Stage HD et D-Cinéma1.10
JC Fouchébase de survie HD en terre Bayer
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Présentation- Programme- Tour de table / Equipement HD-Tube-Relief ?- Supports:
- Cours / Fichiers sur Savoirnumerique.com- Repaire.net / Facebook HD et D-Cinema- Email via site- Livres
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Quelle idée du RAW/D-Cinéma ?
RAWD-Cinema
« Déroutant !»
«C'est plus facile ?!»
«Complexe !»
La fin desCaméras à
Menus ?
Un marché coupéen deux extrêmes !
UnPositif
numérique
UnNégatif
numérique
Une imagePrête à
êtreDiffusée !
Une imageÀ
étalonner !
«Quel Bordel !»
«C'est flou !»
«Mettre à plat !»Le vocabulaire ?
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Pourquoi sommes nous ici ?
Pour fabriquer une image numérique avec des intentions artistiques !
Quelle image ? Quelles intentions ?
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Quels piliers ?
Intentions artistiques(quelle image ?)
Savoir-faire(Métier)
Outils(caractéristiques
techniques)
Mode d'emploi(de l'outil)
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Les sphères de production vidéo (marketing)
Cinéma
Webcast
Broadcast
Corporate
Semi-pro
GrandPublic
« Prosumer »
Taille 35mm
2/3'
½'
1/3'
1/3-1/4'
¼'
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Les mots magiques...
- Broadcast !- numérique- HD- D-Cinema (syndrome Caméra-forum et cinematographie )
- Relief/stéréoscopie -> 3DS !
Simmons
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De l'orange à l'image de l'orange...
Ceci n'est pas une orange...
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Le workflow de l'orange...
Source captation TraitementCompression
etStockage
dé-compressiontransport
Les différentes étapes de la captation à la diffusion du produit:Le goût n'est pas le même, le prix global non plus !
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Une intention / des références ?suivre une œuvre du début à la fin
De l'orange à la Représentation de l'orangeVia le média Tetrapak !
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Quel métier ?Le choix de sa fonction au tournage
La récolte ?Pour la production !
La mise en boite ?Pour le transport et la
diffusion !
Un produit brut en devenir: une orange...
Un produit fini prêt à diffuser: on presse et lyophilise l'orange en même temps que la cueillette !Il n'y a pas de vie après le tournage !
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A-Pour une cible de diffusion ?
1-Diffusion HDTV 2-Diffusion D-Cinéma
Comment caractériser une image ?- Typée Vidéo: la réalité du JT de 20h
- Typée Cinéma: la fiction de 20h30
Réponse ratée: Le commissaire Moulin passe au Betacam...
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Suivant le média de diffusionCalibrer la chaine !- des primaires de référence- simuler les caractéristiques par des tables de conversions: Look Up Table ! LUT 2D et 3D- Contrôler tous les dispositifs de sortie ?- Quelles dérives / variations ?- 35mm, D-Cinema (possible via calibration), HDTV (impossible sans calibration chez le spectateur)...
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Le problème de la radio
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Les extrêmes pour une caméra ?
Difficile de faire entrer en même temps niveau bas et niveau haut:Un concert avec Sardou et Daho en même temps !
Inspiration: Jeremy Toubiana
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Comment contrôler en HDTV ?
Simuler l'expérience du téléspectateur ! Un panel représentatif des interprétations
Tube 4/3 Tube 16/9 Plasma 16/9LCD 16/9Retro fluo
LCD 16/9Retro LCD
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Comment contrôler en D-Cinéma ?
Un seul fabricant: Texas Instrument, un suivi technologique...
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Diffusion D-cinema : Un monde DCI normalisé (le seul !)
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Projection DCI
Tri DLP
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E-Cinema
Le E-Cinema désigne toutes les techniques de diffusion numérique sur grand écran dont les performances sont inférieures aux minima fixés pour le D-Cinema par les studios hollywoodiens dans le cadre du DCI.
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Ce que je vois / représente
120 Millions de bâtonnets6 Millions de cônes (R, G, B)R (700 nm),G (546.1nm) B (435.8 nm)
CIE 1931 : Cartographie De la vision d'un humain standard
Passage de fréquencesà un espace 3D et 2D
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Des espaces RGB, YUV ou XYZ...
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Gamut et Wide Gamut...
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Diffusion HD TV: Un monde contraint ITU REC 709
GammaEspace Colorimétrique
Quelles référence pour le noir/gris/blanc ? Quelles références pour le Rouge/Vert/bleu ?
Quelle représentation mathématique d'une interprétation humaine intime ?
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B-Quels marqueurs culturels ?Une image typée « vidéo »:
- Netteté absolue !- Hautes lumières brulées (contraste)- Couleurs saturées sans nuances- fluidité des mouvements- Noirs décollés- Contours (détails) marqués- format carré ou 16/9
= RéalitéUne image typée « Cinéma »:
- faible profondeur de champ- matière dans les hautes lumières- Couleurs nuancées et douces- mouvements saccadés (stroboscopie)- Noirs profonds- Image « douce »- format panoramique (rectangle)
= Fiction
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Exemples
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La quête de la profondeur de champ
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La réponse Marketing
Sony VG10APS C (23,4 x 15,6 mm)
14,2 Mpixels2000 €
Panasonic AF101 4/3 (17.3 x 13.0 mm)
14,2 Mpixels5000 €
PMW-F3
NXCAM 35
Canon5DMII
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Quels réglages pour quels marqueurs?
- Contraste et latitude d'exposition- Saturation et espace couleur- Profondeur de champ (flou/net)- Fluidité des mouvements- Format d'image
Courbe de Gamma
Matrix
Taille de capteuret Focale / diaph
24P, 50i et 25P
1,33 – 1,77 – 1,85 - 2,35
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Quelle Caméra ?
