Las Fuerzas detrás de las normas de la NTSC

Las Fuerzas detrás de la
Normas de la NTSC
Por DONALD G. FINK

Introducción:


El trabajo del primer NTSC (Comité Nacional del Sistema de Televisión) fue construido sobre la base de intentos anteriores de estandarización. El primer NTSC sentó las bases que hicieron de la televisión monocromática una realidad práctica en los Estados Unidos. Los estándares que aprobó en 1941 todavía están en uso hoy. En los albores de la televisión en color parecía al principio que no iba a ser compatible con la televisión monocromática y que necesitaría receptores especiales. Un tirón de la guerra de compatibles con los sistemas incompatibles de televisión en color se produjo. El sistema compatible ganó. El segundo NTSC estableció las normas compatibles que han sido adoptadas por los Estados Unidos y por el resto del mundo en muchos aspectos importantes.
Los observadores casuales del progreso técnico a menudo asumen que las fuerzas básicas en el trabajo son meramente las de la nueva ciencia y la tecnología mejorada. Pero veteranos experimentados de las guerras técnicas saben que muchas otras fuerzas también están en el trabajo. Entre ellos destacan el orgullo y el prejuicio de los líderes técnicos, industriales y políticos; La búsqueda del poder y el beneficio; La rivalidad por el dominio de patentes y mercados; Así como las fuerzas del gobierno: inercia, incomprensión y, ocasionalmente, previsión. El desarrollo de la televisión en los Estados Unidos es un excelente ejemplo de la interacción conflictiva de estas fuerzas y su resolución definitiva para el bien público. El cuerpo en el cual estas fuerzas fueron llevadas a cabo principalmente era el comité nacional del sistema de la televisión.
Sus iniciales “NTSC” son el sello distintivo de la práctica televisiva estadounidense y, de hecho, el sello distintivo de mucha práctica mundial.

Televisión Monocromática
La primera NTSC

Dos Comités Previos de la RMA

El primer NTSC revisó en 1940 y 1941 las artes existentes de la televisión y trajo adelante estándares que fueron rápidamente adoptados por la FCC (Comisión Federal de Comunicaciones) como la base del servicio en blanco y negro. La mayor parte de la nueva ciencia y tecnología involucrada había sido elaborada previamente por dos comités de la RMA (Radio Manufacturers Association – ahora la Electronics Industries Association). En 1935, RCA había demostrado un sistema de televisión totalmente electrónico de 343 líneas. Este acontecimiento levantó las ambiciones de muchos en la industria de la radio para abrir un nuevo mercado, y un concurso industrial enérgico fue ensamblado así.
La FCC presidió la arena y su entonces Ingeniero Jefe, Comandante T.A.M. Craven, estableció las reglas básicas: las asignaciones de frecuencia tenían que ser acordadas y normas escritas que asegurarían un servicio de alta calidad, permitiendo que cada receptor en manos del público derivara imágenes de cada transmisor con licencia de la Comisión. Entonces, en 1936, el Comité de Asignaciones de Televisión de RMA, uno de los dos grupos de RMA, hizo la propuesta más básica de todos ellos: que el canal debería tener 6 MHz de ancho. Este era un canal muy amplio para su tiempo, y fue elegido con el entendimiento explícito de que se usaría la modulación de amplitud de doble banda lateral para la transmisión de imágenes, permitiendo no más de 2,5 MHz de ancho de banda de vídeo.
El otro grupo, el Comité de Estándares de Televisión de RMA, también en 1936, propuso entonces estándares de sistema adecuados para el canal de 6 MHz. Se recomendaron 441 líneas de exploración, 30 cuadros por segundo entrelazados 2 a 1, doble banda lateral de modulación negativa de la señal de imagen, una relación de aspecto de 4 por 3, y la modulación de frecuencia para la señal de sonido. Todo esto ocurrió sólo 11 años después de la primera demostración de la demostración de la modulación de medios tonos en movimiento por Jenkins y por Baird, utilizando Nipkow disco de exploración mecánica. En 1938, el Comité de Estándares de Televisión de la RMA añadió propuestas para la transmisión de brillo, polarización horizontal, especificaciones detalladas de las señales de sincronización (incluyendo pulsos de igualación) y la transmisión de banda lateral vestigial más importante que aumentó el ancho de banda de video disponible de 2,5 a 4,2 MHz.
La gran mejora de la banda de vídeo, por supuesto, debió haber sido acompañada por un aumento adecuado en el número de líneas. Pero esto no se hizo. No puede haber sido un descuido. Lo más probable es que la imagen de 441 líneas permaneciera porque era un tablón en el carro en el que tantos gigantes industriales estaban a punto de subir. En cualquier caso, el error fue corregido por el NTSC en su última reunión, el 8 de marzo de 1941, cuando la cifra de 525 líneas fue adoptada, después de un largo debate entre los representantes de RCA, Philco y DuMont.

