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Así funciona un televisor: desde la tele de tubo (1934) hasta el OLED (2018)

cómo funciona la tecnología de las TV

04/02/2018 - 12:01

Aunque podamos pensar que lleva con nosotros toda la vida, en la escala de los últimos siglos la historia del televisor es poco más que un chasquido de dedos. Los televisores llevan con nosotros muy poco tiempo, y en los años 50 del pasado siglo los primeros televisores de tubo eran muy diferentes a los modernos paneles LED y OLED que utilizamos hoy en día. Pero, ¿cómo funciona un televisor?

La pregunta es pretenciosa, desde luego. En este reportaje nos hemos propuesto hacer no solamente un repaso a la historia de los televisores (sus primeros orígenes datan desde 1928, aunque llamar a eso "televisor" quizás sea excesivo), sino también aprovechar este vistazo al pasado y presente para explicar cómo funciona la tecnología que hay tras la pantalla de nuestras teles.

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La imagen que tengo de mi abuelo, es la de un hombre pegado a su televisor. En sus últimos años apenas podía andar, así que cuando iba a visitarlo siempre lo encontraba sentado en el salón, viendo la televisión. Una vez me contó una historia de cuando era joven, y llegó la tele al pueblo. Solo la familia más rica podía pagar una, así que cuando había un acontecimiento importante, como un partido de fútbol entre el Real Madrid y el F.C. Barcelona o la coronación de un rey, la familia sacaba la tele al patio y todo el pueblo se reunía en la calle alrededor de la tele, estirando la cabeza para intentar ver algo.

Ahora, todo el mundo llevamos un televisor en el bolsillo.

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

Aquellas primeras teles mecánicas - Desde 1928

No es la intención de este artículo repasar la historia del televisor sino mostrar, de forma visual, cómo funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED. Para ello hemos utilizado un vídeo grabado a cámara superlenta que han publicado los chicos de The Slo Mo Guys, y una lección maestra sobre los paneles LED y OLED que nos ofreció en exclusiva el experto de LG, Luis Navarrete.

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¿Sabías que los primeros televisores, comercializados en 1928, eran mecánicos y la imagen se producía girando un disco en espiral con agujeros por los que pasaba la luz

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

La televisión surgió de las ideas de diferentes inventores alemanes, británicos y rusos. Se aprovecharon unos de otros hasta que llegó la primera demostración pública de transmisión de imágenes en movimiento a través de un cable, realizada por el escocés John L. Baird, en 1926.

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

Estos primeros modelos utilizaban el disco de Nipkow, inventado en 1884. Es un disco metálico con agujeros en espiral. Giraba a gran velocidad para dejar pasar la luz a través de los agujeros, que al moverse creaban el barrido de imagen similar al de los televisores modernos. Un sistema de lentes proyectaba la luz de un objeto sobre células de selenio fotosensibles. Esta fotosensibilidad se convertía en impulsos eléctricos a través de un cable. Por medio de lentes y el giro del disco con los agujeros que dejan pasar la luz, estos impulsos se convertían en imágenes en movimiento que se visionaba en una pequeña pantalla. Estas primeras imágenes tenían una resolución de 8 píxeles, a 5 cuadros por segundo.

John L. Baird perfeccionó el sistema y en 1926 consiguió retransmitir el rostro de un maniquí a una resolución de 30 líneas y 12.5 cuadros por segundo. En 1930 comercializó  el Baird Televisor, la primera tele comercial:

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

Lámparas catódicas y teles de tubo

Televisor de tubo

Los televisores mecánicos tenían muchos problemas (la imagen se veía curva, poco definida, y la pantalla era diminuta), así que pronto fueron sustituidos por los televisores eléctricos, que utilizaban tubos de rayos catódicos o CRT. Unas válvulas presentes en el televisor emiten un haz constante de rayos catódicos (una corriente de electrones) que choca contra una pantalla de vidrio que contiene fósforo y plomo.

¿Cómo funciona un televisor de tubo?

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

El fósforo, al reaccionar con la luz, es el que reproduce la imagen, mientras que el plomo frena las radiaciones de rayos X, que son perjudiciales para la salud. La necesidad de que los rayos catódicos viajasen por un tubo de vacío es lo que hacía que los televisores de tubo fuesen tan gruesos.