Orientation de l'outil
de production
- Intentions artistiques
- Cible(s) de diffusion
- Budget / Conditions de tournage
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Stroboscopie Fluidité
24P25P30P50P60P...
50i60i
Motion Blur / Shutter / obturateur
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Detail: corriger la réponse du tube
Aperture
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Vecteurscope-oscilloscope
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Les exemples
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La norme
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suite
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Concrétiser une intention
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La dynamique !
Ce qui rentre / Ce qui sort ???
diaphragme
Capteur
CAN14 Bits
Processing32 bits
RECORD8 bits
Stratégie ?= Gamma !
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C.A.N.: de l'analog au digital (info)
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Paramètres numériqueslangage binaire
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Un ordinateur: O et 1
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Poids numérique par pixel:Échantillonnage et Quantification
Combien de pixels et combien de nuances par pixel ?
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16, 14, 12, 10, 8... bits
16 bits
8 bits
Signal LOG source (Gamma Cam)
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Balance Poids/Qualité
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Normalisation numérique
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Format d'images fixes
En image fixe, il est possible de stockerson image dans divers formats:
– RAW 16/14/12 bits linéaire (DNG...)– TIFF 16 bits Lin– DPX 10 bits Log– Jpeg 8 bits Lin
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Poids vidéo
Calcul du poids d'une image HD
?Quel débit ?
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Comment travailler en couleur:Les têtes de caméra tri-capteurs 2/3'
Rouge (R)
Vert (G)
Bleu (B)
Pre-Knee
Gain
Blacks
Whites
CAN
Mat
rix
Gam
ma
RGB
> YU
V
Com
pres
sion
(cod
ec)
StockageVidéo
ITUREC709HG
User GammaLOG HD SDI
Monitoringvidéo
CAN
CAN
Photons (Analog)
Électrons(Analog)
Bits (digital): 32 bitsBits:14bits 10 bits 8 bits
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C-Quels outils d'artisan ?
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Quel lien entre capteur et signal ?
ITU REC 709- Master Gamma- Black Gamma- Knee
Diaph (module l'amplitude sur le CCD)/ Sur 14 bits
VideoOUT0,7VSur8 bits
Zebra 70%
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Les différents cas de figure
CapteurCAN
RAW 12 bits
Log 10 bits
User
HG/Cine
REC 709 8b
DigitalAnalog
Montage Diff
Etal
Pré-Etal Montage Etal Diff
Positif
Négatif
diaph
Diaph 2!
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Post ProdVers quel espace colorimétrique cible ?
Une contrainte technique: l'espace « Gamut »De chaque dispositif d'affichage !
Cartographie CIE 1931Device independant
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L'analyse de la couleur électronique
Vecteurscope
Capter, enregistrer, retranscrire dans destuyaux interopérables et légaux !
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Standard Rec709, HG et USER
REC 709
HG1-3250HG2-4600
User gamma
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Quelles solutions ?
UTILISATIONWHITE CLIP
100% (Normal) 109% (Extended)
Efficaces pour les scènes en basses lumières. Bonne reproduction des tonalités dans le pied de courbe.Ces courbes peuvent être utilisées à -3dB afin de réduire encore le bruit.
1 3
Toujours efficaces pour les scènes en basses lumières, mais optimisées pour les forts contrastes et les hautes lumières.Ces courbes ne doivent pas être utilisées à -3dB.
2 4
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Une autre solution: ne prendre aucune décision !Une image « négative » à révéler
De la révélation au tournage à la révélation en post-prod !
Peu de décisions au tournage: déplacées en Post-Prod !
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Réponse 1: Le LOGHautes lumières compresséesBasses lumières stretchéesSur 10 bits
Un « RAW » plus léger...Une alternative !
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Réponse 2: Récolter le maximum de matière !
Qu'est-ce que le RAW
?
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Les différentes philosophies
« Positif » numérique- ITU REC 709: News- Hyper Gamma ou Cine Like: Fiction, Docus...- User Gamma: Fiction
« Négatif » numérique:- LOG (S-Log / Panalog...): le RAW du pauvre !- RAW
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Cibles de Production:Quelle caméra pour quelle image ?
D-Cinéma/PubMono Capteur Full35
RGB - Panalog4:4:4 - 24P
10 bits Log ou 12 bits lin Data Pub/Téléfilms
tri-Capteurs 2/3'Y Pb Pr – HG - 25P
4:2:210 ou 8 bits Lin Télévision
tri 2/3' ou ½'Y Pb Pr
3:1:1 ou 4:2:050i
8 bits LinSemi-protri ½' ou 1/3'
Y Pb Pr - CineGamma4:2:0 - 50i8 bits Lin
GenesisD21
F35, F3Red one
DSLR (5D, 7D)AF101
F23/SRW9000F900R
HPX3000Varicam
HDW-750HDW-650HPX2100
EX3
HPX301HVX200
Z1
35mm
16mm
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Quelle caméra ?
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Un diagramme pour y voir clair !
cam1
Taille capteur Latitude d'expositionSensibilité
Courbes deGamma
Recordexterne
Recordinterne
Définition
Définition
Quantification Quantification
Compression
Cadences
Le Youpi-diagramme !
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Comparons !
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D- Du Capteur au RAW
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La plus petite unité de l'image:Le PIXEL
De la projection 4K à la captation 4K: de quoi parle-t-on ?
- 4K = 4096x2160 = 8 Millions de pixel mais par composante couleur R, G et B- 4K = 8 x 3 = 24 Millions de sous-pixels !
Quelle caméras permet de fabriquer une image composée de 24 millions de photosite ?
Aucune !
Red One: 12 Millions de photosites ! La moitié !
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Pixel, vous avez dit Pixel ?
