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jueves, mayo 14, 2009

Monitores con nieve

Actualización (18 de mayo de 2009): He cambiado parte de la explicación, ya que la causa no es que la señal sea analógica, sino que esté modulada en radiofrecuencia.

Hace poco, viendo un episodio de Smallville, me fijé en un recurso que me suena haber visto en otros sitios. La escena era la siguiente: una habitación con las paredes cubiertas de pantallas, y un ordenador con su respectivo monitor, en el centro de la misma. Un virus informático es introducido en el sistema, y entonces las imágenes de los monitores comienzan a bailar y desaparecer, hasta ser sustituidas por la clásica imagen de ruido o nieve que aparecía en las televisiones algo antiguas cuando seleccionábamos un canal no sintonizado. Sin embargo, esto no puede ocurrir en un monitor de ordenador, a menos que deliberadamente reproduzcamos un vídeo a pantalla completa de dicho fenómeno (y no creo que eso estuviera en las prioridades del programador del virus).

Foto de una televisión mostrando ruido blanco

¿Por qué se produce (o producía) la nieve? Antes de las pantallas de plasma, la alta definición, la televisión digital y todas las modernidades que nos rodean, la televisión que todo hijo de vecino tenía en su casa era un armatoste con un tubo de rayos catódicos, y una única entrada de radiofrecuencia (a la que llamábamos «toma de la antena» o simplemente «antena»). Por dicha entrada llegaban las señales (que efectivamente, procedían de la antena) de los distintos canales, todos ellos modulados en radiofrecuencia. ¿El qué? Bueno, hace bastante expliqué un poco qué es eso de la modulación. Resumiendo un poco, la información de audio y vídeo debe «meterse» en una señal electromagnética, de forma que luego se pueda extraer. Además, como hay muchas emisoras, cada una tiene que limitar su señal a un rango determinado de frecuencias. Esto se hace eligiendo una frecuencia concreta (portadora) a cuyo «alrededor» viaja la información. Pues bien, al proceso de generar una señal electromagnética, en un determinado rango de frecuencias, y con la información que queremos (en este caso, audio y vídeo), se le denomina modulación (y pido perdón a mis compañeros telecos por la extremada simplificación de esta explicación).

Así que tenemos múltiples emisoras, emitiendo en distintas frecuencias. Todas estas señales electromagnéticas llegan a nuestra antena, que las convierte en corrientes eléctricas para que puedan llegar por un cable hasta el sintonizador de nuestra tele. Como cada emisión va en una frecuencia diferente, lo que hay que hacer para seleccionar un canal es determinar la frecuencia portadora que nos interesa, y descartar el resto. Una vez hecho eso, la señal se «demodula», obteniendo el audio y vídeo del que queremos disfrutar.

Pero el audio y el vídeo son en realidad señales eléctricas, así que hay que utilizar un altavoz para convertir la señal de audio en sonido, y un cacharro más complejo para convertir la señal de vídeo en una secuencia de imágenes. En las televisiones de tubo o CRT (las que tenían una enorme parte trasera) el aparato era un tubo de rayos catódicos que dirigía un haz de electrones sobre una pantalla fosforescente. El punto donde los electrones impactaban en la pantalla, brillaba durante un instante (y el brillo dependía de la intensidad del haz). Así, el haz recorría toda la pantalla, una y otra vez, dibujando imágenes, con la suficiente rapidez como para crear la ilusión de movimiento (25 imágenes por segundo en el sistema PAL, que es lo que se usa por estos lares).

Lo importante de toda esta historia que os he contado, es que hay que demodular la señal, es decir, hay que extraer la información de esa frecuencia portadora. Debido al sistema utilizado para ello, el sintonizador «intenta» extraer la información, sin importar lo que haya en la entrada. es que la electrónica del aparato era analógica. ¿Qué quiere decir? Pues que las pequeñas variaciones de la señal electromagnética se traducían directamente en variaciones de la imagen. Además, el haz barría la pantalla una y otra vez, sin importar si había señal o no. ¿Y qué pasaba si no habia señal? Pues que las únicas señales variaciones eléctricas que aparecían era el inevitable ruido blanco que aparece en todo sistema eléctrico, es decir, el sintonizador demodulaba el ruido, y que el haz seguía como patrón una pequeña señal aleatoria, de forma que dibujaba puntos claros y oscuros de forma aleatoria.

