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.
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…
The price we pay
Quelques retours d’expériences avec la Red Scarlet afin de se faire une idée plus précise du prix réel de la chose.
Je sais que nombre de visiteurs de ce blog se posent la question (y compris sur google) de l’utilité d’acheter une Scarlet, ils viennent chercher ici aussi quelques arguments ou expériences rassurantes afin de confirmer leur envie assez onéreuse. Cela me pousse à vous livrer mes impressions de tournages d’un point de vue technique afin que chacun puisse en tirer les conséquences qu’il voudra et également chiffrer un peu la réalité des faits. En me basant sur les prix publics de nos amis de Red et notamment sur le fait que le package de la Scarlet en monture Canon pourrait paraitre à première vue, une offre de départ intéressante pour de nombreux petits producteurs ou directeurs de la photographie désirant s’équiper afin de pouvoir proposer leurs services en 4k, qui parait être la norme à venir pour la télévision de demain.
Quels sont dès lors les coûts financiers qui vont venir s’adjoindre à cette offre qui pour 16.000$ vous propose d’acquérir un corps et une mouture Canon EF, deux batteries, un chargeur, un SSD de 64Go,un écran tactile de 5 pouces et un câble vidéo pour celui-ci. Peut-on considérer cela comme un prêt à tourner? Soyons sérieux vous n’irez pas bien loin ainsi alors quels sont les étapes qui vont venir alourdir la note.
Premier point sur lequel il faut s’arrêter, le coût réel d’un tel investissement. Car une telle machine si on l’utilise à plein régime en 4k avec le ratio de compression le plus bas va vous dévorer de l’espace de stockage aussi bien pour enregistrer sur des SSD de 1,8 pouces que pour sauvegarder ces images sur des disques durs rapides et dotés d’une grande capacité. Ainsi, en utilisant le R6:1, la plus basse compression offerte à séjour par Red sur cette caméra il faudra compter que le moins cher des SSD de la marque d’une capacité de 64Go enregistrera 23 minutes dans un format de 4k en 24 images par seconde. Ce même support verra sa capacité passer à 46 minutes en augmentant la compression à 12:1 toujours dans le format maximum et pour la même fréquence d’image.
En parlant de fréquence souvenez vous aussi que si la Epic filme elle, en 5k, la Scarlet se contente de photographier 12 images par seconde à ce format. On doit faire face ici un bridage logiciel afin de justifier la différence de prix. En 4k on atteint enfin les 25 images par seconde, pour seulement 12 en HDRx. Si le mode HDRx vous intéresse sachez que vous devrez tourner en 3k ce qui vous délivrera la fréquence minimum de 25 images par seconde. Et si vous avez besoin de 60 images par seconde en mode normal alors il faudra réduire le format à 2k. Voilà la triste réalité de la très haute définition. Attention également au temps nécessaire pour copier les SSD sur vos disques de sauvegarde ou de travail. En tournage loin de ma station de montage et de sa RedRocket (valeur près de 5000$) qui va vous permettre de transcoder vos fichiers RAW « quasiment » en temps réel, il faut bien 7 minutes pour transférer le matériel d’un SSD de 64Go sur un disque externe relié à mon MacBookPro. Inutile de vous dire que je n’ai même jamais eu l’idée de tenter une conversion RAW sur cette machine mais j’imagine que ça doit prendre une journée et la nuit qui va avec.
Remettons nous un instant dans les conditions d’un documentaire que j’ai tourné avec la Scarlet récemment, outre le fait que mon hôtel ne me laissait en tout et pour tout que deux prises de courant électrique dans ma chambre et que je devais jongler avec les chargeurs, le chargeur de ma Scarlet n’accepte qu’une batterie à la fois. La Red ayant un grand appétit et consommant chaque demie heure de tournage une petite RedVolt, prévoyez donc un maximum de batteries (le pack de 4 coute dans les 750$) et ne pensez pas qu’en passant comme moi par des batterie V-Mount via un adaptateur cela ira mieux il vous en faudra aussi quelques kilogrammes.Sachant que je tournais environ une heure et demie par jour d’images car j’avais pas mal d’interviews à faire. Il me fallait donc un minimum de 5 SSD, valeur à l’unité 950$, afin de pouvoir tourner cela, et le soir un bon nombre de disques durs externes en doublant ces 300Go quotidien sur deux supports. Il vous reste, c’est vrai toujours la possibilité de descendre en qualité tant d’image que de compression pour être moins dévoreur d’espace mais l’on aborde alors un autre aspect de la chose.
