O que é TV Digital

Com um sistema digital de geração, transmissão e recepção de sinais de televisão, é possível também realizar uma interação com o usuário final. Esta interação, conceito simples e muito utilizado hoje na Internet, poderia também gerar uma grande evolução nas comunicações atuais da TV, levando até mesmo à convergência entre meios, por exemplo, Internet e Televisão.

Neste artigo, vamos mostrar como funciona um sistema de televisão, desde sua produção a sua transmissão. Vamos mostrar a diferença da TV analógica e a digital e os principais padrões de TV Digitais utilizadas no mundo.

Definição

Um sistema completo de televisão é composto por três componentes, representados na Figura 1.

No passado todo este processo era analógico, ou seja, os sinais que representavam a imagem e o áudio gerados no estúdio eram analógicos. Estes sinais analógicos eram transmitidos para os receptores de TV também analógicos.

O sinal analógico é um tipo de sinal contínuo que varia em função do tempo. Um velocímetro analógico de ponteiros, um termômetro analógico de mercúrio, uma balança analógica de molas, são exemplos de sinais lidos de forma direta sem passar por qualquer decodificação complexa, pois as variáveis são observadas diretamente. Para entender o termo analógico, é útil contrastá-lo com o termo digital. O sinal digital é um sinal com valores discretos (descontínuos) no tempo e amplitude. Isso significa que um sinal digital só é definido para determinados instantes de tempo, e o conjunto de valores que podem assumir é finito [1].

Atualmente a informação é gerada em estúdio na forma de sinais digitais. Estes sinais são convertidos em sinais analógicos e transmitidos para os receptores de TV. Os receptores de TV, apesar de analógicos, já utilizam sinais digitais em algumas funções, como o controle remoto.

Na TV Digital todos os processos passam a ser digitais. Ou seja, a imagem, o áudio e demais informações são geradas, transmitidas e recebidas na forma de sinais digitais.

Existe uma característica fundamental que distingue a plataforma de TV Digital daquela analógica: o tratamento do sinal audiovisual utilizando técnicas digitais (codificação, compressão e transmissão) [1]. Essa característica, a robustez na recepção, é perceptível ao usuário através da melhora na qualidade de recepção do sinal de televisão.

Outras quatro características são frequentemente associadas à plataforma de TV Digital, pois sua implementação é facilitada ao utilizar a tecnologia digital. No entanto, essas características não são exclusivas dessa plataforma, nem necessariamente devem estar presentes para caracterizá-la [2]:

• O formato de tela 16:9;
• A alta definição;
• A interatividade e;
• A mobilidade/portabilidade.

O formato 16:9 diz respeito à proporção entre as dimensões de largura e altura com que as imagens são apresentadas na tela. Esse formato também é designado como tela ampla ou widescreen e é o mesmo exibido nas telas de cinema.

Pode ser utilizado por imagens com qualquer grau de resolução, ou seja, tanto em definição padrão como em alta definição.

A transmissão em alta definição implica em imagem com qualidade muito superior à proporcionada pela TV analógica. É usual que uma imagem nesse padrão seja produzida e transmitida no formato 16:9 e, portanto, deve ser apresentada por terminais apropriados para o completo benefício de suas potencialidades. A definição padrão, por sua vez, disponibiliza ao usuário imagens com qualidade similar à percebida com o uso do DVD em um aparelho analógico. Usualmente, esse padrão é apresentado no formato tradicional (4:3), embora possa ser também apresentado em widescreen.

A interatividade, por sua vez, permite ao usuário manifestar suas preferências e reações quanto à escolha e uso de conteúdo, possibilitando um benefício não-linear mesmo quando o conteúdo é baseado em vídeo. Os níveis de interatividade previstos variam segundo a existência do canal de retorno e como ele é mantido ativo para suportar as aplicações: de maneira intermitente ou permanente.

