Bannière
Point de vue
Le défi de la compression des images de cinéma numérique PDF Imprimer Envoyer
Lundi, 20 Janvier 2014 10:27

On estime que les images représentent plus de la moitié des données numériques transportées - et donc vraisemblablement produites et stockées - dans le monde. Cette part va croître, la qualité de plus en plus élevée des images numériques (HD, 2K, 4K, HFR,…) s’accompagnant d’une progression sensible de la taille des fichiers. Pour prendre un exemple, le DCP de The Hobbit en HFR est près de trois fois plus volumineux que la version 24 images par seconde : respectivement 393 et 157 giga-octets.

Mais l’inflation des données numériques liées aux images est surtout la conséquence de la multiplication des modes de diffusion : pour être distribués sur les différentes plateformes (télévision, cinéma, internet, terminaux mobiles,...), les programmes sont déclinés dans de multiples formats qui engendrent autant de fichiers supplémentaires ; sans oublier que pour une même plateforme de diffusion, plusieurs formats sont parfois nécessaires : versions 2D, 3D et HFR pour le cinéma par exemple.

Cette explosion des données numériques est un défi pour le monde de l’audiovisuel. Les clés pour le relever résident d’une part dans les techniques de compression qui permettent de réduire la taille des fichiers et, d’autre part, dans les outils de traitement des données installés dans les systèmes de projection.

Plusieurs sociétés travaillent sur ces solutions : les fabricants de serveurs de cinéma comme Doremi qui est le premier à avoir exploité la compression JPEG 2 000 et est aujourd’hui leader du marché avec 55 000 exemplaires vendus ; mais aussi des sociétés moins connues dont l’activité se concentre sur la compression des données et leur décodage par les serveurs de cinéma ou par d'autres systèmes de lecture de programmes audiovisuels. Image Matters est l’un de ces prestataires. Voici son point de vue sur les progrès qui peuvent être accomplis en matière de compression et de traitement des données.

Dans l’univers du petit écran (télévision, internet, mobiles,…), on utilise des standards de compression de type MPEG (tels que le MPEG AVC ou le MPEG HEVC), qui sont désignés comme des standards de compression « visuels » : exploitant les imperfections de la vision humaine qui ne perçoit pas tous les détails, ils appliquent aux images des taux de compression relativement élevés dont seul un œil très entraîné peut pourtant déceler l’impact. Dans le cas de MPEG 4 AVC, la compression peut aller jusqu’à 50:1 (rapport de 50 à 1 entre la taille du fichier initial et celle à laquelle il est ramené après la compression).

Dans le cas du cinéma, le DCI a exclu le recours à ces standards de compression « visuels » : pas question de dénaturer l’image projetée sur grand écran, même de manière infime. Le standard de compression JPEG 2000 qui a été retenu est un procédé de compression dit « structurel ». L’image est totalement préservée : la compression la traite toujours dans son intégralité, de haut en bas et de gauche à droite, pour en conserver la continuité et éviter tout artefact. Avec le JPEG 2000, les taux de compression appliqués sont relativement faibles comparé aux procédés « visuels » : par expérience, un taux de 16:1 est considéré comme la limite en dessous de laquelle la compression ne provoque aucun artéfact.

Les équipements de projection numérique de la plupart des salles sont dotés, dans les serveurs, de cartes de décompression de fichiers (ou media Blocks) capables de traiter un maximum de 250 mégabits de données compressées à la seconde : à partir de ces 250 millions de bits, le media block reconstitue une seconde d’images originales (telles qu’elles étaient avant d’être compressées en laboratoire) puis les transmet au projecteur.

Ce seuil de 250 mégabits par seconde s’applique à tous les films, qu’ils soient en 2D ou en 3D alors que ces derniers comptent deux fois plus d’images (donc théoriquement deux fois plus de données à traiter chaque seconde). Pour que les images en relief puissent être traitées par le media block, un taux de compression plus fort (en théorie deux fois plus élevé) doit leur être appliqué en post-production :

 

Type d'image
Volume de données
non compressées
pour une seconde
d'images (en gigabits)
Bande passante
(en mégabits
par seconde)
Taux de
compression
2K 24 i/s 2 250  8:1
2K 48 i/s (3D) 4 16:1

 Lecture du tableau : 24 images 2K représentent un volume de données non compressées de 2 gigabits. Une compression JPEG 2000 au taux de 8:1 (largement inférieur au seuil de 16:1 admis pour le JPEG 2000) ramène le volume de ces 24 images à 250 mégabits, soit la capacité de traitement d’un media block standard.

La cadence de 48 images par seconde qu’impose la projection 3D exige en revanche un taux de compression plus élevé puisqu’il y a plus de données à traiter chaque seconde. Le taux de compression requis approche alors théoriquement la valeur de 16:1.

