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Capítulo 3. La Videoconferencia en la Educación a Distancia ..
Historia de la Videoconferencia.
Elementos básicos de un sistema de Videoconferencia.
Aspectos Técnicos de la Videoconferencia.
Utilización de la Videoconferencia en la Educación.
Perspectivas de la Videoconferencia.

Capítulo 3. La Videoconferencia en la Educación a Distancia

Historia de la Videoconferencia.

El interés en la comunicación utilizando imágenes con movimiento ha crecido desde la introducción de la televisión comercial en 1940. La sociedad se ha desarrollado utilizando la televisión como un medio de información y de entretenimiento. Nos hemos acostumbrado a tener un acceso visual a los eventos mundiales más relevantes en el momento en que estos ocurren. Nos hemos convertido rápidamente en receptores visuales.

AT&T presentó en 1964 en la feria del comercio mundial de Nueva York un prototipo de videoteléfono el cual requería de líneas de comunicación bastante costosas para transmitir video en movimiento, con costos de cerca de mil dólares por minuto. El dilema fue la cantidad y tipo de información requerida para desplegar las imágenes de video. Las señales de video incluyen frecuencias mucho más altas que las que la red telefónica podía soportar (particularmente las de los años 60's). El único método posible para transmitir la señal de video a través de largas distancias fue a través de satélite. La industria del satélite estaba en su infancia entonces, y el costo del equipo terrestre combinado con la renta de tiempo de satélite excedía con mucho los beneficios que podrían obtenerse al tener pequeños grupos de personas comunicados utilizando este medio.

A través de los años 70's se realizaron progresos substanciales en muchas áreas claves, los diferentes proveedores de redes telefónicas empezaron una transición hacia métodos de transmisión digitales. La industria de las computadoras también avanzó enormemente en el poder y velocidad de procesamiento de datos y se descubrieron y mejoraron significativamente los métodos de muestreo y conversión de señales analógicas (como las de audio y video) en bits digitales.

La señal estándar de video era digitalizada empleando el método común PCM (Modulación por codificación de pulsos) de 8 bits, con 780 pixeles por línea, 480 líneas activas por cuadro de las 525 para NTSC y con 30 cuadros por segundo.

Las redes telefónicas en su transición a digitales, han utilizado diferentes relaciones de transferencia, la primera fue 56 Kbps necesaria para una llamada telefónica (utilizando métodos de muestreo actuales), en seguida grupos de canales de 56 Kbps fueron reunidos para formar un canal de información más grande el cual corría a 1.5 mbps (comúnmente llamado canal T1). Varios grupos de canales T1 fueron reunidos para conformar un canal que corría a 45 mbps (ó un "T3"). Así usando video comprimido a 45 mbps fue finalmente posible, pero todavía extremadamente caro, transmitir video en movimiento a través de la red telefónica pública. Estaba claro que era necesario el comprimir aún más el video digital para llegar a hacer uso de un canal T1 (con una razón de compresión de 60:1), el cual se requería para poder iniciar el mercado.

La razón de imágenes presentadas en el video en Norte América es de 30 cuadros por segundo, sin embargo, esto excede los requerimientos del sistema visual humano para percibir movimiento. la mayoría de las películas cinematográficas muestran una secuencia de 24 cuadros por segundo. La percepción del movimiento continuo puede ser obtenida entre 15 y 20 cuadros por segundo , por tanto una reducción de 30 cuadros a 15 cuadros por segundo por sí misma logra un porcentaje de compresión del 50 %.

Los codecs de principios de los 80's utilizaron una tecnología conocida como codificación de la Transformada Discreta del Coseno ( abreviado DCT por su nombre en inglés). Usando esta tecnología las imágenes de video pueden ser analizadas para encontrar redundancia espacial y temporal. La redundancia espacial es aquella que puede ser encontrada dentro de un cuadro sencillo de video --áreas de la imagen que se parecen bastante que pueden ser representadas con una misma secuencia. La redundancia temporal es aquella que puede ser encontrada de un cuadro de la imagen a otro --áreas de la imagen que no cambian en cuadros sucesivos. Combinando todos los métodos mencionados anteriormente, se logró obtener una razón de compresión de 60:1.

