Más de medio siglo después, los televisores muestran un color verdadero

La televisión no nació en color. Allá por los últimos años del siglo XIX y principios del XX, las primeras transmisiones tenían una resolución de 64 píxeles (8 x 8) estando cada ‘píxel’ formado por una célula de selenio, un material sensible a la luz cuya resistividad cambiaba dependiendo de ésta. La información eléctrica se transmitía por cables primero y por radio después, perfeccionándose hasta establecer en 1927 un sistema de transmisión de ‘telefotos’ entre Londres, El Salvador y Nueva York.

No había pantallas como tales, sino que las imágenes se imprimían en su destino. Básicamente, solo se transmitían las diferencias de luminosidad, del mismo modo que, en la oscuridad, nuestro ojo deja de percibir los colores y solo es sensible a la luz mediante el uso de los conos de nuestra retina.

El concepto de televisión fue evolucionando en sistemas que captaban las diferencias de luminosidad en el origen y se transmitían a su destino con tasas de 14 cuadros por segundo y 28 líneas de definición, allá por el año 1925. El inventor escocés John Lodge Baird realizó la primera demostración de transmisión de imágenes en movimiento entre Londres y Glasgow en 1927 a través de una línea de teléfono. El fundamento de la televisión en esta fase era el disco de Nipkow, que solo podía captar la intensidad de la luz, pero no el color.

La televisión electrónica, que no digital

Estos primeros momentos de la televisión se basaban en fundamentos mecánicos. Pero, en 1931 se desarrolló el primer ‘sensor’ electrónico (que no digital), compuesto por miles de células fotoeléctricas independientes. Cada imagen de las escenas en movimiento se capturaba mediante un barrido que generaba una impresión electrónica en la que cada ‘pixel’ recibía una cantidad de electrones proporcional a la intensidad de luz.

En el receptor, se empleaba el conocido tubo de rayos catódicos o CRT, cuyos orígenes datan de principios del siglo XX. Entonces, se refinaron los sistemas de exploración de las imágenes: cada fotograma de una emisión se llamó cuadro, y cada cuadro se dividía en líneas. La convención es que, para una percepción adecuada del movimiento, se necesitan 24 cuadros por segundo con más de 300 líneas de definición.

A estas alturas, en la primera mitad del siglo XX, había gran cantidad de variantes para capturar, transmitir y reconstruir las emisiones de televisión. Así, en 1945, se definen estándares que redundarían en el sistema americano de 512 líneas y el de 625 líneas adoptado por Europa, que llegaría a España en 1956. La relación de aspecto para la imagen era de 4/3.

Adiós al blanco y negro

Los métodos para añadir color a las transmisiones datan de principios del siglo XX también, aunque la complejidad añadida tanto en la captación como en la reconstrucción en el destino impidió que su uso se generalizara hasta la segunda mitad del siglo.

En España, de hecho, la televisión en color llegó en 1972. Hasta la llegada de la televisión digital a finales del s. XX, representaba la suma de la información de luminosidad (blanco y negro) y la de color, transmitidas al mismo tiempo, pero de forma separada para que fuese compatible también con los aparatos en blanco y negro.

La información de color era de baja calidad, pues se priorizaba la información de luminosidad (la de blanco y negro). Hasta 1965, no se generalizó el uso del color en EEUU. Los equipos eran voluminosos y con una representación de los colores bastante deficiente. Hay que tener en cuenta que la señal se transmitía por ondas de radio, con un ancho de banda muy limitado.

El paso de los CRT a las pantallas LCD

Los tubos de rayos catódicos fueron el fundamento de la televisión hasta 2007, cuando las ventas de pantallas ‘planas’ superaron a la de televisores de tubo, apenas 19 años después de que Sharp presentase el primer LCD. Con todo, los avances en la consecución de una imagen fidedigna eran escasos. Los receptores de rayos catódicos estaban limitados por su definición medida en líneas y por la forma en la que se generan los colores, a través de filtros rojo, verde y azul. Sin olvidar que las transmisiones eran analógicas y sujetas a la degradación de la señal.

Las primeras pantallas planas también tenían un escaso control sobre la manera de mostrar los colores. La retroiluminación de las pantallas ha ido pasando por diferentes etapas. Y la calidad de la retroiluminación es fundamental para conseguir colores puros. Si el color consiste en la descomposición de la luz blanca en sus componentes roja, verde y azul a partir de la matriz de filtros RGB, a poco que la luz no sea blanca, tendremos un problema.

El paso de la retroiluminación CCFL (básicamente a partir de tubos fluorescentes) a la LED mejoró algo. La retroiluminación mediante lámparas de cátodo frío contiene muchos componentes de color verde, por ejemplo. Por su parte, para obtener luz LED blanca era necesario partir de LED azules con un filtro de fósforo amarillo, lo cual también supone enfrentarse a una precisión limitada en la generación del color.

De todos modos, no era un problema real, ya que ni siquiera los equipos usados para grabar las emisiones de televisión ofrecían calidad suficiente como para capturar los colores con fidelidad. El cine era el reducto del color con mayúsculas y en casa nos conformábamos con subir la intensidad de los colores para saturar la imagen haciendo que viéramos tonos chillones.

La tormenta perfecta para la explosión cromática

Lo que empezó a ‘sacar los colores’ a la televisión fue la llegada de las cámaras de vídeo digitales. La capacidad para capturar el color con alta calidad empezó a exigir que las pantallas fuesen capaces de estar a la altura. Hablamos tanto de resolución, con la llegada de la televisión en alta definición y la digital, como en calidad y fidelidad cromática una vez que las cámaras eran capaces de ‘verlo todo’. Las primeras emisiones públicas de televisión en HD datan de 1996 en EEUU. En Europa, tuvimos que esperar hasta 2004.

