Velocidad de Cuadro | Frecuencia de Imagen | Frames per Second

La Velocidad de Cuadro también conocida como Frecuencia de Imagen (frames per second) o Cuadros por Segundo, es la cantidad de imágenes independientes que un dispositivo produce de forma consecutiva en un determinado tiempo, por lo general un segundo, estas imágenes independientes son llamadas Cuadros o Fotogramas. La velocidad de cuadro es más a menudo expresada en Fotogramas por Segundo (fps) y se expresa también en exploración progresiva como Hertz (Hz).

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Alta Velocidad de Cuadro | High Frame Rate (HFR)

Alta velocidad de Cuadro o High Frame Rate se refiere al uso de una mayor velocidad de fotogramas.

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Cuadros por Segundo: Entrelazado y Progresivo

En las películas cinematográficas, la velocidad de imagen utilizada en cámaras de película ha sido por lo general 24 Fotogramas por Segundo. La televisión funciona en 25 o 30 cuadros por segundo (frames per second), con exploración entrelazada hasta la llegada del formato 720p (HDTV), donde los fotogramas mostrados son progresivos y es posible mostrar 50fps o 60fps (60 frames).

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Velocidades de fotogramas en el cine | Movie Frame

En los comienzos del Cine no había ninguna norma establecida sobre la frecuencia de imagen, esto tenía que ver con una combinación de la utilización de una manivela en lugar de un motor lo que producía tasas de cuadro variable debido a la incompatibilidad de la manivela de la película a través de la cámara.

Después de la introducción del sonido, los 24fps se convirtieron en la frecuencia de imagen estándar de la industria para la captura y proyección de películas. La velocidad de 24 fps fue elegida simplemente porque era la velocidad de fotogramas más baja posible para producir un movimiento suave y sin tener que utilizar mayores longitudes de película.

Algunos formatos de películas han experimentado con velocidades de cuadro más altas que los 24fps. En la década de los 50’s las salas de cine Cinerama (The original 3-Strip) donde 3 proyectores sincronizados mostraban 3 imágenes en tres pantallas unidas para mostrar una sola imagen de 146º, la imagen era proyectada en 26 fps. La película Oklahoma! de 1955 (Formato Todd-AO), y La Vuelta al Mundo en 80 días (1956) fueron filmadas y proyectadas en 30fps. La película Douglas Trumbull (de 70mm, en Formato Showscan) se proyecto a 60fps y la película “Momentum” presentada en Expo Sevilla en el año de 1992, fue proyectada en 48 fps.

Los formatos “Maxivision 48” y “Showscan”, creado por Douglas Trumbull de efectos especiales para 2001: Una odisea del espacio, proyecto películas de 35 mm a 48 fps, pero no hubo interés comercialmente.

El hobbit: Un Viaje Inesperado (diciembre de 2012) del director Peter Jackson, utiliza una proyección de 48 fotogramas por segundo, convirtiéndose en la primera película de gran presupuesto en la actualidad en hacerlo. Aunque en la mayoría de salas de cine la película se convirtió y proyecto a 24 fps.

La diferencia entre las nuevas películas y los procesos anteriores a este siglo, es que han de ser proyectadas digitalmente en lugar de la proyección tradicional de película cinematográfica.

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Alta velocidad de Cuadro | Crítica y Preocupaciones

Las críticas al formato “High Frame Rate” incluyen las afirmaciones de que el “aspecto cinematográfico” se ha perdido con el uso de una alta velocidad de fotogramas. Los críticos de cine se han quejado de que el 3D HFR (3D High Frame Rate) parece un videojuego, televisión de alta definición, teatro en vivo o un vídeo casero barato.

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Antecedentes

A principios del siglo 20 cuando la película de cine de 35 mm se desarrolló, los productores descubrieron que 18 a 24 fotogramas por segundo eran adecuados para retratar el movimiento en un entorno de sala de cine.

El parpadeo era un problema, y resolvieron esto proyectando cada fotograma dos veces, creando así una frecuencia de actualización de 36-48 Hz sin usar cantidades excesivas de película.

