Emmanuel Hiriart- Directeur de la Photographie

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Mise à jour du capteur Red Dragon 6K (un goût de noël avant l’heure, mais après tout c’est l’Aïd)

Difficile de s’en tenir au seul « making of » comme annoncé dans le précédent billet lorsque Red annonce la sortie, ou plutôt la mise à jour de son capteur Dragon 6K. Alors voilà quelques détails techniques pour faire saliver ceux qui seraient sur les rangs pour passer ce cap réservé aux seules Epic, la Scarlet et en effet limitée dans cette mise à jour, à 5K pour un maximum de 60 ips, surement pour justifier des différences de prix et un placement marketing (je rappelle que les limitations de la Scarlet sont en effet purement liées au logiciel interne).

Tout d’abord le dernier né des capteurs de chez Red est donc un 6K 6144 (h) x 3160 (v), soit pour ceux qui auraient comme base du HD (1920×1080), 9 fois plus de résolutions. L’idée est simple, on se rapproche d’une part de la qualité du 35mm et surtout on a un format plus grand que celui de la diffusion qui semble se diriger vers le 4K aussi bien dans les salons que dans les meilleures salles de projection publiques.

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Le capteur de 19 millions de pixels permettra même de filmer en 6k à une cadence de 100 images par secondes (120 ips à 5K, 200ips à 4k et 300ips à 2K), un peu comme si votre meilleur appareil photographique avait une fonction rafale de cette puissance (le mien ne fait guère mieux que 12 images par seconde) et que vous puissiez en plus éditer cela en tant que fichier vidéo Raw mais selon le codec R3d qui permet une compression pas inutile lorsque l’on passe à la gestion des fichiers en post-production.

comme l’on parle de procédé Raw et donc d’un traitement de l’image, de sa débayérisation non pas dans la caméra mais par un ordinateur il vous faudra aussi penser à investir dans une carte permettant ce calcul plus rapidement et pour cela Jannard le patron de Red a annoncé aussi une nouvelle RedRocket X cinq fois plus rapide que le premier modèle, ainsi qu’une version de RedCine-X Pro encore améliorée.

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Pour en revenir aux détails techniques du capteur, il dispose et c’est là la vraie nouveauté et l’énorme amélioration d’une sensibilité efficace de 250 jusqu’à 2000 ISO et d’une plage dynamique de 16,5+ stops. en fait le capteur gagne plus de 3 stops de dynamique par rapport à son prédécesseur, un dans les hautes lumières et deux dans les noirs. L’avantage est que l’on peut se retrouver dans des situations extrêmes de contre jour ou de différentiel d’exposition dans une même scène sans pour autant perdre des informations dans les parties sombres ou trop éclairées.

On pourra dès lors aussi pousser un peu plus la sensibilité en post production comme au tournage, selon les premiers essais il semble que des valeurs autour de 4000 ISO ne provoquent pas autant de bruit que l’on pourrait s’y attendre. Donc en parallèle on pourra aussi compresser un peu plus l’image mais obtenir un résultat comparable à une compression faible en utilisant le capteur MX. On parle ici d’une équivalence entre du 17:1 avec le Dragon et du 8:1 avec une Red MX sans affecter les teintes,les nuances, les noirs ou les blancs. On peut pousser cette compression de 3:1 à 18:1 en 12 ou 16 bit Raw.

La caméra (brain only) set annoncé à 29.000$ quand la mise à jour pour les possesseur d’Epic X ou M coutera un peu moins de 10.000$.

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Comprendre le Raw, au début était la courbe de Gamma

De plus en plus de caméras « Raw » font leur apparition sur  le marché, de quoi faire perdre la tête à pas mal de production, à quelques heures/jours/semaines/mois de la sortie tant attendue du capteur Dragon de chez Red. Voilà donc tout un petit billet pour s’y retrouver dans cette jungle révolutionnaire, on y parlera technique et courbe de Gamma dans un premier temps avant de faire un état des lieux de l’offre réelle de ce marché en question, pour voir ce que va changer la dernière née de chez Jim Jannard. Mais en guise d’introduction, après les déboires passagers de Aaton, me vient une nouvelle de mes amis de Ikonoskop qui annoncent arrêter un temps leur production, après maintes chutes des prix de leur petite caméra, les voilà peut être eux aussi face à un problème financier de trop.

