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El auge en el entorno broadcast y live de las cámaras PTZ

cámaras PTZ

Por Carlos Medina, Experto y Asesor en Tecnología Audiovisual

Programas de televisión como Gran Hermano, Supervivientes o Love Island, teatros de todo tipo, recintos religiosos, salas de conferencias y numerosos eventos/conciertos con grabaciones multicámara tienen algo en común: el uso de cámaras PTZ.

Este tipo de cámara ha conseguido el reconocimiento de los profesionales del audiovisual del entorno broadcast y en la cobertura multicámara de eventos live gracias a la tecnología que incorporan y las enormes prestaciones que ofrecen en la actualidad.

Pero no siempre ha sido así. El origen de este tipo de cámaras proviene del ámbito de la seguridad y de la vídeo vigilancia: la utilización de cámaras para circuitos cerrados de TV (CCTV); una cámara que sólo ofrecía la capacidad de captar desde un único punto de vista, determinado por la ubicación física de la cámara respecto al espacio a mostrar. El resultado de estas primeras cámaras eran encuadres en plano fijo, sin movimientos de cámara, carentes de calidad de imagen y con poco ángulo visual.

Aun así, eran claves para el trabajo de vídeo vigilancia por su colocación múltiple y versátil gracias a su tamaño reducido y su operativa y configuración muy sencilla. Además de la capacidad de disponer de imágenes en tiempo real de lo que está sucediendo y tener la opción de contar con material de grabación 24/7 a un bajo coste, sustituyendo el gasto del personal de seguridad.
Una curiosidad: el primer uso documentado de circuito cerrado de televisión CCTV se produjo en el año 1942 por parte del ejército alemán de la mano de Siemens. Eran sistemas muy básicos en blanco y negro y se utilizaban para la observación de ensayos de misiles en la preparación de ataques militares de larga distancia.

En la actualidad, tras los diferentes episodios históricos que nos ha dejado el terrorismo internacional y la continua difusión de noticias de robos y hurtos, las cámaras de seguridad y vídeo vigilancia nos rodean en nuestro quehacer diario: desde las utilizadas en tráfico, en las calles y plazas, hasta en bancos, tiendas y centros comerciales (entorno retail) pasando por el uso más privado en casas y hogares.

Hoy en día, la tecnología que se ha desarrollado es muy sofisticada para obtener excelentes resultados en temas de vídeo vigilancia: visión nocturna, activación por sonido, cámaras termográficas, con seguimiento automático y detección facial, entre otras características.

El uso de las cámaras PTZ en el entorno broadcast TV y eventos Live, ha sido fruto de dos circunstancias. En primer lugar, el nacimiento de un contenido televisivo basado en la telerrealidad donde la gran referencia audiovisual es Big Brother, que nació en septiembre de 1997 como idea original de la productora John de Mol Produkties (Endemol). Este tipo de programa tenía la necesidad de “vigilar” a los concursantes día y noche y que las cámaras pasaran desapercibidas en la casa de los concursantes.

En España, Gran Hermano Primera Edición (GH 1), de la productora Zeppelin TV, comenzó el 23 de abril de 2000, apostando por la tecnología de Panasonic con sus cámaras PTZ AW-E600 (de 1/2 pulgada) y los posicionadores AW-PH300.

En segundo lugar, una realización audiovisual cada vez más enriquecida con puntos de vista de numerosas cámaras para generar espectáculo en los eventos Live. Un contenido audiovisual que se puede disfrutar en los distintos displays de gran formato por parte del asistente al evento. Los eventos Live tienen que aprovechar al máximo los espacios dentro de los escenarios y manejar presupuestos ajustados, así como contratar al equipo humano justo para operar las distintas cámaras.

