Aunque el vídeo entrelazado es algo del pasado y, por tanto, relacionado a día de hoy con el llamado mundo de la informática retro, se trata de un concepto importante para entender la evolución de los gráficos por ordenador. No solo en la evolución del hardware gráfico, sino también de las pantallas utilizadas en nuestros PC en el día a día.
El concepto de vídeo entrelazado está estrechamente relacionado con los pantallas de tubo de rayos catódicos, es por ello que es un tema que no aparece cuando hablamos de hardware contemporáneo, ya que pese a que las primeras pantallas LCD soportaban resoluciones en modo entrelazado, no se tardó mucho en descartarlas debido a que existía el suficiente ancho de banda en las señales de vídeo digitales como para no tener que emplear este modo de vídeo.
¿Qué es el vídeo entrelazado?
Durante mucho tiempo los estándares de vídeo por antonomasia fueron NTSC y PAL, pero a este último lo obviaremos por el hecho que los avances que permitieron la informática doméstica, aunque nos duela, no se dieron en el continente europeo. Así pues con tal de aprovechar la capacidad de los televisores para crear una terminal de información a tiempo real se empezaron a crear las primeras terminales para los miniordenadores de la época, consistentes en un televisor modificado sin receptor de radiofrecuencia.
Por lo que a finales de los 60 y principios de los 70 empezaron a nacer las primeras pantallas para PC. No obstante pronto se vio que había un cuello de botella y es que la señal de vídeo que se podía enviar era limitada con tal de conseguir una acceder a tasas de refresco altas. La respuesta a ello fue el vídeo entrelazado, consistente en hacer que el sistema de vídeo dibujará las líneas pares y las impares en fotogramas separados. De esta manera pese a que se reduce la resolución vertical en cada frame se duplica la cantidad de cuadros por segundo y todo ello sin aumentar el ancho de banda de la señal de vídeo.
El funcionamiento de una pantalla CRT
Pensad en un monitor CRT como una especie de impresora, cuando se imprime una hoja podemos ver como el cabezal se desplaza de izquierda a derecha para imprimir una línea, cuando termina de esta, el papel sube y el cabezal vuelve a la izquierda. En una pantalla CRT es similar, el haz de electrones recorre la pantalla de izquierda a derecha y de arriba a abajo. Cuando se termina de dibujar el fotograma este vuelve a la posición inicial para generar el siguiente.
Esto lo hace tan deprisa que nuestra vista percibe todas esas líneas en pantalla como una sola, pero si pudiéramos observar nuestro entorno a una alta frecuencia no veríamos una imagen, sino solamente la línea de escaneo por la que acaba de pasar el haz de electrones en cada momento. Por lo que se aprovecha de una limitación de nuestro sistema visual y de nuestro cerebro para crear la ilusión de generar imágenes de manera muy rápida.
Los estándares NTSC y PAL
Un estándar lo que marca es una serie de parámetros y especificaciones que todos los fabricantes que se adhieran a él han de cumplir y en el caso de NTSC y PAL los fabricantes tenían que adaptar sus pantalla a una serie de tiempos que eran los siguientes:
- La tasa de refresco, 60 Hz para NTSC en modo entrelazado y 30 Hz en modo progresivo. En PAL 50 y 25 Hz respectivamente.
- La cantidad de líneas de escaneo, 525 en modo progresivo y 262,5 en modo entrelazado para NTSC. En PAL eran 625 y 312,5. En el modo entrelazado no se mostraba la última media línea.
- El tiempo en que tardaba el haz de electrones en atravesar una línea era el mismo en ambos modos, sin embargo, los tiempos son diferentes para cada uno de los dos estándares. En el estándar NTSC una línea en total dura 63.3 microsegundos, sin embargo, los primeros 10.9 microsegundos de estos son para el reposicionamiento. En el caso del estándar europeo los tiempos son de 64 microsegundos y 12 microsegundos respectivamente.
El hardware gráfico que tiene que lidiar con las pantallas CRT tiene que tener en cuenta esos tiempo y suele llevar integrados una serie de contadores binarios encargados de ir contando los tiempos para saber cuándo ha de enviar y cuando no la señal de vídeo. Este es un funcionamiento completamente distinto al de las pantallas LCD.
Video entrelazado en las pantallas LCD y OLED
Hemos de partir de un punto importante, en una pantalla LCD no existe un haz de electrones que genere la imagen, sino que esta se crea iluminando los cientos de miles y en la actualidad decenas de millones de puntos que componen la pantalla. Por lo que los periodos en los que el haz de electrones se recoloca para dibujar la siguiente línea de escaneo o para el siguiente fotograma en apariencia no existen.
No obstante, debido a la forma en la que se transmitía la señal televisiva, y dado que tenía que existir un periodo de transición de un tipo de televisor a otro se diseñaron los controladores LCD para mostrar una por una las líneas de escaneo como ocurría en los CRT. Para ello se añade el tiempo de retraso correspondientes a los intervalos de reposicionamiento del haz de electrones.
En todo caso, las señales de vídeo actuales son las suficientemente rápidas como para no tener que depender de trucos como el entrelazado de vídeo. Por lo que permiten mostrar imágenes a una alta frecuencia sin sacrificar resolución horizontal.
El problema del desentrelazado
Si conectáis una consola antigua o un reproductor VHS o DVD con una señal de video analógica emitiéndose en modo entrelazado a una pantalla LCD u OLED podréis ver una enorme bajada en la calidad de imagen en comparación a como se veía en un CRT. Y no, nos referimos solamente a la representación del color y el nivel de contraste, sino a un problema llamado desentrelazado.
No se trata de un proceso estándar, sino de una serie de algoritmos basados en reconstruir la imagen de entrelazado a progresivo, los cuales muchas veces acaban generando señales de vídeo con un enorme parpadeo, por no decir que con una calidad de imagen mucho menor, así como una serie de artefactos que empañan la experiencia global.
A día de hoy existen dispositivos intermedios pensados para resolver este problema, así como la creación de algoritmos vía aprendizaje profundo que permiten reconstruir la vieja señal de vídeo entrelazada de manera correcta en una pantalla LCD. En cuanto al PC, el modo entrelazado desapareció junto al descarte del VGA y el DVI en las tarjetas gráficas, lo cual es normal, ya que a día de hoy ya no se venden monitores CRT y no tenemos las señales de vídeo limitadas por ancho de banda.