El primer televisor de tubo lo comercializó Telefunken en Alemania, en 1934.

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La pantalla de una tele de tubo, a cámara superlenta

Al enviar una imagen en movimiento a través de un cable, o por el aire, se descompone en fotogramas o cuadros (imágenes estáticas) que se dibujan en la pantalla. Para engañar al ojo humano y que éste perciba sensación de movimiento, los ingenieros determinaron que una imagen debía tener al menos 300 líneas, y actualizarse 24 cuadros por segundo. Durante décadas se ha utilizado el estándar PAL, que usa 625 líneas a 25 cuadros por segundo, y el NTSC, con 525 líneas a 30 cuadros por segundo, aunque solo son efectivas 576 y 480 líneas, respectivamente. Ahora usamos televisores 1080p y 4K con 1080 y 2160 líneas, respectivamente.

¿Te has preguntado alguna vez por qué al grabar una tele con una cámara, la imagen de la tele parpadea?:

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

Esto es porque la obturación de la cámara, es decir, la velocidad a la que captura imágenes estáticas, es diferente a la velocidad de cuadros por segundo que muestra la tele.

Lo curioso del tema es que una imagen no se muestra de golpe en pantalla, sino que se va dibujando línea a línea, pero tan rápido que el ojo percibe una imagen completa. 

¿Se puede ver cómo se genera una imagen en una tele de tubo, línea a línea? Para el ojo humano es imposible, pero los chicos de The Slow Mo Guys han grabado una pantalla de diferentes teles con una lente macro de gran aumento y una cámara super lenta.

Aquí podemos ver una vieja tele de tubo grabada con una cámara a 2500 fps (2500 cuadros por segundo). Al grabar tan rápido y luego reproducir a menor velocidad, se pueden ver cómo la imagen se genera línea a línea, de arriba abajo:

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

 En las teles de tubo solo se ilumina la línea que se está dibujando en cada momento.

Cuando la cámara graba a 380.000 fps (si, eso son casi 400.000 imágenes cada segundo), apreciamos cómo la línea se dibuja de izquierda a derecha:

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

En la parte superior el cronómetro marca incluso las millonésimas de segundo. La imagen se ve tan borrosa porque el juego usado solo tiene una resolución de 256 x 240 píxeles. 

Los primeros televisores eran en blanco y negro. A finales de los años sesenta del siglo XX el sistema se mejoró hasta conseguir los tubos de rayos catódicos de tres cañones de colores (rojo, verde y azul), que al mezclarlos producían el resto de tonalidades. Así nacieron los televisores a color.

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

¿Y cómo funciona un televisor para mostrar el color?

Para capturar los puntos de la pantalla The Slow Mo Guys han colocado una cámara con lentes macro de gran aumento pegada a la pantalla de la tele de tubo. Aquí podemos ver cómo los puntos poseen los tres colores básicos: rojo, verde y azul. Al aumentar uno u otro se obtiene la mezcla que da lugar a todos los colores:

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

Pantallas LCD y LED - Desde finales de los años 90

Las teles de tubo se han utilizado durante más de 70 años, con sus limitaciones: baja definición, y televisores anchos y pesados, además de contaminantes. A finales de los años 90 del pasado siglo se desarrolló un nuevo tipo de pantalla, llamada LCD. Su principal ventaja es su menor grosor y consumo. Las pantallas planas ya son una realidad.

Televisor LED

Luis Navarrete, experto de LG, nos muestra en este vídeo cómo funciona un televisor LCD y OLED:

La pantalla LCD se compone de varias lámparas fluorescentes, como la que se puede ver en la imagen, que se sitúan en los bordes de la pantalla:

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

A continuación se colocan tres capas de diferentes plásticos que, o bien contienen microlentes, o diferentes filtros cuyo único objetivo es difuminar la luz blanca del fluorescente para que ilumine toda la pantalla. La clave está en la última capa, la pantalla LCD que contiene una capa de transistores, cristal líquido y filtros de colores. El LCD deja pasar más o menos luz, según el pixel esté más o menos abierto, para formar la imagen.

