Código de tiempo SMPTE

SMPTE timecode on a clapperboard

Código de tiempo SMPTE (o) es un conjunto de estándares cooperativos para etiquetar fotogramas individuales de video o película con un código de tiempo. El sistema está definido por la Society of Motion Picture and Television Engineers en la especificación SMPTE 12M. SMPTE revisó el estándar en 2008, convirtiéndolo en un documento de dos partes: SMPTE 12M-1 y SMPTE 12M-2, que incluye nuevas explicaciones y aclaraciones.

Los códigos de tiempo se agregan a películas, videos o material de audio, y también se han adaptado para sincronizar música y producción teatral. Proporcionan una referencia de tiempo para la edición, sincronización e identificación. El código de tiempo es una forma de metadatos multimedia. La invención del código de tiempo hizo posible la edición moderna de cintas de video y eventualmente condujo a la creación de sistemas de edición no lineal.

Conceptos básicos

SMPTE timecode signal (A 1 se expresa por una transición en el punto medio de un período. Un 0 se expresa por la ausencia de tal transición.) en comparación con el código exterior de Manchester (A 0 se expresa por una transición alta a baja, una transición de 1 a baja altura en el punto medio de un período).

El código de tiempo SMPTE se presenta en formato hora:minuto:segundo:fotograma y, por lo general, se representa en 32 bits usando un decimal codificado en binario. También hay banderas de drop-frame y color framing y tres bandera de grupo binario adicionales que se usan para definir el uso de los bits de usuario. Los formatos de otras variedades de código de tiempo SMPTE se derivan del código de tiempo lineal. Los códigos de tiempo más complejos, como el código de tiempo de intervalo vertical, también pueden incluir información adicional en una variedad de codificaciones.

Los valores de tiempo de código de tiempo de subsegundos se expresan en términos de fotogramas. Las velocidades de fotogramas comunes admitidas incluyen:

• 24 frame/sec. (film, ATSC, 2K, 4K, 6K)
• 25 frame/sec. (PAL (Europa, Uruguay, Argentina, Australia), SECAM, DVB, ATSC)
• 29.97 (30 ÷ 1.001) frame/sec. (NTSC American System (U.S., Canada, Mexico, Colombia, et al.), ATSC, PAL-M (Brasil)))
• 30 frame/sec. (ATSC)

En general, la información de velocidad de fotogramas del código de tiempo SMPTE es implícita, conocida por la velocidad de llegada del código de tiempo desde el medio. También puede especificarse en otros metadatos codificados en el medio. La interpretación de varios bits, incluidos los bits color framing y drop frame, depende de la velocidad de datos subyacente. En particular, el bit de caída de fotogramas solo es válido para 29,97 y 30 fotogramas por segundo.

Código de tiempo discontinuo y procesamiento de volante

Los códigos de tiempo se generan como un flujo continuo de valores de datos secuenciales. En algunas aplicaciones se utiliza la hora del reloj de pared, en otras la hora codificada es una hora nocional con una referencia más arbitraria. Después de realizar una serie de grabaciones, o después de una edición básica, los códigos de tiempo grabados pueden consistir en segmentos discontinuos.

En general, no es posible conocer el código de tiempo lineal (LTC) del cuadro actual hasta que el cuadro ya ha pasado, momento en el que es demasiado tarde para realizar una edición. Los sistemas prácticos observan la secuencia ascendente del código de tiempo e infieren el tiempo del cuadro actual a partir de eso.

Como los códigos de tiempo en los sistemas analógicos son propensos a errores de bits y pérdidas, la mayoría de los dispositivos de procesamiento de códigos de tiempo comprueban la coherencia interna en la secuencia de valores de código de tiempo y utilizan esquemas de corrección de errores simples para corregir ráfagas de errores breves. Por lo tanto, un límite entre rangos de códigos de tiempo discontinuos no se puede determinar exactamente hasta que hayan pasado varios fotogramas posteriores.

Código de tiempo de eliminación de fotogramas

El código de tiempo de eliminación de cuadros se origina a partir de un compromiso introducido cuando se inventó el video NTSC en color. Los diseñadores de NTSC querían mantener la compatibilidad con los televisores monocromáticos existentes. Para minimizar la visibilidad de la subportadora en un receptor monocromático, era necesario hacer que la subportadora de color fuera un múltiplo impar de la mitad de la frecuencia de exploración de línea; el múltiplo elegido originalmente fue 495. Con una velocidad de cuadro de 30 Hz, la frecuencia de exploración de línea es (30 × 525) = 15750 Hz. Entonces, la frecuencia de la subportadora habría sido 495/2 × 15750 = 3,898125 MHz. Esta fue la frecuencia de la subportadora elegida originalmente, pero las pruebas mostraron que en algunos receptores monocromáticos se podía ver un patrón de interferencia causado por el pulso entre la subportadora de color y la interportadora de sonido de 4,5 MHz. La visibilidad de este patrón podría reducirse en gran medida al reducir el múltiplo de frecuencia de la subportadora a 455 (aumentando así la frecuencia de pulsación de aproximadamente 600 kHz a aproximadamente 920 kHz) y al hacer que la frecuencia de pulsación también sea igual a un múltiplo impar de la mitad de la frecuencia de exploración de línea. Este último cambio podría haberse logrado elevando la interportadora de sonido en un 0,1 % a 4,5045 MHz, pero los diseñadores, preocupados de que esto pudiera causar problemas con algunos receptores existentes, decidieron reducir la frecuencia de la subportadora de color y, por lo tanto, la frecuencia de exploración de línea y la velocidad de fotogramas, en un 0,1% en su lugar. Por lo tanto, la subportadora de color NTSC terminó en 3,57954 MHz (315/88 MHz), la frecuencia de exploración de línea es 15.734265 kHz (9/572 MHz) y la velocidad de fotogramas 29.970029 Hz (30/1,001 Hz).

