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APPLICATIONS AUX IMAGES NUMERIQUES

APPLICATIONS AUX IMAGES NUMERIQUES - Cours de …...La tête DLP (Digital Light Processing) LE PROJECTEUR 2 K / 4 K La tête DLP se présente sous la forme d’un bloc uniforme. Chez

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APPLICATIONS

AUX

IMAGES

NUMERIQUES

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PROCEDES A SYSTÈME DIVISEUR OPTIQUE – CAMERA SONY PMW 400 XDCAM HD

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3 CMOS

PROCEDES A SYSTÈME DIVISEUR OPTIQUE – CAMERA SONY PMW 400 XDCAM HD

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VIDEOPROJECTEUR TRI-TUBES

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PROCEDES A RESEAU COLORE – FILTRE DE BAYER (début des années 1980)

Inventé en 1976 par l’ingénieur Bryce E. Bayer pour la société KODAK il commence à être utilisé sur les caméras vidéo amateur dès 1980

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photosite

PROCEDES A RESEAU COLORE – FILTRE DE BAYER (début des années 1980)

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photosite

PROCEDES A RESEAU COLORE – FILTRE DE BAYER (début des années 1980)

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pixel

PROCEDES A RESEAU COLORE – FILTRE DE BAYER (début des années 1980)

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FILTRE DE BAYER

Chaque photosite est affecté à une couleur précise, le Rouge, le Vert ou le Bleu,

selon une répartition très précise sur la surface de la matrice. Particularité, il y a

deux fois plus de photosites dédiés à la couleur verte que de photosites dédiés

aux couleurs Rouge et Bleu. Cela est dû au fait que l’oeil humain est 2 fois plus

sensible à la couleur verte qu’aux autres.

PROCEDES A RESEAU COLORE – FILTRE DE BAYER (début des années 1980)

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PROCEDES A RESEAU COLORE – FILTRE DE BAYER (début des années 1980)

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FILTRE DE BAYER

PROCEDES A RESEAU COLORE – FILTRE DE BAYER (début des années 1980)

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PROCEDES A RESEAU COLORE – FILTRE DE BAYER (début des années 1980)

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PROCEDES A RESEAU COLORE – FILTRE DE BAYER (début des années 1980)

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Dans l’exemple ci-dessus sur les 24Mpx du capteur :

. 12 ne voient que du vert

. 6 ne voient que du rouge

. 6 ne voient du bleu.

Il faut donc recréer les couleurs « réelles » de chacun des photosites par une opération

mathématique complexe.

Cette opération s’appelle le dématricage ou débayerisation et peut-être réalisée au sein

de la caméra (pour obtenir des fichier de type JPEG) ou en postproduction via des logiciels

spécialisés comme Lightroom, DXO et autres CaptureOne.

CAMERAS MONOCAPTEUR (DEBAYERISATION DES IMAGES)

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DEBAYERISATION

CAMERAS MONOCAPTEUR (DEBAYERISATION DES IMAGES)

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Le filtre de Bayer présente l’avantage de supprimer le prisme séparateur

(source d’aberrations dans les caméras 2/3 de pouces) et de permettre d’utiliser

les objectifs du 35 mm.

Mais l’inconvénient est que les trois couleurs sont enregistrées par des

photosites séparés et non situés au même endroit. Il en résulte des erreurs

d’échantillonnages de couleur.

Afin de corriger partiellement ces erreurs on utilise un filtre optique passe bas

(OPLF) qui floute légèrement (blur) l’image.

D’où la nécessité, après déBayerisation, de redonner du piqué à l’image et c’est

dans cette opération que l’on va trouver parfois un « surpiqué »

CAMERAS MONOCAPTEUR (DEBAYERISATION DES IMAGES)

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Image enregistrée à travers le filtre de Bayer agrandie à 400% Image débayerisée agrandie à 400%

Image débayerisée à taille réelle

CAMERAS MONOCAPTEUR (DEBAYERISATION DES IMAGES)

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A QUELLE ETAPE S’EFFECTUE LA DEBAYERISATION ?

