Velocidad de los fotogramas en la evidencia digital

La velocidad de los fotogramas es un aspecto que a menudo se pasa por alto cuando se habla de la evidencia digital. Con frecuencia olvidamos evaluar las cámaras corporales, las de la sala de interrogatorios y otros muchos dispositivos en función de su tasa de fotogramas por segundo (FPS). Por este olvido al comienzo de cualquier nuevo esfuerzo, estamos condenando a nuestras agencias a lidiar con las limitaciones de dichos dispositivos al capturar datos. En este artículo hablaremos sobre los pros y los contras de las tasas de FPS disponibles en el mercado y nos referiremos a su uso en una amplia gama de dispositivos.

Nuestros cerebros y el desenfoque de movimiento

Le advierto que entraremos ahora en detalles técnicos. Estese preparado.

En primer lugar, es importante entender que nuestros ojos y nuestro cerebro no pueden procesar la información visual en velocidades de fotogramas, como hacen las cámaras, los teléfonos, las tabletas y los ordenadores, y por tanto, no podemos medir en fotogramas cuánta información visual podemos procesar. Lo que sí sabemos es que nuestro cerebro tiene una sensibilidad o, más bien, unos límites a la cantidad de información visual que puede procesar con éxito antes de, dependiendo de lo que se esté viendo, empezar a suponer cosas o a desarrollar un dolor de cabeza, como una migraña, para que la persona mire hacia otro lado. En lo que respecta a los estándares visuales, evaluamos nuestra visión mediante el uso de la Tabla de Snellen y la mayoría de las personas con una visión normal tienen 20/20. Esto significa que esas personas pueden leer letras a 20 pies de distancia. Otras personas tienen una visión 20/10. Esto significa que pueden ver a 40 pies lo que la persona promedio puede ver a 20. Más adelante explicaremos por qué esto es importante.

Ahora que nos hemos referido a lo básico sobre la vista humana, vamos a hablar de lo que ocurre cuando el ojo sigue el movimiento. El ojo humano se siente atraído de forma natural por el movimiento, excepto cuando se trata de algo que está bien establecido como aceptado en la mente de una persona, en cuyo caso esta cataloga el movimiento y rara vez se vuelve a interesar en él. Pero mientras se rastrea un movimiento, ya sea de un objeto, una persona o una catástrofe natural inminente, si el movimiento se vuelve demasiado rápido, vívido o implica una sobreabundancia de información para nuestro cerebro, este recurrirá al desenfoque de movimiento para que no suframos dolores de cabeza. Por ejemplo, dos productos que tuvieron que realizar modificaciones a la forma en que presentaban la información visual, ya que esta causaba dolores de cabeza, son los modelos de primera generación de televisores de alta definición y la nueva generación de juegos de carreras. Esta última ha tenido que utilizar un desenfoque de movimiento artificial en los laterales de sus circuitos de carreras, predominantemente áreas de hierba y zonas “fuera de límites”. En ambos casos, estas tecnologías eran tan eficientes a la hora de procesar la información visual que no producían desenfoque y las primeras personas que las utilizaron decían sentir náuseas, ser sensible a la luz e incluso experimentar apagones temporales de la memoria, sobre todo de la memoria a corto plazo. Por suerte, la mayoría de estas situaciones se dio en grupos de prueba, por lo que ningún consumidor resultó herido en el proceso.

Hemos hecho este acercamiento a la capacidad humana de la vista para dar una idea de cómo el ojo promedio interpreta las velocidades de fotogramas que se producen en los dispositivos que se utilizan para capturar pruebas digitales y cómo eso puede influir en las nociones preconcebidas.

Tasas de fotogramas de video habituales: 15, 24, 30, 60

15 FPS es sólo una frecuencia de fotogramas común cuando se trata de CCTV. El ojo humano puede captar naturalmente y con facilidad 15 FPS. Los 15 FPS se incluyen en la etiqueta popular de “retraso”, lo que significa que existe un desfase temporal en la presentación de la información. Cuando un video con información completa se muestra en una pantalla, nuestros ojos se ajustan para “normalizar” lo que estamos viendo y tratar de captar más fácilmente la información. Esto es interesante porque la información se mueve con la suficiente lentitud como para que nuestros ojos deban adornarla de forma insignificante para convertir la imagen completa en una historia de la que podamos procesar toda la información visual. El desfase en los videos de 15 FPS tiende a exponerse cuando un video tiene un objeto en movimiento y todo lo demás es inmóvil y consistente. No recomendamos esta velocidad de fotogramas a las agencias policiales, ni tampoco ninguna otra velocidad por debajo de la misma. Hay 7.5, 7 y todo el camino hasta 1 FPS. Ninguna de estas velocidades es buena para capturar pruebas digitales. Sin embargo, ha habido excepciones. En general, cada vez que una cámara de baja velocidad capta una prueba digital excelente, es probable que haya tres o cuatro docenas de veces que no capte nada cuando se necesita. Esta es una tasa de fallo demasiado grande para ser aceptada.

