Pérdida generacional de calidad: La degradación de las copias

Generation Loss, traducido como pérdida generacional de calidad es la disminución progresiva de la calidad de un archivo cuando este es copiado, convertido o comprimido. Cada vez que hacemos una copia de un archivo y no utilizamos herramientas tipo lossless, estamos perdiendo datos del archivo fuente y matando a una generación para dar nacimiento a otra. Cuantas más generaciones tiene un archivo, más deteriorado está. En este artículo te mostramos cómo se da el fenómeno tanto en los formatos analógicos como también en los digitales, que no están exentos de la destrucción en esta modernidad obsesivamente compresora y replicadora.

Apresurada y con la creatividad en la piel, la actualidad nos encuentra sumidos en una vorágine de creación de contenido que nuestros acotados tiempos no dan abasto para revisar. Mucho de este contenido, por las características y particularidades que lo hacen demandado, tienen que replicarse infinitamente para llegar a los usuarios y personas. Así es que desde los videos que se grababan en Betamax hasta las imágenes en JPEG que tomamos en smartphones de última gama, se copian y se reproducen para poder satisfacer la demanda de las mismas. Caseramente o profesionalmente, el resultado de esta copia infinita puede ser, a la larga, un problema mayúsculo, porque con cada copia, los archivos se van deteriorando, degradando, perdiendo calidad generación tras generación. De eso se trata la pérdida generacional de calidad ogeneration loss, como es conocido el término original en inglés. Tanto en video como en imagen, el término hace referencia a la degradación causada por las duplicaciones sucesivas y en grandes escalas de formatos de vídeo e imagen, tanto analógicos como digitales. Es decir, es la pérdida de calidad entre copias o transcodificaciones de datos. Con esta premisa, todo lo que cause una reducción de calidad cuando se realiza una copia de una copia, será reconocido como una forma de pérdida generacional de calidad.

Pérdida generacional de calidad en formatos analógicos

La pérdida generacional de calidad no es un concepto moderno utilizado para las masivas copias de archivos que se suceden en la cotidianidad del uso de internet, sino que es la denominación de un proceso de deterioro que viene dándose desde hace varias décadas. Tomemos, por ejemplo, a los VHS y los cassetes que solíamos copiar para nuestros amigos. Tal vez la fuente era un original, pero este original era, a su vez, una copia de otro video. Ahí mismo ya habría dos generaciones  agotadas apenas llegaba el video a nuestras manos. Pero esto ni siquiera era así. Antes de que nos llegue un video, el mismo debía pasar por varias generaciones de copiado correspondientes al proceso de post-producción del original. Ejemplifiquemos: La primera generación correspondía al original. La segunda generación  estaba compuesta por el B-roll (una copia de seguridad) y por el master de edición. De hecho, el B-roll también se le pasaba al editor, por lo que tendríamos que contar 3 generaciones. Luego de terminar la post-producción, el editor enviaba el master dub, nuestra cuarta generación, a la productora para que esta la copiase y la enviase a la distribuidora. Cinco generaciones después, nosotros obteníamos nuestra copia y cuando copiábamos el video para un amigo, ya estábamos en la sexta generación, y si bien los deterioros considerables son notorios a partir de la cuarta generación, en la sexta ya teníamos una pérdida de calidad notable en relación al primer eslabón de la cadena.

Los motivos de la pérdida generacional de calidad

En los sistemas analógicos, el proceso de deterioro está  potenciado por los componentes más problemáticos de las conexiones y de los aparatos tangibles, los cables, los amplificadores, las mesas de mezcla y todos los componentes que debido a sus características generan ruido y tienen conflictos de ancho de banda.  Todo lo que esté entre la fuente y el destino en un proceso de duplicación va a “ensuciar” el resultado final. Así que si tomamos en cuenta no un caso, sino varios, la cantidad de “basura” que se graba junto al contenido en un nuevo medio termina siendo determinante para la pérdida de calidad. Y si a esta iteración de la degradación de las copias le sumamos más componentes impulsores del desastre, como ser impedancias mal ajustadas o amplificadores distribuidos de forma equívoca, el problema se torna mayor en menor tiempo o cantidad de duplicaciones realizadas. Además de la copia directa, el problema de la pérdida generacional de calidad se da también en la edición de los formatos, que sufren cada vez que se abren sus capas.

Las soluciones parciales al problema en los formatos analógicos

La principal solución fue la introducción de los formatos digitales, que si bien tienen pérdida generacional de calidad, la sufren en menor grado en los formatos en los que más molesto podría ser apreciarlos. Sin embargo, antes de que estallase la industria del formato digital en la multimedia, la manera de minimizar la degración fue la de reducir la cantidad de generaciones necesarias para producir y distribuir un disco o un video fue editarlos en máquinas que soportasen edición de múltiples canales al mismo tiempo. Lo que hicieron las disqueras y las productoras y distrubuidoras de video fue usar mesas de mezcla y edición de 48 canales. De esta manera, se reducía la producción, reproducción y duplicación de copias por toma o por canal. Luego de esto, Dolby A se presentó como una herramienta para reducir el ruido en el audio, tanto profesional como hogareño, lo que fue una verdadera revolución técnica hasta que el sonido digital se apoderó de la industria.