La entrada de radiofrecuencia no es la única que tiene un televisor, al menos, uno mínimamente moderno. Es habitual encontrar al menos una entrada euroconector (esa que es muy ancha, con dos hileras de pines), y no es raro que tenga también una entrada de audio (formada por dos conectores, pintados de color rojo y blanco) junto a una de vídeo compuesto (un conector igual a los de audio, pero de color amarillo), o una de S-Vídeo (redondo, más grueso, con pines). La señal que llega a cualquiera de estas entradas no está modulada en radiofrecuencia, sino que viaja «tal cual» (por decirlo de alguna forma, aunque no sea demasiado exacto). Y si no hay señal, no se pinta nada en la pantalla, de forma que si uno selecciona una de estas entradas sin señal, veremos simplemente una imagen negra.

¿Cómo funciona un monitor de ordenador? Bueno, a un monitor llega una señal digital, que es interpretada por el aparato para mostrar imágenes. Una señal digital es básicamente una secuencia de números. Como podéis suponer, los números no viajan así como así, sino que son representados de distintas formas (por ejemplo, pulsos de distinta intensidad). La ventaja de una señal digital es que es más resistente al ruido: podemos distorsionar levemente la señal, y seguir siendo capaces de interpretar los números de forma correcta. La entrada de un monitor es distinta a las que he mencionado, pero lo importante es que la señal no está modulada en radiofrecuencia, y el monitor no tiene un sintonizador, como ocurre con un televisor. Como consecuencia de ello, ante la ausencia de señal, no se interpretará el ruido de fondo de ninguna forma, es decir, no sé intentará «pintar» el ruido blanco, sino que no se pintará nada. Veremos una aburrida imagen negra (o si el aparato es más sofisticado, un pequeño letrero de «Sin señal», «No signal» o similar).

Así que, si por el motivo que sea, un ordenador deja de transmitir la señal de vídeo al monitor, no veremos nieve, sino una pantalla negra, tal vez con algún mensaje generado por el propio monitor. Y eso sólo si la señal se interrumpe, lo que quiere decir que el virus debe alterar la configuración de video del ordenador infectado, o apagarlo (cosa que no veo de utilidad a la hora de destruir datos). Puede quedar muy efectivo que las pantallas muestran nieve, para informar al espectador de lo que ocurre (otros directores prefieren la animación de una calavera con dos huesos cruzados; no-premio al que sepa de qué peli estoy hablando), pero a menos que el diseñador del virus sea tan gracioso que haya programado una rutina específica que simule nieve en un monitor, es algo que no puede ocurrir.

23 comentarios:

  1. La referencia de la calaverita... será de Independence Day? Desde la primera vez que vi eso me dí de topes en la pared.

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  2. Alf, tu explicación es correcta sólo si se usa una intefaz digital para conectar el monitor, como DVI, HDMI o DisplayPort. Si se utiliza el viejo conector VGA de toda la vida, la señal es analógica. Eso si, no es modulada sino que son las señales de rojo, verde, azul y sincronismo por separado.

    Dicho esto, que un monitor de computadora muestre una típica pantalla de ruido es, como dicen ustedes en España, una "chorrada" :)

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  3. Pues yo pensaba que tenía que ver con la radiación de fondo microondas procedente del Big Bang

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  4. Solo una pequeña parte de la nieve es radiación de fondo, no recuerdo la cantidad pero seguro que menos del 1%

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  5. Lo de la referencia a la película es "independence day", como ya han dicho.

    Se le podía dedicar un artículo a esa película y como tratan el tema de los ordenadores (los ordenadores en el cine es todo un submundo XD): el que hace el virus en la película es un informático impresionante, programando en unas pocas horas un virus para ejecutarlo en ¡un sistema informático extraterrestre! (aunque lo mismo usaban windows, y por eso perdieron XD)

    ¿Que hizo Jeff Goldblum? ¿Enviar un mensaje con el asunto "ET naked.jpg.exe"? XD

    Enhorabuena por un nuevo artículo tan ameno y bien explicado, saludos

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  6. @JM, ese asunto del "crearemos un virus informático para deshabilitar sus escudos" es una de las cosas más ridículas que haya visto en películas de sci-fi. Y la calaverita en pantalla fue la cereza en el pastel.