No contexto da TV Digital, a mobilidade diz respeito aos conteúdos transmitidos pelas emissoras para a recepção por terminais móveis (exemplo: automóveis e trens) enquanto a portabilidade se refere aos dispositivos portáteis (exemplo: celulares).

Diferentes Padrões

Um Sistema de TV Digital é formado por um conjunto de padrões representados na Figura 2.

Este conjunto de padrões é formado por componentes para:

• Digitalização do vídeo e do áudio;
• Middleware responsável pela implementação de interatividade e novos serviços;
• Multiplexação e transmissão de sinais (modulação).

Na sequência serão apresentados os padrões escolhidos para formar os sistemas ATSC (Estados Unidos), DVB (Europa) e ISDB (Japão).

Sistema Americano: ATSC (Advanced Television System committee)

O ATSC é o padrão desenvolvido e utilizado nos Estados Unidos. Esse sistema é transmitido pelo ar, característica que vem condenando-o ao fracasso, onde apenas 15% da população depende de antenas para a recepção de imagens em seus lares. Por isso, o mercado brasileiro representa grande interesse para os empresários norte-americanos do ramo de transmissão. Ao contrário dos Estados Unidos, no Brasil, a maioria da população usa televisão aberta.

O padrão refere-se a uma grande variedade de subsistemas necessários para geração, codificação, transmissão, transporte, recepção de vídeo, áudio e dado. Possui apenas os tipos de transmissão ATSC-T e ATSC-C. Adota o padrão Audio Compression (AC-3) para codificação de áudio e o MPEG-2 para vídeo (Figura 3) [3]. Apesar de estar bastante difundido, possui algumas limitações como a impossibilidade de ser utilizado em receptores móveis e ser controlado pelas companhias Zenith e LG, que não dispensam o pagamento de royalties.

Em pesquisas realizadas pela ANATEL, o sistema se mostrou ineficaz, posto que não funciona adequadamente em cidades com obstáculos como edifícios e terrenos acidentados.

Sistema Europeu: DVB (Digital Video Broadcasting)

O DVB é o padrão desenvolvido pelos europeus sendo mais robusto e flexível que o ATSC, permitindo que a taxa de bits enviados seja alterada de acordo com as necessidades do terreno, fazendo com que a área de captação do sinal seja muito maior do que no sistema americano. Assim, o DVB-T foi criado com diversas possibilidades de configuração diferentes, podendo transmitir até dois feixes de dados independentes. Isso possibilita a criação de novos serviços para a televisão como, interatividade e múltipla programação. Emprega o MPEG-2 para codificação de áudio e vídeo e adotou o middleware Multimedia Home Plataform (MHP) para dar suporte a aplicações interativas (Figura 4) [3].

O problema do DVB-T é que algo que tende a ser muito importante para todos nós foi deixado de lado: a transmissão de sinais de TV para dispositivos móveis, como celulares.

Sistema Japonês: ISDB (Integrated Service Digital Broadcasting)

O ISDB é o padrão desenvolvido pelos japoneses, sendo um aperfeiçoamento do padrão europeu. O sistema de transmissão funciona com eficiência em qualquer terreno, tendo uma boa recepção para a televisão móvel. A principal mudança que faz o ISDB-T ser tão interessante para as operadoras de televisão é a chamada segmentação de banda, onde o espectro de 6MHz é dividido em 13 segmentos. Com isto, é possível utilizar 12 segmentos para transmitir um sinal HDTV para os televisores fixos e um único segmento para transmitir um sinal LDTV para os celulares.[3] Neste exemplo, como os sinais são independentes, é possível ter uma programação específica para os televisores fixos e outra para os celulares. Desta forma, a propaganda também pode ser dirigida para os diferentes públicos.

É atualmente o padrão mais flexível, permitindo que aplicações variadas sejam disponibilizadas ao usuário. É, também, o mais tecnologicamente avançado, oferecendo a possibilidade de transmissão para aparelhos móveis, possuindo convergência total com telefones celulares da terceira geração (Figura 5).