El primer codec fue introducido al mercado por la compañía Compression Labs Inc. (CLI) y fue conocido como el VTS 1.5, el VTS significaba Video Teleconference System, y el 1.5 hacia referencia a 1.5 mbps -- ó T-1. En menos de un año CLI mejoró el VTS 1.5 para obtener una razón de compresión de 117:1 (768 Kbps), y renombró el producto a VTS 1.5E. La corporación británica GEC y la corporación japonesa NEC entraron al mercado lanzando codecs que operaban con un T-1 (y debajo de un T-1 si la imagen no tenia mucho movimiento). Ninguno de estos codecs fueron baratos, el VTS 1.5E era vendido en un promedio de $180,000 dólares, sin incluir el equipo de video y audio necesarios para completar el sistema de conferencia, el cual era adquirido por un costo aproximado de $70,000 dólares, tampoco incluía costos de acceso a redes de transmisión, el costo de utilización de un T-1 era de aproximadamente $1000 dólares la hora.

A mediados de los 80's se observó un mejoramiento dramático en la tecnología empleada en los codecs de manera similar, se observó una baja substancial en los costos de las medios de transmisión. CLI introdujo el sistema de video denominado Rembrandt los cuales utilizaron ya una razón de compresión de 235:1 (384 Kbps). Entonces una nueva compañía, Picture Tel (originalmente PicTel Communications), introdujo un nuevo codec que utilizaba una relación de compresión de 1600:1 (56 Kbps). PictureTel fue el pionero en la utilización de un nuevo método de codificación denominado Cuantificación jerárquica de vectores (abreviado HVQ por su nombre en inglés). CLI lanzó poco después el codec denominado Rembrandt 56 el cual también operó a 56 Kbps utilizando una nueva técnica denominada compensación del movimiento. Al mismo tiempo los proveedores de redes de comunicaciones empleaban nuevas tecnologías que abarataban el costo del acceso a las redes de comunicaciones. El precio de los codecs cayeron casi tan rápido como aumentaron los porcentajes de compresión. En 1990 los codecs existentes en el mercado eran vendidos en aproximadamente $30,000 dólares, reduciendo su costo en más del 80 %, además de la reducción en el precio se produjo una reducción en el tamaño. El VTS 1.5E medía cerca de 5 pies de alto y cubría un área de 2 y medio pies cuadrados y pesaba algunos cientos de libras. El Rembrandt 56 media cerca de 19 pulgadas cuadradas por 25 pulgadas de fondo y pesó cerca de 75 libras.

El utilizar razones de compresión tan grandes tiene como desventaja la degradación en la calidad y en la definición de la imagen. Una imagen de buena calidad puede obtenerse utilizando razones de compresión de 235:1 (384 kbps) ó mayores.

Los codecs para Videoconferencia pueden ser encontrados hoy en un costo que oscila entre los $25,000 y los $60,000 dólares. La razón de compresión mayor empleada es de 1600:1 (56 Kbps), ya que no existe una justificación para emplear rangos de compresión aún mayores, puesto que utilizando 56 Kbps, el costo del uso de la red telefónica es aproximado el de una llamada telefónica. El emplear un canal T-1 completo cuesta aproximadamente $50 dólares por hora. Esto ha permitido que los fabricantes de codecs se empleen en mejorar la calidad de la imagen obtenida utilizando 384 kbps ó mayores velocidades de transferencia de datos. Algunos métodos de codificación producen imágenes de muy buena calidad a 768 Kbps y T-1 que es difícil distinguirla de la imagen original sin compresión. Algunos paquetes de equipo de audio y video creados específicamente para aplicaciones de videoconferencia pueden adquirirse entre $15,000 y $42,000. Un sistema completo para videoconferencia tiene un costo que oscila entre los $40,000 y $100,000 dólares.

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Elementos básicos de un sistema de Videoconferencia.

Para fines de estudio y de diseño los sistemas de videoconferencia suelen subdividirse en tres elementos básicos que son: la red de comunicaciones, la sala de videoconferencia y el CODEC.

A su vez la sala de videoconferencia se subdivide en cuatro componentes esenciales: el ambiente físico, el sistema de video, el sistema de audio y el sistema de control.

A continuación se describe brevemente cada uno de los elementos básicos de que consta un sistema de videoconferencia.

