sábado, 7 de junio de 2014

50hz vs 60hz


POR: METALMAN

Los jugadores europeos fuimos inconscientes durante mucho tiempo de una pequeña tara: nuestros juegos funcionaban a una velocidad menor que los estadounidenses o asiáticos, y esto no solo se traducía en una menor fluidez...

Vaya por delante, y es algo que la gente suele olvidar, que el sistema PAL es muy superior al NTSC (en realidad, es una mejora a partir de este), principalmente en temas de calidad de visionado.

Nuestro estándar se mostraba a más líneas (720 x 576 vs 720 x 480 [este número de líneas es el visible en pantalla, en realidad son más para ambos sistemas]), aunque a menor frecuencia de refresco (50hz vs 60hz) (más nítido con imágenes estáticas, más borroso con movimientos bruscos o rápidos), y contaba con una corrección de color que el NTSC no albergaba (las imágenes NTSC están sobre-saturadas en comparación).

Se podría decir, poniendo como ejemplo a las películas, que en nuestra tierra disfrutábamos de una calidad infinitamente superior. Incluso, como curiosidad, nuestras grabaciones caseras eran mejores (es algo complejo de explicar, pero es así al 100%).

- He marcado en blanco los espacios vacíos del sistema a 50hz, aunque originalmente se mostrarían en negro -
Con los videojuegos, sin embargo, la cosa era diferente: Al adaptar la resolución NTSC a PAL, se mostraban más achatados (aunque os parezca extraño, una mayor resolución se traducía en un campo de visionado menor...¿por qué? pues porque estábamos viendo una imagen creada en 720 x 480 en una pantalla de 720 x 576, y las líneas extra no mostraban nada), lo que producía un defecto de vacío en las zonas superiores e inferiores de la pantalla (unas bandas negras).

Por si con esto no bastase, nuestros juegos eran más lentos. Esto se convertía en músicas más plomizas y en una jugabilidad ralentizada...nosotros jugábamos, aproximadamente, a un 16% menos de velocidad, y aunque os parezca muy poco, os aseguro que la diferencia es tremenda, en la gran mayoría de los casos.

Este último dato era consecuencia de dos factores muy importantes: NTSC funcionaba a 60hz y 30 imágenes por segundo, y el PAL a 50hz y 25 imágenes por segundo. Para que entendáis estas cifras, os diré que los hz han de ser múltiplos de las imágenes por segundo, y que en estos casos son el doble por un sencillo motivo: Las teles de tubo contaban con dos campos de imagen, las líneas pares y las líneas impares. (Hz= veces que parpadea el monitor - imágenes por segundo= el número de imágenes que envía la consola al monitor).

Aunque vosotros presenciarais una imagen completa, no era más que un truco, ya que primero aparecían las zonas pares y luego las impares...al parpadear a cierta velocidad (45hz como mínimo) el ojo es incapaz de percibir su ausencia, y cree que ambas partes están constantemente en pantalla.


A cada segundo (en PAL, por ejemplo) parpadea un campo a 25hz y 25 imágenes por segundo. Como son dos campos que se entrelazan, durante un mismo segundo, el resultado son 50hz y 25/50 imágenes por segundo. (50 parpadeos, 25/50 imágenes, dos campos alternándose y 1 segundo de duración).

A efectos técnicos, y de rendimiento, esto implica que una videoconsola (antigua) solo tiene que dibujar la mitad de una escena en cada ciclo de proceso (por eso las consolas, aun siendo menos potentes, parecían, en muchas ocasiones, ser tan capaces como los ordenadores. Estos necesitaban ser el doble de potentes [o contar con el doble de ancho de banda], pues mostraban imágenes en progresivo [todas las líneas a la vez). (Tened en cuenta que hablo de formatos de vídeo, no de consolas concretas. Porque muchas de ellas se mostraban en progresivo...tranquilos que para eso tengo otro artículo aquí).