Wireless World magazine/ 1927 “Television Demonstration in America” Alfred Dinsdale
Fred Crockett Billingsleythe Image Processing Lab at JPL
Video–Film Converter (VFC)1965 SPIE papers
raster elements, photo-elements elements, dots, raster-element squares, intensity values
Brevet TV / Paul Nipkow / 1884 / Bildpunkte (picture point)
Bryce Bayer (Eastman Kodak Company) / 1975Brevet Mosaïque Bayer: luminance elements (Green) et chrominance elements (Red et Blue))
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Pixel: convention
Conclusions:1 pixel = 1 macro élément couleur de l'image affichée, composé de 3 sous éléments R, G et B1 sous-pixel = 1 micro élément monochrome R, G ou B1 photosite / 1 Photodiode = 1 élément sensible du capteur soit en R, en G ou en B
Picture Element ?- Pixels du capteurs (à travers l'optique puis à travers un filtre passe bas)- Pixels convertis en numérique (sampling) et stockés (format)- Pixels formatés et transportés numériquement (ITU REC601 ou ITU REC709)- pixels affichés et vus par le spectateur (écran LCD, Plasma, Led...)
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CapteurPhotosites
OuPhotodiodes
RecordÉchantillons(sampling)
DiffusionPixels
Comment ne pas s'y perdre ?
Mais surtout:La définition affichée s'entend généralement par composante couleur:- 1920x1080 en noir et blanc = 2 Millions de pixels couleur- 1920x1080 en couleur = 2 Mpix x 3 tri-capteurs (RGB) = 6 Millions de sous-pixels
Par précaution:
Voyons comment le signal du photosite peut aboutir au signal du pixel...
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De la lumière à l'électricité
- Wafer- Sélénium (cellules)- silicium (panneaux photo-photovoltaïque)
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De l'électricité au numérique
- reset (vidage)- capture (puit et shutter)- lecture (signal)
Mode video ou ciné (glossaire)
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Fabriquer une image électronique- taille du capteur: haute définition et large photosite- large photosite = surface plus importante pour recevoir plus de lumière- large photosite = puit de potentiel large = plus de dynamique pour les hautes lumières- plus de lumière = moins d'amplification- moins d'amplification = moins de bruit amplifié dans les basses lumières
1 Wafer (1000 €)- 200 capteur APS-C- 40 capteurs APS-H- 20 capteurs DSLR
Quel équilibre ?- nombre de photosites du capteur (SD, HD,
DSLR...)- taille du capteur
- ratio du capteur: 16/9, 2:1, etc..Conséquences:
- dynamic range- sensiblité
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Taille de capteur
Format de capteur
Taille HxV (mm)
Diagonale (mm)
et focale normale
Notation en pouce
(inch)
Modèles
Photographie 35mm
24x36 43 mm Canon EOS 5D MarkII
Film 35mm 1,33
cinématographique
24x17 30 mm Panavision Genesis(S35)
Reflex APS-C Photo
23.5x15,7 28 mm Sony Alpha-350
Vidéo 1 inch
12.8x9.6 16 mm 1'
Vidéo 2/3 inch
8.8x6.6 11 mm 2/3' Sony PDW-700
Vidéo ½ inch
6.4x4.8 8 mm 1/2' Sony EX1
Vidéo 1/3 inch
4.8x3.6 6 mm 1/3' Sony Z7-Z5-Z1Fenêtre Super 16mm: 12.35 x 7.5mm
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Type de capteur 1: CCDCCD (Charge-Coupled Device)
Electronic global shutterAdvantages: Proven record of technologies and commercialization, low noise high S/N.Disadvantages: High power consumption, higher speed difficult, on-chip peripheral circuits difficult, smear, blooming...
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Type 2: CMOSCMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)
electronic rolling shutter Advantages: Low power consumption, faster speed is easy, on-chip peripheral circuits possible.Disadvantages: Irregular pixels and random noise, Skew, Wobble, and Partial Exposure
http://dvxuser.com/jason/CMOS-CCD/
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Conclusion Capteur- Technologie de fabrication:
- CCD ( sensibilité, smear, conso électrique, prix, taille)- CMOS (prix, conso, bruit, sensibilité, no smear)
- génération du capteur- Taille du capteur / puit- fill factor (taille du capteur, nombre de photosites, taille réelle du photosite)- niveau de bruit
Comparaison CCD/CMOS
CCD CMOS
Consommation électrique
importante faible
sensibilité importante Inférieure au CCD
bruit faible Plus important que le CCD
smear Selon la technologie (HAD)
Pas de smear
prix Cher Faible coût
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Pixels: quantité, taille, sensibilité
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Traitement: réduction de bruit * Le bruit photonique: le flux de photons reçu est soumis à un parasitage appelé bruit. Ce bruit est inévitable, et lié à la nature physique de la lumière et de sa capture. Il est proportionnel au nombre de photons capturés. * Le bruit de lecture: il s'agit du bruit généré dans la phase de quantification du nombre d'électrons contenus dans le photocapteur. Il s'agit essentiellement du bruit généré par le pré-amplificateur analogique. * Le bruit thermique: à l'intérieur des couches de silicium qui composent le capteur, des électrons sont générés en raison de l'agitation thermique. Une caractéristique (malheureuse) de ce bruit est qu'il est proportionnel au temps d'exposition, alors que le bruit de lecture est, lui, fixe. Sur des appareils de laboratoire fixes, il est de coutume de réduire le bruit thermique en refroidissant (par exemple par effet Peltier) les CCD jusqu'à -25 degrés. Cela a pour effet de réduire le bruit thermique d'un facteur supérieur à 100.
Certains pixels ont un facteur de bruit thermique plus élevé que les autres; Lors d'une exposition longue, ces pixels sont nettement visibles. Il ne faut pas les confondre avec des pixels morts qui ont systématiquement le même aspect quel que soit le temps d'exposition.