 

La nouvelle génération de media blocks intégrés aux projecteurs (IMB) a permis de repousser les performances : les IMB (et les IMS qui en sont une variante) gèrent des flux de données compressées allant jusqu’à 500 mégabits par seconde. Le fait qu’ils puissent décoder deux fois plus d’informations chaque seconde autorise de nouvelles formes de projections "brassant" encore plus de données : 4K mais aussi 2K HFR jusqu’à 60 images par seconde :

 

Type d'image
Volume de données
non compressées
pour une seconde
d'images (en gigabits)
Bande passante
(en mégabits
par seconde)
Taux de
compression
2K 60 i/s 5 313 16:1
4K 24 i/s 8 500

 

Bien que beaucoup plus performants, les nouveaux équipements montrent déjà leurs limites : la projection high frame rate en résolution 4K n’est, pour l’instant, pas possible avec les équipements de nouvelle génération :

 

4K 48 i/s 16 1 000 16:1

 

Au moment d’acheter son premier équipement de projection numérique, aucun exploitant ne s’est probablement posé la question de savoir si son matériel allait être capable de traiter des fichiers de films de plus en plus volumineux, du fait de l’accroissement de la résolution des images ou de leur vitesse de défilement. Dans l’avenir, c’est sûrement un paramètre qu’il faudra prendre en compte, comme on tient compte de la puissance du micro-processeur quand on achète un PC, mais quelle sera la bonne puissance ?

Elle dépendra de la façon dont vont évoluer les performances des techniques de compression des données contenues dans les DCP (évolution qui aura aussi un impact très important sur les conditions de stockage et de transport des DCP). Pour Image matters, la marge de progression du codec JPEG 2000 est relativement limitée du fait de son caractère « structurel » : on devrait pouvoir faire passer le taux de compression maximal de 16:1 à 20:1.

Si on parvient dans le même temps à multiplier la capacité de traitement des media blocks par quatre, soit de 500 mégabits à 2 gigabits par seconde, on pourrait exploiter des DCP 4K jusqu’à 120 images par seconde, ce qui permettrait pour Image matters de projeter des images dans les salles avec une parfaite fluidité mais aussi de maintenir le cinéma dans la course technologique que se livent les médias audiovisuels : la télévision devrait diffuser à 120 i/s à relativement brève échéance, notamment pour des retransmissions sportives.

Des décodeurs de grande capacité (jusqu’à 3 gigabits par seconde) existent déjà à titre expérimental mais il faudra du temps pour qu'ils fonctionnent de manière totalement fiable et que les professionnels du cinéma se laissent convaincre de leur intérêt : l’accueil réservé aux 48 i/s de The Hobbit en témoigne, même si les images du deuxième volet ont suscité beaucoup plus d'enthousiasme que celles du premier.

Après la projection HFR à très haute cadence, c’est peut être le défi de la projection holographique qu’il faudra relever. Image Matters, qui préfère parler de voluminoscopie ou de vision volumétrique, estime qu’elle impose une multiplication de la résolution des images par à peu près 25 000. Pas impossible d'après Image matters qui admet quand même que ce n’est pas vraiment pour tout de suite.

 

Mise à jour le Lundi, 20 Janvier 2014 11:58
 
Quelles pistes pour améliorer encore la qualité de l'image ? PDF Imprimer Envoyer
Jeudi, 21 Novembre 2013 23:08

Alors que la numérisation des salles françaises est achevée, une question légitime se pose : par rapport au 35 mm, le spectateur a-t-il gagné au change ? On serait tenté de répondre bien sûr que oui. Mais sur le terrain, la réponse est plus nuancée. Certaines pratiques dans les installations nuisent inévitablement à la qualité de l’image : resizing, installation massive de toiles métallisées (environ 1 000 écrans en France).  Dans certains cas, c’est la façon d’utiliser les équipements numériques  qui est en cause : luminance rarement vérifiée, réglages optiques approximatifs... La visite annuelle de l’intégrateur ne suffit pas pour garantir une qualité constante et la raréfaction du personnel qualifié en cabine dans certaines structures n’aide pas à maintenir un niveau à la hauteur des investissements.

Pendant ce temps, la qualité dans la vidéo grand public ne cesse d’augmenter. Alors que le Full HD est devenu la norme et que certains écrans de tablettes affichent une résolution largement supérieure au 2 K, voilà que le 4 K pointe déjà le bout de son nez chez les constructeurs de téléviseurs.

tv4k

Après le bide relativement cinglant de la 3 D à la maison, la ultra haute définition va tenter une offensive pour entrer dans les foyers. On peut y voir un paradoxe quand le nombre de sorties 4 K reste très restreint au cinéma (une douzaine de sorties en 2013 selon nos relevés et pas forcément des « gros » films). Ce constat pose tout de même plusieurs questions essentielles : n’y a-t-il pas un risque de voir un jour de plus belles images sur son téléviseur qu’au cinéma ? Et surtout comment faire pour que cela n’arrive pas ?

Plus de pixels ?

