Compresión y códecs

  Estos dos términos son elementos claves en cualquier trabajo de postproducción y, aunque no queramos o no nos interese, condicionarán siempre nuestro trabajo y el resultado que de él se deriva. Por mucho que nos esforcemos, o que dispongamos de las herramientas más sofisticadas, la calidad de nuestro trabajo dependerá en gran medida de la cantidad y calidad de los datos disponibles para trabajar. Sin duda disponer de la totalidad de los datos parece lo ideal, pero es una quimera, en la práctica es imposible. Siempre trabajaremos con una cantidad limitada de los datos. Comprimir no es unicamente propio del mundo digital, que ya conlleva una compresión al efectuar un muestreo selectivo de los datos, también se da en el analógico, por ejemplo el entrelazado es una forma de compresión, y muy eficiente cuando se implanto en los inicios de la televisión, ya que permitió una percepción fluida del movimiento con una cadencia de sólo 25 cuadros por segundo. Hay varias razones por las que la compresión es necesaria, pero se pueden resumir en una sola: compresión significa menor coste.

Y en nuestro caso, de la compresión se encarga el códec. Y de esto voy a tratar: qué códecs son más apropiados para trabajos de postproducción e intermediación digital.

La máxima calidad de imagen la proporcionan los códecs sin compresión o Uncompressed, que no utilizan técnicas de compresión después del submuestreo cromático (bien 4:4:4 o 4:2:2, a 8 o 10 bit por canal). Estos códecs de postproducción para definición estándar se popularizaron a principio de la década (Matrox, Blackmagic, Aja, etc), pero la irrupción de la Alta Definición (HD), con el aumento de los datos que conlleva, desvió la mirada hacia otros códecs con compresión. Pero en sus variantes de HD, estos códecs uncompressed todavía se mantienen como la máxima expresión en fidelidad, con la única desventaja de que necesitan mucho ancho de banda (del orden de 1,25 Gbps) y por tanto consumen mucho espacio, haciendo imprescindibles costosos subsistemas de almacenamiento RAID.

Los códecs sin compresión cumple el axioma de Mike Most: In the world of visual effects, compression is unacceptable because it interferes with the ability to extract the cleanest mattes and manipulate the image. Creo que no es necesario traducirlo. De hecho, en la industria del cine, el proceso estándar de trabajo esta basado en secuencias de DPX, un formato de fichero basado en Cineon de Kodak que permite almacenar la información sin compresión en RGB 4:4:4, 10 bit log (aunque en realidad es muy flexible a la hora de almacenar los datos).

En el entorno en el que me muevo, tal afirmación se queda bastante lejos por ilusoria, pero aunque no podamos manejarnos con los presupuestos de los que dispone la industria cinematográfica, ello no debe ser obstáculo para trabajar con calidad y solvencia. Para ello debemos tener conocimiento de nuestras herramientas. Hoy en día tenemos a nuestra disposición una gran cantidad de códecs, y mantenernos al tanto de sus características es imprescindible, más cuando los códecs de adquisición empiezan a mezclarse con los de edición dificultando nuestro trabajo de postproducción.

Los códecs con compresión siempre se han usado en la adquisición por motivos de coste (HDCam, DVCProHD, HDV, Mpeg-2, AVCIntra, etc), pero también ahora se ha ampliado su uso a la edición, lo que se llama edición “nativa”, impulsada por los nuevos soportes basados en fichero (P2, XDcam EX, MXF, etc). Se dividen en Intraframe y Long GoP. En la compresión Intraframe una imagen entera puede ser reconstruida por la información contenidad en esa imagen (se denomina I-frame). La compresión Long Gop tiene I-frames también, pero genera frames parciales usando compresión temporal, en los cuales se almacena la diferencia entre estos frames y los que están antes y despues. En un GoP (group of pictures) de 15 frames (el más habitual) por cada segundo encontramos dos I-frames.

Iré al grano: para trabajos de postproducción los códecs Long GoP son inaceptables, solo los códecs I-frame garantizan la mínima cantidad de datos y fidelidad necesaria, y de éstos, los basados en Wavelet son preferibles a los basados en DCT.

Los códecs basados en DCT (Discrete Cosine Transform) generalmente usan macroblocks de 16x16 o 8x8 píxeles con un algoritmo de compresión basado en la transformada discreta del coseno. La compresión wavelet usa un algoritmo basado en la transformada wavelet, que convierte los píxeles en coeficientes. El resultado es que los defectos que se aprecian en los códecs DCT son la generación de bloques uniformes y borrosos (los famosos blocky artifacts) mientras que en los códecs Wavelet se puede llegar a dar un suavizado en los bordes o filos (y por tanto la eliminación de pequeños detalles), mucho más aceptable para su manipulación y procesado en postproducción que los defectos DCT.

Como códecs de edición basados en DCT tenemos el códec DNxHD de Avid, que ofrece 4:2:2 a 10 bit a 220 Mbps, y el ProRes de Apple, también 220 Mbps a 10 bit en YUV 4:2:2, y que en su nueva versión soporta RGB 4:4:4:4 a 12 bit a 330 Mbps. Son códecs de calidad, pero por su naturaleza DCT adecuados para edición pero para postproducción sólo si no tenemos otra alternativa.

Basados en Wavelet tenemos los códec Jpeg2000, Redcode Raw y Cineform. Jpeg2000 es el códec de elección de la DCI (Digital Cinema Initiatives) para la distribución y proyección del cine digital, también es el códec de adquisición principal de la cámara Infinity de GrassValley. Redcode Raw, basado en Jpeg2000, es el códec de adquisición de la Red One, y si bien es leído por varias aplicaciones, se tiene que exportar siempre a otro códec. El códec Cineform es actualmente el códec de edición e intermediación digital con compresión de mayor calidad y fidelidad del mercado. Como códec ofrece RGBA y RGB 4:4:4, YUV y Raw con hasta 12 bit de precisión, en varios niveles de compresión (hasta 320 Mbps), con soporte de metadatos, y en versiones tanto para Windows como OSX (en contenedor avi o mov). Por supuesto no es perfecto y como contrapartida tiene un elevado precio.

He dejado para el final los códec raw de las nuevas cámaras de cine digital. Actualmente graban en este “formato” ARRI D21, Dalsa Origin, Red One, Silicon Imaging, VR Phantom y Weisscam. Por supuesto no hay ninguna compatibilidad entre ellos y no son códecs adecuados para postproducción. La práctica común es pasar el raw original a secuencias DPX 10 bit log, que es un proceso muy extendido como ya he comentado. Pero empiezan a plantearse algunos problemas con dicho proceso, el más adecuado para material originado en película, pero no para material originado electrónicamente, resultado de sensores de naturaleza linear. Me limito a trasladar una duda de varios profesionales del digital.

Aquí entra en escena el nuevo códec CinemaDNG promovido por Adobe (se presentó en el NAB de 2008) y actualmente en desarrollo por un consorcio de fabricantes de software y hardware. La intención es diseñar un códec raw que sea abierto y ampliamente aceptado por la industria, de forma que contenga los datos sin procesar (raw) de las cámara digitales en un formato unificado, facilitando el entorno de trabajo y el acceso a los datos de estas cámaras por el soft de postproducción. Actualmente solo Iridas ha anunciado su soporte y se espera que en el IBC de este año se presenten sus especificaciones finales. Veremos en que acaba todo.