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NR Suite
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Comment travailler en couleur:Les têtes de caméra tri-capteurs 2/3'
Rouge (R)
Vert (G)
Bleu (B)
Pre-Knee
Gain
Blacks
Whites
CAN
Mat
rix
Gam
ma
RGB
> YU
V
Com
pres
sion
(cod
ec)
StockageVidéo
ITUREC709HG
User GammaLOG HD SDI
Monitoringvidéo
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Filtrage de la lumière tri-capteur:Le prisme
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Normalisation vidéo
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Profils vidéo
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Passage à la couleur
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Types de capteurs couleursTri capteurs (alignement des pixels RGB) ou monocapteur (Bayer 76: décalage spatial RGB), foveon (alignement des pixels RGB):Tri-CCD ou Mono (Genesis, F35), Super CCD EXR (Fuji), CMOS(Red One, D21, 5d) et Foveon (Sigma S1)
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Passage à la couleur Pixels sensibles à une gamme de longueurs d'onde: un filtre de sélection du spectre dans les gammes R,G et B: Bayer GRGB (CFA: color filter array)
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Passage à la couleur: Bayer
Selon la scène à filmer, si pas assez de définition = aliasing (optique ou électronique)> en couleur, ça va donner du moirage
> Filtre passe bas (diffuseur) optique pour éviter aliasing et moirage> filtre passe bas électronique pour le rec
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Couleur suite
Filtre en colonne(triplet RGB)
Filtre Rockwell(décalage de pixel)
Pixel shift
Filtre de Bayer(vert plus
représentatifDe la luminance)
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Debayerisation: des maths !Se baser sur 9 pixels pour reconstruire un pixel: moyenne des 2 pixels environnants (4 pixels pour le vert): uneMultitude d'algorithmes, du plus rapide au plus puissant !
La définition peut être divisée jusqu'à 2 (1 pixel sur deux en vert), les calcul peuvent lui redonner environ 30%;
Si on bascule la matrice en noir et blanc (plus de calcul de moyenne) on récupère la définition de la matrice, avec un gain en sensibilité (jusqu'à x3 par rapport à une image en couleur avec matrice Bayer).
Sur une matrice Bayer: (Dr. Bryce Bayer's 1976 patent on the Bayer pattern filter mosaic)« The filter pattern is 50% green, 25% red and 25% blue, is also called RGBG or GRGB »:
Pour un point de l’image qui correspond à un pixel vert du CCD :R = moyenne des signaux des 2 pixels rouges voisinsV = signal du pixel vertB = moyenne des signaux des 2 pixels bleus voisins
Pour un point de l’image qui correspond à un pixel bleu du CCD :R = moyenne des signaux des 4 pixels rouges voisinsV = moyenne des signaux des 4 pixels verts voisinsB = signal du pixel bleu
Pour un point de l’image qui correspond à un pixel rouge du CCD :R = signal du pixel rougeV = moyenne des signaux des 4 pixels verts voisinsB = moyenne des signaux des 4 pixels bleus voisins
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Perte de définition: Aliasing et moirage
PB du monocapteur (décalage spatial des pixels couleurs) sauf Foveon: ● fausses couleurs ● Aliasing et moirage ● flou
Un choix: le piqué/fausses couleursOu flou/vraies couleurs !
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Couleurs et algorithmes
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De la mosaïque Bayer au RAW ?Bypasser les traitements de la caméra
Le but du RAW:
- Travailler avec la quantité maximum d’information (16, 14 ou 12 bits au lieu de 8 bits)- récupérer le signal du capteur d’image le plus directement possible (sans aucun pré-traitement) pour le traiter + efficacement (ou plus librement):
1- Lecture des valeurs monochromes assignées à chaque photosite de l'image RAW2- Pré-gain3- Réduction de bruit (noise réduction)4- Reconstruction des pixels à partir de la mosaïque de Bayer / Matrice d’ajustement sur 9
pixels des couleurs4- Application d'un courbe de Gamma par composante5- Traitement de Matricage (Matrix): Construction d'une image couleur dans un espace
colorimétrique donné6- Balance des blancs / noirs / Gain / Saturation7- Traitement du contour (detail) / Récupération du piqué perdu...8- Affichage de l'image positive couleur !
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Comment travailler en couleur:Les têtes de caméra tri-capteurs 2/3'
Rouge (R)
Vert (G)
Bleu (B)
Pre-Knee
Gain
Blacks
Whites
CAN
Mat
rix
Gam
ma
RGB
> YU
V
Com
pres
sion
(cod
ec)
StockageVidéo
ITUREC709HG
User GammaLOG HD SDI
Monitoringvidéo
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Comment travailler en couleur:RAW
Rouge (R)
Vert (G)
Bleu (B)
Pre-Knee ?
Gain ?
Blacks ?
Whites ?
CAN
Mat
rix
Gam
ma
RGB
> YU
V
StockageRAW
Monitoringvidéo
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Qui fait du RAW ? Une webcam !
● Philips SAA8116HL Digital camera signal processor● Sony ICX098AK Color 640x480 CDD chip ● 4.5mm diag (type 1/4); pixel size 5.6µm x5.6µm
RAW n'est pas synonyme de qualité !
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Qu'es-ce qu'une image RAW ?Une image en noir et blanc !
Un « négatif » numérique Un «positif» numérique (PAD)
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ProblèmesSilicon Imaging« our software-based approach and custom Bayer codec demosaic the image with a complicated, iterative non-linear algorithm, resulting in a very accurate, artifact free image that maintains as much of the original resolution of the camera as possible. Additionally the installed optical low-pass filter is an optional item, meaning that if the user desires greater sharpness or apparent resolution, they can remove the optical low-pass filter. »
PB 3CCD = mirroirs semi-réflechissants qui composent le flux lumineux sur 3 voies = alignement difficile / abération chromatiques...