Parmi les pistes les plus évidentes, il y a la possibilité d’augmenter la résolution des images. A ce jour, la majorité des écrans numériques en France et dans le monde est en 2 K. Toutefois, depuis que Texas Instrument a lancé sa puce DLP 4 K pour concurrencer l’offre de SONY, le nombre de salles 4 K est en constante augmentation. Du tournage jusqu’à la diffusion, travailler à cette résolution implique des surcoûts même si la chaine 4 K est désormais bien maitrisée. Ainsi, l’offre de caméras ne cesse de se développer et le tournage au format 35 mm est tout à fait adapté à une post- production et une projection en 4 K.

Pour des résolutions supérieures, 6 ou 8 K, de nouvelles générations de caméras sont en train de faire leur apparition. Le réalisateur David Fincher a d’ailleurs publiquement annoncé son intention de tourner son prochain film en 6 K. Pour le 8 K, il reste l’option de tourner en argentique à l’aide de caméras 65 mm comme l’IMAX même si le surcoût est alors très important. Ces formats encore rares (pour le numérique) ou spéciaux (pour la pellicule) sont traités en post production à une résolution qui peut être aussi de 6 ou 8 K donc sans perte de qualité d’image.

Là où le bas blesse, c’est à la diffusion puisqu’aucun projecteur d-cinema n’est actuellement équipé de puces 6 ou 8 K. Le DCP est alors nécessairement downscallé en 4 K. C’est ce qui se passe aujourd’hui avec certains documentaires IMAX tournés en 65 mm 15 perforations, post produits en 8 K puis retraités « seulement » en 4 K pour la diffusion dans les salles. Pourtant, il existe bien une solution technique avec le système Super Hi Vision qui utilise une technologie Tri LCD de résolution 7680 x 4320 pixels.

super hi vision

Projecteur Super Hi vision

Les fabricants de projecteur d-cinema vont-ils suivre ? Gageons que si l’œil des spectateurs s’habitue à l’ultra HD à la maison, il faudra peut être franchir le cap, au moins pour les très grands écrans.

Plus de lumens ?

La question de la luminance ou plutôt du manque de luminance se pose principalement avec le relief. En effet, si une norme internationale établit clairement un niveau de référence à 48 candelas en 2 D, il n’existe rien de tel pour la 3 D. Les studios communiquent seulement sur des recommandations à suivre afin de garantir une projection de qualité. Le seuil minimal le plus souvent évoqué est de 15,5 candelas mesuré avec un luxmètre derrière les lunettes.

Il existe de nombreux systèmes de relief plus ou moins énergivores en lumens. Toutefois, quelle que soit la technologie utilisée, il est difficile de garantir une luminosité constante. En effet, les performances lumineuses des projecteurs dépendent directement du vieillissement des xénons.  Pour pallier à ce problème, la meilleure pratique serait d’installer systématiquement une lampe neuve et de puissance plus importante pour les séances en 3 D. Cela permettrait de garantir un niveau de luminance suffisant en relief. Cela implique néanmoins un personnel qualifié qui change la lampe en fonction de la programmation et cela est malheureusement peu pratiqué sur le terrain.

Pour aller au-delà du seuil des 15,5 candelas en 3 D, le remplacement du xénon par le laser semble aujourd’hui la seule option envisageable.  Le xénon intégré dans le projecteur d-cinema atteint aujourd’hui ses limites en termes de performances. Tous les fabricants se sont efforcés à produire les machines les plus efficaces possibles dans le rapport watt dépensé / lumen généré. Pour aller plus loin que le seuil des 35 000 lumens atteint par les machines les plus puissantes, il faut désormais changer de source lumineuse.  

Dans ce domaine, des expériences ont  été menées cette année aux USA avec notamment un test grandeur nature lors de la sortie de GI JOE 2. Afin de mettre à l’épreuve son modèle laser 4 K, Christie a installé un projecteur dans une salle du groupe AMC. Sur un écran de 20 mètres de base avec une toile métallisée et un kit Real D XL, le niveau de luminance mesuré derrière les lunettes était de… 48 candelas soit le niveau de référence d’une séance en 2 D. Afin d’avoir un résultat cohérent en termes de contraste et de colorimétrie, Paramount a fourni un DCP 3 D spécialement étalonné pour être diffusé à 48 candelas. Voilà donc une projection en relief à partir d’un seul projecteur sans aucune perte de lumière par rapport à une séance « classique ».

christie 4k

Le seuil des 15,5 candelas sera donc bel et bien pulvérisé dans un futur proche même si on imagine que seul un parc de salles « premium » sera concerné dans un premier temps. Le laser garantira un niveau de luminance élevé mais aussi constant. Le phénomène de vieillissement du xénon étant supprimé, les spectateurs auront l’assurance de voir le film dans de bonnes conditions au moins du point de vue de la luminosité.

Plus de contraste ?

