Elementos Clave de un Sistema de Comunicación

• Generación de Señal: Cámara, Escena, Procesado en postproducción.
• Distribución: Repetidores, satélites, antenas.
• Recepción: Antena terrestre, decodificador, TV, proyector.

Etapas de Conversión de Escena a Señal Transmisible

Separación en Componentes de Color

La conversión de una escena en una señal transmisible implica la separación en componentes de color. Esto se relaciona con el espectro electromagnético, donde la luz visible se encuentra entre 400 nm y 700 nm. Otros ejemplos de rangos o valores incluyen:

• Rayos Gamma: 10^-12
• Rayos X: 10^-8
• Ultravioleta: 10^-4
• Infrarrojo: 0
• Radar: 1
• FM-TV: 10⁴

El color de los objetos depende de su coeficiente de reflexión y del espectro de la luz incidente.

Separación en Componentes de Color: La Visión Humana

La visión humana juega un papel fundamental en la percepción del color y la intensidad de la luz, a través de dos tipos principales de fotorreceptores:

Bastones

• Detectan solo la intensidad de la luz.
• Responsables de la visión nocturna por su alta sensibilidad.
• Aproximadamente 120 millones en cada ojo.
• Alta densidad en la periferia de la retina.

Conos

• Proporcionan información sobre el color y la intensidad.
• Menos sensibles que los bastones, responsables de la visión diurna.
• Aproximadamente 7 millones en cada ojo.
• Alta densidad en la fóvea (centro de la retina).

La sensación de color depende del grado de excitación de los tres tipos de conos:

• L-cones: Sensibles a la luz roja (610 nm).
• M-cones: Sensibles a la luz verde (560 nm).
• S-cones: Sensibles a la luz azul (430 nm).

La visión humana no puede distinguir entre luces que generen el mismo patrón de excitación en los conos. Por lo tanto, no se puede conseguir cualquier sensación de color combinando estos tres estímulos primarios.

En el contexto de los conos, cualquier tipo de escena se puede sustituir por tres escenas correspondientes con las componentes de rojo, azul y verde de la escena original.

Filtros Dicroicos

(Contenido sobre filtros dicroicos no especificado en el documento original, solo el título.)

Muestreo Temporal en Sistemas de Comunicación

El muestreo temporal consiste en presentar una escena como una secuencia de fotogramas o cuadros. Se basa en las características de la visión humana.

Persistencia de la Visión

• La percepción de la imagen se mantiene unas fracciones de segundo.
• A partir de aproximadamente 40 Hz, el parpadeo desaparece.
• Frecuencia crítica (Fcrítica) = 37 + 12.6 log₁₀ B (donde B es la luminancia).

Fenómeno Phi

• La visión humana interpola movimientos fraccionados, produciendo una sensación de continuidad.
• A partir de 18 imágenes/segundo, se percibe continuidad en el movimiento.

Soluciones adoptadas:

• Para el cine: 24 fotogramas/segundo, con repetición de 2 veces por fotograma.
• Para la TV: 25 imágenes/segundo (Europa), 30 imágenes/segundo (EE. UU.) y 1/2 frecuencia de red.

Entrelazado (Interlacing)

El entrelazado consiste en dividir cada imagen en dos partes (campos que se transmiten al doble de la frecuencia de imagen) (50 Hz en la UE, 60 Hz en EE. UU.).

Tiene dos problemas principales:

• Vibración interlínea.
• Artefactos de movimiento.

Muestreo Espacial y Calidad de Imagen

El muestreo espacial representa un fotograma en blanco y negro que se explora en la dirección horizontal con un número de líneas predeterminado. Su objetivo es conseguir una señal unidimensional a partir de una bidimensional.

Transmisión Secuencial de Líneas

(Contenido sobre transmisión secuencial de líneas no especificado en el documento original, solo el título.)

Número de Líneas de Imagen y Agudeza Visual Humana

La agudeza visual humana es crucial para determinar el número óptimo de líneas en una imagen:

• La capacidad del sistema visual humano para distinguir el detalle en las imágenes suele medirse como la capacidad de discriminar dos estímulos lumínicos próximos.
• En general, si presentamos a un observador una retícula de líneas negras sobre un fondo blanco, este será capaz de identificar correctamente la composición de la imagen siempre que la distancia entre las líneas negras sea superior a la resolución del sistema visual.
• El poder de resolución del sistema visual humano se define como el ángulo subtendido por dos líneas negras en el ojo cuando el patrón reticular está situado a la distancia límite en la que aún se aprecia el detalle de las líneas que lo forman.
• El inverso de este ángulo, expresado en minutos de grado, se define como la agudeza visual del ojo.

Distancia de Visionado Óptima

Cuando observamos una imagen normal y una borrosa desde una distancia normal, podemos apreciar que el muestreo realizado es insuficiente, ya que el ojo percibe con claridad las discontinuidades verticales de la imagen. Sin embargo, si alejamos la figura varios metros, llegará un punto en que seremos incapaces de distinguir entre la imagen normal y la borrosa.

• No tendrá sentido superar este número de líneas porque supondría un aumento del ancho de banda de la señal sin ninguna mejora apreciable en la calidad de la imagen.
• La decisión que finalmente se tomó en los primeros sistemas de televisión fue diseñarlos para que fueran observados desde una distancia que estuviera entre 6 y 7 veces la altura de la pantalla.
• Esta decisión se basaba en estudios estadísticos sobre la distancia a la que, libremente, se sitúa un espectador para contemplar una obra pictórica y que es, independientemente del tamaño del cuadro, de unas 4 veces la diagonal del marco.

Mínimo Número de Líneas

(Contenido sobre el mínimo número de líneas no especificado en el documento original, solo el título.)

Criterios para la Selección del Número de Líneas

Requisitos Clave

• Para conseguir un entrelazado perfecto entre las dos subimágenes, es necesario que el número de líneas sea impar.
• Para facilitar los circuitos electrónicos, es conveniente que pueda establecerse una relación simple entre el número de líneas y el número de imágenes por segundo.

Esta relación simple se traduce en que puedan obtenerse las distintas frecuencias que intervienen en el proceso de exploración de la imagen a partir de un único oscilador.