Desde el HD al UHD, algo más que un salto

Hace ya más de una década el entorno audiovisual se enfrentaba a un cambio importante, el salto del SD al HD. En aquella ocasión se trataba tan solo de un cambio de definición, simplificándolo en exceso quizá. Pero lo que se plantea con la transición desde HD a UHD es algo más completo. Reflexionemos un poco sobre ello.

Por Yeray Alfageme

 

Hagamos memoria. El salto del SD al HD supuso el multiplicar por cuatro la definición de la imagen que se producía y se recibía por parte de los telespectadores. Me refiero solo a telespectadores ya que en aquel entonces las plataformas de distribución de contenido digital, ya sean en directo o bajo demanda, eran prácticamente inexistentes y estaban muy poco extendidas. Sí, YouTube ya existía, pero poco más.

El HD “solo” era eso, más pixeles. Ni el espacio de color, ni el tipo de escaneo de la imagen, siguieron conviviendo imágenes progresivas con entrelazadas, ni el sonido, ni la luminancia de la imagen cambiaron. Es cierto que en el ámbito del audio sí hubo cambio, permitiendo la distribución de audio envolvente, ya sea a través de Dolby o multicanal, y a nivel de metadatos la señal permitía transportar algo más que el simple teletexto, lo sé, estoy simplificando.

Sin embargo, el salto de HD a UHD sí es un cambio más sustancial ya que no solo volvemos a multiplicar por cuatro la definición, más pixeles, sino que aumentamos el espacio de color, la luminancia, la velocidad de fotogramas y por supuesto las posibilidades de sonido se incrementan, mejores pixeles.

Creo conveniente separar dos mundos: el OTT de la distribución de TV tradicional, ya que no solo en cuanto a la forma sino también en cuanto a la esencia de éstos son radicalmente diferentes, y la transición de un entorno a otro se puede y debe abordar de manera diferente. Veamos a qué me refiero en detalle.

 

La TV tradicional, el SDI, el satélite y la TDT

Una imagen HD-HDR ya se considera una señal UHD. No es necesario un salto de definición para que se considere una imagen como de ultra alta definición, recordémoslo. Tal y como establece el UHD Fórum, diferentes combinaciones de definición, luminancia y crominancia son posibles en el entorno UHD, no es solo definición.

El pasar de imagen SDR a HDR supone pasar de 8 bits de profundidad a 10 ó 12 bits en función del estándar escogido. En contribución, lo que podríamos simplificar como el entorno SDI supone el pasar a señales lineales de 3 Gbps en lugar de los 1.5 Gbps comunes. La mayoría de los equipos son capaces de manejar señales de este tipo, pero hay que tenerlo en cuenta sobre todo en la compresión y distribución. Quizá el tipo de codificador que estamos usando para comprimir y enviar nuestra señal a distribución no sea capaz de manejar señales con profundidades de bits superiores a 8 bits, lo cual supondrá un problema a la hora de manejar señales HDR.

Si al cambio en luminancia y crominancia le incorporamos el salto de definición, yendo a imágenes 4K, ya si es imprescindible un aumento del ancho de banda tanto en contribución como en distribución. Volviendo al mundo lineal del SDI, una imagen 4K-HDR requiere de 12 Gbps para poder transportarse sin compresión, lo cual hace ya que casi ninguno de los equipos 1.5 Gbps lo soporten. Existen pseudo-estándares, como el 12G-SDI, que permiten transmitir sobre un único cable coaxial este tipo de señales, pero son eso, pseudo-estándares. Hay fabricantes que lo han adoptado, pero basar nuestro salto de infraestructura en una tecnología no estandarizada me parece un riesgo difícilmente asumible.

Lo que sí es oficial es la transmisión usando 4 señales 3G-SDI, resultando en un ancho de banda de 12 Gbps, pero obligándonos a usar 4 cables coaxiales para ello, algo para lo que muchas infraestructuras tampoco están preparadas. ¿Podría la matriz de un control central dividir entre cuatro su capacidad de enrutamiento para admitir este tipo de señales? En la mayoría de los casos no.

En este punto pasamos al mundo fibra, que no es más que otro soporte diferente para señales SDI, eso sí, evita el tener que usar 4 cables, y al mundo IP con BT.2110, esto sí va a ser una ayuda. Y es que, desde mi punto de vista, el pasar de HD a UHD en entorno de TV lineal tradicional prácticamente obliga a pasar del SDI al IP. Evidentemente se puede implementar un entorno de producción UHD sobre infraestructura SDI, especialmente sobre fibra, pero creo que es algo muy limitante que hoy en día tiene una vida útil mucho más corta que implementar un entorno IP.