CAMERAS MONOCAPTEUR (DEBAYERISATION DES IMAGES)

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PROCEDES A RESEAU COLORE – TUBE CATHODIQUE COULEUR (début des années 1950)

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PROCEDES A RESEAU COLORE – TUBE CATHODIQUE COULEUR (début des années 1950)

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PROJECTEUR NUMERIQUE TRI-LCD

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PROJECTEUR NUMERIQUE TRI-LCD

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Une matrice DMD 2 K : 2,2 millions de micros miroirs concentrés sur une puce

La tête DLP (Digital Light Processing)

Développée par Texas Instruments, c’est le

cœur du projecteur. A l’intérieur, les puces

DMD (pour Digital Micro Mirror Device)

sont constituées de millions de micro

miroirs dont la fonction est de réfléchir la

lumière.

LE PROJECTEUR 2 K / 4 K

PROJECTION NUMERIQUE TRI-DLP (salles de cinéma)

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La tête DLP (Digital Light Processing)

LE PROJECTEUR 2 K / 4 K

Les miroirs sont fixés sur de minuscules

charnières qui leur permettent soit de

pivoter en direction de la source

lumineuse (pixel lumineux) soit de s’en

éloigner (pixel sombre). Le mouvement

des miroirs est commandé par un

système d’électrodes.

PROJECTION NUMERIQUE TRI-DLP (salles de cinéma)

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La tête DLP (Digital Light Processing)

LE PROJECTEUR 2 K / 4 K

Les miroirs sont fixés sur de minuscules

charnières qui leur permettent soit de

pivoter en direction de la source

lumineuse (pixel lumineux) soit de s’en

éloigner (pixel sombre). Le mouvement

des miroirs est commandé par un

système d’électrodes.

la dimension des micros miroirs n’excède pas les 16 micromètres.

PROJECTION NUMERIQUE TRI-DLP (salles de cinéma)

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La tête DLP (Digital Light Processing)

Il existe trois tailles de matrice DMD :

. 1,2 pouces (projecteurs 2 K)

destinée aux projecteurs numériques les plus lumineux

capables d’éclairer de très grands écrans (plus de 20

mètres de base).

. 0,98 pouces (projecteurs 2 K)

Sa taille réduite permet de l’incorporer dans des

appareils plus compacts. Toutefois, elle ne supporte

pas la chaleur des xénons de plus de 4500 watts ce

qui limite les projecteurs en puissance lumineuse.

. 1.38 pouces (projecteurs 4K)

LE PROJECTEUR 2 K / 4 K

PROJECTION NUMERIQUE TRI-DLP (salles de cinéma)

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La tête DLP (Digital Light Processing)

LE PROJECTEUR 2 K / 4 K

En cinéma numérique, il y a trois puces DMD qui

gèrent les trois couleurs primaires : rouge, vert et

bleu. A l'entrée de la tête DLP, il faut incorporer un

prisme pour séparer la lumière blanche émise par la

lampe en trois couleurs. La combinaison des trois

faisceaux de lumière permet, à la projection, de

retranscrire une très grande variété de couleurs (au

moins équivalente au 35 mm).

PROJECTION NUMERIQUE TRI-DLP (salles de cinéma)

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La tête DLP (Digital Light Processing)

LE PROJECTEUR 2 K / 4 K

A chaque micro miroir correspond 1/3

de pixel. En 2K, la résolution est de

2048 X 1080 soit environ 2.2 millions

de pixels par puce.

Les notices des projecteurs 2 K

précisent parfois 6.6 millions de pixels

"au total" mais il s’agit de 2.2 millions

pour chaque puce DMD (rouge, vert,

bleu). A la projection, après la

combinaison des faisceaux de lumière,

la définition maximale est donc bien

limitée à 2.2 millions de pixels.