La velocidad de fotogramas alterada significaba que una "hora de código de tiempo" a una velocidad de fotogramas nominal de 29,97 fotogramas/s era más larga que una hora de tiempo de reloj de pared en 3,6 segundos (para 29,97, el código de tiempo sin eliminación de 01:00:00:00, el código de tiempo de eliminación de fotogramas es 01:00:03;18 y para non-drop 00:59:56:12 drop-frame es 01:00:00;00), lo que lleva a un error de casi un minuto y medio durante un día.

Para corregir esto, se inventó el código de tiempo SMPTE drop-frame. A pesar de lo que implica el nombre, ningún cuadro de video se elimina o se salta cuando se utiliza el código de tiempo de eliminación de fotogramas. Más bien, algunos de los códigos de tiempo se eliminan. Para hacer que una hora de código de tiempo coincida con una hora en el reloj, el código de tiempo de eliminación de fotogramas omite los números de fotograma 0 y 1 del primer segundo de cada minuto, excepto cuando el número de minutos es divisible por diez. Esto hace que el código de tiempo salte 18 fotogramas cada diez minutos (18 000 fotogramas a 30 fotogramas/s) y compensa casi a la perfección la diferencia de velocidad (pero aún acumula 1 fotograma cada 9 horas y 15 minutos).

Por ejemplo, la secuencia cuando se eliminan los recuentos de fotogramas:

01:08:59:28

01:08:59:29

01:09:00:02

01:09:00:03

Por cada décimo minuto

01:09:59:28

01:09:59:29

01:10:00

01:10:00:01

Mientras que el código de tiempo no descartado se muestra con dos puntos separando los pares de dígitos ("HH:MM:SS:FF"), el fotograma descartado generalmente se representa con un punto y coma () o un punto (.) como el divisor entre todos los pares de dígitos: "HH;MM;SS;FF", "HH.MM.SS.FF"—o solo entre los segundos y los fotogramas: "HH:MM:SS;FF" o "HH:MM:SS.FF". El código de tiempo drop-frame se suele abreviar como DF y non-drop como NDF.

Encuadre de color y código de tiempo

A menudo se usa un bit de encuadre de color para indicar el campo 1 del cuadro de color para que el equipo de edición pueda asegurarse de editar solo en los límites de secuencia de cuadro de color adecuados para evitar la corrupción de la imagen.

Operaciones de estudio y relojes maestros

En las operaciones de los estudios de televisión, el código de tiempo longitudinal lo genera el generador de sincronización principal del estudio y se distribuye desde un punto central. Los generadores de sincronización central generalmente derivan su tiempo de un reloj atómico, utilizando el tiempo de la red o el GPS. Los estudios generalmente operan múltiples relojes y cambian automáticamente si uno falla.

Producción musical

El código de tiempo SMPTE longitudinal se usa ampliamente para sincronizar música. Una velocidad de fotogramas de 30 fotogramas/s se usa a menudo para audio en Estados Unidos, Japón y otros países que dependen de una frecuencia de red de 60 Hz y usan el estándar de televisión NTSC. La velocidad de fotogramas estándar de la Unión Europea de Radiodifusión de 25 fotogramas/s se utiliza en toda Europa, Australia y en cualquier lugar donde la frecuencia principal sea de 50 Hz y se utilicen los estándares de televisión PAL o SECAM.

Variantes

El código de tiempo se puede adjuntar a un medio de grabación de varias maneras diferentes.

1. Código de tiempo lineal, a.k.a. "código de tiempo longitudinal" y "LTC": adecuado para ser grabado en un canal de audio, o llevado por alambres de audio para su distribución dentro de un estudio para sincronizar grabadores y cámaras. Para leer LTC, la grabación debe estar en movimiento, lo que significa que LTC es inútil cuando la grabación es estacionaria o casi estacionaria. This shortcoming led to the development of VITC.
2. Tiempo de intervalo vertical (VITC, pronunciado "vit-see"): grabado en el intervalo de en blanco vertical de la señal de vídeo en cada marco de vídeo. La ventaja de VITC es que, ya que es parte del vídeo de reproducción, se puede leer cuando la cinta es estacionaria.
3. Código de tiempo integrado AES-EBU, código de tiempo SMPTE incrustado en una conexión de audio digital AES3.
4. control longitudinal timecode (código de tiempo CTL): SMPTE código de tiempo incrustado en la pista de control de una cinta de vídeo.
5. Código de tiempo visible, a.k.a. BITC (pronunciado "ver bit") - los números se queman en la imagen de vídeo para que los humanos puedan leer fácilmente el código de tiempo. Los vídeos que se duplican con estos números de código de tiempo "burnt-in" al vídeo se conocen como ventana dubs.
6. Etiquetas de cine, como Keykode.

Historia

El código de tiempo fue desarrollado en 1967 por EECO, una empresa de electrónica que desarrolló grabadoras de video y, posteriormente, sistemas de producción de video. EECO asignó su propiedad intelectual para permitir el uso público.