Equipos utilizados en TV y radio: cámaras, ópticas, transmisión, grabación, mezcladores, servidores, grafismo, matrices, sonido y monitorado

1.1 Diagrama de bloques

La cámara de estudio clásica de tres sensores sigue esta cadena (las de un solo sensor, con mosaico de color, no llevan prisma: se ven más abajo):

Óptica → prisma dicroico → sensores → procesado analógico → conversión A/D → procesado digital → salidas

Bloque	Qué hace
Óptica	Forma la imagen. Zoom, foco y diafragma
Prisma dicroico	Separa la luz en rojo, verde y azul
Sensores	CCD o CMOS, uno por color en las de tres sensores
Procesado analógico	Ganancia, control del negro
Conversión A/D	A 10 o 12 bits (la digitalización y la cuantificación se ven en el tema 5)
Procesado digital	Matrix, gamma, detalle, balance de blancos y de negros
Salidas	SDI (ver tema 10), IP (ver tema 11), retorno y señal de intercom

Las cámaras de estudio se dividen en cabeza de cámara (lo que va en el trípode) y CCU (unidad de control de cámara, en el rack), unidas por triax o fibra. El operador de imagen las gobierna desde un RCP o panel de control remoto.

1.2 El procesado: qué ajusta cada cosa

Ajuste	Qué hace
Balance de blancos	Corrige la dominante según la temperatura de color de la luz
Balance de negros	Fija el nivel de negro
Ganancia	Amplifica en poca luz, a costa de ruido
Gamma	La curva de transferencia: gobierna el contraste y el detalle en las sombras
Knee	Comprime las altas luces para que no se recorten
Detalle	Realce de contornos: la «nitidez»
Matrix	Corrige la colorimetría combinando las componentes RGB

⚠ Cae en examen, y es la respuesta larga. Pregunta 66 del teórico: qué función realiza la corrección matrix en una cámara de TV → «mediante combinaciones de las componentes RGB, compensar valores espectrales de la luz que no se han podido captar en la conversión óptico-eléctrica, obteniendo una colorimetría adecuada». Es lo que marcó el tribunal.

Y los tres distractores son otros tres ajustes de la propia cámara, que es lo que la hace difícil:

• «Obtener la luminancia a partir del RGB» — eso es la matriz de luminancia (sección 1.3), que es otra cosa.
• «Ajustar el RGB para colorimetría real en altas luces antes de la compresión y el recorte» — eso es el knee.
• «Corrección de color ante cambios de temperatura de color sin balance de blancos» — eso es lo que hace el balance de blancos, y decir que se consigue sin él es la trampa.

1.3 De RGB a luminancia

La cámara capta R, G y B, pero la señal se transmite como luminancia (Y) y diferencias de color (el submuestreo de la señal digital se desarrolla en el tema 10). La luminancia se calcula combinando las tres componentes con unos coeficientes que dependen del sistema:

Sistema	Ecuación de luminancia
SD (PAL, UIT-R BT.601)	Y = 0,299 R + 0,587 G + 0,114 B
HD (UIT-R BT.709)	Y = 0,2126 R + 0,7152 G + 0,0722 B

El verde pesa mucho más que los otros dos en los dos sistemas, y eso no es capricho: es que el ojo es mucho más sensible al verde.

Y = k_R · R + k_G · G + k_B · B con k_R + k_G + k_B = 1

Símbolos. R, G, B: componentes del píxel, normalizadas entre 0 (negro) y 1 (máximo). k_R, k_G, k_B: coeficientes de la tabla (adimensionales). Y: luminancia, también entre 0 y 1. Cuándo vale: componentes ya corregidas de gamma (R′G′B′), que es como se transmiten. De dónde sale: media ponderada según lo que el ojo percibe de cada primario; los coeficientes suman 1 para que el blanco (1, 1, 1) dé Y = 1.

💡 Ejemplo resuelto. Píxel con R = 0,5, G = 0,8 y B = 0,2:

1. SD (BT.601): Y = 0,299 · 0,5 + 0,587 · 0,8 + 0,114 · 0,2 = 0,1495 + 0,4696 + 0,0228 = 0,642.
2. HD (BT.709): Y = 0,2126 · 0,5 + 0,7152 · 0,8 + 0,0722 · 0,2 = 0,1063 + 0,5722 + 0,0144 = 0,693.
3. Con los coeficientes de SD en una señal HD el brillo saldría un 7 % más bajo: de ahí que importe cuál va con cuál.

⚠ Cae en examen. Pregunta 23 del teórico: la ecuación de la luminancia en el espacio colorimétrico del sistema PAL → Y = 0,30 R + 0,59 G + 0,11 B. Es lo que marcó el tribunal, y son los coeficientes de BT.601 redondeados.

Los tres distractores son los mismos tres números en otro orden. La forma de no fallar es recordar cuál va con cuál: el 0,59 es del VERDE (el mayor), el 0,30 del rojo y el 0,11 del azul. Si el 0,59 no está en la G, la opción es falsa.

Ojo, y es la distinción que hay que marcar: esos coeficientes son los de SD. En HD la recomendación BT.709 usa 0,2126 / 0,7152 / 0,0722, que son otros. Si el enunciado dice PAL o SD, van los primeros.

1.4 El sensor y la captación de imagen

• CCD frente a CMOS. En un CCD la carga se transfiere de píxel a píxel hasta un registro de lectura; con una luz muy intensa la carga se filtra y aparece el arrastre vertical (smear): una franja luminosa vertical sobre las fuentes de luz fuertes. En un CMOS cada píxel se lee por su cuenta.