 

A l’origine, le signal d’une télévision, et donc de sa capacité à recevoir de l’information par onde, nécessitait de réduire au maximum les informations produites par la « large » plage dynamique d’une image issue d’une caméra. Il faut comprendre que la bande passante transportant ces informations est limitée dès 1930 et dans les décennies qui suivent l’invention de la télévision hertzienne.

A chaque ouverture d’un diaph supplémentaire par exemple on double la luminosité par rapport au diaph précédent. Donc, en parallèle, on devrait doubler la bande passante requise pour transférer (ou enregistrer) le surplus d’information obtenu. Mais en pratique la bande passante n’évoluera pas, elle est en faite constante et déjà à son maximum.

La mauvaise qualité de cette méthode de transmission télévisée sans intervention aurait abouti à ne transmettre qu’une petite bande ou partie de cette plage dynamique de l’image.Le choix se porta donc, sur la réduction d’information. Et pour conserver une image diffusible et acceptable, on choisi de sacrifier les hautes lumières tendant ainsi à préserver les noirs et les tons moyens, ceux du visages. On comprendra qu’en télévision le plus important était donc le sujet et que l’on pouvait sacrifier l’arrière fond sans pour autant transformer dramatiquement l’image de base ainsi diffusée.

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Voilà comment et pourquoi apparu la courbe gamma dont le travail consiste à préserver la lecture d’une image en réduisant les données des seules hautes lumières d’une image enregistrée ou diffusée, et donc en maitrisant la bande passante . Cette courbe s’ajuste au fur et à mesure de l’ouverture du diaph pour compenser cet afflux de données et donc faire disparaitre du même coup tout un tas d’informations dans les blancs, pourtant nécessaires à la lecture des éléments les plus clairs. Les noirs et les skintones, eux, ne sont pas vraiment concernés par l’opération et à force de s’habituer à ces amputations de l’image l’oeil finit par dire qu’il n’y voit pas de différence, bref, c’est diffusible sur le ondes.

Toutes les caméras vidéos utilisaient alors ce système de compression du signal qui empêchait y compris en post production de récupérer les informations perdus lors d’une surexposition sur un visage ou un ciel. Problème, les caméras gardaient le même système de compression et d’enregistrement alors même que leurs capteurs gagnaient eux en dynamique. Résultat, on perdait encore plus d’informations pour respecter la bande passante maximale du procédé d’enregistrement ou de diffusion. Paradoxalement plus les capteurs devaient restituer tout un plan des noirs au hautes lumières, plus on compressait ces dernières et plus le travail en post production devenait impossible du fait de la perte plus importante d’informations dans cette partie de l’image. On préférait donc une caméra ayant une moins grande dynamique d’image mais qui de fait la détruisait moins une fois gravée sur son support. Le mieux techniquement n’était pas l’ami du bien.

 

L’évolution nécessitait alors de se détourner ou de contourner cette courbe de Gamma afin de profiter pleinement des capacités des capteurs disposant de plus grandes  plages dynamiques. C’est là qu’entre en jeu le filtre de Bayer (même si la technique aboutissant au Raw n’est pas limité à un seul type de capteur), il s’agit d’un seul capteur qui dispose d’un filtre lui permettant de reproduire le plus fidèlement possible les couleurs de l’image captée en bénéficiant de toute la dynamique de l’image.Le système consistant alors à convertir les informations de lumière en un signal vidéo couleur. Le processus multiplie l’information de lumière en la traitant pour chacune des couleurs primaires. La multiplication de traitement qu’opère ce filtre, composé de rouge, de vert et de bleu, n’est pas réalisée de manière égale en cela que les filtres verts sont deux fois plus présents que leurs homologues bleus ou rouges, afin de reproduire une image qui correspond le mieux à ce qu’un oeil naturellement.

 

Mais à nouveau après ce traitement arrive le problème de bande passante, car concernant un capteur de 4K, soit 4096×2160 pixels il faut enregistrer plus de 8 millions d’informations (8,8 millions pour être précis) à chaque image capturée. D’autant plus que si le traitement doit s’effectuer à ce moment là, il faudrait encore le répéter pour chacune des couleurs primaires qui divisent l’information et transforme la lumière en couleur. Soit un total après traitement de 26,5 millions d’informations par image.

L’idée du Raw suppose une simplification de ce traitement qui normalement vient en plus s’enrichir des ajustements fait par la caméra ou l’utilisateur au moment de l’enregistrement, tels les balances des blancs et les choix de gain qui pourtant n’affectent pas la manière de travailler pour le capteur. Car quelque soit le réglage utilisateur pour reproduire l’image qu’il voit et qu’il veut diffuser seul compte la quantité de lumière qui vient frapper le capteur et se transformer en signal vidéo couleur (RVB) qui sera ensuite modulé (ou mixé) en fonction du gain ou du degré Kelvin choisi et aboutira à une image plus ou moins bleu, verte ou rouge et plus ou moins « lumineuse » après traitement.