Aparece la Primera NTSC

Aparte de la importante corrección citada del trabajo anterior, el primer NTSC no hizo cambios significativos en las recomendaciones de los Comités de RMA, y pudo completar su trabajo en nueve meses. ¿Por qué entonces era necesario el NTSC? ¿Sirvió para un propósito? La segunda pregunta es fácilmente contestada.
La revisión del trabajo previo por el NTSC se llevó a cabo a fondo y en general, por ingenieros competentes y dedicados que tenían Opiniones en conflicto y posiciones de la empresa. Por lo tanto, cuando los estándares fueron aprobados por este grupo diverso, que estaban en terreno inmensurablemente más sólida que eran las normas RMA.

“Los observadores casuales del progreso técnico a menudo asumen que las fuerzas básicas en el trabajo son meramente las de la nueva ciencia y la tecnología mejorada, pero veteranos experimentados de las guerras técnicas saben que otras fuerzas están trabajando”.

La otra pregunta – ¿Por qué un NTSC? – requiere una respuesta más compleja, pero en gran medida no técnica. Lo que sucedió -como ha ocurrido con tanta frecuencia en la historia de la tecnología aplicada- fue un conflicto entre hombres poderosos dispuestos a capturar para sí y para sus compañías la mayor parte de una nueva y potencialmente masiva industria: la televisión y la fabricación de receptores.
La historia comienza con la FCC que, en diciembre de 1939, anunció su intención de autorizar la comercialización limitada de la televisión. Al mismo tiempo, observó que no se habían establecido normas y se había advertido contra cualquier intento de establecer normas arbitrariamente por las emisiones autorizadas. En abril de 1939, RCA había inaugurado el servicio para el público en Nueva York usando las normas RMA, y la RCA había iniciado la producción limitada de receptores en enero de ese año. A principios de 1940, RCA anunció planes para intensificar la producción de receptores, para bajar los precios, y para aumentar su programa de difusión.
Frente a esta evidencia de acción acelerada por su principal competidor, otros en la industria fueron a la FCC. En una audiencia celebrada en enero de 1940, se quejaron de que la actividad de RCA estaba de hecho “congelando” las normas sin acuerdo de la industria. También plantearon objeciones técnicas a algunas de las normas de RMA. La FCC estuvo de acuerdo con los objetores, y en marzo de 1940 anunció que se anulaba el permiso de difusión comercial, que las normas no se establecerían hasta que “la opinión de ingeniería de la industria esté preparada para aprobar cualquiera de los sistemas competidores de radiodifusión como el Sistema estándar “, y que no se autorizaría ninguna operación comercial hasta que se alcanzara dicho acuerdo. Este fue el llamado de clarín para la formación del primer NTSC. Hasta que este grupo pudiera resolver las diferencias y estar de acuerdo con la casi unanimidad en un conjunto de normas, la televisión comercial se detuvo en seco.
El impasse fue eliminado por el NTSC. Comenzó en una reunión entre el Dr. Walter R. G. Baker y James Lawrence Fly, Presidente de la FCC, en 1940. En esta reunión, a instancias del Presidente Fly, Baker acordó establecer el NTSC. Baker, un vicepresidente de General Electric que también era director de ingeniería de RMA, era muy consciente de la profundidad del conflicto de la industria que tenía que ser resuelto y se dedicó al trabajo de manera magistral. Todas las organizaciones, sean miembros de RMA o no, fueron invitadas a nombrar representantes al NTSC, el único requisito es la competencia técnica para tratar los asuntos involucrados. Los minutos completos registrarían las posiciones tomadas por todos los miembros del NTSC y sus paneles.
La industria respondió rápidamente y bien. De hecho, no tenía otra opción, si la industria de la televisión debía retomar su crecimiento. En total, el primer NTSC contaba con 168 miembros de comité y panel, dedicó 4.000 horas-hombre a las reuniones y dejó un récord de 60.000 palabras. Cuando terminó su trabajo, en marzo de 1941, había revisado y aprobado los estándares NTSC. Todavía están en uso en los Estados Unidos, Canadá, México, Japón y algunos otros diez países. El único cambio actual son sus tolerancias más estrechas en las velocidades de exploración para acomodar la televisión en color. El efecto neto en la industria fue, por supuesto, que el campo se abrió a todos los concurrentes sobre una base más imparcial. RCA continuó manteniendo su posición preeminente, pero no hay duda de que el mercado se extendió mucho por la presencia de muchos competidores poderosos.