En este contexto histórico, social y económico, las cámaras PTZ (acrónimo de los términos en ingles de pan-tilt-zoom) se convierten en un gran activo dentro de la programación televisiva, del espectáculo y de los directos (Live). Una PTZ es una cámara de vídeo controlada de forma remota, de tamaño reducido (+/- ancho: 158,4 x alto: 177,5 x fondo: 200,2 mm), poco peso (de 1,5Kg a 5 Kg) y grandes posibilidades en la planificación debido a sus movimientos PAN (P), de TILT (T) y de zoom (Z) de forma fluida y silenciosa.

El PAN es un movimiento panorámico del cuerpo de cámara en horizontal (de izquierda a derecha o inversa) sobre su propio eje central y sin desplazamiento físico de la cámara. El TILT comparte las mismas características pero es un movimiento del cuerpo de cámara en sentido vertical (de arriba abajo o viceversa). Y el ZOOM es el movimiento interno de las lentes dentro de la óptica de la cámara que nos permite tener distintas distancias focales sin cambiar de objetivo, pudiendo pasar de un gran angular a un focal normal o a un teleobjetivo (distintas combinaciones que dependen del tipo y diseño del fabricante de las ópticas para broadcast).

 

Canon CR-X500

Canon CR-X500

 

 

Por tanto, las cámaras PTZ no son o no reciben la denominación de Cámara IP, cámara POV, cámara Bullet, cámara robotizada, cámara PoE (Power over Ethernet), cámaras webcam integradas, cámaras webcam independientes, cámara lápiz, cámara de acción; aunque todas comparten bastantes especificaciones técnicas y protocolos comunes.

Es el momento de conocer un poco más sobre las cámaras PTZ. Veamos sus especificaciones en aspectos como la cámara y objetivos, el formato de vídeo, los requisitos de sistema, el interfaz, los accesorios y complementos necesarios.

Las cámaras PTZ de alta gama en la industria audiovisual tienen las mismas prestaciones u operativas que cualquier otro tipo de cámara utilizada en este sector (por ejemplo, una cámara ENG – Electronic News Gathering-), así: tally frontal y posterior, control de iris, control del enfoque (incluido detección y seguimiento de cara), filtro ND, barras de color, archivos de escena (Scene File), estabilizador óptico de imágenes (OIS), sistema de estabilización electrónica de imágenes (EIS), cambios en la velocidad de obturación, control de ganancia, balance de blancos, ajustes de gamma, de Knee y de Detail, Synchro Scan y velocidad variable de cuadros (VFR), entre otros.

Incluso podemos encontrar modelos de cámara que permiten HDR (Canon CR-X500) y espacios de color tanto BT.709 como B.T.2020.

Las PTZ son una gran solución integrada sin complicaciones en el cableado, sin elementos técnicos añadidos (como colocar una robótica de movimientos de cámara) con excelentes tamaños y peso. Se pueden trabajar con montaje en techo/pared (ceiling mount), sobremesa o en trípode, con una función de «rotación de la imagen» que garantiza automáticamente la orientación de salida correcta en cualquier entorno de instalación.

Según los materiales de construcción y el índice de protección de las carcasas de la base y del cuerpo de cámara, podemos encontrar cámaras PTZ para trabajar en interiores y en exteriores que soportan las distintas condiciones meteorológicas (Canon CR-X500 con un IP55, para funcionar de -15 °C a +40 °C y con humedad del 90 %).

La operativa de control y configuración de cámara lo hace un operador de forma remota con mando a distancia IR y, sobre todo, con la ayuda de una controladora con joystick y/o un software específico (por ejemplo IP Pipe de LiveU o PC PTZ Control Center de Panasonic) con el que se puede manejar una o varias cámaras PTZ.

La PTZ de Sony BRC-H900 permite trabajar sistemas a gran escala de hasta 112 cámaras controladas a través de redes IP estándar, añadiendo la tarjeta de control remoto IP BRBK-IP10 y el mando a distancia RM-IP10.