 

 

 

Le Raw consiste donc à ne pas traiter de la sorte le signal mais à le conserver dans l’état qu’il connait au sortir du capteur et donc à ne pas dé-Bayériser, et donc à ne pas utiliser une courbe Gamma. La somme de données informatiques est donc moins considérable que si l’on procédait à tout ces ajustements ou traitements, et permet de ne pas le « compresser ». Pour ce qui concerne les caméras, photo ou vidéo, dédiées au seul noir et blanc (Ikonoskop, Red, Leica M) là aussi le procédé consiste à simplifier le traitement en retirant le filtre de Bayer, qui nous l’avons compris ne sert qu’à injecter des informations de couleurs dans le traitement de la lumière reçue par le capteur. Cela rajoute du piqué et de la définition à l’image monochrome qui dispose de tous ses capteurs pour travailler sans être déformée par l’effet de Bayérisation. Le traitement étant extériorisé les premières Red ne pouvaient même pas relire leurs propres images, et l’utilisation d’une carte vidéo RedRocket est fortement conseillée pour pouvoir lire et transcoder ces images. Cependant les capteurs agrandissant leurs diagonales se voient aussi améliorés dans leurs capacités à capter les hautes lumières. en un mot il est maintenant utile d’avoir une très grande plage dynamique de l’image. C’est ce que le capteur Dragon de chez Red nous promet avec plus de 20 Stops de dynamique.

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Pourtant on devra toujours passer par l’étape de dé-Bayerisation pour lire cette image, ce temps de traitement et de calcul est donc repoussé à plus tard. Mais on pourra aussi y ajuster le gain, ou la balance des blancs en fonction de ses propres choix. D’autant plus, rappelons le, que désormais on dispose des informations totales de l’image dans les noirs, les skintones ou les hautes lumières. Mais à ce niveau là il faudra encore choisir entre caméras disposant d’un très large capteur, celles proposant du Raw, ou du DNG, entre celles disposant d’un encodage parfois médiocre en interne mais offrant d’autres possibilités en externe, ou compressant de manière habile les fichiers afin de pouvoir réduire aussi les couts en post production, stockage et autres sans pour autant nuire réellement à l’image vue par un oeil humain. Le RedCode est le seul procédé connu et autorisé à ce jour qui permet de réduire les données de ces images Raw (Red est le seul à posséder la licence Raw pour la vidéo, les autres ne le font qu’à travers du CineDNG ou un « Raw » Maison comme Sony ou Arri. Il permet un taux de compression plus ou moins variable afin de ne pas se retrouver avec des Téra-octects de données pour un film de 5 minutes. On revient sur cela dans un prochain billet.

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Autopromotion

Je profite du NAB 2013 pour faire un peu d’autopromotion du travail que j’ai pu effectuer ces derniers temps notamment pour des télévisions et clients au Moyen Orient mais aussi en Europe. Ces images proviennent de quelques beaux voyages à Singapour avec Benny Ong, à Jakarta, en Europe du nord ou de l’est, à Paris pour des timelapses , au Liban, dans des camps de réfugiés avec l’UNRWA  et jusque sur quelques plages Cannoises aussi avec Clémence Poesy.  Dans le déluge d’annonce du salon mondial de Las Vegas dont je promets de faire prochainement un petit compte rendu et une analyse des tendances voilà un peu de nostalgie et un retour sur un peu plus d’un an de travail et de rencontres.


Tournage et post production en 4K et plus : un cas d’école « The girl with the dragon tatoo »

Afin d’exprimer encore mieux la réalité du travail en RAW, en 4K et plus, avec des caméras types RED ou ARRI quoi de mieux qu’un exemple parlant en se basant sur l’expérience des équipes ayant pu travailler notamment sur le film de David Fincher, « the girl with the dragon tattoo » aux côtés de Jeff Cronenweth le directeur de la photographie mais aussi de Peter Mavromates le superviseur de la post-production.

Le choix de ce film comme témoignage d’un tournage (et de sa post-production) en 4K me parait en effet parlant et significatif étant donné qu’il a « essuyé les plâtres » et que les techniciens et spécialistes qui se sont relayés sur l’opération ont par ailleurs parfaitement documentés leurs expériences.

