• HD, Full HD, UHD, 4K… décripter les formats vidéo

    definition


    Définition

    La définition d’un caméscope dépend du nombre de pixels contenus dans chaque image. Plus il y en a et plus l’image a de chances d’être nette et détaillée. Il existe actuellement 4 formats principaux :


    Deux formats haute définition :

    - la HD (haute définition ou 720p) : 1 280 pixels par ligne × 720 lignes ;

    - la Full HD (1080p ou 1080i) : 1 920 × 1 080, soit environ 2 millions de pixels par image. C’est le format utilisé pour les émissions de télévision depuis le passage en TNT HD. C’est aussi la définition utilisée par le Blu-ray, successeur du DVD.


    Trois formats très haute définition :

    - l’UHD (ou ultra haute définition) : 3 840 × 2 160, soit 4 fois plus de pixels qu’en Full HD. Ce format 16:9 est particulièrement indiqué pour regarder des films sur un téléviseur ; l’UHDTV présentant une définition de 3 840 × 2 160 pixels est souvent confondue à tort avec le format 4K (4 096 × 2 160 pixels) utilisé en cinéma numérique, qui lui est proche.

    - La 4K : 4 096 × 2 160, soit un peu plus que l’UHD, mais avec un format cinéma. De fines bandes noires apparaîtront en haut et en bas de l’image.

    - La 8K : 7 680 x 4320 pixels.

    C’est une histoire de mathématique. L’Ultra HD (UHD) propose deux fois plus de lignes horizontales et verticales que la Full HD, soit quatre fois plus de pixels au total. La 8K, deux fois plus de lignes (toujours en verticale et horizontale) que l’Ultra HD, et donc quatre fois plus de lignes que le Full HD. Soit au total quatre fois plus de pixels que l’Ultra HD, et 16 fois plus que le Full HD.


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    La très haute définition améliore réellement la qualité des vidéos. Avec elle, les images sont plus nettes, les détails plus nombreux et plus fins qu’en Full HD. Mais pour en profiter pleinement, il faut aussi un écran 4K ou UHD. L’UHD n’a toutefois pas que des avantages. Le format UHD est aussi très gourmand en ressources. Mieux vaut donc avoir un ordinateur puissant (surtout si l’on compte faire du montage) possédant beaucoup d’espace de stockage. Enfin, la compatibilité de films UHD avec certains écrans n’est pas totalement assurée et des logiciels de montage un peu anciens risquent de ne pas être capables de les lire.


    Concrètement…

    Si vous avez prévu de diffuser votre vidéo sur un écran TV HD pour un salon ou une manifestation, un format HD (1920×1080) ou 720p conviennent tout à fait. Votre image haute résolution sera parfaite.
    Pour une mise en ligne sur votre chaine Youtube, 720p est tout à fait suffisant, au delà votre audience équipé d’une connexion avec un débit limité aura du mal à afficher la haute résolution. Cela dit les plateformes de diffusion proposent automatiquement des versions basse définition de votre vidéo pour faciliter l’affichage à l’ensemble des utilisateurs.


    Diffusion

    Il faut enfin prendre en considération le poids final de votre fichier qui peut parfois être déterminant. Pour une vidéo de 3 minutes au format HD on arrive vite à 1 giga, en 720p environ 400mo. Tout va dépendre de la manière dont vous voulez envoyer ou traiter le fichier


    Que signifie le i de 1080i ?

    720p, 1080p, 1080i… les lettres i et p après la résolution indiquent le mode de transmission des images :

    • « p » : le balayage est progressif. Les images sont affichées dans leur totalité les unes après les autres ;
    • « i » : le balayage est entrelacé. Dans ce cas, les lignes paires et impaires de l’image sont diffusées alternativement.


    Avi, mpeg, mp4

    Une vidéo est une succession d’images (idéalement 24 à 30 images secondes) à laquelle s’ajoute du son, des titres et des sous titres (métadonnées). L’ensemble de ces éléments est placé et compressé dans un fichier appelé conteneur identifié par son nom : AVI, FLV, MP4, MOV…

    Plus la qualité de votre vidéo est grande, plus le fichier créé est volumineux, d’où l’utilisation d’algorithme de compression appelé CODEC pour compression/décompression.