Selon certains fabricants (notamment SONY), le rapport de contraste des projecteurs d-cinema doit offrir des performances largement supérieures aux spécifications DCI. Certains spécialistes déplorent l’incapacité des projecteurs à reproduire un noir absolu. Ce défaut est surtout visible sur les films en 1.85 projetés sur des écrans au format 2.39. Comme les puces sont au format 1.89, quelques lignes de pixels inactifs s’affichent à gauche et à droite de l’écran. Sur les puces DMD, les pixels inactifs sont noirs mais comme ce noir n’est pas suffisamment profond sur l’écran, le spectateur distingue de fines lignes grises foncées.

1.85 vs 1.85

Les fines barres grises visibles à gauche et à droite de l’image 1.85 (entre le trait vert et le trait bleu) sont des pixels inactifs

Voici le résultat une fois projeté sur un écran 2.39 (les barres grises foncées sont volontairement accentuées sur le schéma ci-dessous) :

bandes grises final

Pour améliorer le rapport de contraste, les constructeurs comptent sur le changement de la source lumineuse. La principale limite technique à ce jour réside dans le fait qu’il est difficile de tempérer les ardeurs de la lampe au niveau de la tête électronique (DLP ou SXRD). Chez Texas Instrument, pour faire un pixel noir, les micro-miroirs sont dirigés vers un absorbeur de lumière dont l’efficacité est réelle mais pas totale. Chez SONY, les micro-miroirs ne bougent pas mais des cristaux liquides polarisés à la surface des puces bloquent la lumière pour générer un pixel noir. L’évolution vers le laser pourrait largement améliorer les résultats si on en croit les premiers chiffres des constructeurs. Christie annonce ainsi un contraste augmenté de 50 % sur son prototype laser 4 K.

Faut-il pour autant nécessairement attendre l’arrivée du laser pour profiter de noirs plus profonds ? Dans ce domaine, SONY a travaillé la question avec son nouveau « petit » (mais pas léger) projecteur SRX-R515.  Cette machine équipée de lampes au mercure (jusque 6 lampes de 350 watts pour une puissance annoncée de 12 000 lumens) offre d’après Sony  un rapport de contraste de 5000 : 1. SONY reste discret sur les innovations technologiques qui ont permis de doubler le rapport de contraste par rapport à son projecteur SRX-R320. Dans les faits, les résultats sont là. Et les fameuses lignes grises du format 1.85 se font quasi invisibles lors des démonstrations auxquelles nous avons pu assister.

sony lampes mercure

Projecteur SRX-R515 et l’une de ses lampes au mercure facilement démontable

Le secret technologique de SONY n’en est peut être pas totalement un puisque le constructeur met en avant la qualité de l’optique, un sujet rarement abordé mais pourtant essentiel dans la qualité de l’image. Pour les projecteurs DLP, il existe bien chez certains constructeurs une gamme « High Contrast lenses » qui permet d’augmenter significativement le niveau de contraste. Seulement, sur le terrain, la plupart des salles privilégient la puissance lumineuse à la profondeur des noirs parce que les grandes toiles exigent beaucoup de lumière.  Il y a également des raisons économiques : les optiques « High Contrast » produisent de très beaux noirs mais retiennent beaucoup de lumière ce qui nécessite l’installation de lampes plus puissantes et énergivores en électricité.

Le laser (peut être un jour installé dans un projecteur 8 K ?) sera donc sûrement la technologie qui permettra d’avoir à la fois une belle lumière et des noirs profonds tout en économisant l’énergie. Reste la question du surcoût à l’achat qui risque d’être très important… du moins dans un premier temps.

La révolution numérique paraît loin d’être achevée. Avant qu’elle ne commence, il y a eu une longue période pendant laquelle les équipements des cabines n’ont quasiment pas changé car le 35mm était arrivé au bout de son évolution.  Avec le d-cinema, l’évolution technologique n’en est qu’à ses débuts ce qui risque de poser un sérieux problème pour tous ceux qui n’auront pas les moyens de suivre. 

Mise à jour le Lundi, 20 Janvier 2014 11:35
 
Box office et aides auditives PDF Imprimer Envoyer
Jeudi, 12 Septembre 2013 08:41

Chacun sa cible : si le cinéma s’intéresse en priorité aux jeunes, les fabricants de systèmes auditifs comme Prodition, filiale française du groupe William Demant l’un des principaux fabricants mondiaux dans le domaine de l’audition, regardent principalement vers l’autre extrémité de la pyramide des âges. Le vieillissement de la population rend leurs analyses du marché du 3ème et du 4ème âges très intéressantes pour tout un tas de secteurs d’activité, y compris le cinéma.

Les générations du baby boom, nées entre 1947 et 1973, représentent un tiers de la population française (33,2% en 2012 selon l’INSEE) et environ un quart des entrées en salles (cf. le bilan 2012 du CNC). Ces générations qui ont entre 40 et 65 ans aujourd’hui ont été à l’origine du boom des magasins d’optique pendant les 15 dernières années, la presbytie se déclarant autour de 45 ans. L’optique a encore de l’avenir mais les ventes ne vont pas tarder à décliner : les futurs clients (ceux qui approchent ou dépassent maintenant la quarantaine) sont beaucoup moins nombreux et les baby boomers atteints de presbytie vont de moins en moins changer de lunettes, ce trouble se stabilisant autour de 65 ans.