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

Una mejora de la tecnología LCD son los paneles LED, que en realidad siguen siendo pantallas LCD, pero sustituyen las lámparas fluorescentes por diodos LED. Las pantallas LED son más finas y consumen menos. En esta captura podemos ver los diodos LED (los círculos):

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

LCD y LED solo se diferencian a la hora de emitir la luz, las diferentes capas de filtros y pantalla LCD son iguales.

Una nueva evolución de las pantallas LCD son los paneles Quantum Dot, que usan algunas marcas como Samsung. Siguen usando diodos LED, pero son azules en vez de blancos. El resto de capas son las mismas que un panel LED, excepto una capa adicional con los Quantum Dot, que son partículas sin color que al pulverizarlas sobre un plástico, cogen el tono amarillo que se ve en la imagen:

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

Las partículas Quantum Dot cambian la longitud de onda del diodo de luz azul, y la convierten en luz roja o verde, en función del tamaño del Quantum Dot. El sistema de iluminación es más avanzando y se consiguen colores rojo, azul y verde más puros y con más brillo que en LED, pero se sigue usando una pantalla LCD como última capa, para formar la imagen. Esto limita los ángulos de visión y mantiene las fugas de luz.

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En una pantalla LCD grabada con una cámara super lenta, se puede ver cómo la pantalla siempre está iluminada, mientras la línea que dibuja la imagen la barre de arriba abajo:

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

Una curiosidad es que las pantallas LED de algunos móviles, como el iPhone 7 están diseñadas en vertical, así que al ver un vídeo en horizontal la imagen se genera de izquierda a derecha o de derecha a izquierda, según el lado hacia el que lo hayas girado:

¿Y cómo funcionan los televisores LCD y LED a la hora de mostrar el color? Pues de igual forma que las teles de tubo. Aunque nosotros vemos una imagen blanca, si acercamos una cámara con lentes macro de gran aumento vemos que cada píxel (punto) tiene tres subpíxeles rojo, verde y azul:

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

Aumentando o disminuyendo la intensidad de cada subpíxel dentro de un píxel, se consigue la mezcla de colores. Por ejemplo, si se mezclan el rojo y el azul se obtiene el magenta (rosa oscuro):

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

Como vemos, una de las características de los paneles LCD y LED es que la retroiluminación siempre está encendida. Esto hace que no se obtengan negros puros. Cuando vemos el panel de lado se notan las fugas de luz, y se ven los colores aclarados:

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

Es uno de los defectos que elimina la tecnología OLED.

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Pantallas OLED - Una tecnología completamente diferente

Los diferentes paneles LCD, LED y Quantum Dot, se basan todos en la misma tecnología, con ligeras variantes. Los televisores OLED emplean un sistema completamente diferente.

Televisor OLED

Su gran aportación es que los paneles OLED no tienen retroiluminación. Ni lámparas, ni diodos, absolutamente nada. Tampoco tienen capas de filtros, ni pantalla LCD. Se componen de una única capa en donde cada pixel genera su propia luz, en rojo, verde o azul, incluso en blanco, según el voltaje que pase por él. Por eso son aún más finos que los televisores LED.

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

Cada pixel se puede apagar o encender, por eso se consiguen negros puros, inalcanzables para un panel LCD o LED, en donde la retroiluminación siempre tiene que estar encendida. En esta captura con lentes macro, podemos ver cómo los píxeles se apagan en una pantalla OLED:

Así funciona tu televisor: desde la tele de tubo hasta OLED

Al carecer de retroiluminación las pantallas OLED no tienen fugas de luz (con la luz apagada la pantalla en negro es invisible) y los ángulos de visión son mucho mayores que con LED. Está claro que el OLED es la tecnología del futuro, pero de momento aún es demasiado cara como para que llegue a todo el mundo.

Esperamos que este reportaje visual te haya servido para entender cómo funciona tu televisor, y cuáles son las diferencias entre LED y OLED, las dos tecnologías del momento.

Si queréis ver estas capturas en movimiento aquí tenéis el vídeo completo de The Slow Mo Guys, mostrando cómo genera la imagen un televisor a cámara superlenta. ¡Disfrutadlo!:

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