    Un conteneur est donc un fichier compatible avec un programme de compression (CODEC).

    L’inconvénient est qu’au cours de la compression la qualité de la production peut baisser en fonction de la méthode utilisée. Le choix du format est donc important car il implique de prioriser pour le support final taille, qualité, fluidité, rendu des animations…


    AVCHD

    L’AVCHD (Advanced Video Codec High Definition) est un format d’enregistrement et stockage numérique vidéo haute définition, mis au point par Sony et Panasonic. Ce format permet de réduire la taille des fichiers HD, tout en préservant un certain niveau de qualité de l’image restituée.

    Caractéristiques de l’AVCHD

    Arborescence en général sur les camescopes AVCHD de Panasonic et Canon.

    • Taille de l’image : 1 920 × 1 080
    • Compression : H.264/MPEG4 AVC
    • Quantification : 8 bits
    • Sous-échantillonnage : 4:2:0
    • Cadence enregistrement :
    1. Mode progressif : 25p, 50p
    2. Mode entrelacé : 50i
    • Débit enregistrement : jusqu’à 28 Mbit/s
    • Stockage : DVD enregistrable de 8 cm, disque dur, carte-mémoire.

    Les données audio associées peuvent être sauvegardées au format AC3 5.1 ou sous forme quasi linéaire (compression minimale) de niveau Dolby 7.1.
    L’ensemble des données est multiplexé et encapsulé dans un conteneur MPEG-TS (transport stream).

    Il est souvent reproché à l’AVCHD une arborescence des fichiers confuse et peu pratique d’usage, mais la méthode de compression élaborée permet en revanche, dans ses débits les plus élevés, une qualité d’image bien supérieure à un MPEG4 non AVCHD.


    H.264

    H.264 est une partie de la norme Mpeg4.

    H.264 (4.2, Main Profile) : 20 Mb/s soit 1200 par minutes. Le codec H.264/AVC est adapté à une très grande variété de réseaux et de systèmes (par exemple, pour la diffusion de la télévision, le stockage HD DVD et Blu-Ray, le streaming RTP/IP, et des systèmes de téléphonie propre à l’UIT-T).

    À la suite de la première version de la norme, le JVT a développé quelques extensions, connues sous le nom Fidelity Range Extensions (FRExt). Ces extensions ont pour but de prendre en charge une précision de quantification accrue (ajout des codages 10-bit et 12-bit) et une meilleure définition de la chrominance (ajout des structures de quantification YUV 4:2:2 et YUV 4:4:4 et visent des applications professionnelles (Studio).

    H.264 est une implémentation du MPEG-4 Part 10, une norme de codage vidéo. En comparaison aux autres vidéos, il permet une très bonne qualité à un débit très bas, ce qui le rend plus à même de compresser des vidéos entièrement en haute définition. Cependant, il consomme davantage de ressources que les autres formats courant de vidéo, tandis qu’il fourni une meilleur qualité vidéo. En fait, c’est un codec vidéo, qui doit être dans d’autres contenants multimédias comme MP4, MOV, AVI, MKV etc.


    XAVC et XAVC-S

    Employé par exemple par l’hybride Sony A7s full frame.

    Avec l’arrivée de la HD et du 4K Sony a conservé l’essence du H264, mais a décliné une gamme semi-pro appelée NXCAM, ainsi qu’une gamme professionnelle appelée XDCAM pour la vidéo et CineAlta pour le cinéma utilisant les codecs XAVC et XAVC S avec des débits plus importants.

    Le ‘X’ du XAVC évoque sa capacité à potentiellement travailler sur 10 bits par pixel, et le mot AVC rappelle la parenté au codec H264 AVC part 10.

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    Le XAVC-S peut être considéré comme l’évolution du AVCHD, à destination de la sphère UHD.

