Cuando pensamos en sistemas digitales, solemos asumir que la información digital es el paradigma de la perfección tecnológica, en comparación con antiguos dispositivos analógicos, en los que la información se va degradando con el tiempo. Esto está lejos de ser del todo cierto.
Podemos caer en la falacia de considerar la tecnología digital como la manera más precisa y fidedigna de transmitir, almacenar y reproducir cualquier clase de información, y muchos dan por sentado que la información analógica es inconsistente. Respecto a la información multimedia (audio video e imagen), esto no tiene por qué ser cierto.
La degradación en la información que ocurría en las antiguas cintas magnéticas o discos de vinilo, es solamente debida a razones físicas inherentes a dichos dispositivos. Los cabezales magnéticos “roban” una pequeña parte de la información de la cinta cada vez que la reproducimos. La aguja (la calidad de la misma es decisiva) erosiona la superficie del disco de vinilo al reproducirlo. Por supuesto el tiempo también influye negativamente, aunque no sólo en medios analógicos. La cuestión es que la información almacenada en medios tradicionales puede ser muy representativa, realista y “natural”, cuando hablamos de información multimedia (imagen, sonido).
En los medios digitales, la información no se ve perjudicada por la continua reproducción de los mismos, ya que los reproductores no realizan ninguna operación “dañina” para el medio. Sin embargo, el material del que están hechos se degrada como cualquier otro, y en ocasiones mucho antes lo que se podría esperar, mostrando defectos más o menos serios, como ha ocurrido en algunas series de CDs, o por culpa de factores externos (hongos). Podemos observar asimismo que la información digital parece ser siempre “fríamente” perfecta, artificiosa, carente de algo indefinible:
Todo lo que percibimos es información analógica, una señal continua detectada por nuestros sentidos y procesada por nuestro cerebro. Sin embargo, la información digital no es continua, es una representación binaria que “trocea” la señal en unidades discretas llamadas bits (cuyo valor puede ser 0 ó 1). Por ejemplo, cuando escuchamos música desde un CD, la información digital que contiene debe ser convertida a una señal analógica que un altavoz pueda manejar y reproducir.
Cuando se utilizan dispositivos analógicos para grabar información, tales como cintas magnéticas o película cinematográfica, dicha información se almacena de forma continua, y las limitaciones estriban en la habilidad del material utilizado para captar toda la información contenida en la señal fuente. Otro inconveniente de estos medios radica en el desgaste progresivo que sufren durante su reproducción. Sin embargo, la información que reproducen puede llegar a ser igual o mejor que la obtenida digitalmente, y de alguna manera siempre parece más cálida y realista. La clave del éxito digital no proviene curiosamente de su mejor capacidad de representar información, sino de su facilidad, comodidad y economía al hacerlo. Almacenar información en medios analógicos es mucho más caro que hacerlo en medios digitales.
Cuando almacenamos información digitalmente, debemos convertirla a bits, unidades discretas. El problema radica en decidir cuántos bits debemos usar para capturar la señal de origen. Por ejemplo, si decidimos usar 1 bit para almacenar información de color, sólo seremos capaces de representar 21 colores, es decir, blanco y negro. Si usamos 8 bits, podremos representar 28 colores, es decir, 256 colores. Dado que el ojo humano es capaz de captar más de dos millones de colores, percibiríamos la imagen de 256 colores como defectuosa o imprecisa. En cualquier caso, podríamos decantarnos por usar, como se hace hoy en día, hasta 32 bits, y representar miles de millones de colores. De esta forma podríamos “engañar” a nuestro ojo, excediendo su capacidad. Pero, ¿es todo lo que vemos únicamente colores?, ¿qué ocurre con el tono, la saturación, el brillo?. A esto debemos añadir que dependemos de la capacidad del monitor para mostrar la información binaria una vez convertida a señal analógica. De todo esto podemos deducir que la información digital no es necesariamente “perfecta”.
Además, si lo que queremos es almacenar información en el tiempo, como puede ser música o video, aparte del número de bits utilizados para representar la información, debemos decidir también cuantas “instantáneas” de la señal de origen (analógica) tomaremos por unidad de tiempo. Este concepto se denomina frecuencia de muestreo o sampleo. Un sample es una imagen digital de una información continua en un instante concreto. Por ello, dependiendo del número de “instantáneas” digitales que tomemos, la información se percibirá como más o menos perfecta, aunque realmente nunca podrá ser tan perfecta como la original (ello requeriría infinitos samples)
Otro de los factores a la hora de utilizar información en formato digital son los conversores D/A y A/D. Los dispositivos que convierten señales analógicas en digitales y viceversa distan mucho de ser infalibles. Son máquinas que están limitadas por su construcción y la calidad de sus materiales, por lo que unos hacen mejor su tarea, mientras que otro hacen “un buen intento”, solapando cierto número de errores de conversión asumibles por muchos usuarios.
