato similar, Digital-S (D-9 HD), que utilizaba videocasetes con el mismo formato que el VHS .

El principal competidor de DVCPRO HD era HDCAM , ofrecido por Sony. Utiliza un esquema de compresión similar, pero con una tasa de bits más alta.

DVCAM

En 1996, Sony respondió con su propia versión profesional de DV llamada DVCAM. ^{[ 22 ]}

Al igual que DVCPRO, DVCAM utiliza audio bloqueado, lo que evita la deriva de sincronización de audio que puede ocurrir en DV si se realizan varias generaciones de copias. ^{[ 23 ]}

Al grabar en cinta, DVCAM utiliza un paso de pista de 15 μm, un 50 % más ancho que el estándar. ^{[ 13 ]} Por consiguiente, la cinta se transporta un 50 % más rápido, lo que reduce el tiempo de grabación en un tercio en comparación con el DV convencional. Gracias al mayor ancho de pista y al paso de pista más amplio, DVCAM permite realizar ediciones de inserción con precisión de fotograma, mientras que el DV convencional puede variar en unos pocos fotogramas en cada edición en comparación con la vista previa.

Casi todas las videocámaras y grabadoras DV tienen puertos IEEE 1394 (FireWire, i.LINK) para la transferencia de vídeo digital. Normalmente se trata de un puerto bidireccional, de modo que los datos DV pueden enviarse a un ordenador (DV-out) o recibirse desde un ordenador u otra videocámara (DV-in). La capacidad DV-in permite copiar vídeo DV editado desde un ordenador a cinta, o realizar una copia sin pérdida entre dos videocámaras DV conectadas entre sí. Sin embargo, los modelos fabricados para la venta en la Unión Europea solían tener la capacidad DV-in desactivada en el firmware por el fabricante, ya que la UE los clasificaría como grabadoras de vídeo y, por lo tanto, estarían sujetos a mayores aranceles; ^{[ 33 ]} un modelo que solo tuviera DV-out podía venderse a un precio inferior en la UE.

Cuando se graba un vídeo en un ordenador, se almacena en un archivo contenedor, que puede ser un flujo DV sin comprimir, AVI, WMV o QuickTime. Independientemente del contenedor utilizado, el vídeo no se vuelve a codificar y representa una copia digital completa de lo grabado en cinta. Si es necesario, el vídeo se puede volver a grabar en cinta para crear una copia completa y sin pérdidas del metraje original.

Algunas videocámaras también incluyen un puerto USB 2.0 para conexión a la computadora. Este puerto se usa generalmente para transferir imágenes fijas, pero no para transferir video. Las videocámaras que ofrecen transferencia de video por USB generalmente no ofrecen calidad DV completa; normalmente es video de 320x240, excepto la videocámara Sony DCR-PC1000 y algunas videocámaras Panasonic que proporcionan transferencia de un flujo DV de calidad completa a través de USB usando el protocolo UVC . También se puede capturar DV de calidad completa a través de USB o Thunderbolt usando hardware independiente que recibe datos DV de la videocámara a través de un cable FireWire y los reenvía sin ninguna transcodificación a la computadora a través de un cable USB ^{[ 34 ]} o un adaptador Firewire a Thunderbolt ^{[ 35 ]} - esto puede ser particularmente útil para capturar en computadoras portátiles modernas que generalmente no tienen un puerto FireWire o ranura de expansión, pero siempre tienen puertos USB o Thunderbolt.

Las cámaras y grabadoras de vídeo de gama alta pueden tener salidas profesionales adicionales como SDI , SDTI o vídeo por componentes analógico . Todas las variantes de DV tienen código de tiempo , pero algunas aplicaciones informáticas antiguas o de consumo no lo aprovechan.

Algunos profesionales sugirieron que usar cintas de diferentes fabricantes podría provocar interrupciones. ^{[ 39 ]} Esto se refería principalmente a las cintas MiniDV a mediados y finales de los 90, ya que los dos únicos fabricantes de cintas MiniDV —Sony, que produce sus cintas exclusivamente bajo la marca Sony; y Panasonic, que produce sus propias cintas bajo su marca Panasonic y subcontrata para TDK, Canon, etc.— utilizaban dos tipos diferentes de lubricación para sus cámaras.

Una investigación realizada por Sony concluyó que no existía evidencia sólida de la afirmación anterior. La única evidencia alegada era que el uso de cintas ME en equipos diseñados para cintas MP podía dañar la cinta y, por lo tanto, provocar interrupciones en la grabación. ^{[ 40 ]} Sony realizó una cantidad considerable de pruebas internas para simular obstrucciones en los cabezales como resultado de la mezcla de lubricantes para cintas, y no logró reproducir el problema. Sony recomienda usar casetes de limpieza cada 50 horas de grabación o reproducción. Para quienes aún tengan dudas, Sony recomienda limpiar los cabezales de video con un casete de limpieza antes de probar otra marca de cinta.

En 1999, Steve Epstein, editor técnico de la revista Broadcast Engineering , recibió la siguiente respuesta de un representante de Sony con respecto a la compatibilidad de los cartuchos de cinta:

Sony desarrolló DVCAM basándose en el formato DV para el consumidor. El formato DV fue diseñado para usarse con cinta de evaporación metálica, que ofrece  una relación señal/ruido aproximadamente 5 dB superior a la de la cinta de partículas metálicas. Los clientes han solicitado grabadoras de vídeo que puedan reproducir formatos adicionales de 6 mm basados ​​en DV,  como el DV LP y el DVCPRO para el consumidor. Sony ofrecerá nuevas grabadoras de vídeo que podrán reproducir ambos formatos adicionales sin problemas de obstrucción del cabezal ni de la trayectoria de la cinta.

Desde el principio se comprendió que el mecanismo de transporte de la grabadora de vídeo debía optimizarse para reproducir cintas de diversos formatos y grosores. Además, ya no es necesario convertir las grabaciones DV LP o DVCPRO a otro formato para utilizarlas como material de origen. Esta nueva grabadora de vídeo es la DSR 2000 DVCAM Studio, y se espera que esté disponible a finales de este año.

Robert Ott, Vicepresidente de productos de almacenamiento y marketing, Sony Electronics, Park Ridge, Nueva Jersey ^{[ 41 ]}

• Formato Intermedio Común : formato estándar para vídeo digital en teleconferencias. 
• Formato de entrada de origen : formato de archivo 
• Video CD – formato basado en CD destinado a la distribución de vídeo digital 
• Periodismo audiovisual : forma de periodismo grabada en vídeo. 

• Apéndice B: Tasas de datos y necesidades de almacenamiento para diversos formatos digitales. Manual del cineasta: Guía completa para la era digital (PDF) (4.ª  ed.). Archivado del original (PDF) el 16 de diciembre de 2014 – vía WestCityFilms.com.