Entendido ya esto, y volviendo al NTSC, podemos entender que en este sistema se muestran 10 parpadeos y 5/10 imágenes extra por segundo (misma duración en escala de tiempo, y más imágenes, resulta en una sensación de movimiento mucho más fluido).  El ojo percibe mucha más suavidad con cualquier escena en movimiento. (Para dejar claro el por qué pongo 25/50 o 30/60 = las pantallas tardan en actualizar las imágenes, y aunque se muestren 30 o 25, durante un tiempo mínimo, y mientras aparece la siguiente, se sigue mostrando en pantalla la que acaba de quitarse...esto produce 30 imágenes diferentes, pero simula el mismo efecto que mostrar cada una por el doble de tiempo...es decir: aparentan ser 60 y nosotros lo percibimos de esta forma [una misma imagen ocupa 2 parpadeos, y para el espectador cada parpadeo es una imagen [no es así de forma técnica, pero supongo que es la mejor forma de entender su efecto]). 

Hay que tener en cuenta otros datos importantes: si un programador creaba una animación de 30 imágenes por segundo y alguien la convertía a PAL, desaparecían 5 cuadros de animación, ya que en este formato solo se procesan 25 imágenes....


Nunca mezcléis el cine (24 imágenes por segundo) con los videojuegos, ya que las películas las veíamos a la misma velocidad que en NTSC (las véiamos mucho mejor, ya que nuestra sincronía entre 24 imágenes y 50hz producía mejor efecto de suavidad) . En realidad, el cine se graba a 24, pero se muestra en 48...cada fotograma es duplicado, y ojo, que son 24 fotogramas originales, pero 48 por segundo, no confundir con las grabaciones modernas digitales que muestran hasta 45 fotogramas "diferentes" por segundo (como El Hobbit). (En muchos sitios leeréis que el mínimo para engañar al ojo son 24 cuadros por segundo...error: son entre 40 y 45 [y depende del ángulo de visión]) (Tened en cuenta, y vale también para los videojuegos, que al crear dos campos diferentes de líneas, con tan solo 30 imágenes, estamos viendo un parpadeo de 60 [son dos campos parpadeando], es por eso que estos valores no contradicen la "Ley de la persistencia de la visión", que es la que nos indica que 40 es el margen mínimo para no notar el espacio entre dos fotogramas).

Volviendo a lo que nos toca, en ciertas ocasiones, las compañías desarrolladoras, adaptaban el producto NTSC para que no perdiera velocidad o tamaño de pantalla al mostrarse en PAL...pero eran casos muy aislados, hasta inclusive las 128bits...

También existen casos opuestos (aunque se dan más en ordenadores que en videoconsolas), y uno de los más conocidos se da en torno a los programas del AMIGA de Commodore. La mayoría del software creado para esta plataforma se desarrolló en UK (valga como ejemplo Psygnosis) y la velocidad de juego era programada en 50hz y a 50 imágenes por segundo, que al adaptarse directamente (sin tratamiento de por medio) en sistemas NTSC, se volvía injugable, ya que aceleraba algo que bien podía ser bastante rápido en PAL. Shadow of the Beast, en Megadrive, sería un gran ejemplo para las consolas: es casi injugable en su versión americana, ya que fue programado a menor velocidad. 

Otro de los puntos determinantes de distinción, y ya lo he nombrado de refilón, era el sonido. Nosotros nunca hemos sido demasiado conscientes de este hecho, pero casi nunca hemos escuchado las melodías de los juegos a su ritmo original. En temas muy rápidos la diferencia es mínima, pero en el caso de los lentos la cosa cambiaba bastante. Basta con escuchar, por ejemplo, un Golden Axe de Megadrive a 50 y a 60hz...os aseguro que en el momento que lo juguéis a 60 ya no podréis volver a los 50, ya que son mucho más aburridos, y sobre todo en el aspecto sonoro.


En muchos casos, también cabe mencionarlo, los procesadores de sonido operaban al margen de los de vídeo, y puede darse el caso de que al pasar un juego a 60hz varíe la imagen, y se mantenga el sonido al mismo ritmo (es decir, al original).

Es por estas cosas que la red alberga, cada vez en mayor número, tutoriales para convertir nuestras viejas consolas PAL 50 en NTSC 60...en realidad no es lo mismo, ya que los procesadores NTSC cuentan con mayores velocidades de fábrica que los PAL (en la mayoría de los casos), y lo que se hace es forzar a 60 un procesador que está preparado para dar 50: pueden producirse más ralentizaciones que en un NTSC original, pero solo si la máquina va muy forzada (con juegos muy potentes), y en cualquier caso la ganancia es extraordinariamente similar...aunque con las ventajas de calidad de imagen de nuestro sistema.