Car il existe un autre revers de cette méthode qui se situe dans le facteur multiplicateur de chaque format. En effet, en réduisant le format image sur la Red on réduit la taille effective du capteur en utilisant qu’une partie de celui-ci et donc on modifie la profondeur de champ d’une part mais surtout on augmente la valeur nominale de la focale en la multipliant par 1,6 à 4k et jusqu’à 6,4 à 1k. Si vous devez tourner à ce format pour des raisons par exemple de HDRx ou de fréquence d’images alors votre 50mm en plein format (5k) sera devenu un 320mm du fait du capteur utile de 1024 X 540 pixels. À ce rythme là, même le plus large de mes grands angles, un 14mm f1.4 se transforme en un 89,6mm. Ça laisse rêveur sur les possibilités de tourner un plan large.
Puis il faudra aussi accessoiriser votre caméra pour lui adjoindre du son, un moniteur, un viewfinder, un enregistreur externe et que sais encore, et je ne parle pas là d’une mattebox ou d’un follow focs. L’idéal pour pouvoir rajouter ces éléments est de posséder une « cage » qui venant se fixer autour du corps de la caméra pourra accueillir vos extensions. Bien sur vous ne serez pas obligé à ce stade là de passer par le site de Red, beaucoup d’autres possibilités moins onéreuses s’offrent dont ce modèle assez solide et pratique qui devrait se vendre bien moins cher que celui sigle de rouge.
Voilà pourquoi une fois tous ces facteurs pris en compte il vous faudra savoir si le jeu en vaut la chandelle. La Scarlet reste une très belle machine qui je l’espère saura vous séduire, même si tout à un prix. Je vous ai déjà présenté des moyens de l’utiliser sur de nombreux tournages notamment en haute défintion grâce au Pix 240 de soundevice et j’en suis sur vous trouverez aussi des manières de l’accessoiriser afin qu’elle puisse s’adapter à tous vos besoins.
Retour à la réalité.
De mon coté j’étais en tournage à Chypre, coté grec puis à Istambul pour une série de programmes courts partant à la découverte des villes d’Europe et d’Occident pour une télévision du Qatar. Nous tournons les premiers épisodes avec une Sony EXcam EX3 malgré son codec interne LongGop à 35 Mb/s et une 5D (et son horrible H264) vient faire office de caméra B pour les interviews.
En revenant sur des tournages avec des caméras de type ExCam on se souvient comme il est appréciable d’avoir un outil assez ergonomique, peu couteux, stable et doté d’un workflow des plus simples. Après de nombreuses galères ou malentendus avec notamment des RED qui malgré leurs grandes qualités peuvent parfois causer des angoisses voire poser des problèmes, de son, d’allumage, de workflow ou d’autonomie.
Pourtant mon choix pour l’année à venir est bien d’essayer de ne travailler qu’avec une RED, en l’espèce la Scarlet et de pouvoir ainsi délivrer des films allant du format 4K au HD. En effet je vous ai déjà conté les mérites du petit enregistreur externe pix 240 de sound device et c’est bien grâce à lui que ce choix est possible.
Capable d’enregistrer en 10 bits, 4:2:2 et en AppleProRes comme en DnxHD (pour les monteurs en Avid) jusqu’à 220mb/s dans les deux codes, sur des SSD de 2,5 pouces (dont le prix baisse de plus en plus et dont la qualité est très bonne y compris dans des tournages compliqués en présence de poussières, d’embruns, de neige…) mais aussi sur des cartes CF. On alimente ce petit bloc très compact et solide par la caméra elle même ou via des batteries Sony L, on pourra alors se plaindre d’une autonomie un peu courte car il faut toujours qu’on se plaigne. Pour le reste, à part l’écran qui ne restitue pas vraiment la colorimétrie des images que l’on tourne, un défaut de balance des blancs récurrents sur tous les modèles que j’ai utilisé. Mais comme l’on dispose d’entrées mais aussi de sortie en HD-SDI et HDMI on branchera un moniteur de contrôle. Mon small HD faisant alors parfaitement l’affaire. Du coté du son, on peut faire confiance au pré-ampli de sound device pour s’occuper parfaitement des canaux audio notamment à travers les entrés XLR que l’on peut configurer et monitorer comme on le souhaite. Les différents upgrades de l’engin nous permettent désormais de ne plus avoir à appuyer sur la touche enregistrer de l’appareil et c’est bien pratique. Je m’en explique, une fois relié à la caméra c’est le bouton de cette dernière qui pilote l’enregistrement sur le pix 240 évitant d’avoir à déclencher deux fois mais surtout d’interrompre par inadvertance par pression des grosses touches du boitier externe.
