Imagens em alta definição – O que são e como funciona

A maioria das imagens são formadas por pequenos pontos denominados pixels, que quando visualizados pelo ser humano a uma determinada distância, dão a impressão de uma imagem lisa e contínua.

Toda imagem é formada pelo agrupamento de diversas linhas horizontais e verticais, que na verdade são um conjunto de pixels alinhados. Quanto maior o número desses pequenos pixels, maior será a definição da imagem.

Um vídeo é uma sequência de quadros que são exibidos em forma contínua. No passado, existiam limitações técnicas que não permitiam a geração de imagens em tempo real. Com o avanço da tecnologia, foi possível a geração de imagens com 24 quadros por segundo, o que dá a impressão de movimentos em tempo real.

Posteriormente foi lançado o sistema NTSC que atuava com 525 linhas na tela e exibia 30 quadros por segundo, trazendo melhor qualidade e melhores imagens. Mas à frente, foram lançados os padrões PAL (50 quadros / seg.) e o SECAM (30 quadros / seg.).

Formatos Digitais

A tecnologia avançou e vieram os formatos DV’s, que compreendem em Mini-DV, DVCAM, Digital-8 e DVC PRO).

Com as imagens digitais, foi possível a partir de então trabalhar com o desenho sequencial das linhas que foi denominado Progressive Scan (Desenho Progressivo das Linhas) e passou a ser utilizado como opção em algumas câmeras, gerando formatos fora do padrão. Ao invés de 30 campos de linhas pares com 30 campos de linhas ímpares, obtém-se 30 campos completos desenhados em 1 segundo em alguns televisores, exibindo este conteúdo progressivo original ou simulando-o através de artifícios eletrônicos a partir de conteúdo comum não-progressivo. Imagens em progressive scan apresentam-se com maior qualidade visual do que as Interlaced.

As 480 linhas do padrão NTSC se referem a resolução vertical, e foi definido para o formato DV, 720 pixels como resolução máxima. Com isso, a resolução vertical permanece fixa e a horizontal poderá ter variações, o que explica as diferentes resoluções de imagem para diferentes câmeras Mini-DV.

Já os sistemas HDTV (High Definition Television), a apresentação das imagens atuam com grande quantidade de pixels, como por exemplo, os modelos com 1920 x 1280. Isso nos leva aos conceitos de SD e HD, para separar os grupos de sistemas tradicionais e os de alta definição. Os significados de HD e SD, são High Definition e Standard Definition.

Com o aumento de vendas de TV’s com capacidade de exibir imagens HD em países onde a HDTV já foi implantada, surgiu a necessidade de sistemas tradicionais HDTV para o uso doméstico. Não haviam formas de produzir conteúdos no formato HD para consumidores domésticos, face ao custo elevado dos equipamentos. Além disso, não existia também um formato como o Mini-DV com alta definição. Em 2003 foi criado formato HDV, proposto pela JVC com adesão posterior da Canon, Sharp e Sony.

Mas o que é HDV ?

Antes de mais nada, é bom entender o seguinte… Alguns fabricantes chegaram a lançar alguns modelos de câmeras HD, mas preste atenção !!!  Essa nomenclatura na realidade provinha de “Hard Disk” e não HD de High Definition. Deve-se tomar cuidado ao adquirir uma câmera, para não comprar uma câmera qualquer acreditando que esta seja uma HD de alta definição….

Bom, o formato HDV atua com quadros no padrão 16×9, também chamado de Widescreen, que também é utilizado no sistema de HDTV, aproximando das proporções de quadros utilizados no cinema. Apesar do sinal ser exibido em TV’s comuns como as SD’s, o ponto principal é exibir uma imagem de alta resolução em TV’s HD.

Em equipamentos comuns, o efeito é o mesmo que assistir em HD de um evento. As linhas extras serão ignorados se a imagem não difere da imagem tradicional. Um fato interessante por exemplo, é que imagens registradas com uma câmera HDV ao serem autoradas em um DVD não apresentam nenhuma diferença se comparada com as imagens do mesmo evento capturadas com uma câmera Mini-DV de 3 CCD’s topo de linha.

O HDV possui 2 padrões: HD1 e HD2.

  • HD1 – As linhas são geradas uma após outra no modo progressivo. Atua com 720 linhas e possui 1280 pixels de resolução horizontal (1280 x 720). Possui um frame rate (quantidade de quadros por segundo) de 30 ou 60.
  • HD2 – As linhas são geradas no modo interlaced com campos pares e ímpares. Atua com um número maior de linhas, cerca de 1080, e possui resolução horizontal de 1440 pixels (1440 x 1080). O frame rate é fixo, sendo de 30 quadros / segundo.

Imagens progressivas possuem mais qualidade do que o formato interlaced, porém como o HD2 trabalha com um número superior de linhas, uma coisa compensa outra.

O HDV é gravado em fitas de Mini-DV que são encontradas em qualquer loja atualmente, uma estratégia para reduzir custos e aumentar as possibilidades de expansão. O segredo para utilizar a mesma fita de um sistema SD (Mini-DV) e conseguir armazenar o mesmo tempo de conteúdo no formato HD, é o tipo de compressão utilizada, que nesse caso é o MPEG 2,também chamado de MPEG 2 HDV.

As altas taxas de compressão do formato MPEG 2 permitem armazenar mais informações na fita do que no formato DV. O formato HDV é compatível com o padrão IEEE 1394 que é a conexão padrão em câmeras HDV e usados em computadores com o uso de cabos do tipo Firewire.

