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.
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.
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.
Course (sans fin) à l’armement
Voilà moins d’un an que je lançais ce blog afin de relater mon travail d’une part mais aussi d’informer bien modestement sur les nouvelles technologies liées au caméras numériques professionnelles que nous utilisons sur les plateaux et les tournages dans nos métiers. L’utilité d’un tel blog est du en fait au changement constat de ces technologies et matériels. Car il y a quelques mois j’annonçais la nouvelle venue la Scarlet, la C300 ou encore les premiers tests avec une Sony F3 et quelques milliers de lecteurs plus loin mais moins d’un an après je dois faire des mises à jour constantes afin de coller au marché et aux annonces et autres nouveautés. En effet un peu comme l’année passée lorsque Canon et Red se disputaient un jour commun pour lancer leurs produits la C300 et la Scarlet il y aura bousculade le 31 octobre du coté de chez RED mais aussi de chez Sony pour savoir par quel nouveau produit il faudra jurer pour être tendance. Chez Jim Jannard peu de mystère ce ne sera qu’une baisse de prix substantielle qui rendra beaucoup plus abordable l’Epic et presque accessible pour tous la Scarlet (surement sous les 8.000$). Une bonne nouvelle pour les nouveaux acquéreurs ou ceux désirant passer de la plus petite à la plus grosse caméra sans avoir à trop se saigner (preuve il en est que la Scarlet n’est qu’une version bridée de sa grande soeur).Mais malheur à ceux qui ont investi il y peu et qui auront le plus grand mal à amortir ce prix et à digérer cette baisse tragique de la valeur marchande de leur caméra.
En cherchant à en savoir plus sur la Sony F55 on trouve des pépites sur le net.
Ce sera aussi surement le cas de nombreuses productions qui auront misé sur Sony et sa F3 à peine vieille d’un an et quelques (on en a entendu parler la première fois au NAB 2010, mais quand est elel arrivée vraiment sur le terrain des tournages?) qui avec son codec intra en 8bits 4:2:0 mais son grand capteur aura surement séduit des gens bluffés par les HDSLR mais cherchant une caméra et pas un appareil photo, afin d’avoir du son, un shutter, un viewfinder (ah non pas encore) et peut être un codec autre qu’un pauvre h264 avec la possibilité en externe de profiter du fameux 4:4:4:4 notamment aux conditions que j’expliquais dans mon billet précédent. Car tous les acquéreurs de cette petite Sony auront surement une larme à l’oeil lorsqu’ils découvriront la probable F7, car la F3 va voir sa production arrêtée. En moins de 2 ans. Le géant japonais va annoncer l’enterrement en grande pompe de sa F3 en cela que le Codec XAVC va remplacer celui de utilisé jusque là en interne sur les XDCam. Et celui-ci pourra gérer du 10 bits 4:2:2 à 100Mb/s de série. Adieu à ce stade là, enregistreur externe et couteuse mise à jour du Firmware. La caméra que l’on disait capable de rivaliser avec la Alexa en terme de dynamique et de piqué d’image, se voit destinée à un musée alors que la petite Arri elle fait toujours des heureux sur les tournages.
Pour autant la caméra capable de 4K (probablement la future norme pour les mois ou les années à venir aussi bien en enregistrement qu’en diffusion) nécessitera toujours un module externe mais Sony devrait en proposer un made in Japan il permettra le 2K à 120 im/s et le 4K.
Je me mets alors à la place de petites structures qui viennent (18 mois c’était hier) d’investir dans une F3 et qui vont se retrouver avec un bel objet bien dépassé technologiquement, la faute aussi au fait qu’on ait accueilli cette caméra avec les honneurs alors même qu’en interne elle ne proposait rien d’autre que ce que la EX1 ou EX3 faisait déjà (à savoir du 8 bits 4:2:0). L’effet de mode du gros capteur va se poursuivre mais il semble que celui-ci soit enfin rattrapé par la technologie qui permet enfin d’enregistrer son flux correctement en interne.
Notons au passage que c’est toute la gamme F qui va subir un ravalement et qu’une F55 semble aussi pointer son nez, dès que l’on aura les spécificités de celle-ci je reviendrai c’est promis nous mettre l’eau à la bouche. Avant qu’un autre produit lui vole la vedette, mais, je suis sur qu’on trouvera bien un objet capable de faire des films pendant de longues années sans avoir à le jeter à chaque fashion week.
Un descriptif de la future F5 complet et la mise à jour des pilotes pour gérer les fichiers Raw de la F65 pour Avid et Première, rien ne semble penser que FinalCut X sera concerner par cette option, à croire que Sony ne voit pas dans le logiciel une alternative professionnelle?
En tournage avec la Sony F3 et un Cinedeck (mise à jour)
Retour d’expérience avec la caméra son F3 alliée à un enregistreur externe cinedeck.
Tout d’abord pour tous ceux qui ont déjà eu à utiliser une Sony de type ex cam on se retrouve vite dans le fonctionnement, le positionnement des boutons et le menu permettant de configurer la caméra. On est chez sony comme à la maison avec tous les défauts d’ailleurs des caméras de la gamme (viewfinder pitoyable et inexploitable du fait de son positionnement arrière, panneau de réglage du son et du slow motion qui n’étant pas protégés viennent se dérégler ou s’enclencher au fur et à mesure de la journée et des portages).
On regrette d’abord juste l’enregistrement interne en 8bits 4:2:0 à 35Mb/s et bien sur la mise à jour payante du firmware pour avoir accès au S-Log 10 bits 4:4:4:4. Pourquoi acheter un tel objet pour se voir délivrer un codec peu honorable, pour le prix on aurait aimé une solution interne qui servent à autre chose qu’un proxy douteux.