PB du monocapteur: fausses couleurs, aliasing, flou (décalage spatial des pixels couleurs)
Arri: « contrairement à d'autres contructeurs, nous reconnaissons que l'utilisation de la matrice de Bayer engendre une perte de définition, c'est pourquoi nous utilisons une matrice avec plus de définition, 2880 pour obtenir 1920 sans aliasing... »
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E-Du Raw au positif
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Comment travailler en couleur:RAW
Rouge (R)
Vert (G)
Bleu (B)
Pre-Knee ?
Gain ?
Blacks ?
Whites ?
CAN
Mat
rix
Gam
ma
RGB
> YU
V
StockageRAW
Monitoringvidéo
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F-Les caméras
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Sensor 12 Megapixel Mysterium™Physical Size 24.4mm x 13.7mm (Super35mm)Active Pixel Array 4520 (h) x 2540 (v)Full Pixel Array 4900 (h) x 2580 (v)Acqusition Formats 4K (16:9, 2:1, and Anamorphic 2:1)3K (16:9, 2:1, and Anamorphic 2:1)2K (16:9, 2:1, and Anamorphic 2:1)Delivery Formats* 4K RGB3K RGB2K RGB1920×1080 progressive, RGB or 4:2:21280×720 progressive, RGB or 4:2:2Project Frame Rates 23.98, 24, 25, 29.97, 30 fps 4Kplus 50, 59.94 and 60 fps 3K (windowed)plus 75 and 120 fps 2K (windowed)Video Preview HD-SDI and HDMI preview including Look Around1280×720 progressive, 1280×720 progressive, 4:2:2Digital Media FireWire 800/400, USB-2 and e-SATA interfacesRED DRIVE (RAID)™ hard disk drive (320GB)REDFLASH™ flash memory drive (64 GB)(CF) Compact Flash ModuleREDCODE™ 12 bit RAW 4K, 3K and 2K (windowed sensor)1 – 30 fps 4K1 – 60 fps 3K1 – 120 fps 2KAudio 4 channel uncompressed, 24 bit, 48KHzMonitoring Options RED-LCD™ High Resolution MonitorRED-EVF™ High Resolution Viewfinder
Format de stockage:REDCODE™28 and REDCODE™36:28 MB/s (224 megabits) compression: 12:136 MB/s (288 megabits) Compression: 9:1Et 42 MB/s (336 Mbps) compression: 7:1
Les caméras RAW: red one
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Record Red: la définition des fichiers
4K 16/9 25: 4096x2304 = 9,4 Mpix4K 2:1 25: 4096x2048 = 8,3 Mpix 4K HD 16/9 25: 3840x2160 = 8,3 Mpix ***
Proxy:4K HD 16/9 Half: 1920x10804K HD 16/9 Quarter: 960x5404K HD 16/9 Eighth: 480x270
3K 16:9 25: 3072x17283K 2:1 25: 3072x15362K 16:9 25: 2048x11522K 2:1 25: 2048x10241K 16:9 25: 1024x5761K 2:1 25: 1024x5121080P 16/9 25: 1920x1080
Nouveaux formats:4.5K WS (4480x1920)4K 16:9 (4096x2304), 4K 2:1 (4096x2048), 4K HD (3840x2160), 4K ANA (2816x2304)3K 16:9 (3072x1728), 3K 2:1 (3072x1536), 3K ANA (2112x1728)2K 16:9 (2048x1152), 2K 2:1 (2048x1024), 2K ANA (1408x1152)
Format de stockage RAW compressé:REDCODE™28 and REDCODE™36:28 MB/s (224 megabits) compression: 12:136 MB/s (288 megabits) Compression: 9:1Et 42 MB/s (336 Mbps) compression: 7:1
Mysterium
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Mysterium X
SENSOR 14 MEGAPIXEL MYSTERIUM-X™PIXEL ARRAY : 5120 (h) x 2700 (v)S/N RATIO 66dbDYNAMIC RANGE 13+ stopsMAX IMAGE AREA 4480 (h) x 2304 (v)LENS COVERAGE 24.2mm (h) x 12.5mm (v) x 27.3 mm (d)DEPTH OF FIELD Equivalent to S35mm (Motion) lensEquivalent to 16mm (Motion) lens in 2K RAWMONITOR OUTPUTS HD-SDI and HDMI with Frame Guides and Look Around720p RGB or 4:2:2SMPTE Timecode, HANC Metadata, 24-bit 48Khz AudioDIGITAL MEDIA REDFLASH (CF) Module : (8, 16GB Media)RED SSD™ (128GB Capacity)REDCODE™ 12-bit RAW : RC28, 36, 42 Quality Levels1-30 fps 4.5K, 4K1-60 fps 3K1-120 fps 2KAUDIO 4 channel, uncompressed, 24 bit, 48KHz.