La red de comunicaciones

Para poder realizar cualquier tipo de comunicación es necesario contar primero con un medio que transporte la información del transmisor al receptor y viceversa o paralelamente (en dos direcciones). En los sistemas de videoconferencia se requiere que este medio proporcione una conexión digital bidireccional y de alta velocidad entre los dos puntos a conectar. Las razones por las cuales se requiere que esta conexión sea digital, bidireccional y de alta velocidad se comprenderán más adelante al adentrarnos en el estudio del procesamiento de las señales de audio y video.

El número de posibilidades que existen de redes de comunicación es grande, pero se debe señalar que la opción particular depende enteramente de los requerimientos del usuario.

La Sala de Videoconferencia.

La sala de videoconferencia es el área especialmente acondicionada en la cual se alojarán los participantes de la videoconferencia, así como también, el equipo de control, de audio y de video, que permitirá el capturar y controlar las imágenes y los sonidos que habrán de transmitirse hacia el(los) punto(s) remoto(s).

El nivel de confort de la sala determina la calidad de la instalación. La sala de videoconfencia perfecta es la sala que más se asemeja a una sala normal para conferencias; aquellos que hagan uso de esta instalación no deben sentirse intimidados por la tecnología requerida, sino mas bien deben de sentirse a gusto en la instalación. La tecnología no debe notarse.

Codec

La señales de audio y video que se desean transmitir se encuentran por lo general en forma de señales analógicas, por lo que para poder transmitir esta información a través de una red digital, esta debe de ser transformada mediante algún método a una señal digital, una vez realizado esto se debe de comprimir y preparar estas señales para su transmisión. El dispositivo que se encarga de este trabajo es el CODEC (Codificador/Decodificador) que en el otro extremo de la red realiza el trabajo inverso para poder desplegar y reproducir los datos provenientes desde el punto remoto.

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Aspectos Técnicos de la Videoconferencia.

Todos los sistemas de videoconferencia operan sobre los mismos principios. Sus características
principales son la preparación de la señal digital, la transmisión digital y el procesado de la señal digital que reciben.
Una vez que se ha producido la digitalización de la señal, las transmisiones de videoconferencia
pueden ir sobre cualquier circuito tanto terrestre ( cable, fibra óptica,...) como por satélite.
Las velocidades posibles de transmisión van en incrementos de 64 Kbps hasta los 2 Mbps (en los
equipos comerciales más comunes). El sistema básico de videoconferencia emplea dos circuitos de
64 Kbps. Si aumentas el número de circuitos aumentas la calidad de transmisión. Así son comunes
también las conexiones usando cuatro y seis circuitos de esta velocidad.

Compresión de imagen

El corazón del sistema es el CODEC, que realiza una compresión de la imagen.

A principios de la década pasada se necesitaban 6 Mbps para transmitir la Videoconferencia, requerimiento que a finales de los años 80 pasó a 2 Mbps. Desde principios de la década actual, es posible la transmisión de Videoconferencia sobre líneas digitales conmutadas de 64 Kbps.

Los datos se comprimen en el equipo de origen, viajan comprimidos a través del circuito de comunicación y se descomprimen en el destino. La calidad de las imágenes que percibimos está en función del nivel de compresión y de la capacidad de transmisión de datos. Si utilizamos dos canales de 64 kbps obtendremos poca resolución, rangos inferiores a 25 imágenes por segundo y un desajuste entre imagen y sonido. Si aumentamos la capacidad de transmisión de datos, utilizando 4 o 6 canales, conseguiremos mayor calidad de imagen y rangos de 25 imágenes por segundo, con total sincronización entre imagen y sonido.

Los estándares

Es importante tener en cuenta las normas internacionales aplicadas a la videoconferencia, ya que nos permiten conexiones entre distintos fabricantes siempre y cuando cumplan con dichas normas.

H.320 es un conjunto de normas propuestas por la ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones) para asegurar la interoperabilidad entre equipos de videoconferencia. Permite la intercomunicación entre sistemas de videoconferencia de diferentes proveedores. Está basado en la codificación MCT (Motion Compensation Transform)

Infraestructura de comunicaciones

Las redes digitales que soportan videoconferencia son:

- RDSI: Red Digital de Servicios Integrados (1 acceso básico = 2 x 64 Kbps.).