En la próxima entrega os mostraré como se altera este proceso, para que lo entendáis en detalle y podáis disfrutar de un buen ejemplo. 

13 comentarios:

  1. Buen artículo. Si me permites matizar un par de cosas, el NTSC son 525 líneas a 29.97 frames por segundo (si, son así de punteros, jejeje) a 60 hz. El PAL (y el Secam) eran 625 líneas a 25 frames por segundo, ambos sistemas con la señal entrelazada (tu lo has explicado estupendamente).

    Hoy en día con el video digital tanto el frame rate como la definición dan un poco igual, aunque se mantienen ciertos estándares, claro.

    En realidad con las video consolas antiguas no había mucho que hacer en las conversiones a PAL, y nos tuvimos que aguantar.

    Un abrazo, tío majo!!!

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    1. Tiene usted razón (no se me ocurre nadie mejor para matizar), en el caso de los 29,97...pues eso, solo quiero que se entienda, y he puesto 30.

      En el caso de las 525 líneas, también es cierto, pero solo son visibles hasta la 480 (lo he resumido poniendo que ambos sistemas contienen más líneas de las que se suele poner [480/576], pero insisto, tienes razón: al menos en videojuegos 480 es la norma, y si no estoy mal informado (aquí me puedes corregir también), el resto de líneas sirven para cuadrar diferentes aspectos de la imagen.

      Esto es lo que me gusta! gente que comenta, que aporta o que mejora lo que escribo! No quiero más trolls!!!!!!

      PARA EL NO LO SEPA: RAÚL ES UNA AUTORIDAD EN TEMAS DE IMAGEN, Y SOBRE TODO EN LO QUE RESPECTA AL CINE.

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    2. Por cierto, donde pone "punteros" quise escribir "puñeteros" pero el corrector me la jugó. "Punteros" no tiene mucho sentido en la frase, mientras que "puñeteros" si, jajaja! Y por cierto, lo de las bandas negras que te comentan por ahí yo tampoco lo sabía y también he de decir que es un dato bastante interesante.

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    3. Que "punteros" son los correctores!! (En realidad, lo de las franjas es algo más complicado, y también intervienen los hz en ese efecto, pero a efectos prácticos se puede decir que es una imagen más pequeña que el marco donde se exhibe...piensa que estás mostrando 480 líneas en una tele de 576).

      "Punteros" sistemas NTSC! jaja!

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  2. Por fin! alguien que explica coherentemente por que se veían las malditas franjas negras!! Gracias macho, te juro que era algo que no entendía, por que en todos los sitios ponía que nosotros lo veíamos a más resolución, pero no me cuadraba que siendo así la imagen fuera más pequeña. Te parecerá una gilipollez, pero te prometo que me has quitado un peso de encima!! animo chaval, que es mejor explicarlo para todo el mundo que dar 1000 datos técnicos que nadie entiende!!!

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    1. Gracias por lo que me toca. Supongo que lo suyo es no olvidarse nunca de los datos técnicos, pero intentar explicarlo para todos los mortales.

      En fin, me alegro por haber despejado tu duda, no dudes en preguntar para cualquier otra.

      Saludos!!

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    2. Te tomo la palabra: ¿como puede ser que siendo más lentos los procesadores de nuestras consolas, puedan trabajar igual que los de ntsc, si hasta tu mismo has mencionado que son más lentos? Es algo que tampoco entiendo muy bién.

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    3. Ufff...es complicado de responder con un solo ejemplo (necesitaría un artículo entero para explicarlo en detalle), pero básicamente se trata de que el hardware es el mismo (en casi todas las consolas), tanto si funciona en USA como si funciona en España...la diferencia (insisto, no siempre es aplicable esto que te voy a decir) es que las placas madre llevan unos jumpers (puentes) que en unos territorios marcan unos voltajes o unas determinadas opciones de salida de vídeo, y en otros territorios otra...

      En ciertos casos no es así, y algunos componentes determinan el trabajo en una frecuencia u otra (50hz o 60hz) mediante un componente muy pasado por alto: un cristal de cuarzo. Este elemento se integra en diferentes "frecuencias" y también ayuda a variar la señal...