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  7. Ante todo, quiero darte mi enhorabuena por el blog. Llevo años siguiéndolo y me parece fantástico.
    El motivo de la nieve en el monitor es que para transmitir la señal de televisión se utiliza modulación AM negativa. Es decir, valores altos de señal corresponden a negro y, valores bajos de señal corresponden al blanco. Por este motivo, cuando no hay nada sintonizado, la mayor parte de la pantalla aparece en blanco, mientras que aparecen algunos puntos negros, que se corresponden con picos de señal provocados por el ruido. El motivo que llevó a los ingenieros a usar AM negativa fue que, en una imagen es ménos distinguible un punto blanco que un punto negro que un punto blanco. De esta manera, si por algún motivo hay un pico de ruido, este se tradudce como un punto oscuro, en lugar de como un punto claro.
    Además, para poder convertir la señal de radio en imágenes y sonido, es necesario amplificarla varios millones de veces, por lo que cualquier mínima señal de ruido se traduce en puntos oscuros en la imagen.


    Como bien dices, un monitor no tiene recepción de radiofrecuencia, por lo que tampoco necesita esta amplificación, por lo que si desconectamos la señal o apagamos el ordenador, sólo veremos imagen negra. Lo mismo sucede si elegimos la entrada de euroconector de nuestro televisor si no tenemos nada conectado: la imagen será negra.

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  8. Ya lo ha dicho todo el mundo, lo de Independence Day, así que no tiene gracia insistir, pero lo hago.

    Además, todo el mundo sabe que los extraterrestres usan Linux, así que la cosa aun era mas absurda...

    :-P

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  9. Como Teleco solo puedo decir que tu explicación es muy buena y muy didáctica. Da gusto leerte Alf.

    Tan solo añadiría que la señal de la antena puede seguir bajando en forma electromagnética con guía de ondas en vez de cable y que aunque se transmiten 25 imágenes, el televisor las pinta dos veces, pintando primero las pares y luego las impares de la misma imagen, viendo así 50 imágenes por segundo. Eso se hace para tener sensación de continuidad de luminancia (para la sensación de movimiento bastan las 25 imágenes).

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  10. Y no sería que los ordenadores eran spectrums? Estos si que van por RF.

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  11. Pues yo me quedo con la idea de un informático graciosete que haya puesto la imagen a pantalla completa de la imagen de ruido. Porque es posible.

    Quizá a modo de tributo, pensando en que las nuevas generaciones ya no entienden la inolvidable introducción: "El cielo sobre el puerto tenía el color de una pantalla de televisor sintonizado en un canal muerto." de Neuromante de Gibson.

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  12. Un comentario para los que rajan del virus informático en «Independence Day»: es exactamente el mismo recurso que utilizó un reputadísimo escritor de ciencia-ficción en el volumen final de su tetralogía más famosa (no doy más detalles para no incurrir en spoilers). Y seguro que a él le cayeron muchísimos menos palos que a los sufridos guionistas de esa peli (abominable película, todo sea dicho).

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  13. NADA QUE VER CON EL POST

    http://www.neoteo.com/seti-detecta-un-pulso-laser-espacial-et-15897.neo

    ¿Es posible este tipo de pulso en la naturaleza?

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  14. Sólo para documentar, una rutina de nieve en BASIC para MSX:

    10 REM NIEVE
    20 DEFINT A-Z
    30 C(0) = 1: C(1) = 15
    35 SCREEN 2
    40 FOR Y = 0 TO 255
    50 FOR X = 0 TO 191
    60 PSET (X, Y), C(RND (1) * 2)
    70 NEXT X
    80 NEXT Y
    90 GOTO 40

    Es ineficiente, pero sirve para hacerse una idea de lo simple que sería.