- IBERCOM: Línea digital de alta velocidad ( 64 Kbps. por línea).

- Satélite: Retevisión-Hispasat u otros ( n x 64 Kbps. por canal )

- Punto a Punto: Líneas digitales de 64 Kbps. o 2 Mbps.

Si bien existen soluciones para utilizar videoconferencia a través de la red telefónica básica (RTB) , la mayoría de los fabricantes se orientan hacia la adopcción de la RDSI cuya relación precio/velocidad es altamente superior. Como alternativa a la RDSI existen, además, sistemas basados en redes locales Ethernet.

En España se puede realizar videoconferencia en aquellas instalaciones que disponen de IBERCOM, ahora bien, es evidente que el despegue de la videoconferencia está ligado a la implantación de la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI, o ISDN -si se usan las siglas en inglés-). Es indudable que, a su vez, servicios de este tipo constituyen un estímulo a la instalación de RDSI, ya que pueden usarse en cualquier habitación que tenga conexiones de este tipo.

Técnicas de realización

Los distintos elementos que componen un sistema de videoconferencia pueden ser controlados por el mismo profesor o expositor, o por un equipo de apoyo formado por técnicos especializados en el uso de los equipos.

Cuando se trata de videoconferencia punto a punto, que se realiza entre dos sitios únicamente, en la que el profesor utiliza pocos medios para complementar su exposición ( cámara de documentos, computadora), la conmutación de los mismos, así como el control remoto de la cámara, puede efectuarlo el mismo conferenciante desde el panel de control del sistema de videoconferencia que esté utilizando.

Cuando se requieren más medios (dos o más cámaras, varios micrófonos, vídeo, etc), la realización se complica. En estos casos el control de todo el sistema pasa a ser responsabilidad de un equipo de técnicos . Desde una sala, acondicionada para tal fin, se efectúan las conmutaciones de las diferentes cámaras, del sonido y de todos los demás elementos que se vayan a utilizar. Para ello es necesaria una total sincronización entre el conferenciante y el equipo de técnicos, quienes además tendrá la responsabilidad de seguir el ritmo y dinamismo que le imponga a la videoconferencia el profesor o expositor.

En el caso de la multiconferencia, también conocida como videoconferencia multipunto, en la que participan simultáneamente más de dos sitios, se hace aún más evidente, la necesidad del apoyo de los técnicos, puesto que es imposible que todos los participantes puedan verse entre sí, lo que obliga a que la conmutación de vídeo la realice una persona que controle las intervenciones - aunque existen algunos sistemas que permiten que la conmutación se efectúe a través de la voz -. En este caso cuando alguien habla, todos los demás participantes ven la imagen de la persona que está hablando en la pantalla. Si otro de los participantes lo interrumpe, el vídeo cambia al nuevo participante que está hablando. De hecho, el vídeo siempre sigue al orador que habla más alto. La operación de conmutación tarda un par de segundos y requiere una cierta disciplina en el transcurso de la reunión, para evitar una interminable sucesión de cambios que produciría confusión. Requiere también que las cámaras en todos los sitios estén enfocadas en planos generales que permitan rápidamente localizar y enfocar a la persona que está hablando en cada sitio.

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Utilización de la Videoconferencia en la Educación.

El uso de esta tecnología por parte de profesores y alumnos supone la necesidad de un proceso de capacitación, a los alumnos para que no constituya una barrera en sus participaciones y sobre todo por parte del profesor, ya que este nuevo sistema de comunicación será eficaz cuando el profesor lo entienda como una herramienta más, en su quehacer profesional y cuando comprenda plenamente que tiene alumnos en diferentes sitios a los que tiene que involucrar en la comunicación, como si estuvieran presentes en el mismo sitio.

Elementos a tener en cuenta para usar videoconferencia en el proceso formativo.

El número de aulas a que va a ir dirigida la clase ¿Cúal es el número ideal de aulas o, al menos, el máximo que no se debe sobrepasar sin perder el control de la "clase"?.

El número de alumnos por aula.

La duración de las unidades didácticas que se van a impartir.