La Guerra de la Televisión a Colores

Sistema Compatible  
Versus Incompatible

El primer NTSC explícitamente desautorizó la posibilidad de un color compatible (si de hecho se había imaginado que era posible la compatibilidad). Ante la insistencia de los representantes de la CBS, NTSC propuso a la FCC que se alentaran las pruebas de campo de los sistemas de color, utilizando los estándares monocromos NTSC en todos los aspectos excepto el número de líneas y las frecuencias de campo y trama. Esta fue la primera evidencia de la larga, dura y costosa batalla de la CBS, en última instancia fracasada, para poner a través de la adopción de su incompatible sistema secuencial de campo. De hecho, la llegada de la televisión en color estuvo marcada por una épica batalla entre dos personalidades fuertes: David Sarnoff, presidente de RCA-NBC, y William Paley, presidente de CBS. Durante las reuniones del primer NTSC en noviembre de 1940, Peter Goldmark de CBS le presentó una impresionante demostración de color secuencial, utilizando 343 líneas, 120 campos por segundo y un canal de video de 6 MHz. Las propuestas posteriores de usar dos o tres canales contiguos de 6 MHz para mayor definición y / o menor parpadeo se vieron frustradas por el hecho de que en 1948 la FCC, consternada por la escasez de canales para el floreciente servicio monocromo, había ordenado una congelación Sobre la concesión de licencias a otras estaciones que no terminaron hasta julio de 1952.
Esta interrupción del progreso de la industria tuvo un efecto inmediato y poderoso sobre Sarnoff y Paley. Sarnoff decidió entonces que un servicio de color de banda ancha nunca se autorizaría y que se tenía que inventar un sistema compatible, que preservaría el servicio en blanco y negro existente. Paley, por su parte, ordenó una prensa de todos los tribunales a favor del enfoque secuencial del CBS. Esto resultó, en 1949, en una petición de la CBS a la FCC para la autorización inmediata de un sistema de campo secuencial que emplea 405 líneas, 144 campos por segundo y un canal de 6 MHz. La FCC en julio había solicitado información sobre la viabilidad de todos los sistemas de color previstos para el canal de 6 MHz.
En septiembre de 1949, en una audiencia que duró muchos meses, la FCC recibió una respuesta a su investigación del JTAC (Joint Technical Advisory Committee), una creación conjunta del IRE (Instituto de Ingenieros de Radio) y RMA. La tabulación de la JTAC incluyó la propuesta secuencial de campo de la CBS, una propuesta line-sequence de CTI, y una propuesta de Philco. Todos en la industria sabían que RCA también estaba trabajando duro en un sistema secuencial y secuencial, pero (presumiblemente bajo la dirección de su Departamento de Patentes) RCA no había revelado su trabajo. Justo antes de que el JTAC hiciera su presentación, el 25 de agosto de 1949, RCA rompió su silencio y la mesa JTAC fue modificada en consecuencia. Posteriormente, los ingenieros de RCA tomaron la posición, informaron los detalles de su sistema y recomendaron una lista completa de estándares para implementar su sistema.
La FCC, en sus órdenes después de esa audiencia, completamente malinterpretar los presagios. Descalificó los sistemas secuenciales lineales y puntuales y determinó que el sistema secuencial de campo incompatible con la CBS podría proceder con emisiones comerciales. Después de que el pleito traído por RCA alcanzó la corte suprema, y ​​la posición de FCC fue sostenida, las transmisiones del color de CBS comenzaron el el 25 de junio de 1951. En la retrospectiva se puede entender fácilmente porqué la gente resolvió resueltamente ninguna atención. Las emisiones de la CBS, al ser incompatibles en sus estándares de escaneo con las de los receptores en blanco y negro en manos del público, no podían ser recibidas de ninguna manera por el público en general. La Guerra de Corea proporcionó una oportunidad oportuna para el abandono por parte de CBS de sus transmisiones en color, que cesaron el 19 de octubre de 1951, menos de cuatro meses después de haber comenzado.