Excesso de Nomenclaturas

720/24p – Formato ProHD do HDV – Utiliza720 linhas no modo progressivo (daí o “p” na sigla), com 24 quadros/segundo. A opção de 24 quadros é muito procurada por pessoas interessadas em gerar conteúdo para posterior conversão para película (transfer), pela facilidade na conversão e mesmo frame rate do cinema.

  • 720/30p – HDV do tipo HD1 utilizando 30 quadros / segundo
  • 720/60p – HDV do tipo HD1 utilizando 60 quadros / segundo
  • 1080/30i ou simplesmente 1080i – HDV do tipo HD2, utilizando 30 quadros / segundo
  • Versões equivalentes também existem para sistemas PAL: 720/25p, 720/50p e 1080i (com 25 quadros).

AVC-Intra

Desenvolvido pela Panasonic em 2006, este formato é uma variação do AVCHD. A principal diferença é que no formato AVCHD a compressão utilizada é do tipo inter-frame (utilizando portanto a tecnologia de GOPs como no formato HDV).

No formato AVC-Intra a compressão utilizada indicada pelo próprio nome é do tipo intra-frame. Este tipo de compressão também é utilizado em formatos SD como o Mini-DV ou HD. O DVCPRO HD proporciona melhor qualidade de imagem e maior precisão na edição não linear. O formato AVC-Intra apresenta dois sub-formatos:

  • AVC-Intra 100 – Compressão de cor (chroma subsampling) do tipo 4:2:2. Taxa de bit rate do primeiro de 100Mbs. Resolução full HD. Desenvolvido para aplicações onde a qualidade maior da imagem é prioridade. A qualidade de imagem deste formato é superior ao formato DVCPRO HD.
  • AVC-Intra 50   – Compressão de cor do tipo 4:2:0. Taxa de bit rate do primeiro é de 50Mbs. Compressão da resolução horizontal na gravação (que diminui de 1920 pixels para 1440, sendo recuperada na exibição das imagens). Este formato foi desenvolvido para câmeras onde a eficiência no armazenamento das imagens é prioridade como as do tipo ENG. A qualidade de imagem deste formato é equivalente à do formato DVCPRO HD utilizando metade da taxa de bit rate. A utilização de espaço para o armazenamento de dados é a metade do espaço ocupado em DVCPRO HD.

AVCHD (Advanced Video Codec High Definition) formato digital voltado para o segmento consumidor de HD, podendo competir em qualidade de imagem com o formato HDV e suas câmeras do mesmo segmento. Desenvolvido pela Sony e Panasonic 2006 para uso em vários tipos de mídias, como cartões de memória, câmeras que utilizam discos ópticos para gravação, hard disks e outros. Utiliza compressão MPEG4 do tipo H.264 / AVC para armazenar imagens HDV, tanto do tipo HD1 quando HD2. No caso da gravação em disco, as imagens são gravadas em DVD comuns, do tipo 8cm de diâmetro, com excelente qualidade de áudio (Dolby Digital AC-3 ou Linear PCM).

Compressão de Dados X Qualidade

A compressão empregada faz com que a imagem tenha perda de qualidade perceptível e conforme a movimentação nas cenas.

Quanto a edição das imagens, o computador necessita de grande velocidade para realizar o processamento das imagens. É recomendável a utilização de micros com processadores com pelo menos 3.0 Ghz e grande quantidade de memória RAM. No mínimo 1Gb, sendo o indicado 2Gb. Menos que isso, fica impraticável editar qualquer vídeo.

Alguns testes demonstram que captar imagens HDV para realizar um down-convert para SD, acaba resultando em um resolução semelhante as imagens obtidas com equipamentos Mini-DV. Para manter o melhor aproveitamento do formato, as imagens deveriam ser mantidas como HD, não SD.

Atualmente o mercado ainda possui grandes problemas no que diz respeito aos players HD. Com a saída da Toshiba e a vitória da Sony com o desenvolvimento do Blu-Ray, existe uma tendência que sugere para um futuro próximo a utilização de players HD em nossas residências. Atualmente é possível assistir vídeos HD em nossos computadores com a utilização do Windows Media Video High Definition (WMV-HD).

Apesar do avanço do Blu-Ray no mercado, tenho lá minhas desconfianças quanto à este formato.  Ainda não me convenci de que este será o futuro.

Este padrão utiliza mídia com 54Gb de capacidade para o armazenamento de dados, contudo, atualmente (março/2008) já existem pen drives com mais de 32Gb de capacidade. Além de serem mais confiáveis do que a gravação à laser em uma mídia Blu-Ray, a velocidade de gravação dos dados já está a altura deste último padrão, e tenho em mente que será muito mais prático e confiável e seguro usar um pequeno chip à um disco ótico.

Clecio Mayrink
Nascido no Rio de Janeiro, ingressou no mergulho em 1987 pela CMAS e realizou Dive Master em 1990 pela PADI. Hoje é mergulhador Técnico Trimix (Mergulho Profundo) e de cavernas (Technical Cave Diver e Advanced Cave Side Mount / No Mount). É juiz internacional de apneia pela AIDA e foi membro da expedição de mapeamento da Lagoa Misteriosa em Bonito-MS em 2008. Foi o idealizador do site Brasil Mergulho criado em 1998 (MTB 0081769/SP), atuou como consultor para a ONU, UNESCO, além de diversos órgãos públicos no Brasil.