¿Cómo se reproduce mejor la atmósfera de la clase presencial?. (En este último factor tienen importancia fundamental consideraciones como el tamaño del aula, el número de alumnos, el hecho de que se efectúe una proyección única sobre pantalla grande, a la que han de atender todos los alumnos, o de que éstos se dividan en grupos y reciban la transmisión a través de monitores).

¿Cuándo y cómo se debe interrumpir, -si es que se debe hacerse-, la explicación del profesor para efectuar una consulta?.

¿Cómo han de manejarse los medios para que el posible diálogo que se entable a continuación pueda llegar a todos del modo más natural posible? .

¿Se puede "manipular" la imagen o imágenes que se reciben de modo independiente en cada aula, o se hace de forma que todas las aulas reciban las mismas imágenes, con las mismas características, al mismo tiempo?.

Y, si se permite la "manipulación" individualizada de las imágenes recibidas, ¿cómo puede controlar el profesor el mensaje que llega al alumno en un momento determinado?.

Implícitas en estos interrogantes se presentan dos necesidades básicas: la motivación de los
alumnos y la preparación de los profesores.

Respecto a la primera, la motivación de los alumnos, es fundamental informarles de la
experiencia a que van a ser sometidos:, cuáles van a ser los medios técnicos, las materias, la
duración, los coparticipantes en la experiencia, los profesores...

Respecto a la segunda, la experiencia contempla un período previo de selección de
profesores, materias y de estudio conjunto de metodología, así como del material pedagógico
más adecuado para acompañar la clase (apuntes,transparencias,vídeo...) y una formación
específica que les prepare para impartir clases a través de una cámara.

Aspectos técnicos que hay que preveer.

- Pantallas.- Lo ideal es que cada sala disponga de un sistema de videoproyección,de forma
que los alunnos presten atención a una sola pantalla. Si no es así, intentar que el número de
personas por pantalla esté de acorde con el tamaño de éstas ( p.e.: un monitor de 25" puede
servir para unos 25 alumnos).

- Micrófonos.- Los micrófonos de solapa son los mejores, puesto que ofrecen una mayor
libertad de movimiento. Disponer de uno o más micrófonos para captar el ambiente de la sala
y para las intervenciones del público.

-Cámaras.- En la sala donde se emite la videoconferencia, las cámaras tienen que estar
colocadas de forma que puedan captar al profesor y a los alumnos ( si éstos están presentes).

Por ello es mejor disponer de dos: una para el profesor y otra para los alumnos. En la sala o
salas receptoras los alumnos tienen que poder ver al profesor a través de sus respectivos
monitores, y éste, a los alumnos gracias a las cámaras instaladas en cada sala. Cuando se
trata de una videoconferencia punto a punto, el profesor puede controlar, de forma remota, la
cámara de la otra sala, además de la suya.

- Iluminación.- Es importante cuidar la iluminación. Es recomendable que sea cenital, fría o luz
rebotada en superficies blancas. La temperatura de color ideal es de 3200º K, de esta forma
nuestros interlocutores nos ven perfectamente.

Elementos que el profesor tiene que contemplar.

Antes de la VC :

- Tiene que planificar y ensayar la presentación.
- Familiarizarse con el equipo y los diferentes medios que utilizará (scaner, retroproyector,
videopresentación,...)
- Simular con la mayor fidelidad posible el aspecto presencial.
- Conseguir que todos los participantes se impliquen .
- Prestar especial atención al tiempo establecido para la presentación.
- Fomentar la interacción informal entre las distintas aulas que participen en la VC.:
- Hacer una introducción personal.
- Algunas bromas para romper el hielo.
- Recorrer la sala con la cámara, haciendo panorámica (si es posible).

Durante la VC :

Nivel oral.

- Hablar claro e intentar mantener un volumen constante.
- Utilizar a menudo pausas para hacer alguna reflexión.
- Permitir interrupciones por parte de los participantes.
- Indicar, claramente, cuándo ha terminado de hablar y se está esperando la réplica.

Nivel visual.