PROJECTION NUMERIQUE TRI-DLP (salles de cinéma)

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La tête DLP (Digital Light Processing)

LE PROJECTEUR 2 K / 4 K

La tête DLP se présente sous la forme d’un

bloc uniforme. Chez certains constructeurs

comme Barco, elle est totalement scellée.

L’intérêt est de protéger les micro miroirs de

toutes les agressions extérieures et

notamment de la poussière. La température

en son sein doit être maintenue à un niveau

acceptable par un système de circulation de

liquide de refroidissement.

Tête DLP démontée du projecteur d cinema

PROJECTION NUMERIQUE TRI-DLP (salles de cinéma)

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La tête DLP (Digital Light Processing)

LE PROJECTEUR 2 K / 4 K

La tête DLP se monte à l’intérieur de la tête

du projecteur en se glissant sur un système

de rail. Un fois vissée, l’installateur branche

le système de liquide de refroidissement.

Tête DLP montée à l’intérieur d’un NEC 1600

PROJECTION NUMERIQUE TRI-DLP (salles de cinéma)

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VIDEOPROJECTEUR MONO DLP (ou DMD) à FILTRE ROTATIF

La technique du projecteur à filtre rotatif a été reprise dans certains vidéoprojecteurs grand public équipés d’une seule matrice DLP ou DMD.

Les images de sélection bleu, vert et rouge correspondant à une même image se succèdent sur la matrice à la fréquence de 150 Hz (3 x 50 Hz) et sont projetées successivement sur l’écran à travers le filtre tournant bleu, vert, rouge synchronisé.

La persistance rétinienne permet au spectateur de reconstituer les couleurs d’origine de l’image.

A noter qu’environ 1% de la population mondiale est capable de décomposer le passage d’une couleur aux deux suivantes, rendant la projection particulièrement désagréable…

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SEPARATION

TRICHROME

Voie ROUGE

Voie VERTE

Voie BLEUE

PREAMPLI CAN*

* CAN = Conversion Analogique Numérique

Balance

des blancs

Hautes

lumières Corrections

colorimétriques

Correction

de

contours

Correction

de gamma

CODEUR PREAMPLI CAN* Balance

des blancs

Hautes

lumières Corrections

colorimétriques

Correction

de gamma

PREAMPLI CAN* Balance

des blancs

Hautes

lumières Corrections

colorimétriques

Correction

de gamma

GENERATEUR

D’HORLOGE

ET DE SYNCHRONISATION

TRAITEMENT DU SIGNAL

SORTIE

NUMERIQUE

SYNOPTIQUE D’UNE CAMERA NUMERIQUE

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LES FORMATS D’ENREGISTREMENT

Pour définir un format d’enregistrement, on devra distinguer plusieurs paramètres :

1 – la résolution de l’image

2 – la fréquence d’images (ou fréquence de trames)

3 – le choix du mode de balayage (progressif ou entrelacé)

4 – le CODEC

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NOTION DE CODEC

Un codec désigne un logiciel ou un matériel qui permet de décompresser ou de compresser un signal

numérique.

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Conteneurs les plus utilisés en vidéo :

• AVI (Audio Video Interleave), avec deux variantes (type 1 et type 2),

• QuickTime (développé par Apple) avec l'extension .mov

• ASF (Advanced Streaming Format), développé par Microsoft avec l'extension .asf, .wmv, .wma (audio)

• MKV (Matroska), conteneur libre avec l'extension .mkv

• FLV (Flash Video), pour le lecteur Flash sur le web avec l'extension .flv

• les nombreux MPEG sous diverses formes: VOB (pour les DVD en MPEG-2), M2TS et TS (enregistrements TV), MP1, MP2 (audio), M2V (vidéo),

--MP3 (audio), MP4, etc.