Les systèmes d’aides auditives vont prendre le relai : les problèmes de gêne auditive (on parle aussi de presbyacousie) commencent aux alentours de 70 ans, un âge que la plupart des baby boomers vont atteindre confortablement, les premiers dans moins de cinq ans (une femme de 60 ans peut espérer vivre encore 25 ans, un homme 22 d’après l’INSEE). Si les troubles de l’audition dus au vieillissement se déclenchent plus tard que la presbytie, l’âge moyen auquel ils surviennent est de plus en plus bas. En cause : les concerts, boîtes de nuit, baladeurs et toutes les autres nuisances et pollutions sonores, y compris le cinéma quand il dépasse le seuil de décibels tolérable. Le potentiel du marché de la surdité des seniors soutient sans doute la comparaison avec celui de presbytie, ne serait-ce qu’en valeur, une aide auditive coûtant plus cher qu’une paire de lunettes.

Grâce aux nouvelles technologies, les aides auditives se sont considérablement améliorées ces dernières années pour permettre à ceux qui en sont porteurs de retrouver une vie normale : suivre les conversations, regarder la télé, écouter de la musique et, comme le font une bonne part des baby boomers, aller au cinéma (c’est beaucoup moins le cas des générations précédentes). La loi sur le handicap de 2005 pourrait donc contribuer à préserver une partie du quart des entrées que les baby boomers réalisent aujourd’hui en France, même si ce n'est pas son but premier.

oticon
     Différents modèles d’aides auditives


Dans les cinémas, ces systèmes auditifs fonctionnent avec des boucles d’induction qui sont soit intégrées à la salle soit placées autour du cou des spectateurs. Ceux-ci doivent être alors munis d’un boîtier récepteur qui transmet le son émis par la boucle au système auditif (placé en position « T ») - et d’une boucle tour de cou si nécessaire. Aujourd’hui, ce matériel est fourni par les salles mais dans le futur une partie des spectateurs viendront probablement avec leur propre boîtier. Une autre filiale du groupe William Demant commercialise une nouvelle gamme de boîtiers qui servent de relai entre l’appareil auditif et diverses sources sonores : télévision, téléphone, boucles d’induction… L’utilisateur n’a qu’à sélectionner le bon bouton sur le boîtier.

Mise à jour le Jeudi, 12 Septembre 2013 09:01
 
Transport des copies : vers une diffusion 100% dématérialisée ? PDF Imprimer Envoyer
Jeudi, 04 Avril 2013 19:33

Avec un parc de salles à 98% numérique, la dématérialisation totale des copies apparaît comme la prochaine frontière du d-cinema mais est-ce qu'il est possible de s'affranchir rapidement des copies physiques ?

Le transport des DCP pas satellite ou par réseaux terrestres a commencé presque en même temps que le passage au numérique mais il progresse beaucoup plus lentement : le disque dur reste le principal support de diffusion et, cause et conséquence, moins d’un cinquième des écrans français sont équipés pour recevoir des DCP de longs-métrages sous forme dématérialisée.

La dématérialisation se heurte encore à quelques barrières techniques et économiques. En ce qui concerne le transport par réseaux terrestres, toutes les salles ne peuvent pas disposer d’une connexion internet d’un débit suffisant pour recevoir les gros fichiers de films; et quand c’est possible, la durée de la transmission reste assez longue : 1 à 2 jours quand l’exploitant dispose d’un débit standard (20 mégabytes théoriques par seconde).

L’équipement des salles est le principal frein à la généralisation de la diffusion des films par satellite. Si chaque long-métrage n'est transmis qu'une fois – c’est le but si on veur limiter les coûts de diffusion -, il faut que les cinémas puissent stocker tous les fichiers qu'ils reçoivent : ceux des films qu'ils vont programmer mais aussi ceux qu'ils sont susceptibles de projeter (en 1ère, 2ème semaine,…). Il faut donc qu'ils disposent de moyens de stockage importants pour les DCP.

Autre contrainte du satellite, ce mode de diffusion n'est pas viable économiquement pour les films destinés à un nombre de salles trop restreint. Mais si les tous les cinémas qui sont censés projeter un film, en première exclusivité ou en continuation, sont destinataires de la transmission - ce qui suppose qu'ils diposent d'équipements particuliers comme on l'a vu - le seuil de viabilité (estimé par certains à une vingtaine de salles) peut être atteint même pour des films à diffusion restreinte.