Oportunidades

O advento do sinal digital em conjunto com um canal de retorno possibilitará o fornecimento dos mais variados serviços. O principal é, sem dúvida, a liberdade que o usuário terá em fazer sua própria programação. Atualmente, o telespectador está preso à programação determinada pela emissora e precisa esperar o horário em que começa seu programa preferido. A TV digital permitirá que este usuário assista ao programa no horário mais conveniente às suas atividades diárias. Aliado a isso, a transmissão digital permite a disponibilização de um número cinco vezes maior de canais de TV em relação aos analógicos, trazendo muito mais opções para os telespectadores do que hoje em dia.

Isto é possível porque a transmissão digital é feita de forma otimizada. Cada canal é comprimido e convertido num stream de dados, chamado de transport stream, utilizando o Moving Pictures Experts Group (MPEG-2). Um transport stream corresponde a um canal de televisão e é formado por vários streams elementares. O MPEG transmite somente partes da imagem que mudaram de um frame para o próximo, ao invés de enviar o próximo frame completo, reduzindo a quantidade de dados que precisam ser enviados para reconstruir a imagem original. Este tipo de compressão permite uma melhor utilização do espaço do canal de transmissão e o consequente aumento do poder de envio de informação [4].

Outro serviço oferecido, o acesso à internet, já é familiar a grande parte da população. Isso já ameniza outra preocupação do governo brasileiro, que é prover acesso à rede mundial de computadores. Porém, este acesso será diferente da navegação convencional via PC. Provavelmente essa navegação será baseada na infraestrutura disponível na televisão, que não dispõe dos periféricos de um computador, tais como: teclado, mouse, etc.

Comprar pela TV será um atrativo tanto para o telespectador quanto para o mercado. Atualmente, os produtos anunciados pela televisão são geralmente vendidos por telefone. Com a TV digital, o telespectador terá a comodidade de comprar utilizando simplesmente o controle remoto. Este serviço será de fundamental importância para o mercado brasileiro, pois haverá uma grande possibilidade de alavancar as vendas dos mais diversos setores de comércio e indústria.

Além destes, serão oferecidos diversos outros serviços que proverão entretenimento, informação e atividades familiares. Jogos, pay-per-view, vídeos sob demanda serão formas de entretenimento enquanto acesso a banco e compras serão serviços que facilitarão o dia a dia do usuário. Outro serviço viável a partir da utilização de TV digital consiste no relacionamento com outros aparelhos de comunicação móveis, como telefones celulares, palmtops, dentre outros dispositivos.

TV Digital em celulares

Com o padrão adotado pelo Brasil (ISDB, o padrão japonês), será possível efetuar a recepção de sinal por celulares 3G (terceira geração), com suporte a transmissão para receptores móveis, o desenvolvimento de navegadores que adaptem as imagens para o tamanho do visor do celular será de grande importância.

Desenvolvimento de aplicações

O desenvolvimento de aplicações para TV digital tem características distintas do desenvolvimento para PC. Alguns aspectos precisam ser considerados quando pensamos em propor uma aplicação para esta nova tecnologia. Um telespectador, por exemplo, costuma posicionar-se a uma distância da televisão no mínimo três vezes maior do que uma pessoa em relação a seu PC, porém a resolução de uma TV é inferior à de um monitor. Isto força a utilização de fontes grandes além da adaptação das dimensões gráficas de aplicações ao dispositivo. Em um PC existem periféricos como o mouse e o teclado que facilitam a interação do usuário com os diversos aplicativos. Na TV, um fator limitante na construção de aplicações é a existência, na maioria dos casos, do controle remoto como único periférico. Além disso, é importante levar em consideração aspectos como o perfil do usuário. O telespectador não tolerará aplicações com uma navegação complexa como, a utilização demasiada de menus em cascata.

No momento, as duas principais API’s para desenvolvimento de aplicação para TV digital são: Microsoft TV e Java TV.