Cuando se desarrolló la televisión no había manera correspondiente para capturar un fotograma de vídeo y proyectarlo dos veces, la solución a esto fue el Sistema Entrelazado donde se muestran 50 a 60 imágenes por segundo para el espectador, este sistema tiene un efecto secundario, para proyectar imágenes con velocidades de 25fps o 30 fps, cada fotograma tiene que ser dividido en dos, por lo tanto solo la mitad de cada fotograma es mostrado en pantalla para poder representar 50 o 60 imágenes por segundo.

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Parpadeo en el Cine

Cuando la película de sonido se introdujo en 1926 las variaciones de velocidad de la película no se toleran por que el oído humano es más sensible a cambios en la frecuencia de audio. Entre 1927 a 1930 la tasa de 24fps se convierte en el estándar para películas de 35 mm.

En los años siguientes para evitar el parpadeo en las proyecciones de salas de cine se utiliza una “Frecuencia de Actualización” más alta, cada fotograma de los 24 fps es proyectado dos veces dando 48 imágenes por segundo, hoy en día muchos proyectores de cine modernos de 35 mm proyectan 72 imágenes por segundo, cada fotograma brilla en la pantalla tres veces.

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Vídeo y televisión digital

Los principales estándares de velocidad de Fotogramas por Segundo en Tv, Cine Digital y videojuegos son:

  • 24 fps, 25fps y 30fps, sin embargo, hay muchas variaciones en estas velocidades.
  • Los nuevos estándares son: 48 fps y 60fps (60fps movies).
  • Los estándares emergentes más nuevos son: 120fps, 144fps y 240fps.

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Velocidades de video en Cine y Televisión

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24p | 24fps

24p es igual a 24fps solo que 24p representa un formato de frecuencia de imagen con exploración progresiva (no entrelazada) y es ampliamente adoptado por aquellos que planean transferir señal de vídeo a película. Hasta ahora 24 fps es la velocidad de imagen más utilizada en producciones cinematográficas, algo que puede cambiar fácilmente con las nuevas tecnologías.

Los productores de cine y vídeo utilizan 24fps aunque sus producciones no van a ser transferidos a película, simplemente se utiliza por el “look” de la velocidad de imagen.

Cuando 24p se transfiere a televisión NTSC, la tasa se reduce a 23.976fps, (24×1.000 ÷ 1.001), y cuando se transfiere a PAL o SECAM se acelera a 25fps.

Las cámaras de cine de 35 mm utilizan un índice de exposición estándar de 24fps, aunque muchas cámaras ofrecen tasas de 23.976fps para televisión NTSC y 25 fps para PAL/SECAM.

La velocidad de 24 fps se convirtió en el estándar para películas sonoras a mediados de la década de 1920.

La animación dibujada a mano está diseñada para ser reproducida a 24fps. En realidad el dibujo a mano de 24 imágenes únicas por segundo es costoso, incluso en películas de gran presupuesto, un cuadro dibujado a mano se muestra dos veces y en algunas animaciones un cuadro dibujado aparece cuatro veces, por lo que sólo seis cuadros únicos son reproducidos por segundo.

Hay dos flujos de trabajo para la transformación de material 24p utilizando equipo de vídeo, usando una velocidad de fotogramas para el sistema PAL y usando velocidades de fotogramas para el sistema NTSC, de estas dos, PAL es más simple, pero cada uno tiene sus propias complicaciones. La conversión de NTSC a PAL tiende a desdibujar cada fotograma de película en el siguiente y es visto como una manera sub-óptima para ver una película.

El material 24p se puede grabar directamente en formatos que soportan esa velocidad de imagen. Los formatos de alta definición apoyan la tasa de fotogramas 24p además de 60i y 50i.