Les offres des opérateurs de diffusion dématérialisée sont de mieux en mieux adaptées à ces contraintes, comme le montre le nouveau dossier que leur consacre Manice (dossier qui commence par une présentation de la solution DSAT). Mais c’est peut-être moins la technique que les mentalités et les pratiques des professionnels du cinéma qui doivent maintenant évoluer pour que la part des copies dématérialisées se rapproche de celle des salles numériques.

Il faut notamment revoir le mode de financement du transport des « copies » :s 'il suffit d'une transmission satellite pour envoyer un film à toutes les salles qui doivent le diffuser( en 1ère semaine ou après), qui va payer ? Le distributeur qui ne paie aujourd’hui que pour les salles de première semaine ? Ou les salles  qui n'ont donc pas toutes l'habitude de payer le transport de leurs copies ? Il faudra trouver un arrangement qui mette tout le monde d'accord.

Il faut aussi que l’ensemble des distributeurs et des exploitants adaptent leurs pratiques car le passage du transport physique à la diffusion des copies par réseau ou par satellite change considérablement la logistique de distribution, tout en la simplifiant aussi beaucoup.

Mise à jour le Dimanche, 07 Avril 2013 18:07
 
Pertinence du 4K : le point de vue de Sony PDF Imprimer Envoyer
Mardi, 04 Decembre 2012 15:57

Plus des deux tiers des 90 000 écrans équipés en numérique dans le monde sont dotés de projecteurs 2K. Si cette résolution domine dans les salles, le 4K suscite un intérêt très fort. Ainsi en novembre, Manice a reçu près de 700 visites résultant d’une requête (sur Google ou autre) contenant le terme « 4K ».

Pour compléter ce qui a déjà été écrit sur Manice, nous publions le point de vue de Sony sur l’intérêt de la projection cinématographique 4K. Rappelons que Sony est le seul fabricant qui propose exclusivement des projecteurs 4K. 

 

Le 4K est devenu une réalité dans le monde de la production. De nombreux films sont aujourd'hui tournés avec des caméras numériques qui proposent une résolution quatre fois supérieure au "Full HD" de nos téléviseurs modernes.

 Pourtant, la très grande majorité des salles de cinéma aujourd'hui équipées en numérique le sont avec des projecteurs ne présentant une résolution que très peu supérieure à celle proposée par un disque Blu-ray :

sony1

Le cinéma numérique se démarque incontestablement du "home cinema" par la compression plus faible de l'image, l'espace colorimétrique plus profond, la quantification sur 12 bits et les possibilités d'étalonnage du projecteur. Mais la résolution reste, pour la très grande majorité des spectateurs, le facteur le plus déterminant dans la notion de qualité d'une image.

Le virage, aujourd'hui évident, de la production cinématographique vers le 4K ne semble que partiellement suivi dans l'exploitation des salles.

L'idée de n'envisager la résolution 4K que pour les écrans de grande taille est communément déployée chez les exploitants aujourd'hui.

Deux notions fondamentales doivent être prises en considération pour comprendre le fait que le 4K n'est pas uniquement réservé aux écrans de grande taille : l'angle de vision du spectateur et la profondeur de modulation.

 

Ce que vous voyez dépend d'où vous êtes assis

Pour une résolution donnée, la capacité du spectateur à discerner le plus petit détail ne dépend pas de la seule largeur d'écran mais du rapport entre cette valeur et la distance du spectateur à l'écran.

Autrement dit, plus l'angle de vue proposé par l'écran et la position du spectateur est grand, plus le risque de discerner le contour d'un pixel est grand.

Depuis les débuts de la télévision, il a été généralement admis que pour un confort optimum (lié à l'absence de discernement des quelques 600 lignes de la verticale TV), le téléspectateur devait se trouver à une distance représentant sept fois la hauteur de l'écran (une distance de 3m pour un téléviseur de 70cm de diagonale)

 L'élaboration des dimensions des salles de cinéma se basent sur le même genre de calcul. Dans les années 40, la SMPE (Society of Motion-Picture Engineers) définissait la règle dite des 2-6. Elle proposa de placer la première rangée de siège à une distance de l'écran égale à deux fois sa largeur et la dernière rangée à une distance de six fois sa largeur.

 D'après les formes d'écrans de l'époque, ceci représentait une distance minimum des sièges égale à 2,67 fois la hauteur d'écran.

Lorsque la télévision haute définition est apparue, le but premier était de faire jeu égal avec les performances des salles de cinéma. Ceci a donc induit une augmentation de la résolution permettant de voir une image sans artefacts d'interligne à une distance de trois hauteurs d'écran. Cette spécification est similaire au facteur 2,67 des anciennes salles de cinéma.

Depuis les années 40, les salles de cinéma ont énormément évoluées, tant au niveau du format de l'image cinématographique que dans l'architecture de l'auditorium. Au cours des années 90, l'utilisation d'objectif grand-angle pour la projection s'est accélérée, permettant à la distance moyenne des sièges de se rapprocher de l'écran. Aujourd'hui, dans beaucoup de salles en amphithéâtre, les derniers rangs sont à une distance comprise entre trois et quatre hauteurs d'écran, alors que le premier rang se situe à une distance avoisinant la hauteur d'écran.