      En cualquier caso, un procesador puede aumentar su frecuencia si sabes cómo aplicarle el voltaje justo para que aumente a la velocidad deseada, o puedes alterar los jumpers que antes te mencionaba para adaptar la velocidad...o cambiar el cuarzo en determinadas máquinas...hay muchas opciones (tantas como placas), pero casi siempre pasa por el tema de los jumpers.

      Como curiosidad, suele ser más sencillo adaptar 50hz a 60 que al revés. (Aquí hemos tenido suerte).

      Lo siento si esto no despeja del todo tu duda, pero ten en cuenta que cada máquina tiene su forma de adaptarse a 60hz, y no sirve la misma explicación o truco para todas.

      En cualquier caso, imagina que una consola lleva en su placa dos circuitos: uno marca NTSC y otro PAL (esto sucede, por ejemplo, en las Master System 1). En EEUU, la máquina tiene un circuito eléctrico que pasa por el que pone NTSC, y en España, por el que pone PAL...si quieres cambiarla a 60hz, tendrás que activar el circuito de EEUU y cortar el de PAL...Insisto, es algo complicado, y más aun si no tienes conocimientos eléctricos. Pero creo que con esto último puedes hacerte a la idea.

      Gracias amigo, no estoy acostumbrado a que me pregunten, pero te aseguro que me encanta!

      Saludos!!

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  3. Hola

    Las consolas son 240p, no 480i


    NTSC es 240p y PAL es 288p progresivos a 60fps/50fps


    Te has confundido

    theelf

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    1. Por cierto: si eres Baldini (TheElf), que sepas que tu web me parece maravillosa. Un saludo!

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    2. Bueno, tienes razón amigo, aunque también van a 576, a 480p , 480i y a otros tamaños (dependerá del sistema y del juego en cuestión): Pero es cierto. En ningún momento me refiero a que se vean en 480i ,y utilizo el estándar de las dos resoluciones refiriéndome al formato PAL y al NTSC. En ningún momento digo que las consolas no funcionen a esas resoluciones. NTSC y PAL no siempre son 240p, ni 288p, y te pongo como ejemplo a juegos del estilo DOA o Bloody Roar (entre mil), o consolas como Cube o PS2 por ejemplo. Pero no hablo del estándar de ninguna consola en concreto, sino del formato de las televisiones según la región. Gracias por comentar! Saludos!!

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    3. Gracias! si el mismo, cai aqui de casualidad, buscando un ejemplo de 240p para no tener que capturar yo uno mismo... :) jaja saludos

      Ten en cuenta, que muestras un sonic, y hablas de retro, asi que me remonto a todo hasta la era de las 32bits PS1, N64, Saturn

      En ese caso, exepto casos extremadamente concretos, todo es 240p


      Incluso juegos de alta definicion, suelen ser 240p, pero doublestrike, como el Soul Edge de PS1, que funciona a 640x240


      Un caso de 480i en consolas retro, justamente,es el segundo juego del que muestras en las capturas, el sonic 2, en el modo VS, que usa el modo entrelazado 320x480

      Pero eso es algo concreto, y puntual


      Es una diferencia enorme, no solo 480i es entrelazado, y 240p es progresivo, si no al poder tener 60fps/50 en estos modos, 480i es 60 campos por segundo, pero 30fps, 240p es 60 campos por segundo, y 60fps


      Por eso te comento, ya que no hay forma posible, de comparar 480i con 240p, ni juntarlos, son dos temas diferentes


      Saludos

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    4. Sin duda alguna vuelves a tener razón, ya te digo que me refería a los estándares de los televisores, para no liar demasiado el asunto. Lo del Sonic 2 en VS no lo sabía, buen aporte.

      Me acabo de dar cuenta del motivo por el que lo decías: por las imágenes de los Sonic...En realidad estaba hablando de las resoluciones y de las franjas en los televisores, comparando los dos estándares, pero entre televisiones...quizá los ejemplos con esos juegos no estuvieron muy bien elegidos, pero piensa que esto va destinado a gente con no demasiados conocimientos, y lo que busco es dejar más claro el concepto y las diferencias que los términos técnicos concretos.

      En cualquier caso: Mil gracias por comentar!

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