Respecto a los parámetros técnicos de las PTZ podemos comentar que en la actualidad predominan las que tienen un único sensor de cámara, normalmente CMOS (tipo 1.0, de tipo 1/2,5 o de tipo 1/2,3); permiten soportar y compartir señales de vídeo de resolución FHD, aunque ya existen en el mercado cámaras PTZ en UHD y 4K.

 

Panasonic AW-UE100

Panasonic AW-UE100

 

Como hemos comentado más arriba, toda cámara PTZ incorpora un objetivo fijo de distancia focal variable (zoom) teniendo los movimientos propios ópticos ofreciendo distintas focales (algunos modelos llegando a ofrecer x24 – Sony BRC-H800 e incluso x30 – Minrray UV950AS) y algunas con la posibilidad de zoom digital.

A la hora de elegir una PTZ es importante conocer su respuesta en el ángulo de giro/tilt y su velocidad de movimiento, así como en los ajustes que implica el PAN. Sus valores se miden en grados y la velocidad en segundos, por ejemplo Panning Range ±175° o tilt dynamic speed between 5° and 300° per second.

En este sentido, la mayoría de fabricantes de este tipo de cámara ofrecen lo que se conoce como número de posiciones de preajuste que nos permite marcar y recordar el posicionamiento PAN, TILT y ZOOM de la cámara respecto al acontecimiento o contenido a captar. Por ejemplo, el modelo Aver CAM PTZ330 nos da la posibilidad de 255 ubicaciones diferentes.

Unas de las razones que han impulsado el auge y éxito de las PTZ en el audiovisual y live es su conectividad. Tanto en la transmisión de señales de vídeo y de audio, incluso de forma simultánea varias señales (12G-SDI ,3G SDI, HDMI, USB 3.0, IP Streaming y CVBS); como en lo que se refiere al control y protocolos de comunicación.

En la actualidad, no hay cámara PTZ que no sea apta para incluirse en configuraciones complejas bajo la funcionalidad VISCA a través de puertos RS232 y RS422 y sobre IP (RJ-45) o la compatibilidad con los estándares NDI|HX, RTP/RTSP/RTMP/-SRTP, TCP/IP, UDP/IP, HTTP, HTTPS, FTP, DHCPv6, DNS, NTP, ICMPv6(MLD), RTSPoverTCP, RTSPoverHTTP, SSL(TLS), Multi-Cast/UniCast como el modelo Panasonic AW-UE100.

VISCA es un protocolo de control de cámara profesional PTZ. Fue diseñado por Sony para ser utilizado en varias de sus cámaras de vigilancia y de bloque OEM (Original Equipment Manufacturer). Se basa en comunicaciones serie RS232 a 9600 bit/s, 8N1, sin control de flujo normalmente a través de un conector DB-9, pero también puede estar en conectores DIN de 8 pines, RJ45 y RJ11 utilizados en configuraciones de conexión en cadena.

NDI®, cuyo nombre proviene de Network Device Interface, es una tecnología de interfaz de dispositivo de red que supone el intercambio de información de vídeo por IP a través de redes Ethernet. Este protocolo es iniciado por la empresa NewTek, por primera vez en 2015, en la feria International Broadcast Conference (IBC) en Ámsterdam, combinando la compatibilidad SDI con la flexibilidad IP. NDI admite la integración con ASPEN, SMPTE 2022 y otros estándares emergentes.

Es un estándar de transmisión de vídeo IP de baja latencia y alta calidad que es popular para la producción de vídeo. Es una forma fácil de conectar fuentes de vídeo en vivo entre computadoras que fue adoptado inicialmente por la industria de producción de vídeo en vivo para su uso en software que incluye Wirecast, vMix, LiveStream Studio, OBS (a través de un complemento), xSplit y NewTek TriCaster. Hoy en día, NDI® se utiliza en una amplia variedad de aplicaciones de vídeo, incluidas la transmisión, el aprendizaje a distancia y las comunicaciones por vídeo.