 

sony2

Architecture moderne d'une salle en amphithéatre.
La totalité des sièges s'inscrit sur une distance inférieure à 4 hauteurs d'écran
 
sony3
Les trois premières illustrations résument la distance minimum à observer pour le confort de vision, pour chaque type de divertissement. La quatrième indique les pratiques qui tendent à se développer, en plaçant les premiers rangs très proches de l'écran.

 

Si, aujourd'hui, les salles de cinéma proposent un angle de vue supérieure au "Home cinéma", c'est pour des raisons évidentes d'immersion du spectateur, pour que l'expérience du cinéma reste unique et difficile à reproduire à la maison.

La notion du confort visuel liée au recul et à la hauteur d'écran laisse place aujourd'hui à celle liée au recul et à la largeur d'écran puisqu'une même hauteur d'écran peut définir deux angles de vue horizontaux totalement différents pour les formats "Flat" 1.85 et "Scope" 2.39.

La Commission Supérieure Technique de l'Image et du Son préconise, par sa recommandation CST-RT-012-P-2003, une distance minimale de confort visuel pour la première rangée égale à la largeur de l'écran réduite d'un facteur 0,8. Celle de la dernière rangée est recommandée inférieure ou égale au double de la largeur d'écran. La réalité de l'exploitation se situe plus proche de la norme NF S27001 : facteur minimum pour le premier rang de 0,6 et maximum pour le dernier rang de 2,9.

 Voici deux exemples, mesurés sur le terrain, de deux salles équipées respectivement d'un écran de largeur 8m (en flat) et 16m (en scope) :

sony4

 Sans chercher à savoir si les normes sont respectées, il est très important de noter que l'inscription de l'écran dans le champ de vision du spectateur donne un angle de vue du même ordre, qu'il s'agisse d'un écran de grande taille ou de taille réduite. Pour une même résolution, l'impression de détail est donc équivalente.

             

 Acuité visuelle

La capacité d'un spectateur à discerner le plus petit détail dépend de son acuité visuelle, et nous sommes tous très différents. De nombreux experts scientifiques se bataillent pour déterminer quel serait le nombre de pixels par unité d'angle visuelle susceptible de correspondre à une acuité moyenne.

Si la résolution de l'image donne une valeur trop inférieure à ce gabarit, le spectateur moyen est trop proche de l'image et risque d'avoir une vision altérée par un manque de définition. Si elle donne une valeur  trop supérieure, la résolution est considérée comme trop élevée, n'apportant rien qui soit discernable par l'œil humain. Une valeur proche de cette acuité moyenne donne un confort visuel optimum.

Dans le milieu de la télévision, les ingénieurs utilisent depuis plusieurs décennies la valeur de 60 pixels par degré d'angle. Au Japon, les chercheurs de la NHK définissent une valeur beaucoup plus élevée, comprise entre 156 et 321 pixels par degré.

Dans le milieu du cinéma, il faut pondérer cette valeur par le fait qu'à l'écran, l'information de chaque pixel est plus diffuse que sur un téléviseur, les transitions entre chaque pixel ne sont pas aussi franches et nettes (les rayons lumineux sont effectivement légèrement diffractés par les lentilles de l'objectif et par les poussières de l'air ambiant qui sépare le projecteur de l'écran).

On pourra alors considérer qu'un confort visuel au cinéma se situe autour de 40 pixels par degré d'angle de vision.

Un spectateur est situé au premier rang d'une salle de cinéma. L'écran s'inscrit dans le champ horizontal de sa vision dans un angle avoisinant les 90°. Si l'on considère que son confort visuel se situe autour de 40 pixels par degré, il faudrait une résolution horizontale  de 40x90=3600 pixels.

Un spectateur situé au dernier rang voit l'écran avec un angle horizontal de 36°. La résolution qui lui permettrait le meilleur confort serait de 1440 pixels.

 La résolution horizontale du 4K, de 4096 points, permet à tous les spectateurs de la salle de regarder le film dans les meilleures conditions.

 La résolution horizontale du 2K, de 2048 points, ne le permet pas, pour les spectateurs situés dans la première moitié de la salle.

 Nous avons jusqu'à présent considéré la résolution permettant au détail le plus fin d'être visible. Mais une image, qui plus est, animée, est composée de transitions horizontales et verticales toutes différentes, et qui seront toutes projetées avec un contraste plus important en 4K qu'en 2K, et ce, quelle que soit la position du spectateur. Il faut pour comprendre cela faire appel à la notion de profondeur de modulation.

 

La profondeur de modulation

 La profondeur de modulation décrit le lien entre la finesse de la résolution native d'une image et le contraste apparent observé.

Notre œil et notre cerveau ne passent pas brutalement de la vision parfaite d'un détail grossier à une absence de discernement d'un détail très fin. Une baisse progressive du contraste sera observée lorsque la finesse des détails se fera plus précise.