    On peut tourner en XAVC S en HD et en 4K, pour ceux qui veulent rester compatible avec les logiciels compatibles AVCHD, ce dernier est encore disponible.

    Les débits XAVC (intra) sont plus lourd, et le stockage sera la première des préocupations:

    • - XAVC HD: 100 Mbps à 25 images/seconde
    • - XAVC 4K: 250 Mbps à 25 images/seconde
    • - XAVC 4K: 600 Mbps à 60 images/seconde


    Le XAVC-S étant destiné au marché grand public et le XAVC étant destiné au marché professionnel, le XAVC Long Gop propose une alternative aux professionnels désirant ensuite tourner et monter leur rushes tout en économisant de l’espace disque.

    Le lecteur VLC relit toutes les versions de XAVC.

    Pour le montage, il est important de noter que votre logiciel doit être récent pour pouvoir accepter des fichiers XAVC ou XAVC-S.

    J’ai résumé pour ne pas trop entrer dans des termes trop techniques.


    Rappel concernant la 4K

    Marc Galer signale à propos de la vidéo en 4K :

    « Un  facteur à prendre en compte par les photographes (attirés par la perspective d’être en mesure de filmer en 4K directement sur la carte mémoire) : il doit être conscient avant de faire le saut à l’A7SII (ou l’enregistrement en 4K avec l’ A7RII) de la puissance de traitement informatique nécessaire pour modifier les images 4K, par exemple un Macbook Air n’est pas vraiment à la tâche parce que vous ne pouvez pas examiner facilement des séquences en temps réel dans des logiciels tels qu’Adobe Premiere Pro lors de l’utilisation d’un processeur dual core i7 et 8 Go de RAM). Un photographe doit aussi prendre en compte les besoins de stockage de grandes quantités d’images 4K. Si, toutefois, vous voulez faire du A7s votre boîtier principal pour le tournage pro de clips vidéo, préparez-vous à sortir les dollars pour cet appareil et l’ordinateur qui va avec. »


    Les principales extensions de fichiers vidéos

    .avi : Audio Video Interleave. Ce format de compression image par image a été créé par Microsoft. Très répandu il y a quelques années, les appareils photo ne l’utilise plus. Ce format est lisible sur la plupart des appareils de lecture. La qualité vidéo de très bonne qualité les fichiers n’étant pas compressés. Cependant, les fichiers avi restent relativement lourds.

    .flv : Format Flash Video lisible avec VLC.

    .mkv : lisible avec VLC, Media Player Classique.

    .mp4 : très utilisé actuellement, ce format est lisible par la plupart des logiciels de lecture comme VLC.

    .mpeg : Motion Picture Expert Group. C’est système de compression audio et vidéo permet d’obtenir des fichiers légers.

    .mov : Ce format créé par Apple est lisible sur le lecteur Quick Time.

    .rmvb : Format Real Vidéo développé par RealNetworks lisible sur le lecteur Real Player. Ce format est de moins en moins utilisé.

    .vob : Fichiers ce trouvant sur un DVD-Video incluant en plus de la video les sous-titre, l’angle et les pistes audio.

    .wmv : C’est le Format de Microsoft. Si vous créez des vidéos avec Windows Movie Maker, vous obtiendrez des fichiers wmv qui sont lisibles avec Windows Media Player.

    .mts : MTS est un format de fichier utilisé pour les vidéos haute définition. On le connaît généralement sous le nom AVCHD (Advanced Video Coding High Definitio). Les définitions d’image de type 720p ou 1080i sont prises en charge par cette extension de fichier. Les fichiers MTS peuvent être lus par certains lecteurs Blu-ray, disques durs multimédia, home cinéma, etc.


    Format recommandé pour le Web

    Pour faire court, le format recommandé actuellement pour uploader vos vidéos sur des plates formes comme You Tube, Dailymontion ou Viméo est  MP4 (conteneur)/h.264 (système d’encodage), AAC (codec).