Le tournage :

En septembre 2010 lors du début du tournage en Suède, l’Epic n’était pas encore achevée et allait commencer ses premiers tests (en 3D) dans la belle ville de Los Angeles sur l’homme araignée. Dès lors Cronenweth a photographié les deux tiers du film en RED One MX (4352×2176) et seulement un tiers avec l’Epic (5210×2560) une fois celle-ci stabilisée.

Le transfert de données :

The Girl with Dragon Tattoo comporte pas moins de 230.000 images pour un poids représentant un peu plus de 1Go de données par seconde de film. Le tout a été « débayérisé » (traitement RAW de l’image correspondant au développement de la pellicule pour un enregistrement numérique en quelque sorte) en DPX 10 bits en 4 et 5K dans un format d’image au ratio 2:1. Notons ici que le choix du travail en 5K représente ni plus ni moins 33% de plus de données que le 4K.

A ce stade là l’on imagine vite la place de stockage dont on a besoin, pour autant au prix du Go qui se situait alors à 20 centimes de Dollars ceci n’était pas la préoccupation des techniciens ingérant les images. Car il aurait fallu pour capturer la totalité des rushes des disques pour un équivalent de 55 To. Soit un investissement de 25.000 $. Le problème était alors plutôt d’avoir une capacité de stockage mais une unité de stockage capable de lire 1Go par seconde afin de pouvoir réaliser un playback.

Pour obtenir de telles performances les disques (configurés en Raid afin de protéger les images, mais selon un procédé qui ralentie les vitesses d’écriture et de lecture) doivent être optimisés pour pouvoir faire un playback effectif à plus de 1,5Go par seconde et surtout ne jamais être remplis à plus de 60% afin de toujours garder leurs performances.

Mais il faut aussi en passer par l’étape de transfert des données sur des disques sans vouloir y faire tourner les images pour un play-back, il faut toutefois que le temps consacré à ces transferts ne soient pas consommateurs d’un temps trop précieux lors d’un tournage. Je le sais d’autant mieux que personnellement je transfert mes rushes quels qu’ils soient sur des petits disques portables en firewire ou eSata et qu’à une vitesse maximum de 300 Mo/s soit dans notre cas d’école 3 fois le temps réel. Cette solution ne satisfaisait pas les équipes de Peter Mavromates qui avaient initialement prévues de travailler en temps réel. La solution fut apportée par MAXX Digital qui ont su optimisé ce qu’ils ont appelé la boite à chaussure, une combinaison de disques en SAS qui pouvait atteindre la vitesse maximum de 600Mo/s, on était loin du temps réel mais on s’en approchait. Le temps est de l’argent y compris quand on le passe à transférer les images, le soir au coin du petit bureau de la chambre d’hôtel, ou à l’arrière du camion.

Recadrage :

Pour tous ceux qui viennent du monde « étriqué » de la HD, il n’est pas question de recadrage dans l’image car le format ne le permet pas. C’est bien différent lorsque l’on dispose d’un format numérique de 5 millions de pixels par image, c’est en fait déjà le cas avec une caméra 2K lorsque le produit final sera aux normes HD. Ainsi l’on considère qu’il existe en 5K une marge correspondant à 20% de l’image filmée disponible pour ces opérations de recadrages et autres stabilisations. Mais autre point non négligeable cette zone supplémentaire de matériel permet aussi une meilleure transition entre les différents formats de livraison du film. Ainsi le film fut tourné comme je le disais plus haut avec un ration de 2:1, pour être diffusé en salle selon le ratio de 2.40:1 mais les normes broadcast demandant une livraison en 1.78:1 afin de correspondre au 16:9 de nos télévisions de salons. Et en suivant une telle méthode et grâce au 5K et 4K the girl with thé dragon tattoo est surement ce qui se fait de mieux en matière de résultat lors du passage au format bluray. La logique est donc de tourner en 5K pour n’en utiliser que 4K, et contrairement à ce que l’on pourrait croire on y gagne en définition car en effet on se sert de toute la capacité et la taille du capteur plutôt que de zoomer dedans.

Alors voilà encore un aspect souvent peu clair des coûts « cachés » d’une Red, étant un utilisateur de ces caméras depuis leurs sorties et ayant une pratique souvent nomade de celles-ci du fait de tournages de documentaires il me semblait intéressant de témoigner de ces quelques détails techniques un peu extérieurs à notre métier, quoi que?