Con la llegada de las cámaras digitales y la posterior digitalización de la televisión, la calidad aumentó exponencialmente tras décadas de uso de las tecnologías analógicas. Los sensores de las cámaras mejoraban en definición y en precisión capturando los colores, y las pantallas de los televisores empezaban a ir por detrás, especialmente con la llegada de los soportes digitales como el DVD o el Blu-Ray. O los soportes de memoria Flash.

Las pantallas Full HD dejaron paso a las 4K a partir de 2010, cuando aparecieron las primeras cámaras 4K, y las tecnologías de retroiluminación han ido mejorando en la última década aunque con una asignatura pendiente: el rango de colores mostrado por las pantallas.

El espacio de color

La ciencia del color es una de las más complejas que podemos encontrar, y no siempre es sencillo entender qué hay detrás de un color. Básicamente longitudes de onda, aunque cuando se trata de la televisión la cuestión se centra en lo que las cámaras pueden capturar, lo que el medio puede transmitir y lo que el televisor puede mostrar.

En sus orígenes, las cámaras no capturaban ni siquiera el color y, cuando empezaron a hacerlo, lo hacían de un modo esencialmente imperfecto. Además, había que ‘empaquetar’ la señal de TV en un espectro de radiofrecuencia limitado en capacidad. Y los modelos de tubo o incluso los primeros LCD estaban limitados en cuando a capacidad para mostrar colores.

El espacio de color es un concepto que nos permite hacernos una idea gráfica de la capacidad de un televisor para mostrar tonalidades, o para capturarlas en una cámara. Partimos del total del repertorio cromático que puede ver el ojo (que se corresponde con el espacio de color CIE 1976 y se suele encerrar dentro de un triángulo), y la cantidad de colores que puede manejar una cámara o una televisión o un formato de televisión o vídeo.

Hasta hace pocos años, el espacio que se usaba para representar los colores en HDTV era el REC 709, capaz de mostrar el 38,7% de los colores visibles. Otra propuesta que se ha usado en vídeo digital es el DCI-P3 , que sube a un 41,7% del total de los colores, hasta llegar a REC 2020 o BT 2020, con un 57,2%.

Los televisores QLED TV: la fidelidad como premisa

A día de hoy, en un momento en el que las cámaras capturan las escenas con resoluciones de incluso 8K y con capacidad para captar un número de colores cercano al espacio de color REC 2020, con soportes y formatos digitales con capacidad para mover formatos de vídeo con unas mínimas pérdidas, las pantallas no pueden quedarse atrás.

Desde 2015, Samsung ha estado perfeccionando una tecnología óptima para la representación fidedigna de los colores, los Quantum Dots. Se trata de partículas con una propiedad extraordinaria: dependiendo de su diámetro, y ante la excitación por parte de una fuente de energía, emiten longitudes de onda muy precisas.

Esta propiedad se usa para conseguir un rojo y un verde sumamente puros para la generación de colores con la mayor precisión posible, de acuerdo con los contenidos capturados con la máxima calidad que permiten las cámaras actuales (o la que se consigue mediante recreaciones digitales en un ordenador). El componente azul se logra a partir de la retroiluminación LED azul, que se emplea también para dar energía a los Quantum Dots.

Esta retroiluminación puede ser de una alta intensidad lumínica, que alcanza los 2.000 lúmenes en los modelos más ambiciosos de los televisores QLED TV. Semejante nivel de brillo, junto con la precisión de los colores, brinda la posibilidad de habilitar la tecnología HDR 10+ de alto rango dinámico. Además, la electrónica de los televisores QLED TV permite manejar información digital de 10 bits, con lo que el número máximo de tonalidades que pueden diferenciarse alcanza los 68.000 millones.

Esta tecnología de Quantum Dots está ya en su tercera generación y Samsung ha ido optimizando los procesos de fabricación, con logros muy relevantes como el de la eliminación del cadmio de los compuestos químicos que forman parte de las nanopartículas. La introducción de elementos metálicos en los Quantum Dots también forma parte de su proceso evolutivo.

Además, en los televisores QLED TV de Samsung, el color no se degrada con el aumento de luminosidad. Es decir, aunque incrementemos el brillo de la pantalla, los tonos no se saturarán o degradarán. Así, tendremos el cien por cien del espacio de color DCI-P3 en pantalla incluso con el brillo al 100%. Es decir, el volumen de color de los televisores QLED TV es del cien por cien.

Estas pantallas QLED TV también integran sistemas para evitar que los reflejos del lugar donde estén ubicadas estropeen la experiencia de visualización de contenidos. La tecnología Ultra Black, precisamente, está pensada para ello, mientras que QContrast cuida de que el contraste sea el adecuado para cualquier condición de iluminación.

Por su parte, el modelo tope de gama, el Q9FN, ofrece la característica Direct Full Array, una iluminación trasera que aporta mayor nitidez para ver mejor el detalle controlando la iluminación por separado. Igualmente, se estudia el diseño del panel para que los ángulos de visión sean lo más amplios posible.

EL resultado de estos años de optimización de la tecnología de los QLED TV de Samsung es una maquinaria perfectamente engrasada para mostrar con el máximo realismo posible los contenidos de vídeo provenientes de soportes físicos, streaming, emisiones de televisión o los que hayamos capturado nosotros con el smartphone o cualquier otro dispositivo de grabación.

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