Segunda Llamada para la NTSC

Mientras tanto, en 1949, estaba claro para el Dr. Baker que había llegado el momento de una segunda convocatoria del NTSC para proporcionar un amplio acuerdo sobre un conjunto de estándares para el color compatible. Esta segunda encarnación comenzó en enero de 1950. En su última reunión, en marzo de 1953, el NTSC aprobó por unanimidad los actuales estándares de color compatibles, y Peter Goldmark de CBS apoyó la moción para aprobar.
He aquí un ejemplo de lo que puede suceder en una sociedad libre. A pesar de la vigorosa oposición del gobierno, la verdad o la falsedad de las contrademandas podrían ser resueltas, dolorosamente, pero trabajadas a satisfacción de las muchas partes en disputa. La nueva ciencia y la tecnología de color compatible fueron expuestas en toda su confusa gloria antes de 315 miembros del Comité NTSC, Panel y Subpoena. Después de 32 meses (casi cuatro veces el tiempo tomado por el primer NTSC), llegó a un acuerdo, dejando atrás un registro de 18 volúmenes mimeografiados totalizando 4.100 páginas y la mayor parte de un millón de palabras.

Principios Adopotados en 1953  

El sistema punto-secuencial de RCA fue el punto de partida para el color compatible, pero los refinamientos de otras fuentes resultaron esenciales y éstos se introdujeron después de largas discusiones y pruebas de campo. Quizás la más significativa de estas mejoras fue el principio de luminancia constante inventado por Loughlin, de Hazeltine, y su propuesta para evitar la señal de luminancia alrededor de los circuitos de compensación de color. Estas técnicas eliminaron los efectos de interferencia de puntos que habían sido la principal deficiencia de los sistemas secuenciales de puntos. Otros trabajos del segundo NTSC incluyeron el estudio completo del sistema de modulación de subportadoras de color, la elección de ángulos y el método de modulación, y las distribuciones de bandas laterales para las señales de subportadora I y Q. Las extensas pruebas de campo incluyeron una confirmación de la capacidad de la ráfaga de sincronización de color para resistir los efectos de ruido severo. Muchas otras propuestas fueron discutidas, probadas, modificadas, aceptadas o rechazadas.