Pour illustrer ce phénomène, il suffit de dessiner des bandes verticales noires et blanches qui se resserrent en devenant de plus en plus fines. Si l'on s'éloigne progressivement de cette image, les lignes les plus fines perdront en contraste jusqu'à devenir grises.

sony5

 L'image de gauche est un passage simple du noir au blanc. La transition est très nette, le contraste est maximum. A droite,  un gris moyen, une image monotone, sans aucune nuance, sans aucun contraste. L'image du milieu représente des bandes verticales noires et blanches, de plus en plus serrées. Le contraste y est aussi très élevé sur les lignes de gauche, mais à mesure que la largeur rétrécit, vers la droite de l'image, le contraste diminue jusqu'à ne représenter qu'un à-plat gris, similaire à l'image de droite.

 Si vous prenez du recul, vous verrez les bandes centrales perdre progressivement leur contraste.

 Cette petite expérience montre que notre acuité visuelle n'agit pas en tout ou rien. Le contraste qui accompagne les détails de plus en plus fins diminue à mesure que la finesse augmente.

 Un DCP 4K nous permettra alors de discerner avec beaucoup plus de contraste les détails qui ne constituent pas encore la limite de notre perception, et pour lesquels un DCP 2K, lié à son filtrage anti-aliasing nécessaire pour éviter le recoupement de spectre, ne pourra délivrer qu'un contraste plus limité.

 Le graphe ci-dessous, représentant le niveau de contraste d'un négatif 35mm et de ses scans respectifs finalisés en DCP 2K et 4K permet d'éclairer cette différence.

sony6

Cette différence se déclinant (à des niveaux différents) sur les 3 composantes lumineuses rouge, verte et bleue, le rendu colorimétrique sera également plus fidèle en 4K.

 

Conclusion

Au moment où l'horizon proche du "Home Cinema" commence à faire apparaître des projecteurs et des téléviseurs 4K, la plupart des salles de cinéma ne sont malheureusement équipées qu'en matériel 2K.
 
 Les supports-media proposant des films 4K pour le grand public sont très bientôt disponibles.
 
 Les DCP 4K sont de plus en plus fréquents, poussés par la production numérique en 4K.
 
 La mise en place d'un projecteur 4K dans une salle de cinéma ne devrait pas dépendre de la taille de l'écran, mais de l'angle de vue moyen des spectateurs, qui est souvent du même ordre  pour toutes les surfaces de salle.
 
 Le contraste accru d'une projection 4K permet à tous les spectateurs, même ceux situés dans la deuxième moitié de salle, d'apprécier la différence. Les deux images suivantes vous permettent de l'évaluer. 

sony7

Il s'agit du même détail d'un même film 65mm, numérisé par un scanner ARRI de résolution 4K. Les images ont ensuite été sous-échantillonnées, pour chaque simulation 2K et 4K par un filtre Lanczos3 (en espace linéaire). Le détail est constitué de 90x126 pixels pour la simulation 4K et 45x63 pixels pour la simulation 2K. Les images ont ensuite été converties au format PNG de 750x1050 pixels en utilisant un filtrage simple ("nearest"), puis floutées par un filtrage gaussien sur 5 pixels pour simuler la diffusion de la projection,  pour enfin être insérées au document Word avec une taille de 100%. 

Si vous imprimez ces images sur un format A4, la taille des pixels de la simulation 2K sera voisine de 3mm (et celle de la simulation 4K voisine de 1.5mm). Vous aurez alors l'aperçu d'un détail d'une image 2K et 4K sur un écran de 6m de base. Attachez cette feuille à un mur et éloignez-vous progressivement. A 6m, vous aurez encore la nette impression que l'image de droite est plus fine, et plus contrastée. Au-delà de 10m, vous aurez peut-être la sensation de faire face à deux images de même résolution, mais dont le contraste de celle de droite restera toujours plus élevé.

Pierre Franck Neveu, directeur des ventes digital cinema - Sony France

Christophe Pitre, ingénieur spécialisé digital cinema - Sony Europe

     

 

ANNEXE

En mars 2009, une étude comparative avait été menée aux Etats-Unis par l'institut Parker Marketing Research. Elle consistait à demander à une audience de 157 volontaires de donner leurs impressions sur des images et des clips projetés respectivement en 2K et en 4K, sans leur indiquer la résolution de chacune des séquences. Cette projection a été effectuée sur un écran de 6 mètres de base.

 

Les résultats montrent l'attrait et l'apport de la résolution 4K pour une très grande majorité de spectateurs.

sony8

 

 

Mise à jour le Vendredi, 07 Decembre 2012 09:33
 
<< Début < Précédent 1 2 3 4 Suivant > Fin >>

Page 1 de 4
                  Go to English Manice   ru

Nos sponsors

display3juil14

formationannonceseptembressnouvelledate