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24p a 60i (60fps video)

Para grabar material 24p en un formato 60i (es decir, cualquier formato NTSC) graba las 24 imágenes en 60 campos. Cada cuadro se dividide en dos campos y en cada segunda trama tiene uno de sus campos duplicados lo que resulta en tres campos. Después los campos se reproducen en este patrón 2-3-2-3-2-3-2-3-2-3-2-3-2-3… Y así sucesivamente. El vídeo resultante se encuentra en 60i y se puede visualizar en monitores NTSC, sin embargo, la estética de movimiento de 24fps está retenida y el material no tiene el movimiento de vídeo típico de 60i. Esta conversión 3:2 es el proceso que se usa en la transferencia de película a vídeo. Cualquier aplicación de edición de vídeo que soporta NTSC se puede utilizar para editar material de archivo que emplea el esquema de conversión 3:2. Puede ser capturado como un archivo estándar de 60i y ser editado como material de archivo de cualquier otra cámara al tiempo que conserva la estética de 24 fps.

“3:2 pulldown” tiene una cadencia de 2-3-2-3-2-3 …, pero en la industria se llama “conversión 3:2″, a pesar de que la cadencia es de 2-3. Algunas personas utilizan el término “2:3 pulldown” que corresponde a la cadencia, pero no se utilizan normalmente en la industria.

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Conversiones 60i (60fps video) a 24fps

Otro método para lograr la estética 24p es capturar imágenes 60i y convertirlo en 24p, varias técnicas se pueden utilizar para realizar esta conversión, un esquema simple sería mezclar los campos juntos, esto puede dar lugar a artefactos de movimiento donde los artefactos irregulares (peine o dientes de cierra) aparecen en zonas de alto movimiento, el desentrelazado puede eliminar estos artefactos, pero ciertos métodos harán que la mitad de la resolución vertical de las imágenes pueda ser perdida. El esquema de desentrelazado adaptable sólo puede ser usado en zonas de entrelazado de mucho movimiento y preservando la resolución en zonas estacionarias. Técnicas más avanzadas se pueden utilizar para mitigar problemas tales como  el aliasing* a partir del desplazamiento temporal entre los campos 60i.

*Aliasing: Efecto que causa que señales continuas distintas se tornen indistinguibles cuando se muestrean digitalmente.

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Reproduciendo Material en 24fps

En algunos televisores antiguos es imposible mostrar una señal de 24 fps directamente ya que los monitores sólo admiten el framerate 60i.

Los televisores actuales soportan la velocidad de 24p además de la Frecuencia de Actualizacion de 60Hz y 50Hz. Son capaces de recibir y mostrar una señal de 24fps de forma nativa.

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24 fps en películas Blu-ray

Los discos Blu-ray soportan la velocidad de fotogramas 24p. El disco Blu-ray compatible con 24p es con tiempo nativo.

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Comparación de 24fps con 30 fps

La velocidad de 24 fps no es sólo una norma de cine, también es “insustituible para la conversión de los sistemas de 50 Hz (a través de 2:2, 4% mas rápido) y los sistemas de 59,94 Hz (mediante 2:3 desplegable, 0,1% mas lento). Elegir una velocidad distinta de 24 cuadros, comprometería este método de conversión y seria difícil para los productores de películas acceder a los mercados internacionales “.

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23.976p

Algunas producciones con velocidad de 24fps para distribución de vídeo en televisión con formato NTSC, en realidad tienen una velocidad de 23.976fps ya que los televisores antiguos no soportaba una velocidad de 24fps de forma nativa.

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25p | 25fps

25p es un formato que corre a 25fps (cuadros progresivos por segundo). Esta velocidad de cuadro se deriva del formato de televisión PAL 50i (50 campos entrelazados por segundo). 25p se utiliza a menudo para lograr un “look de cine”.

Para mostrar 25 fps en los televisores del hogar, las compañías de cine y televisión usan la Frecuencia de Actualizacion de 50Hz para la compatibilidad con las velocidades de fotogramas de la televisión.