ACQUISITION FORMATS 4.5K RAW (2.4:1)4K RAW (16:9, HD, 2:1, and Anamorphic 2:1)
3K RAW (16:9, 2:1, and Anamorphic 2:1)2K RAW (16:9, 2:1, and Anamorphic 2:1)
PROJECT FRAME RATES 23.98, 24, 25, 29.97 fps @ 4.5K, 4Kplus 50, 59.94fps @ 3K, 2K
DELIVERY FORMATS * 4K : DPX, TIFF, OpenEXR (RED RAY via optional encoder)
2K : DPX, TIFF, OpenEXR (RED RAY via optional encoder)1080p RGB or 4:2:2, 720p 4:2:2 : Quicktime, JPEG
Avid AAF, MXF. 1080p 4.2.0, 720p 4:2:0 : H.264, .MP4
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Red méta-datas (RSX ou interne R3D): Debayerisation appliquée au RAW
Type: RED R3D Raw File File Size: 2,0 GBImage Size: 4096 x 2048Pixel Depth: 32Frame Rate: 23,976Total Duration: 00:01:32:17Average Data Rate: 22,1 MB / secondPixel Aspect Ratio: 1,0
Resolution: 4096x2048FrameRate Num: 24000FrameRate Den: 1001Reel ID: 006TimeCode Preference: AbsoluteEdge TimeCode: 01:03:16:16Absolute TimeCode: 16:07:15:23Camera ID: AClip ID: 002Brightness: 0Contrast: 0Digital Gain Blue: 1Digital Gain Green: 1Digital Gain Red: 1Exposure Compensation: 0Exposure Time: 20760.6GenLock Setting: 0GMT Date: 19901227GMT Time: 000416ISO: 320Jam Sync Setting: 0Local Date: 19901226Local Time: 160416Saturation: 1Shutter Degrees: 179.192Shutter Fractions: 48.1682Shutter Phase Offset: 0White Balance Kelvin: 10000White Balance Tint: 11
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Le menu vidéo: Des réglages seulement pour le Monitoring
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Post-Production Red Code RAW
Red rushes
Red Cine
- pré-étal- Export LUT- Export proxy- Export DPX ou Tiff- Automatisation
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Logiciels Red de débayerisation
.R3D.MOV.RSX
Red Ciné(Etal)
Red Alert(proxyEt DPX)
Red Rushes(Batch)
{
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Workflow
Red Alert: Debayer, LUT, Export DPXDRX = Dynamic Range Extension / OLPF = Optical Low Pass Filter
Exposure = ISO
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Workflow
.R3D
Natif+
metadata
ConversionPourLabo
(fiction)
ConversionPour
TV
Proxy(pré-étalonnagevia Red Alert)
.DPX10bits
Lin ou Log
.MOVDnXhdProres
Débayerisationdéfinitive
Débayerisation
SoftLabo(Etal)
AvidPremiere
FCP
AvidPremiere
FCP(debayerisation
live)
TousLogicielsLow Cost
.MOVQT ref
½ ou ¼...
.MOVDnXhdProres
TVHDCAM
Shoot35mm
SoftLabo(Etal)
Conformation
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Exposition
ExposureVideo ou False Color
PURPLE: Minimum Exposure (le bas de la courbe, on enterre !)TEAL: 3 stops under referenceGREEN: Reference Exposure level with 18% Grey Card (gris a 18%)PINK: Typical Exposure level for Caucasian Skin (la peau caucasienne !)STRAW: 2 stops over referenceYELLOW: 2/3 stop under maximum exposureORANGE: 1/3 stop under maximum exposure
Sensor RAW Meter (RAW) / RGB Clip meter (video)
RAW Histogramme
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Signaux
Raw redcode
Red Space /Color
Rec709
Red Log
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Conclusions Red
Monitoring: Red Raw, Red Log/color, Rec709Pose: Histogramme et fausses couleurs
REC: RAW only
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Red Epic et Scarlet
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Les caméras RAW: Arri D21
Super 35-sized CMOS sensor23.760 x 13.365 mm54 mm PL, adjusted for Super 35Spinning, electronically adjustable reflex mirror shutter.Adjustable to 11.2°, 22.5°, 30°, 45°, 60°, 75°, 90°, 105°, 120°, 135°, 144°, 150°, 172.8° and 180°Signal output: - RAW Mode: T-Link 12 bits RAW Arri via Dual HD SDI 2,97 Gbps (sans compression)HD Mode – HD-SDI (SMPTE 292M):–1920 x 1080 4:2:2 YCbCr 10 bit @ 23.976, 24, 25, 29.97, 30 PsFHD Mode – Dual link HD-SDI (SMPTE 372M):*- 1920 x 1080 4:4:4 RGB 10 bit @ 23.976, 24, 25, 29.97, 30 PsFMscopeTM – dual link HD-SDI (SMPTE 372M):- 1920 x 1080 4:2:2 YCbCr 10 bit @ 23.976, 24, 25 PsFCamera FpsHD422 (16:9) 1 - 30HD444 (16:9) 1 - 30
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Les nouvelles caméras Arri Alexa
50k€
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Post-Prod Arri RawData Mode – ARRIRAW T-Link (ARRIRAW transmission protocol mapped into RGBA dual link HD-SDI stream according to SMPTE 372M):- 2880 x 2160 RAW 12 bit Bayer data @ 23.976p, 24p, 25p- 2880 x 1620 RAW 12 bit Bayer data @ 29.97p, 30p
Du RAW sur du HD SDI version Arri:Dual Link HD SDI RGBA: RGBA stands for red, green and blue plus an alpha channel, technically called 4:4:4:4 (R'G'B'+A)/10 bit. The ARRIRAW T-Link works by mapping the 12 bit raw Bayer data into this RGBA data stream, so that it can be transported via a dual link HD-SDI connection.
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Arri Raw Recorder
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Arri Raw Converter to DPX
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D21
Formats d'enregistrement D21D21 Srw1
D21 Srw1
D21 Srw1
4:4:4 25P
422 25P 10bits
4:2:2 50Psf
Record SQ4:2:2 25P440 Mbps
Record SQ4:4:4 25P440 Mbps
Record4:2:2 25Px2880 Mbps
Play4:2:2 25P
Play4:4:4 25P
Play 440 Mbps4:2:2 25P
ralenti
1A
1A
1B
1A (impaires)
2A
D21Srw14:2:2 25P
Record4:2:2 25Px2880 Mbps
Play (SRW1/5800)4:2:2 25P
Caméra 1 1A
Caméra 2 1A
Relief
50P
4:4:4
4:2:2
CodexRAW1A
1B
RAWRecord
16bits RAWPlay mon out
Debayer+
Record TC(backup)
D21
Ethernet
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Codex
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Format d'enregistrement F35/F23/Genesis
Srw1
Srw1
Srw1
4:4:4 25P
422 25P 10bits
4:2:2 50P
Record SQ4:2:2 25P440 Mbps
Record HQ4:4:4 25P880 Mbps
Record4:2:2 50P880 Mbps
Play4:2:2 25P
Play4:4:4 25P
Play4:2:2 25P
ralenti
A
A
B
A
B50P
4:4:4
4:2:2
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Conclusions D21/Alexa
Record:- Gamma Lin- Gamma Log (+ LUT)- RAW (dual link)- Mscope 1,33 (Dual link)
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Les workflowspossibles: D21
EI
LOG
MScope
RAW
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Alexa Record
REC709
LOG
Simulateur Alexa sur le site d'Arri
Codex mini
RAW
codex
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A venir...