El Regreso de la marea

Como se puede imaginar a partir de este re-call de la historia, el segundo NTSC no fue bien recibido por la FCC. Uno de los Comisionados, R. F. Jones, fue tan lejos como para afirmar que los ingenieros que testificaban en favor de un sistema compatible estaban en una conspiración contra el interés público. De hecho, la FCC ignoró el NTSC durante dos años después de que comenzó a trabajar, al final de la cual los comisionados permitieron a los ingenieros de FCC asistir a las reuniones y demostraciones del NTSC. Para ese entonces, 1952, la vergüenza general en Washington sobre el fiasco de color incompatible anterior había disminuido. En 1953, se había obtenido un acuerdo industrial sobre las normas NTSC, y la FCC autorizó su uso a partir del 23 de diciembre de 1953.
A partir de entonces el Sr. Paley tuvo que seguir los pasos del General Sarnoff, pero esta desventaja fue templada por la historia que siguió. No fue sino hasta diez años más tarde, en 1964, que el público finalmente mordió la carnada y comenzó a comprar receptores de color en números sustanciales. Durante esa década, el Sr. Paley tuvo tiempo de ponerse al día, mientras que el General Sarnoff presidió una inversión total de RCA de más de $ 100 millones antes de que la marea se volviera. La fe y la perseverancia de Sarnoff, sin la cual el servicio de televisión en color habría sido más retrasado, fueron reconocidos en un banquete conmemorando su 70 cumpleaños, en el cual el presidente de la CBS sirvió como maestro de ceremonias.


“Se puede afirmar que el segundo NTSC fue la operación más eficaz en la historia de la normalización técnica y que las normas que ha establecido han sido adoptadas por el resto del mundo en casi todos los aspectos principales”.


El impacto de NTSC en el mundo


Diferencias entre NTSC, PAL y SECAM

Se puede afirmar que el segundo NTSC fue la operación más exitosa en la historia de la normalización técnica. Las normas que ha establecido han sido adoptadas por el resto del mundo en casi todos los aspectos principales. El sistema más utilizado de televisión en color, PAL, emplea una subportadora de crominancia, intercalación de frecuencia de componentes de luminancia y crominancia, el principio de luminancia constante – todo tomado del esquema NTSC. Las diferencias principales son que, en PAL, la fase de los componentes de color se invierte de línea a línea, con la correspondiente inversión en el receptor, y que se utilizan señales simples de diferencia de color en lugar de las señales NTSC I y Q. El efecto es lograr valores de color más precisos en presencia de trayectos múltiples y algunos otros tipos de interferencia y para reducir la diafonía en cuadratura. El sistema SECAM (considerado por la mayoría de los ingenieros que no practican en Francia, Rusia o sus dependencias de ser inferior en diseño al sistema PAL) requiere que el receptor memorice el contenido de cada línea, transmitiéndose sucesivas señales de línea en los dos componentes de color. Las señales de color se envían en una subportadora de crominancia por modulación de frecuencia, impidiendo así el uso de intercalación de frecuencias. Ambos PAL y SECAM requieren receptores algo más complejos y tienen una resolución de color vertical algo más baja, pero se consigue una recepción altamente satisfactoria por cada sistema.
Por todas las probabilidades, la diferencia principal en funcionamiento entre NTSC, PAL, y SECAM es la resolución horizontal superior de estos últimos sistemas. Esto se debe a dos causas: más fundamentalmente de los canales más amplios (7 y 8 MHz) utilizados, con anchos de banda de vídeo correspondientemente más amplios (fijados de diversas formas a 5,5, 6 y 6,5 MHz); Menos fundamentalmente a partir de la velocidad de fotogramas más baja (25 fotogramas por segundo) que a su vez tiene el efecto deletéreo de aumentar su susceptibilidad a problemas de parpadeo. Estas comparaciones llevan a una visión estrictamente personal de las maneras en que los estándares NTSC podrían ser mejorados, si tuviéramos que volver a hacerlo.