A lo largo de los años, NDI® ha lanzado nuevas opciones de conectividad como NDI | HX®, que significa «Alta eficiencia» (2017) y brinda flexibilidad adicional para el control del ancho de banda al enviar vídeo a través de una LAN. NDI | HX® también ha hecho posible el uso de vídeo NDI® a través de WiFi y otras redes con ancho de banda limitado. En 2020, se anunció NDI | HX®2 con una serie de nuevas mejoras de optimización como es NDI® HB, la opción de “Alto ancho de banda”.

 

AVer PTZ330 30X

AVer PTZ330 30X

 

 

RTP (por sus siglas en inglés, Real-time Transport Protocol) es el protocolo de transporte en tiempo real para la transmisión de información en tiempo real, como por ejemplo audio y vídeo en una videoconferencia. Está desarrollado por el grupo de trabajo de transporte de audio y vídeo del IETF, publicado por primera vez como estándar en 1996 como la RFC 1889, y actualizado posteriormente en 2003 en la RFC 3550, que constituye el estándar de Internet STD 64.

RTCP significa Real Time Transport Protocol (Protocolo de transporte en tiempo real), y está definido en el RFC 3550. RTCP trabaja mano a mano con RTP. RTP hace el envío de los datos, donde RTCP es utilizado para enviar los paquetes de control a los participantes. La función primaria es proveer realimentación de la calidad de servicio provista por RTP.

RTSP (Real Time Streaming Protocol) es un protocolo de transmisión en tiempo real para controlar la transmisión de audio/vídeo entre dos puntos finales y facilitar el transporte de contenido de transmisión de baja latencia a través de Internet. Desarrollado por primera vez por Netscape Communications, Progressive Networks (ahora RealNetworks) y la Universidad de Columbia, la especificación RTSP fue publicada por Internet Engineering Task Force en 1998. La versión 2.0, publicada en 2016, modificó la versión inicial en un esfuerzo por acortar la comunicación de ida y vuelta con el servidor de medios.

SRTP, también conocido como Secure Real–Time Transport Protocol, es un perfil de extensión de RTP que agrega funciones de seguridad, como autenticación de mensaje, confidencialidad y protección de respuesta, mayormente pensadas para las comunicaciones VoIP. SRTP utiliza autenticación y encriptación para minimizar los riesgos de ataques tales como denegación de servicio. Fue publicado en 2004 por la IETF (Internet Engineering Task Force) como la RFC 3711.

La crisis del COVID 19 no ha hecho más que acelerar el uso de cámaras PTZ. Al ser controladas sin necesidad de un operador de cámara, las PTZ han permitido trabajar bajo las normas de seguridad sanitaria de acuerdo a las distancias sociales impuestas y a la reducción de equipo humano en los programas de TV y en los eventos live. Las PTZ se han convertido en una verdadera herramienta de salvación del espectáculo y de la multicámara en directo. Un solo operador puede controlar varias cámaras PTZ de forma remota desde un escritorio, por lo que es posible grabar un evento o hacer una retransmisión en directo desde diferentes puntos de vista sin necesidad de estar físicamente allí.

Los fabricantes de cámaras PTZ que dominan este mercado son Sony (con su gama BRC o SRG, con modelos de éxito como BRC-X1000 o BRC-H800) y Panasonic (su serie AW-UE y AW-HE, como referencia de cámara la AW-UE100 o la AW-HE130). Aunque otras marcas como Canon (gama CR-X y CR-N), JVC (de la serie KY-PZ) e incluso Minrray, Marshall, Aver CAM, Logitech o Digitex, quieren hacerse un hueco ante la alta demanda de este tipo de cámaras.

Cada uno de los aspectos que hemos expuesto son razones más que suficientes para entender el auge de la cámaras PTZ en el entorno audiovisual broadcast y de contenidos multicámara aplicados en live en un presente inmediato y de cara al futuro que nos anuncian de estudios virtuales, realidad virtual (VR) y realidad aumentada (AR) y nuevos protocolos como FREE-D, un estándar que transmite los datos de seguimiento de la cámara.

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