Penelope Numérique 4K, Epic suite, Panavision Exodus, SONY 4K...
Marquer la différence entre le marché de la vidéo (la HD, les codecs, les cartons et le montage à la maison) et le marché du cinéma (4K, RAW, LUT et suivi de l'oeuvre durant tout le workflow)...
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La génération DSLR Reflex
Canon 5DMII / 7D / 1DMIV: HD 1920x1080 en grand format
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Canon 5dMII
Canon EOS 5D Mark II
Sensor: CMOS (Bayer CFA)Max resolution 5616 x 3744Low resolution 4080 x 2720, 2784 x 1856, 5616 x 3744, 3861 x 2574, 2784 x 1856Image ratio w:h 3:2Effective pixels 21.0 millionSensor photo detectors 22.0 millionSensor size 36 x 24 mm (8.64 cm²)Pixel density 2.4 MP/cm² (6,4 um)Sensor type CMOSSensor manufacturer CanonISO rating 100 - 6400 in 1/3 stops, plus 50, 12800, 25600 as optionMax shutter 1/8000 sec
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Accessoirisation
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Canon 7DCapteur CMOS APS-C de 18 millions de pixels5,184 x 3,45622.3 x 14.9 mm (APS-C size) Sensibilité de 100 à 6400 ISO (H1 12800 ISO)Vidéos Full HD 1080p à 24, 25 ou 30 images par seconde ou 720p et VGA à 50 ou 60 ips
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Canon 1D MIV1DMIV27.9 x 18.6 mm (APS-H size sensor)Approx. 16.10 Megapixels4896 x 3264JPEG, RAW, M-RAW, S-RAW (Canon .CR2) MOVISO 100-12800H1 (ISO 25600), H2 (ISO 51200), H3 (ISO 102400)1/8000 to 30 secVidéos Full HD 1080p à 24, 25 ou 30 images par seconde ou 720p et VGA à 50 ou 60 ips
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Les autres...
Panasonic GH117,3x13mm1920x1080 50i17Mbps AVCHD Nikon D90/D3S
23,9x36mm1280x720 MOV Mjpeg 19 Mbps
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La convergence...
Panasonic AF101 4/3 SONY APS-C Camescope (NEX-5)
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Conclusions DSLR
Record:- Via des courbes (Picture Style): Gamma Lin
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Les courbes chez Canon
CanonDSLR
Superflat
Marvel cine
Standard
de-flat
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Le reste du monde mono-capteur: Iconoscope A-Cam
iconoscope A-Cam / http://www.ikonoskop.com/home
Format Individual files in RAW sequences. DNG formatColour depth 12 bitFile size: 3,5 MB/frame in RAWSensor CCD: 10,6 mm x 6 mm (Super-16)Image size 1920 x 1080 pixelsFramerate 1 - 60 fpsSound 2 channel 48 kHzTimecode 5 pol. Lemo SMTPEVideo output Monitor and HDMIData output USB 2.0Power 7,2 V in, or onboard Sony NP-F770Lens Ikonoskop 9mm f/1.5 cine lensBody Milled aluminumMeasures 222 mm x 91,5 mm x 83 mmLensmount PL, Leica M, IMS and C-mountStockage: 80 Go Memory CardType Solid State MemorySize 80GBCapacity 15 minutes @ 25 fpsWriting speed 240MB/second
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Silicon Imaging 2KSI 2K (2/3) / http://www.siliconimaging.com/DigitalCinema/products.html2/3'12-bit raw imagesCineForm RAW™ format 2/3" 16:9 high-dynamic range CMOS Imaging sensor with 5um pitch Full-raster, 2K DCI-compliant resolution progressive scan sensor Direct-to-Disk Recording via connected laptop or PC controller Direct-to-Edit AVI and Quicktime files compatible with Cineform Prospect HD Removable optical low pass filter with IR cut filter 12-bit A/D conversion and 48-bit digital signal processing 11 f-stops dynamic range 180-degree film shutter equivalent with variable speed control ISO 250 sensitivity at 0db 2K Formats: 2K/23.976p, 2K/24p 2K/25p HD Formats: 1080/23.976, 1080/24p, 1080/25p, 1080/29.97, 1080/30p, 720p (variable 720P/85fps and 540P/150fps for slow-motion special effects Overcranking and undercranking for special effects (12~72fps) Time-Lapse Recording with programmable images per minute Visually lossless CineForm RAW™ wavelet-based codec using SiliconDVR recording software Four variable bit-rate quality encoding CineForm RAW™ settings ranging from 4:1 to 9:1 compression Auto-file naming and project management with metadata Up to 4 hours of recording on 160GB HDD in highest quality modeThe 12-bit uncompressed at 2K/24P runs at approximately 84MB/sCineForm RAW at the highest quality setting (Quality 4) can typically vary from 12-15MB/s
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Sparta Raw
Sparta RAW (2/3) / http://www.cineraw.es/Tout type de monturemono CCD 2/3' 1920x1080P 1-60fpsASA 250SATA IIPro Res 4:4:4 ou 4:2:25000 €
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Cibles de ProductionD-Cinéma/PubMono Capteur Full35
RGB - Panalog4:4:4 - 24P
10 bits Log ou 12 bits lin Data Pub/Téléfilms
tri-Capteurs 2/3'Y Pb Pr – HG - 25P
4:2:210 ou 8 bits Lin Télévision
tri 2/3' ou ½'Y Pb Pr
3:1:1 ou 4:2:050i
8 bits LinSemi-protri ½' ou 1/3'
Y Pb Pr - CineGamma4:2:0 - 50i8 bits Lin
GenesisD21F35
Red one(HPX3700 tri CCD 2/3')
(Viper tri CCD 2/3')
F23/SRW9000F900R
HPX3000Varicam
HDW-750HDW-650HPX2100
EX3
HPX301HVX200
Z1
35mm
16mm
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Break 1ère Partie Image
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2ème Partie Informatique
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Quelles transformations du métier ?● Une informatisation des métiers
● Mise à niveau des connaissances informatiques● Un environnement informatique et réseau
● Des philosophies d'exploitation différentes● Courbes de rendu Lin, User, Log ou RAW
● Des workflows (post-prod) très différents● Flux vidéo ou datas, datas léger ou lourd
● Un environnement très technologique● Appréhension des techniciens● Une mauvaise compréhension des termes
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Informatisation des métiers
Informatisation
Bande passanteMbps
datasLangagebinaire
Bits0 ou 1
BytesOctets
Workflow
ingest
montage
Post-Prod
RéseauPartage
Archivage
SécurisationRAID
DAS
NAS
SAN
Diffusion
DCIDCinema
HDTV
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Pourquoi un format de fichier ?