La siguiente velocidad de fotogramas común, 24 FPS, está ligada a los productos cinematográficos, como películas, documentales, cortometrajes y otros contenidos similares. Esta tasa de fotogramas se ha utilizado en el cine durante mucho tiempo y muchas películas todavía la utilizan. Por un lado, desde la perspectiva del arte, esta velocidad de fotogramas permite que la película se separe en la mente del espectador de la realidad. Recordemos que las películas están diseñadas para escapar de la realidad con fines de entretenimiento. Además, la selección de esta velocidad de fotogramas fue una medida de ahorro empleada por los estudios de cine debido a los altos costos de la película de 35 mm. Esta es la velocidad de fotogramas más baja aceptable por el ojo humano para percibir el movimiento continuo. Esto también podría explicar por qué ciertas escenas dramáticas de las películas parecen moverse tan lentamente. Si tenemos en cuenta el propósito de la frecuencia 24 FPS, no hay forma de aceptarla para la recogida de pruebas digitales. ¿Una escena del crimen que parece una película? Eso podría dar de qué hablar a la defensa, ¿verdad? Pero también podría perderse evidencia clave, como un leve movimiento realizado para coger un arma. En el momento real, un oficial puede ver lo que está sucediendo muy claramente. Sin embargo, el dispositivo con el que se capturó la evidencia puede hacer que dicha situación parezca muy diferente a lo que el agente presenció. Usted no es un director de Hollywood, ni las pruebas digitales que captan sus dispositivos deberían hacerle lucir como uno.

La siguiente tasa de fotogramas más común es la de 30 FPS, que es la que se suele utilizar en la televisión. De nuevo, estamos hablando de comparaciones con el contenido de los medios de comunicación. ¿Por qué querría alguien que sus pruebas digitales lucieran como en una comedia televisiva? No obstante, hay buenas razones para que 30 FPS sea el estándar. En las dos primeras velocidades de FPS analizadas, mencionamos el hecho de que el cerebro debe hacer algo de trabajo para compensar la falta de información visual real. A 30 FPS, el cerebro sigue haciendo ese trabajo, pero a una escala mucho menor. A esta velocidad de fotogramas estamos alcanzando el rango en el que los ojos pueden procesar cómodamente la información para el cerebro, sin manipular inherentemente cosas como el desenfoque de movimiento, o el ruido visual de fondo, etcétera. La diferencia entre 24 FPS y 30 FPS puede parecer nominal. En la práctica, sin embargo, se ve mucha más información en esos seis fotogramas adicionales. Tengamos en cuenta que estos números son la cantidad de fotogramas que se ven en un segundo. 30 fotogramas pueden dar mucha información en sólo un segundo.

La siguiente velocidad de fotogramas es 60 FPS y aquí las cosas se ponen divertidas. A 60 FPS alcanzamos el límite de lo que el ojo humano puede experimentar con fluidez sin tener que añadir grandes cantidades de desenfoque de movimiento y otros ruidos visuales para evitar los dolores de cabeza y las náuseas mencionadas anteriormente. Aquí es donde empezamos a experimentar lo que comúnmente se conoce como rendimientos decrecientes. Puede que recuerde ese término de un curso de economía, pero en este caso se refiere a que hay un límite en la cantidad de información visual que los ojos y el cerebro humano pueden procesar antes de comenzar a rellenar con información referente a lo que están enfocando. A 60 FPS estamos en el límite máximo de lo que el ojo humano puede procesar sin tener que recurrir al desenfoque artificial en los bordes del cuadro para enfocarse.

Por supuesto, la diferencia entre estas velocidades de fotogramas se percibe al verlas en acción. Después de ver un video grabado a 60 FPS, los de 24 FPS lucen entrecortados en algunos casos, si no en la mayoría. Ahora bien, si se deja de ver lo videos a 60 FPS y sólo se consumen materiales grabados a 24 y 30 FPS, el ojo humano pasa por una “normalización” y empieza a rellenar los vacíos de información y, en breve, los videos grabados a esas velocidades empiezan a parecer normales de nuevo. Sin embargo, si se vuelven a visualizar videos de 60 FPS, lo entrecortado de las velocidades anteriores vuelve a salir a relucir.

Velocidades de fotogramas emergentes: 48 y 120

Dos velocidades de fotogramas que empiezan a ser comunes son 48 FPS y 120 FPS. Vamos a hablar de ellas en orden inverso.

En primer lugar, los 120 FPS son algo con lo que los usuarios de videojuegos están familiarizados, ya que se están convirtiendo en una tasa de fotogramas muy solicitada para los videojuegos en línea. No recomendamos que se considere esta tecnología para los dispositivos, ya que no está diseñada para nada realista y funciona bien exclusivamente en los videojuegos de alta densidad gráfica por el simple hecho de que estos necesitan más fotogramas para procesar toda la información involucrada y seguir dando al jugador la percepción de un movimiento realista.