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  15. No-premio para FerGil, que ha sido el primero :-)

    Se le podía dedicar un artículo a esa película y como tratan el tema de los ordenadoresYa lo hice en su día:

    http://www.malaciencia.info/2005/07/la-informtica-de-id4.htmlEra casi una obligación :-)


    Gracias al anónimo por la explicación sobre la AM negativa. Es verdad que la nieve sólo aparece en las señales de radiofrecuencia, y que no tiene que ver con que la señal sea analógica (el vídeo compuesto es analógico, y no aparece nieve si no hay señal).

    He corregido el artículo.


    Malónez, tienes razón. En realidad se hace un barrido completo 50 veces por segundo, aunque cada vez se pinte sólo media imagen (hubiera sido más correcto haber dicho que se pintan 50 semi-imágenes por segundo :-D).

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  16. Acerca de los comentarios contra Independence Day: vamos a ver, lo primero es que el ordenador con el que le cuelan el virus a los extraterrestres es un Mac. ¿Acaso alguien que no fuese extraterrestre usaría un Mac?

    Segundo, sería perfectamente posible que se hiciera un virus para afectar al sistema extraterrestre. Recordemos que hace más de 40 años que tienen una nave de los invasores. En todo ese tiempo, podrían quizá haber descifrado el sistema y...ah, cierto, que no lo habían hecho, y que el virus lo programan en un par de horas. Vaya. Pues va a resultar otro pequeño fallo de guion.

    Bueno, pero aparte de todo, yo lo de la calavera y las tibias no lo considero lo más chanante; después de todo, un tío capaz de descifrar un sistema operativo alienígena y programarle un virus en un par de horas bien puede haber tenido el detalle de poner alguna animacioncita cachonda. No, lo realmente pasmoso viene al principio de la pinícula: les llega una señal del espacio exterior, y el vez de salir en pantalla sus coordenadas sale un letrero gordo que dice: "ORIGEN - LA LUNA". Por si algún paleto no se había enterado.

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  17. Aún hay mas: descifra el sistema y programa el virus en un par de horas... después de ponerse tibio de whisky. Yo querría ser así.

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  18. Hola!
    he encontrado tu blog de casualidad y la verdad es que es muy interesante!
    Enhorabuena!

    Si quieres intercambiar links, este es el mío: http://gravedad0.wordpress.com

    Carlo

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  19. @Alf

    Antes de poner mi mensaje, busqué en el blog si habías escrito ya algún artículo sobre la informática en "Independece Day", con estas dos palabras. No lo localicé porque en todo momento te referiste a ella como ID4 XD

    Muy bueno el artículo... como todos :)

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  20. Sobre la actualización del 18/05/09: más que la modulación, yo diría que el culpable es el control automático de ganancia, que en ausencia de señal de entrada aplica la ganancia máxima al amplificador y consigue convertir el débil ruido de la entrada en todo un peaso ruido.

    Pero sí es cierto que empleando otro tipo de modulación se podría detectar más fácilmente la ausencia de señal en la entrada y eliminar la salida.

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  21. Alf: un comentario: yo tengo un TFT LCD monitor, y quiero que sepas que, si bien no me ha salido la nieve de la que hablas, salio en la pantalla algo muy semejante, te enviaré las fotografías, aunque no muy buenas, pero es el caso mas extraño que me ha pasado, yo creo que el disco duro esta dañado y manda ese tipo de imágenes, pasa lo siguiente:
    1 Enciendo el ordenador, sale la presentación de la mother board.. etc
    2 Aparece la pantalla negra, con el logotipo de windows cargando... hasta ahi todo bien,,
    2 De repente se ve un barrido en la pantalla,, como si fuera nieve,, pero en patrones ordenados, y va cambiando en barrido hacia abajo, los colores que se muestran son negro, gris, con rayas verdes y azules muy finas..te repito, como la nieve pero en patrones ordenados y que cambian lentamente, Que explicación podrías darme?? el monitor funciona bien, ya que lo conecto a otros ordenadores y funciona de maravilla.

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  22. @ShearJasub: La explicación que veo más probable es una corrupción de memoria. Simplificando, el color de cada punto de la pantalla es definida en una posición de memoria (la RAM de vídeo). Por alguna razón, esa memoria se está llenando con datos que no le corresponden. Tal como dices puede ser porque tu disco se haya dañado.

    El que haya patrones de repetición es porque los datos suelen seguir patrones.

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  23. También pensé en eso cuando vi el capítulo.

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