Car si l’achat d’un enregistreur externe va délester le porte monnaie, l’ajout du Cinedeck et de batteries approuvées par la marque pour faire fonctionner la bête plutôt énergivore et c’est la caméra que l’on vient de lester de quelques kilogrammes. Et si l’on adjoint des optiques PL on arrive à un poids plutôt excessif compte tenu que l’on enregistre en HD à partir d’une caméra à la base plutôt légère.
Le Cinedeck lui, fonctionne sous windows, consomme on l’a dit beaucoup de batteries et met longtemps à s’allumer ou à s’éteindre (on doit quitter l’application puis éteindre windows).
Facile à régler, le Cinedeck confirme bien qu’il est connecté selon la méthode choisie et qu’il reçoit un flux. ensuite on sélectionne le codec en fonction de ses gouts. Tout va bien à part quelques pertes de son (via le cable hd-sdi) lors du tournage, le SSD fonctionne bien la machine chauffe un peu, le seul problème fut de trouver une place adéquat pour l’engin afin qu’il ne déséquilibre pas tout l’édifice et qu’il permette le portage de la caméra par la poignée, et sa mise à l’épaule. Enfin, il fallait aussi avoir suffisamment de place pour changer les batteries (celles de la Sony et celles de l’enregistreur) et les cartes SxS ou le SSD, tout en étant capable de manipuler l’écran tactile et les touches. Un casse tête au début et un surpoids difficile à amortir mais l’on s’habitue à tout, dommage vraiment que le 10 bits (ou 12 bits soyons réalistes) interne ne soit pas possible. Quand je pense que parfois je tourne en 4K avec simplement une RED scarlet, des revolts un moniteur tactile et des SSD pour un poids ridicule difficile de penser que l’on vient de construire tout cela pour shooter en HD et en Proress. Surtout lorsque l’on s’aperçoit que l’accès au viewfinder se fera difficilement en condition de tournage. Heureusement le vectorscope et autre parade du Cinedeck aideront grandement pour le choix du diapo.
Au final c’est tout de même assez lourd à porter mais aussi à exporter car les fichiers (pour mon cas en Proress HQ 4:4:4:4) certes assez joliment détaillés grâce au S-Log gagnent en lattitude et l’on profite alors d’une très belle caméra et d’un très bon capteur. Il y a des similitudes avec ce que l’on obtient avec une Alexa, peut être mais le bijou d’Arri est tout de même plus compact et ergonomique. Certes le prix n’est pas le même mais j’ose à peine chiffrer celui de la F3 que j’ai utilisé. Pour ce prix là, à titre personnel, je ne vois pas d’autre choix qu’une Scarlet qui propose du 4K (à mon sens une bonne base pour amortir une caméra dans les années à venir) de moins en moins cher. Le mois de novembre doit voir une nouvelle annonce de Sony concernant sa gamme F et donc la F3 en question qui devrait être remplacée, après quelques mois de loyaux services on est vite obsolète aujourd’hui Monsieur. On parle d’une F7 qui peut être nativement embarquera un SSD ou bien sera capable de sortir un flux 4K via un enregistreur externe qui rendra le Cinedeck obsolète aussi. D’ici là vous pourrez acheter une GoPro qui plus légère et moins gourmande vous délivrera du 4K à 15 i/s et du 2,7K à 30i/s, en tout automatique et sur une carte mini sd pour moins de 400$. L’avenir?
En parlant de SSD il me faut aussi vous conter mes problèmes lors de la relecture des images en post-production. En effet, celles-ci semblaient atteinte de drop frame, pourtant rien n’avait l’air d’avoir occasionné cela sur le terrain et l’appareil s’il avait parfois signalé des erreurs ne l’avait pas fait à ces moments là. Il semblerait (mais l’enquête est en cours) que le problème ne vienne ni de la caméra (qui elle enregistre en interne sans aucun saut) ni des câbles (dual links 1,5g). Les regards se tournent alors vers le Cinedeck et selon la maison mère de l’engin il faudrait soupçonner le formatage du SSD qui doit se faire sous Windows 7 et pas directement sous le XP installé sur l’appareil. N’ayant pas de Pc sous la main pour faire ces tests j’ai du déléguer à de courageux possesseurs de systèmes d’exploitation de ce genre. Par ailleurs le transfert des rushes du SSD vers de petits disques durs type 5400tr/m sous firewire 800 semble aussi problématique. On semble se tourner vers une solution (sous Mac) assez onéreuse via des disques Thunderbolt. Voilà pour être complet et honnête sur la question.
Retour à la normale
La saison estivale, pourtant studieuse, ne m’a pas donné le temps de mettre à jour le blog comme je le souhaitais. Pourtant il y a du nouveau, du matériel tout d’abord malgré le léger faux bond de BlackMagicDesign qui nous laisse attendre sa petite caméra depuis Juillet, toujours pas de nouveau MacPro et même plus de MacBookPro 17 pouces, de ce coté là rien de bon.
Mais je m’en vais tourner une série « genre Thalassa » pour les Émirats et la sony F3 sera du voyage avec un Cinedeck pour enregistrer en S-Log 10 bits 4:4:4 accompagnée d’une série PL de chez Cooke.
Une occasion de vous faire un petit comparatif dans ce segment (Red Scarlet, Blackmagicdesign, Sony F3…) et du coté des enregistreurs externes (Atomos, Sound Device, Cinedeck et blackmagicdesign).
Enfin, un petit article sera aussi consacré aux Lut de la Sony suite à une série de demandes en ce sens et, pour que la rentrée soit complète je ferai aussi une petite sélection des nouveautés de l’IBC 2012.
Bref c’était les vacances…
blacklistfilms 
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