La siguiente velocidad de fotogramas es 48 FPS. Esta surgió a iniciativa de los directores de Hollywood Peter Jackson y James Cameron. Dicha velocidad de fotogramas se utilizó durante toda la película El Hobbit: un viaje inesperado y a muchos fans y entusiastas del cine no les gustó el resultado porque hizo que la película les pareciera “real”. Esto nos remite a nuestra anterior discusión sobre los 24 FPS y nos adelanta lo que podemos esperar de nuestras pruebas digitales siendo captadas a esta velocidad. Aunque a los espectadores no les gusten las películas grabadas a esta tasa de fotogramas, a los tribunales y los profesionales de la justicia penal le puede parecer idónea a la hora de revisar las pruebas digitales.

Consideraciones sobre la reproducción y los datos

Hemos hablado de varias velocidades diferentes y de para qué se han utilizado y si se deberían usar o no en la grabación de pruebas digitales. Pero hay otras cosas a tener en cuenta. En primer lugar, consideremos la reproducción. Las pruebas digitales deben mantener la calidad al ser reproducidas en cámara lenta y también en modo de rebobinado/retroceso. ¿Por qué son importantes estos distintos modos de reproducción? Porque es necesario ser capaz de reproducir un video a velocidad de grabación y luego ralentizar determinada sección en la que los detalles no estén del todo claros para poder captar lo que está sucediendo. Recuerde que nuestros ojos y cerebro tienen un límite de la información que pueden procesar, por lo que debemos mantener una calidad constante en nuestras pruebas digitales durante todos los modos de reproducción. ¿Por qué es importante reproducir el video de las pruebas digitales en sentido inverso? Porque puede ayudar al jurado a revisar un suceso centrándose en los detalles que importan. Ver algo atroz una vez es una cosa, pero ver esas mismas acciones al revés puede ayudar a los que deciden a percibir los detalles de lo ocurrido. Además, añadir una presentación más lenta del incidente, al revés, puede ayudar a las personas a ver cosas como la premeditación o la saña con la que actuó un criminal.

Si se reproducen en reversa videos grabados a 24 o 30 FPS, tiende a ser aún mayor el entrecortamiento percibido y cosas que parecen claras en la vista normal pueden resultar cuestionables vistas en reversa. Es como si una misma prueba digital contara dos historias diferentes y esto es lo último que usted necesita en un juicio.

Los 60 FPS ofrecen la mejor calidad de reproducción en reversa o cámara lenta. Por la nitidez de los detalles y la presentación sucinta de la información, los 60 FPS no pueden ser superados cuando se trata de los múltiples modos de reproducción. Sin embargo, 48 FPS es ciertamente aceptable. Aunque la diferencia entre 60 y 48 FPS es notable, este último es capaz de presentar la información con precisión.

¿Qué pasa con los datos a estas velocidades? Bueno, en términos de tamaño de archivo hay diferencias, pero no son tan fáciles de predecir como uno podría pensar. Por ejemplo, si grabamos un video de 60 minutos utilizando 60 FPS y lo colocamos en alta definición en YouTube, este tendría un tamaño de 8.64 GB. El mismo video grabado a 30 FPS sería de 4.32 GB. Ahora repitamos la operación con un video de 60 segundos. Aquí el cambio en el tamaño de los archivos nos indica lo que realmente podemos esperar, ya que la grabación de 60 FPS tiene un tamaño de 144 MB y la de 30 FPS de 1.2 MB. Un gran cambio, ¿verdad? Es cierto que ambos archivos son mucho más pequeños que nuestro primer ejemplo, pero la disparidad es lo que nos dice algo. Cuantos más fotogramas se graben, mayor será el tamaño del archivo.

Cuando se trata de datos, su agencia debe hacerse algunas preguntas. ¿Qué es más importante, enviar pruebas digitales con buena calidad de reproducción o ahorrar en costos de datos? Esto puede parecer fácil de responder, pero ¿qué pasa si los datos en cuestión son de un tiroteo con intervención de agentes y la calidad del video es tan mala que el arma que los agentes vieron en la escena del crimen no se percibe claramente en el video? Es posible que usted pueda ver el arma, pero ¿la verán los demás? Sabemos que hay que confiar en los agentes, pero ¿lo harán el tribunal y el jurado? ¿Acabará la tasa de fotogramas afectando a su agencia en los tribunales civiles? Eso es lo que hace que esta discusión sea probablemente una de las más difíciles a las que se enfrenta cualquier agencia. ¿Dónde está el límite cuando se trata de pruebas digitales y estándares de calidad a mantener? Como decíamos al principio, las tasas de fotogramas suelen pasarse fácilmente por alto, pero ya se ve que son de vital importancia.

Conclusiones

La velocidad de los fotogramas seguirá siendo objeto de debate mucho tiempo después de que nos hayamos jubilado. Sin embargo, cuando se trata de la seguridad pública, debemos considerar cómo llevamos a cabo la recopilación de pruebas digitales y a quién estamos presentando esa información. Debemos, por nuestro personal y por nosotros mismos, proporcionar información exhaustiva sobre cuáles son nuestras normas y por qué son así. Si dejamos de lado cualquier parte de la información, podemos estar condenando a alguien al fracaso y eso no es aceptable.

Cuídense mucho.