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29.97p

29.97p es la velocidad de imagen progresiva para los sistemas NTSC. Muchos usan el término “30 fps” como una abreviatura para esta velocidad de fotogramas. Esto es debido a que “30fps” (velocidad de imagen en el sistema NTSC) es en realidad 30 ÷ 100.1% = 29.97 Cuadros por Segundo, esta velocidad de fotogramas de vídeo cuando está emparejado con 23.976fps tiene una conversión 3:2 aplicada. Del mismo modo, 60i es en realidad 60 ÷ 100.1% (59.94fps). Algunos programas de edición no lineal pueden referirse a 23.976 como 23,98 causando una pequeña confusión.

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30p | 30 fps

La exploración progresiva imita cuadro por cuadro la imagen de captura de una cámara de cine. Los efectos de las vibraciones entre tramas son menos notables que en la velocidad de 24fps y aún conserva un aspecto cinematográfico.

La grabación de vídeo en el modo 30p no da problemas de entrelazado, pero puede introducir vibraciones en el movimiento de la imagen y en algunos movimientos de cámara. El sistema de película de pantalla ancha llamada Todd-AO utilizó esta velocidad de fotogramas entre los años 1954-1956.

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48p | 48 fps

Es un formato progresivo y se está probando actualmente en la industria del cine, es el doble de la velocidad de 24fps, esta velocidad intenta reducir el desenfoque de movimiento (en movimientos rápidos) y el parpadeo que se encuentra en las películas.

La primera película de gran presupuesto que se rodó en 48 fps fue el Hobbit una decisión tomada por el director Peter Jackson. En un pre-estreno en CinemaCon la reacción del público se mezcló después de haber mostrado algo de material de la película, algunos sostienen que la sensación de las imágenes era demasiado realista (rompiendo así la suspensión de incredulidad).

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Formato entrelazado | Exploración entrelazada | Interlaced Scanning

Sistema de grabación y representación de imágenes utilizado en televisión. Este formato evita el parpadeo (flicker) que se producía al mostrar imágenes de televisión sobre pantallas de tubo de rayos catódicos.

El formato entrelazado fue desarrollado por separado por Farnsworth y Zworykin en 1934 y fue parte del estándar de televisión NTSC establecido por la FCC en 1941.

Por lo regular los formatos entrelazados son indicados con a letra “i” después del numero que representa la velocidad de imagen, por ejemplo 50i, 60i.

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50i

50i es un formato entrelazado. Cada fotograma del contenido de video en 25 fps es dividido por la mitad, de esa forma cada fotograma se muestra dos veces en pantalla dando una velocidad de 50i (50hz). Es el tipo de velocidad de vídeo estándar para  televisión PAL y SECAM.

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60i | (60fps video)

60i conocido también como 60fps video, puede ser en formato entrelazado o progresivo y es la velocidad de vídeo para el sistema NTSC. En el formato entrelazado cada fotograma del contenido de video de 30p es dividido por la mitad, de esa forma cada fotograma se muestra dos veces en pantalla dando una velocidad de 60i (60hz), estándar para televisión NTSC.

Cuando NTSC en color se introdujo en 1953, la velocidad de imagen 60i se redujo por un factor de 1000/1001 para evitar la interferencia entre la subportadora de croma y la portadora de sonido de difusión. (De ahí la designación usual de “29.97 fps” (60 campos / 1.001 =  59.94fps).

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50p, 50fps | 60p, 60fps, fps 60

Formatos progresivos que se utilizan en sistemas de televisión de alta definición, siendo parte del estándar de grabación, transmisión y reproducción de video de hoy en día.

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72p

Es un formato progresivo. Las cámaras modernas, como la Red Uno puede usar esta velocidad de fotogramas para producir cámara lenta en repeticiones a 24 fps. Douglas Trumbull, quien llevó a cabo experimentos con diferentes velocidades de cuadro encontró que el impacto emocional alcanzó un máximo de 72 fps para los espectadores.

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120p | 120 fps | 120 fps Video

120fps es un formato progresivo y es estandarizado para la norma de video BT.2020, (en lugar de utilizar 100 Hz para los países basados en PAL y 119.88 Hz para los países basados  en NTSC).