• Obturación global y por líneas (rolling shutter). Un sensor de obturación global expone todas las filas a la vez y luego las lee: no hay desfase entre líneas. Uno de lectura por barrido expone y lee línea a línea, así que la escena se mueve entre la primera y la última: al panear deprisa los mástiles verticales salen inclinados.

• Un solo sensor y mosaico de color. Una cámara de un solo sensor coloca delante un mosaico de filtros (matriz de Bayer): cada fotodiodo mide un solo color primario y los otros dos se interpolan a partir de los vecinos (demosaicado). La de tres sensores separa la luz con un prisma y no necesita interpolar.

• Filtro óptico paso bajo (OLPF). Delante del sensor, limita el detalle fino que llegaría por encima del límite de muestreo y evita el aliasing: es lo que ataja las irisaciones de una americana de raya fina.

• Filtro de corte de infrarrojos. El silicio responde más allá del rojo visible; sin ese corte, la radiación infrarroja falsea el color (los negros y los tejidos oscuros viran).

• Filtros de densidad neutra (ND). Reducen la luz sin alterar el color en un filtro ideal o dentro de sus especificaciones, porque su atenuación es espectralmente plana (los reales pueden dejar una ligera dominante). Sirven, por ejemplo, para trabajar con diafragma abierto (fondo desenfocado) en exterior soleado cuando ya se llega a f/16.

• Obturador y parpadeo. Con lámparas de descarga y 25 imágenes por segundo aparece parpadeo por el batido entre la exposición y la frecuencia de red; se corrige fijando un obturador sincronizado con la red (por ejemplo 1/50 o 1/100 s con red de 50 Hz), de modo que cada cuadro reciba la misma energía. Al filmar un monitor de ordenador, la banda que lo recorre se elimina con el obturador de barrido variable (clear scan), ajustado a la frecuencia de refresco de la pantalla. Cuenta: con red de 50 Hz la lámpara de descarga pulsa a 100 Hz, es decir, un pulso cada 10 ms; un obturador de 1/50 s (20 ms) abarca 2 pulsos y uno de 1/100 s (10 ms) abarca 1: en los dos casos un número entero, así que todos los cuadros reciben la misma luz. Con 1/60 s (16,7 ms) serían 1,67 pulsos y puede aparecer el parpadeo. (Es un modelo ideal de luz periódica a 100 Hz y cuadros separados exactamente 40 ms: no es cierto que 25 imágenes por segundo con red de 50 Hz produzcan parpadeo por sí solas, ni que 1/60 s lo produzca siempre. Las exposiciones de ciclos completos reducen la dependencia de la fase; la deriva del reloj, el balasto y el obturador de barrido (rolling shutter) también influyen.)

• Relación señal/ruido y rango dinámico. La relación señal/ruido es el cociente entre la amplitud de la señal útil y la del ruido, expresado en decibelios. El rango dinámico en pasos (stops) cuenta cuántas duplicaciones de luz (cada paso es un factor 2) separan el suelo de ruido de la saturación.

  S/N = 20 · log₁₀(V_señal / V_ruido) (dB) · pasos = log₂(L_máx / L_mín)

  Símbolos. V_señal, V_ruido: tensiones eficaces (V). L_máx / L_mín: cociente entre la luz de saturación y la del suelo de ruido. Cuándo valen: el 20 es de tensiones (con potencias sería 10); los pasos cuentan duplicaciones. Ejemplo: señal de 0,7 V con 1 mV de ruido: 20 · log₁₀(0,7 / 0,001) = 20 · log₁₀(700) = 56,9 dB. Un sensor que abarca 8.192:1 tiene log₂(8.192) = 13 pasos, y su equivalente en tensión son 20 · log₁₀(8.192) = 78,3 dB.

1.5 Control y ajuste de imagen en cámara

• Detalle (realce de contornos). Añade un pico a cada lado de los cambios bruscos de nivel, que el ojo interpreta como más nitidez. Demasiado detalle dibuja un halo claro alrededor de las siluetas: se revisa el nivel de realce. El detalle de piel (skin detail) rebaja el realce solo en los tonos de piel seleccionados, para no marcar arrugas ni poros.
• Sombreado de negro (shading). Con el objetivo tapado la imagen debería ser negra y uniforme; si hay un gradiente, lo corrige el corrector de sombreado de negro, que aplica una corrección que varía a lo largo del cuadro.
• Negro maestro (master black / pedestal). Fija el nivel de la señal que corresponde al negro: abre o cierra el detalle de las sombras.
• Ficheros de escena (scene files). Almacenan todo el conjunto de parámetros de procesado y se cargan en un solo paso: facilitan pasar de un informativo a un magacín con otra luz.
• Tally. El piloto de señalización indica que esa cámara está seleccionada en un bus del mezclador (el color distingue programa de previo).
• Retorno de programa (return video). Es la señal que el mezclador devuelve a la cabeza de cámara: el operador ve lo que sale al aire y puede encuadrar en función de lo emitido.
• Ganancia negativa. Una posición de −3 dB atenúa la señal cuando sobra luz y, con ella, baja el ruido del amplificador. Una ganancia en decibelios se convierte en cociente de tensiones con G(dB) = 20 · log₁₀(V_sal / V_ent): −3 dB son 10^(−3/20) = 0,71 veces la tensión, y +6 dB son 10^(6/20) = 2,0 veces. En potencia el factor es 10, no 20: −3 dB son la mitad de potencia (10^(−3/10) = 0,50).