Pérdida generacional de calidad en formatos digitales

Poco antes y poco después de introducirse de lleno en la industria multimedia, los formatos digitales ya tenían una fama desproporcionada basada en sus cualidades para conservar al máximo histórico la calidad de las grabaciones originales. La propuesta estaba en que al grabar en formatos donde la información eran datos informáticos, series de números binarios, la mera reproducción de los mismos ya bastaba para copiar un archivo sin que este perdiese absolutamente ningún byte de información.  De esta forma, el Generation Loss o la pérdida generacional de calidad estaba destruida para siempre. Las compañías podían vender sus discos y DVDs asegurando que la mejor calidad posible era la que llegaba a los usuarios, y que ningún proceso de la época podía competir con la calidad que generaban las distribuidoras. En teoría, no hay pérdida generacional de calidad en formatos digitales, son las prácticas lo que hacen que el contenido se deteriore. Este se va a empezar a conocer luego de que los formatos digitales y los medios para producirlos y copiarlos se hagan populares, donde la cuestión empezará a cambiar debido a la introducción de formatos comprimidos o sistemas de copiados con compresión.

¿Qué causa Generation Loss en los sistemas digitales?

Como muy pocos procesos y hardware podían competir con la copia sin compresión ni pérdida de calidad, las distribuidoras seguían agitando la bandera del Generation Loss, indicando que ninguna copia no autorizada podía igual la calidad de sonido o imagen. Las razones de esto eran que no hay manera de que el procesado de una imagen o audio levemente comprimido fuera igual de eficiente y puro que el de una copia sin compresión.

Principalmente, los motivos de la pérdida generacional de calidad en los formatos digitales, son las ventajas que da esa pérdida a larga escala. En el audio digital, algunas transformaciones son reversibles, siempre y cuando no haya habido una modificación del contenido del archivo. Pero en general, cuando, por ejemplo, se utiliza un MP3 o un JPEG como destino, no hay vuelta atrás. Y si la hay, ese archivo tendrá menor calidad. Lo mismo sucede cada vez que hacemos una copia de un MP3 usando algoritmos con pérdida en compresión.  Lo mismo sucede con lo que se conoce como Transcoding, que es el proceso en el cual se realizan repetitivas conversiones entre formatos con algoritmos de compresión con pérdida, a través de códecs de transformación (se simplifican los datos originales) o códecs predictivos (se analizan los datos originales y se predice el comportamiento. Se compara con la realidad y se recodifican los errores, bajando la tasa de pérdida). De hecho, a veces se utilizan ambos procesos, empezando por la predictiva y luego aplicándole la transformación.

Estos son algunos de los formatos digitales de audio y video con compresión con pérdida, que realizan estragos cuando las copian se acumulan una detrás de otras:

Video e imagen con compresión con pérdida: Flash, H.261, H.263, H.264/MPEG-4 AVC, MNG,  Motion JPEG, MPEG-1, MPEG-2, MPEG-4, OGG, Theora, códec para video Sorenson, VC-1, MP4

Audio con compresión con pérdida: AAC, ADPCM, ATRAC, Dolby AC-3, DTS, MP2, MP3, MusePack, OGG, vorbis, WMA, AMR y varios más.

Otro problema para la Generation Loss en medios digitales es la edición, pues el resampleo de las muestras cada vez que una imagen es escalada, cortada o afectada con técnicas DSP mostrarán artefactos a la larga, por lo que tenderán a degradarse al punto de convertirse en meras exposiciones de ruido visual. El próximo vídeo te mostrará justamente eso.

JPEG y la pérdida de calidad

Un ejemplo clásico para comprender este fenómeno es el JPEG, que se ve afectado cada vez que se le cambian las opciones de calidad y con ella la cuantización de las constantes que serán usadas en el algoritmo. Esto produce una pérdida de calidad generación tras generación que está documentada a continuación.

Conclusión

La pérdida tras generaciones de archivos copiados, convertidos y editados tiene todo un significado en una actualidad como la nuestra, donde los archivos se reproducen como bacterias y se distribuyen como virus, sin tener todo el cuidado y el conocimiento necesario para que los archivos no pierdan tanta calidad. El camino de los archivos copiados se hace cada vez más áspero, y nos lleva a escuchar y ver en peores condiciones, por eso hay que constrarrestar los efectos de la degradación a través del uso de software adecuado y de tener una idea de cómo funciona la transcodificación y estas conversiones, que al principio parecen ventajosas, pero a medida que se avanza entre las generaciones, la calidad no sólo afecta a nuestro disfrute, sino también a los órganos receptores del contenido.

Bibliografía:
What Happens to a YouTube Video After 1,000 Uploads?, Mashable
Spectral Comparisons: Introduction: lossless and lossy formats, Blowfish
Generation Loss, Wikipedia