El mundo IP es más incierto. La tecnología ha madurado y los estándares por fin están ahí, pero los fabricantes y sus tecnologías quizá aún no estén a la altura de las circunstancias en algunos aspectos. Eso mismo se pensaba hace poco tiempo y las dudas cada vez son menores, con lo que estoy bastante convencido de que una inversión actualmente en un entorno de producción IP es mucha mejor decisión que el actualizar nuestra infraestructura SDI para acoger señales UHD, aunque sea saltando a fibra.

Terminando con la distribución, aunque los codificadores y estándares de compresión cada vez son mejores y permiten más calidad con el mismo ancho de banda es pronto, aquí sí que estoy más convencido al respecto, para cambiar una red de distribución de TV tradicional, ya sea satélite o TDT, a UHD de un plumazo. Las pocas experiencias que existen en ambos casos son pilotos y los únicos canales comerciales en UHD son vía satélite ya que es más fácil controlar todas las partes de la cadena de distribución, codificación, canal de distribución y set-top-box.

 

Entornos OTT e IPTV

En el mundo del streaming nativo el salto no me atrevo a decir que sea más sencillo, pero al menos sí se me antoja menos disruptivo que en la televisión tradicional. Que una plataforma OTT que hasta ahora solo estuviera emitiendo contenido en HD comience a distribuir contenido en UHD significa una actualización de ésta no tanto un cambio intrínseco y fundamental del modelo y la infraestructura.

Ya sea un modelo IPTV, en el que la red está controlada y realmente el streaming no es distribuido a través de Internet si no de una telco que es propietaria de ésta como en el modelo OTT distribuido por Internet, las calidades en las que se distribuye el contenido ya son adaptable a día de hoy. Típicamente las diferentes plataformas tienen un mínimo de cuatro perfiles de calidad y un máximo de nueve a la hora de realizar su distribución, con lo que se puede intuir que el aumentar el número de perfiles para soportar imágenes UHD se antoja al menos factible.

Un detalle que hay que tener en cuenta, y mucho, es el códec de distribución. En H.264, el códec más común de distribución de contenido en streaming, tan solo ciertos perfiles son capaces de soportar contenido HDR y de mayor definición, y no todos los decoders son capaces de descodificar estas imágenes. Además, el bitrate requerido para transmitir estas señales con una calidad adecuada es muy alto.

Las opciones que están hoy disponibles son dos: H.265 y AV-1. Es cierto que MPEG está trabajando en VCC, la alternativa que el conglomerado quiere presentar al AV-1 pero no estará disponible hasta finales de año al parecer. H.265 es, evidentemente, la evolución natural del códec H.264, ya con multitud de perfiles capaces de tratar señales UHD de manera cómoda y con bitrates razonables, sin embargo, se queda algo cojo en cuanto al tratamiento de metadatos que ofrece y la flexibilidad a la hora de poder combinar diferente contenido con diferentes resoluciones o calidades.

AV-1 sin embargo, al tener la ventaja de ser mucho más moderno, se ha especificado con unas capacidades mucho más flexibles y además permite compresiones mayores, manteniendo una calidad visual similar al H.265 y además sin un consumo de CPU exagerado como se podría suponer, lo cual lo hace especialmente interesante para ser implementado en set-top-boxes y dispositivos conectados de bajo rendimiento. Gigantes como Netflix o HBO ya se han fijado en AV-1 y lo han incluido dentro de sus especificaciones técnicas como método de distribución aceptado. La única pega del AV-1 es que no todo el hardware soporta su codificación y decodificación de manera nativa, pero creo que es algo que se resolverá más pronto que tarde.

Una última consideración. El comenzar a distribuir contenido UHD en un códec diferente no significa que debamos cambiar toda nuestra cabecera y sistema de distribución de contenido, ni transcodificar todo nuestro contenido al nuevo formato. La bondad de los entornos streaming es que nos permiten combinar diferentes formatos de una manera sencilla, siempre que los sistemas y softwares que usemos lo soporten, pero es más fácil aquí que en entornos de producción tradicional, sin duda.

Resumiendo. En entornos de producción tradicional el salto a UHD pasa, casi inexorablemente si queremos que la inversión sea a largo plazo, por el salto al IP, apoyándonos en BT.2110 ya que nos permite manejar señales de cualquier formato de una manera más flexible, pero este cambio es un muy sustancial y en ocasiones se puede tornar inabordable. En entorno de streaming el cambio es más liviano, sin embargo, decisiones fundamentales respecto al códec de distribución a utilizar harán que nuestro movimiento sea algo permanente o temporal mientras esperamos a que la industria madure, y nuestros competidores nos adelanten en ocasiones.