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300fps

Formato entrelazado junto a otras altas velocidades de cuadro probados por la BBC para su uso en transmisiones deportivas. 300fps se pueden convertir a 50 fps y 60fps sin problemas importantes.

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Fotogramas por Segundo en Videojuegos

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Las tasas de fotogramas en videojuegos hacen referencia a la velocidad a la que se actualiza la imagen (normalmente en fotogramas por segundo o fps).

Los fps afectan a la experiencia de juego, fps bajos no da la ilusión de movimiento eficaz y afecta a la capacidad del usuario para interactuar con el juego. Mientras los fotogramas por segundo varían sustancialmente de un momento a otro dependiendo de la carga computacional producen un movimiento o animación desigual. Muchos juegos pueden bloquear su velocidad de fotogramas en los niveles más bajos, pero son más sostenibles para dar movimientos sin tirones.

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Primer Videojeugo en 3D

El primer juego 3D en primera persona de un ordenador personal fue 3D Monster Maze, tenía una velocidad de aproximadamente 6fps y fue un éxito.

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Velocidad de Imagen en Videojuegos | fps in Game

En los videojuegos orientados a la acción donde los jugadores deben realizar un seguimiento visual de objetos animados y reaccionar rápidamente, las velocidades de fotogramas de entre 30fps y 60fps se consideran aceptables por la mayoría, aunque esto puede variar mucho de un juego a otro.

La velocidad de fotogramas en videojuegos varía considerablemente dependiendo de lo que está sucediendo en un momento determinado o con la configuración de hardware (especialmente los juegos de PC). Cuando el cálculo de un cuadro consume más tiempo del que se permite entre fotogramas, la velocidad de fotogramas disminuye.

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60 fps Games

Los videojuegos a velocidades de 60 fotogramas por segundo son un estándar en consolas de nueva generación: Xbox One, PlayStation 4 y Nintendo Switch ademas de los videojuegos en PC.

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Competencias de Altas Velocidades de Imagen

Una cultura de competencia ha surgido entre los entusiastas de videojuegos en cuanto a velocidades de imagen mucho más altas para demostrar el poder y la eficiencia de un sistema. Software como 3DMark desarrollados por los departamentos de marketing de los fabricantes de hardware se centran en la medición de fps, más allá de la medición y la jactancia, estos ejercicios tienen efectos práctico en algunos casos.

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Latencia en la Imagen

Aparte de la velocidad de fotogramas, un factor separado pero relacionado para aplicaciones interactivas como los videojuegos es la latencia. El preprocesamiento excesivo puede resultar en un retraso notable entre los comandos de jugador y retroalimentación por ordenador, aunque se mantiene una frecuencia de imagen máxima, a menudo referido como retraso de entrada.

Sin desenfoque de movimiento realista, los videojuegos y animaciones por ordenador no se ven tan fluidos como el cine, incluso con una mayor velocidad de cuadro. Cuando un objeto en movimiento rápido está presente en dos tramas consecutivas una brecha entre las imágenes de los dos marcos contribuye a una separación notable del objeto, el desenfoque de movimiento mitiga este efecto. El desenfoque de movimiento hace el movimiento más fluido para algunas personas. El desenfoque de movimiento también puede inducir dolores de cabeza cuando las personas juegan un juego que requiere mucha concentración.

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Información Sobre el Artículo
Fotogramas por segundo | fps Video | Frame Rate
Nombre del Artículo
Fotogramas por segundo | fps Video | Frame Rate
Descripción
Explicación sobre los Fotogramas por segundo (Frame rate). fps video, cine y videojuegos | Explicación sobre los cuadros por Segundo en velocidades de 23.976fps, 24fps, 25fps, 30 fps, 50 fps, 60fps, 120 fps | Velocidad Progresiva: 24p, 25p, 30p | Sistema entrelazado: 50i y 60i
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Calibración HD S.A.S. DE C.V.
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