C’est donc un boitier qui a su me conquérir car il me donne une certaine sérénité dans le travail, quelque soit la caméra que j’utilise, le codec est toujours le même et le haut débit d’écriture donne un peu plus de qualité à mes images y compris en provenance de caméra 1/3 de pouce ou d’un demi pouce.
Pour exemple sur ce type de tournage pour le Qatar à travers le monde (il est prévu de faire escale à Paris, Londres, Prague, Berlin, Amsterdam, Barcelone et New York City dans un premier temps) il me permet de proposer un meilleur codec à la production qui tient à tourner la chose en ExCam (ils disposent déjà d’un parc de caméras de ce type) et de disposer l’air de rien de 2 canaux audio supplémentaires, et d’une copie de sauvegarde sur cartes SxS en plus de la duplication des rushes sur deux disques durs chaque soir. Je voyage l’esprit tranquille, le workflow est des plus simple, l’ergonomie est bonne et le tout étant solide et compact l’appareil se loge dans un sac à dos dans une petite housse et depuis le temps n’a pas pris un coup.
Les SSD sont un bonheur en terme de rapidité et de fiabilité (j’utilise des SSD Samsung 830 et des OCZ Vertex 3). Les monteurs sont ravis de posséder les images en AppleProRes ou en DnxHD selon leurs demandes, et enfin je peux proposer à mon tour des tournages avec la Scarlet voir l’Ikonoscop sans être tenu à un workflow plus long et couteux en temps et en matériel. C’est donc un achat certes un peu couteux (on le trouve en France à 3500 euros mais son prix devrait baisser) mais qui permet aussi de rentabiliser une caméra comme la RED en permettant de l’utiliser lors de tous les tournages ou presque ce qui n’est pas rien lorsque l’on voit le cout d’un tel achat. Voilà comment je vais donc proposer à la production de tourner la saison 2 de ces programmes courts en Scarlet et de leur délivrer les rushes en HD 10 bits à 220mb/s afin que cela ne nuise pas en temps et en argent à la post production.
Par ailleurs le 4K semble devoir devenir la prochaine norme de diffusion du moins si l’on écoute les différents bruits venant de chez Sony qui annonce ni plus ni moins vouloir devenir leader sur le marché du 4K tant en captation qu’en diffusion en étant capable de fournir des caméras et des HDSLR dotés de tels capteurs et de processeurs capables de traiter un tel flux et de la diffuser sur un projecteur vidéo de salon en l’occurrence le modèle VPL-VW1000ES dont on en connait pas encore le prix qui sera aussi capable de convertir des sources en 2K ou en simple HD. La NHK elle, vient de révéler qu’elle travaillait sur un capteur de 8K, le futur semble s’inscrire dans une course à l’armement technologique que les japonais n’ont aucune intention de laisser aux USA ou aux européens. Enfin si ces normes n’atterriront pas dans nos salons avant 2016 sachez que les codecs vidéos permettant de tels encodages sont déjà à l’étude en vu de remplacer notamment le H264, ainsi le H265 (en fait le High Efficiency Video Coding HEVC) sera capable de réduire la taille des fichiers de 40% à qualité égale mais surotut prendra en charge des formats jusqu’à 7680X4320 pixels. C’est en effet le format (Ultra High Definition Television UHDT) 4320p ou 8K qui semble avoir était retenu. On en saura plus dans un an lorsqu’en janvier 2013 lorsque l’Internation Telecommunication Union et MPEG-LA dévoileront les spécifications sur successeur du H264, sans regret.
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