- Evitar excesivos movimientos o movimientos bruscos, puesto que la transmisión de las
imágenes sufren un cierto retraso ,de forma que los movimientos parecen estar ralentizados.
- Mantener los gráficos, imágenes o cualquier otro tipo de material que utilicemos durante un
periodo de tiempo más largo de lo habitual.
- No mover los gráficos, transparencias, etc. una vez posicionados.
- Evitar el uso de imágenes, gráficos,etc. de baja calidad (no utilizar segundas generaciones
de vídeo).
- Ir vestido con ropas de colores poco llamativos.

Cómo mantener la atención.

Nivel oral.

- Exponer claramente cada una de las áreas del tema.
- Hacer constantes resúmenes de cada unidad temática.
- Propiciar las pausas para que se planteen cuestiones.
- Formular preguntas a los participantes.
- Crear debate para romper el hielo entre las diferentes aulas que participan en la VC.
- Intentar involucrar a toda la audiencia (participación dealumnos de cada una de las aulas).
- La persona que quiera intervenir, en primer lugar tiene que esperar a que la cámara lo
encuadre y enfoque, en segundo lugar tiene que identificarse.

Nivel visual.

- Utilizar diferentes medios para atraer la atención (transparencias, diapositivas, vídeo, etc.)

Después de la VC.

Una vez terminada la videoconferencia evaluar la experiencia, lo que supone obtener
elementos de feedback que servirán de ayuda para posteriores sesiones. Desde el punto de
vista pedagógico, la evaluación comportaría dos vertientes: evaluación de la experiencia
tecnológica, de la metodología empleada y del profesorado -por parte del alumno-, y
evaluación de la eficacia del aprendizaje, -por parte del profesor o profesores-.

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Perspectivas de la Videoconferencia.

Mientras que los requerimientos de transmisión para todos los niveles de comunicaciones de datos se han venido abajo, los mejoramientos en la tecnología de compresión han producido video de calidad con requerimientos de ancho de banda menores. El crecimiento del mercado de la videoconferencia ha sido centrado en estos requerimientos mínimos asociados con el crecimiento de los servicios públicos digitales. En 1992 existían cerca de 8,000 sistemas de videoconferencia grupal instalados en todo el mundo, tres cuartas partes tan sólo en los Estados Unidos. El crecimiento de esta cantidad esta cerca del 50% por año. Las tecnologías que se avistan en el horizonte como el videoteléfono y computadoras que incluyen dispositivos de videoconferencia, continuarán introduciendo el video digital comprimido dentro de nuestras actividades diarias. Es un campo creciente y excitante lleno de nuevas oportunidades.

El videoteléfono 2500 de AT&T presentado en 1992 es el primer videoteléfono disponible comercialmente que opera sobre una línea telefónica estándar. Valuado en $1,500, este sistema de video a color tiene resolución y aplicaciones limitadas. Videoteléfonos de mayor capacidad basados en el servicio telefónico de la Red digital de Servicios Integrados (abreviado ISDN por su nombre en inglés) con un costo de $5,000 dólares ó más, presentan una mejor calidad de video en color y una resolución de imágenes parecidas a las que se observan en la televisión comercial.

La evolución de las videocomunicaciones ha traído al video al escritorio y finalmente hasta la casa. Esta combinación de video y computadoras ha sido llamada de diferentes maneras, multimedia, producción de video de escritorio, telecomputadora o videoconferencia de escritorio. Todas involucran, en varios niveles, la conversión de video a datos, su manipulación en una forma digital y su conversión de vuelta a video para su despliegue. Las videocomunicaciones se están desplazando desde la sala especial hacia el escritorio y el vehículo que acelera este desplazamiento es la microcomputadora. Para los ejecutivos de negocios, su terminal conectada localmente por una red de área local de banda ancha y a través del mundo utilizando video comprimido hace posible el contar con una ventana con video en tiempo real en la pantalla de su computadora.

Los equipos de videoconferencia personal no han alcanzado el nivel óptimo de la relación existente entre la utilidad que se obtiene al adquirir un equipo y el costo de adquerirlo, como ha sucedido con los equipos de videconferencia grupal. Para el caso de la videoconferencia grupal, la tendencia es hacia el abaratamiento de los costos de los propios sistemas, reducción de los requerimientos de ancho de banda, de las dimensiones de los equipos requeridos, de los costos de instalación y de las condiciones mínimas necesarias para operación, así como también el incremento en la calidad del video. Antecedentes

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