Los conversores Analógico/Digitales son realmente incapaces de captar toda la información que reciben. Por ejemplo, una imagen no consiste sólo en colores, hay otros elementos más vagos, como brillo, tono, saturación, ángulo de incidencia de la luz, temperatura de color, etc., los cuales son muy complicados de resumir en forma de unos y ceros digitales. El primer problema estriba en quizá carecemos todavía de la tecnología necesaria para captar adecuadamente información tan sutil. El segundo es que, en caso de poseer dicha tecnología, representar y almacenar dicha información con el detalle necesario como para alcanzar la precisión de nuestros sentidos requeriría de una ingente cantidad de bits. Ello requeriría a su vez grandes medios de almacenamiento, y potentes procesadores capaces de manejar tal volumen de información. Ejemplos de todo esto son el CD de audio y el DVD de video. Ninguno de ellos posee la capacidad para almacenar toda la información que nuestros oídos o vista pueden percibir, pero pueden acomodar una cantidad suficiente como para hacernos sentir que la música o video que contienen son de gran calidad. (Nuevos formatos como DVD-Audio o Blue Ray HD-DVD) están llamados a estrechar esa brecha que nos separa de la máxima calidad)
Otro problema inherente es el inverso, la conversión Digital/Analógica.Cuando capturamos información digital, lo que hacemos realmente es rompel una señal contínua en pequeños trozos. Sin embargo, para poder ver u oír la información grabada es necesario convertirla de nuevo a una forma analogica. Para ello un conversor Digital / Analógico debe reconstruir los “trozos” digitales para crear una señal continua que nunca sera igual a la original. Además, dicha conversión puede puede tener que hacerse en tiempo real, por lo que puede ser necesario reducir la precision a la hora de reconstruir la señal frente a la necesidad reproducir la información con la rapidez necesaria, o corregir cualquier error durante la conversión.
Porque la transmisión digital es un cúmulo de errores. Todo circuito digital necesita un modulo de corrección de errores a su lado. Es relativamente fácil obtener un 1 en vez de un 0 en una transmisión. Esta contingencia debe ser al menos detectada, para que el bit de información sea enviado de nuevo correctamente, o incluso corregido intentando calcular cuál era el valor correcto utilizando determinados algoritmos. La conversion digital y analogical está llena de errores, no tantos como para que la imagen o sonido se perviertan, pero si para causar una pérdida de calidad que puede llegar a ser perceptible (la calidad de los conversores es crítica en este aspecto).
Los circuitos correctores de errores funcionan detectando el posible error, y solicitando de nuevo la información correcta (a menudo no es posible), por lo que a veces reemplazan los bits incorrectos con aquellos más probables, creando una simulación de la información real.
Así que podemos observar que la información digital es más un “engaño” para nuestros sentidos que perfecta información. Es como la animación clásica o la película de cine, en la que no estamos visualizando una secuencia continua, sino 30 imágenes por segundo, creando la impresion de imágenes en movimiento. La información digital intenta alcanzar el umbral a partir del cuál nuestros sentidos no pueden detectar características como la tasa de muestreo (sample rate), o la precision en número de bits utilizada. Sin embargo, alcanzar tales niveles de precision se ha mostrado más difícil de lo que parecía. Nuestros sentidos son extremadamente sensibles percibiendo una amplia gama de información de forma muy precisa, y “engañarles” require de gran tecnología y conocimientos que todavía estamos en proceso de adquisición. El mejor ejemplo de esto una película de animación. Es relativamente sencillo (cada día menos) distinguir entre una película convencional y una digitalizada. Podemos también distinguir (cada día es más difícil lo reconozco) cuando se añade una parte digitalizada a una película. “Eso está hecho por ordenador”, es el típico comentario. El día que no podamos detectar el “truco”, podremos decir que la tecnología digital ha alcanzado su objetivo. Es decir, podremos considerar que la información digital es “perfecta” cuando no podamos detectar su imperfecta naturaleza.
Curiosamente, hoy en día la tendencia nos dice que la calidad de sonido ha sido relegada por la facilidad de transmisión, almacenamiento y consumo, con formatos como mp3 que degradan ostensiblemente la información. Sin embargo, tendemos hacia la maxima calidad de imagen buscando más y más nitidez y resolución en nuestras pantallas y películas.