CONTENEURS ET CODECS: LA CONFUSION

Les vidéos numériques sont contenues dans des fichiers. Ces fichiers sont des conteneurs pour la vidéo. Ils sont identifiables par un nom dont l'extension permet souvent de déterminer le type

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CONTENEURS ET CODECS: LA CONFUSION

Un conteneur peut contenir plusieurs objets (pistes vidéo, pistes son, texte, sous-titres, etc…)

Il existe donc de nombreuses combinaisons possibles dans un même conteneur.

Chaque objet est encodé selon une méthode, avec un programme appelé CODEC (codeur/décodeur).

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CONTENEURS ET CODECS

Le CODEC sert aussi bien à coder les données dans le fichier conteneur qu'à les traduire en données lisibles et audibles quand il s'agit de lire le fichier.

Il faut se souvenir que le conteneur ne contient que les données,

il ne contient pas les codecs qui ont servi à les coder.

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CONTENEURS ET CODECS

Les codecs sont extrêmement nombreux, pour pouvoir couvrir tous les usages multimédia.

Beaucoup sont propriétaires, d'autres sont standards, certains sont libres.

Codecs vidéo propriétaires (liste très partielle) : • WMV (Windows Media Video),

• H.264 (aujourd’hui quasi universel)

• DivX (DivX Networks),

Codecs vidéo standards. Ils ne sont ni libres ni gratuits mais ont l'avantage d'être utilisables par tous ceux qui le souhaitent (en payant une licence).

• le DV,

• le MPEG-1, obsolète,

• le MPEG-2, rendu célèbre par le DVD puis la TNT (DBV-T),

• le MPEG-4 et ses nombreuses déclinaisons (dont le H.264 qui devient universel, le AVCHD), très actuel.

• le AAC (pour l'audio), issu du MPEG-4.

Les codecs libres sont très nombreux, mais moins répandus, dont : • MP3, audio (MPEG-1 Layer 3), qui vient juste de devenir libre

• x264 (implémentation libre du H.264),

• Xvid (implémentation libre du DivX),

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CONTENEURS ET CODECS

AVI ASF/WMV MKV MOV MPEG-2 MPEG-4 FLV

DivX X X X X

WMV X X X

MPEG-1 X X

MPEG-2 X X X X

VP6 X

H.264 X X X X X X X

x264 X X X X

H.265 X X X X X X X

DVCPRO X X

CONTENEURSC

OD

EC

Tableau simplifié de compatibilité conteneur/codec.

Les conteneurs les plus utilisés actuellement sont : AVI, MKV, MOV, MPEG-4 ou FLV (sur internet)

On utilise plus souvent les codecs suivants : DivX (ou xVID), H.264 (ou x264) et H265.

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REGLAGE DU FORMAT D’ENREGISTREMENT

Avant de choisir un format d’enregistrement, il va falloir choisir une norme de formatage du support d’enregistrement pour que celui-ci soit reconnu par

les machines servant à la postproduction.

Plusieurs normes de formatages existent :

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REGLAGE DU FORMAT D’ENREGISTREMENT - Norme UDF:

* UDF est l'acronyme d'Universal Disk Format

* UDF a été spécialement conçu pour la technologie DVD

* le format UDF est compatible pour les CDr, CD-RW et DVDr

* l'UDF permet de gérer un plus grand volume de données (jusqu'à 128 Téraoctets) en plus,

* le format UDF est compatible pour la plupart des plateformes

* Les premières spécifications de l'UDF ont été publiées en octobre 1995

* les DVD de films commerciaux et DVD Xbox sont gravé dans cette norme.

* l'UDF permettrait une conservation plus longue des médias

- Norme FAT 32 :

* son avantage est sa grande compatibilité avec la majorité des produits : les télévisions, les boitiers multimédia, la Playstation 4 utilisent tous le Fat32,

* il est de plus compatible en écriture et en lecture sur un ordinateur Windows ou Mac.

* Son plus grand défaut est la limite de taille pour chaque fichier à 4 Go (exit donc les films effectués avec des caméras HD.