    2 responses to “HD, Full HD, UHD, 4K… décripter les formats vidéo”


    • pepite

      J’espère que c’est assez clair, ahhh ce jargon et ces extensions ! ;-)


    • pepite

      Si vous avez des difficultés à lire des fichiers H.264 avec votre lecteur multimédia, il existe un super lecteur H.264 que vous pouvez utiliser gratuitement. C’est le VLC media player. Il est multiplateforme puisqu’il fonctionne sous Windows et Mac.

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      La plupart des personnes qui achètent un appareil qui filme en 4K souhaitent employer ce format pour filmer, si j’insiste sur les besoins en matériel et le coût c’est que personne ne pense que ça demande vraiment une chaîne graphique très très puissante pour l’exploiter.

      Montage en 4K

      Processeur
      Désormais, certaines composantes (plus ou moins nombreuses) des logiciels de montage vidéo s’appuient sur l’accélération GPU pour travailler beaucoup plus rapidement. Plus un logiciel est tourné vers un usage professionnel, plus il est enclin à profiter du parallélisme des GPU. Néanmoins, ceci ne veut pas dire que le choix du processeur est négligeable. Bon nombre d’effets tiers ne sont pas optimisés pour les GPU, tandis que les effets plus complexes qui ne profitent pas ou très peu de l’accélération GPU sont encore plus nombreux.
      La plupart des logiciels de montage apprécient les cores processeur supplémentaires, raison pour laquelle il vaut mieux privilégier un plus grand nombre de cores qu’une augmentation de fréquence.
      Attention au fait que la plupart des calculs liés au montage vidéo sont des calculs à virgule flottante, ce qui est également vrai pour l’audio (dans la plupart des cas). Les processeurs AMD auront beau multiplier les cores, ils seront donc handicapés par leur architecture. Prenez plutôt un processeur Intel i7.

      Mémoire
      Bien que la vidéo soit diffusée à partir du périphérique de stockage, la mémoire d’une configuration détermine l’ampleur des projets qu’elle est à même de traiter. Ceci ne veut pas dire qu’il faut absolument avoir 32 Go de RAM pour monter un court ou moyen métrage, mais on risque d’être trop court avec 8 Go et ce n’est même pas la peine d’espérer quoi que ce soit avec 4 Go. Le mieux est au moins 16 Go pour démarrer.

      Moniteurs
      Nous parlons ici d’écrans : Il faut partir du principe que les moniteurs IPS de bonne qualité constituent le strict minimum. Idéalement, l’un d’entre eux au minimum doit pouvoir proposer nativement la même définition que le projet. Pour un travail au niveau professionnel, il convient de regarder du côté des moniteurs munis de dalles 30 bits pour que les couleurs correspondent. On pourrait même vouloir utiliser un moniteur professionnel spécifiquement conçu pour cela, mais cela représente plusieurs milliers d’euros, surtout s’il l’on parle de 4K.

      GPU
      De nos jours, une carte graphique performante est conseillée à partir du moment où l’on utilise un logiciel de montage vidéo profitant de l’accélération GPU. Certains ne sollicitent le GPU que pour l’encodage/décodage vidéo, d’autres s’appuient sur OpenGL pour accélérer les effets et enfin, une troisième catégorie (Premiere Pro en particulier) emploient CUDA et/ou OpenCL pour optimiser le fonctionnement de certaines fonctionnalités.

      Les cartes graphiques d’AMD et NVIDIA ont des avantages et des inconvénients dans le monde des stations de travail, mais l’un comme l’autre proposent la compatibilité OpenCL. Cependant, si l’on regarde globalement les recommandations matérielles des développeurs de logiciels dédiés au montage vidéo, la majorité recommande des GPU NVIDIA. Le plus prudent est encore de vérifier si l’on dispose d’une carte graphique compatible.

      A partir du moment où l’on utilise un logiciel tirant parti de CUDA ou OpenCL pour améliorer ses performances, il faut considérer l’achat d’une deuxième carte graphique. La subtilité vient du fait qu’il faut ici les faire travailler séparément et non pas en SLI/CrossFire : si l’on multiplie les effets accélérés tout en effectuant son montage sur un seul et même GPU, l’interactivité avec l’interface du logiciel risque de poser problème.


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