Algunas Posibles Mejoras
a los Estándares de la NTSC

Claramente, habríamos sido mejor aconsejados para elegir un ancho de canal ancho, digamos 8 MHz. Esta opción habría reducido las asignaciones de estaciones en la proporción de 8 a 6, pero en conjunto la mejora en el servicio habría sido, en la opinión del autor, bien merece la pena. La tasa de campo NTSC de 60 campos por segundo es claramente la elección correcta, acordada en todo el mundo como la base adecuada para futuros estándares de alta definición. Con un canal de 8 MHz, la imagen de 525 líneas podría haber sido elegida correctamente a un valor considerablemente más alto, por ejemplo en las proximidades de 700 líneas. Finalmente, los componentes NTSC I y Q que nos han servido tan bien ahora se consideran, no tienen ninguna ventaja particular sobre las señales simples de diferencia de color de PAL, y tienen algunas desventajas indicadas por la experiencia con el sistema PAL.
A pesar de estas pequeñas fallas que demuestran que el sistema NTSC (que precedió a los otros por diez años) no es perfecto en todos los aspectos, sigue siendo un sistema que tiene mucho más potencial de lo que actualmente extraer de él. Los problemas con efectos de color cruzado en las regiones de superposición entre los espectros de luminancia y crominancia han forzado a los diseñadores a limitar el ancho de banda de luminancia de los receptores producidos hasta la fecha a menos de 3 MHz. Esto da como resultado una pérdida en la resolución de luminancia comparada con la permitida por los 4.2 MHz ofrecidos en las normas NTSC.
Sólo recientemente se ha anunciado que los filtros de peine están disponibles en algunos receptores de primera línea, con un aumento sustancial en la resolución de luminancia. Además, la introducción más temprana del sistema de referencia de intervalo vertical (VIR), que limita los ajustes del receptor de croma y luminancia para seguir los valores establecidos en el estudio, es ahora cada vez más popular. Así es que muchos de los problemas de los estándares NTSC están siendo resueltos por la nueva tecnología.
Afortunadamente, también, el problema del intercambio de programas entre originaciones en diferentes estándares ha sido resuelto por la tienda de fotogramas de video digital, a un costo que solo las grandes redes pueden pagar. Es muy efectivo. Outlook on the Future

Perspectivas del Futuro

El marco de la tienda es, de hecho, la ocasión para preguntar si, en un futuro no muy lejano, la llamada puede surgir para un tercer NTSC, esperemos que bajo los auspicios internacionales. Si y cuando los almacenes de trama están tan reducidos en complejidad y costo que pueden ser incorporados en receptores, entonces la transmisión de banda estrecha de televisión puede estar en perspectiva, entre otras muchas posibilidades atractivas. El ojo, como bien sabemos, no puede responder conscientemente a pistas de información en cualquier caso más rápido que unos 50 bits por segundo. Una audiencia entera, que reacciona de diferentes maneras a diferentes aspectos de la presentación, probablemente podría estar satisfecha con una tasa de pistas de información no superior a unos pocos miles de bits por segundo. Para lograr tasas de transferencia de información tan bajas en la televisión, debemos eliminar la redundancia en el escaneo concentrándonos únicamente en los cambios entre cuadros. Los cambios de escena totales, en este caso, requieren tiempo para la acumulación de almacén completo, de hecho como ocurre con la visión natural. Adoptar este enfoque requiere el almacenamiento digital de cuadros completos y los cambios adroit en el almacenamiento para seguir las pistas de información significativa e ignorar todo lo demás.
Esta posibilidad se ha entendido en su esencia a lo largo de la historia de la ingeniería televisiva, y aún está lejos de la realidad práctica. Pero cuando consideramos cuánto procesamiento digital y almacenamiento ahora se pueden comprar en una calculadora de mano con un precio de $ 7.50, es necesario, quizás, no estar demasiado desalentado acerca de las posibilidades futuras.
Si la experiencia de los dos NTSC es una guía -y creo que lo es- no sólo necesitamos practicar nuevas reducciones científicas y económicas. También debemos abordar los factores humanos de la ambición, la previsión, los fuertes impulsos para el beneficio y el poder, y la coordinación bien informada por el gobierno y dentro de la industria. Que tales factores humanos están en el trabajo en el mundo hoy, empujando para un nuevo día en la televisión, nadie entre los lectores debe duda alguna. La única pregunta es de dónde y cuándo llegará el gran empuje.

— FIN —

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