- Norme NTFS :

* ce format, propriété de MICROSOFT, efface les limites du FAT 32 et est compatible avec certains boitiers multimédia mais rarement avec les ports USB des télévisions.

* Sur un Mac la lecture du disque est possible mais pas son écriture.

- Norme HFS+ :

• aussi appelé "MAC OS étendu", c'est le format de base utilisé sur un ordinateur Mac.

• Son plus gros défaut est de ne pas être compatible avec l'environnement Windows (il ne sera même pas visible).

• Il est compatible avec quelques boitiers multimédia récents et n'a pas de limite en terme de taille de fichier.

- Norme exFAT :

* aucune limite de taille, il est compatible en écriture et en lecture sous Windows et Mac mais en dehors des ordinateurs ce système de fichier n'est quasiment pas utilisé.

Il existe également d’autres normes de formatages (ISO, ext2, ext3, FAT16, HFS etc.) mais celles-ci étant peu répandues en postproduction, nous ne

nous y attarderons pas…

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REGLAGE DU FORMAT D’ENREGISTREMENT

La caméra SONY PMW 400 vous propose plusieurs formats d’enregistrement dans trois normes de formatage différents :

- Mode UDF

- Mode exFAT

- Mode FAT

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REGLAGE DU FORMAT D’ENREGISTREMENT

Formats proposés dans le menu de la

caméra SONY PMW 400 en fonction

des normes de formatage

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REGLAGE DU FORMAT D’ENREGISTREMENT

Formats proposés dans le menu de la

caméra SONY PMW 400 en fonction

des normes de formatage

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REGLAGE DU FORMAT D’ENREGISTREMENT

Formats proposés dans le menu de la

caméra SONY PMW 400 en fonction

des normes de formatage

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REGLAGE DU FORMAT D’ENREGISTREMENT

FILM ESRA 1ère année :

Norme de formatage : mode exFAT

Définition : HD

Nombre de lignes : 1080

Taille de l’image = 1920x1080

Format d’enregistrement : XAVC-I

Vitesse de défilement : 25 i/s

Mode de balayage : progressif (p)

Format vidéo :

XAVC-I 1920/25p

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TOURNAGE

SONY PMW 400 Format d’enregistrement

XAVC-I 1920/25p

TASCAM DR 60 Format d’enregistrement

WAV 48KHz 24 bits

POSTPRODUCTION

LOGICIEL PREMIERE

- Transcodage

- Dérushage

- Synchronisation

- Montage image

ENREGISTREMENT

EN STUDIO SON

- Musiques

- Bruitages

- Voix off

Si besoin est…

LOGICIEL PROTOOLS

- Montage son

- Mixage 2.0

LOGICIEL PREMIERE

- Conformation

- Etalonnage

EXPORT

FINAL

ProRes 422HQ

WORKFLOW

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STOCKAGE DES DONNEES : Carte SONY SxS

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SAUVEGARDE DES RUSHES :

Travail du second assistant opérateur

LABORATOIRE

(disque navette) TOURNAGE

- Chaque carte mémoire, une fois clonée sur les supports de sauvegarde doit être repérée par une étiquette « AV « (A Valider) indiquant que le formatage de la carte ne pourra se faire qu’après validation du laboratoire.

- Un disque navette doit partir tous les soirs au laboratoire

- Celui-ci s’assure que tous les rushes sont correctement dupliqués et sauvegarde ceux-ci sur son serveur.

- Il renvoie le disque navette sur le tournage avec son « BAF » (Bon à Formater) pour les cartes mémoires concernées.

Chaque support d’enregistrement - disque dur ou carte mémoire - est cloné sur des supports de sauvegarde (au moins deux), dans un dossier portant comme intitulé le titre du film, la date (AAAAMMJJ), l’identification de la caméra et le n° de bobine.

Par exemple : • lamariéeétaitenbleu_20190225_camA_001 •

Les clones issus du support d’enregistrement ne doivent en aucun cas être renommés, ni leur architecture interne modifiée.