➔ Des essences sources distinctes, séparées, brutes: 1 fichier image et 1 fichier son➔ Un « container » regroupant les deux essences➔ Une lecture synchronisée des deux essences➔ Normalisation du container: interopérabilité➔ Normalisation des codecs image et son➔ Intégration du TimeCode / Métadonnées...➔ Multilingue, sous-titrage...
Un container et des codecs
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3 éléments:➔ 1 format de container➔ 1 codec image➔ 1 codec son
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Fichier
Container
image Audio
Metadata
Codec
SamplingFreq
Quantification
8 bits
10 bits
SD13,5Mhz
HD75 Mhz
SamplingFreq
48 Khz44 Khz
Quantification
16 bits
24 bits
Codec
DCT
DWT
CompressionSpatiale
Compressiontemporelle
I framesonly
SmartGOP
LongGOP
MXF
OP1a Atom
MPG
MOV AVI
GXF MKV WMVPS
TS
TC
Camérasettings Index
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Image
SamplingFormat
Scan Cadence
Quantification
192x144
352x288
384x288
720x576
768x576 1024x576
960x720
1280x720
1440x1080
1920x1080
720x540
2048x1080
4096x2160i
P
23,98 24
25
29,97
30
59,94
60
8 bitsLin
10 bitsLin
10 bitsLog
12 bitsLin
16 bitsLin
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Encapsulation
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Containers et codecs
MuxDemuxESEssences
-Acquisition vidéo (DV)-editing (editing)
●AVI (microsoft)
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Containers et codecs
-Streaming 1ere version- Acquisition (DV)-editing (montage)- broadcasting (progressiveDownload)
●MOV (Apple)
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Philosophies caméras
Sorties
Philosophie
Record
Courbesde rendu
Fluxnumérique
SD
DATAS
Numérique
FluxAnalogique
HD Y Pb Pr
Composite
HD SDI
HDMIDVIRAW
LOG
ITU REC709
HGUser
Vidéo
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Interfaces numériquesNorme Largeur du bus (bits) cadence du bus (MHz) Bande passante
Slots interne ISA 8-bit 8 8.3 8 Mo/sec
PCI-Express 32 et 64 De 66 à 533 De 264 Mo/s à 4 Go/s
AGP(x8 Mode) 32 66x8 2 Go/sec
Disques dursInternes IDE
ATA33 (disques durs) 16 33 33 Mo/sec
ATA100 16 50 100 Mo/sec
ATA133 16 66 133 Mo/sec
Serial ATA (S-ATA) 1 (série) 180 Mo/sec
Serial ATA II (S-ATA 2) 2 (série) 380 Mo/sec
Bus série Externe USB (clavier, souris, scanner...) 1 (série) 12 Mbps = 1.5 Mo/sec
USB 2.0 (disques durs...) 1 (série) 480 Mbps = 60 Mo/s
Firewire (DV, disques durs...) 1 (série) 400 Mbps = 50 Mo/sec
Firewire 2 1 (série) 800 Mbps = 100 Mo/sec
Disques Durs Externes SCSI
SCSI-1 8 5 5 Mo/sec
SCSI-2 - Fast 8 10 10 Mo/sec
SCSI-2 - Wide 16 10 20 Mo/sec
SCSI-2 - Fast Wide 32 bits 32 10 40 Mo/sec
SCSI-3 - Ultra 8 20 20 Mo/sec
SCSI-3 - Ultra Wide 16 20 40 Mo/sec
SCSI-3 - Ultra 2 8 40 40 Mo/sec
SCSI-3 - Ultra 2 Wide 16 40 80 Mo/sec
SCSI-3 - Ultra 160 (Ultra 3) 16 80 160 Mo/sec
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Connectique informatique
USB 2 IEEE1394 / Firewire / i Link RJ45 Ethernet
Disques durs
Caméras / magnétoscopes / disques durs
Réseau / Disques durs
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Stockage numérique
SSD: Solid State Drive (SSD)Format 2,5"Capacité 80 GoType de mémoire MLC (Multi-Level Cell)Interface S-ATA IITemps d'accès moyen 0,1 msTaux de transfert maximal en lecture 250 Mo/secTaux de transfert maximal en écriture 90 Mo/sec prix : 200 €
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Stockage: DAS, NAS et SAN
•DAS: Direct-attached storage –Interface standard de connexion d’unités de stockage:–SCSI, IDE / (P)ATA / SATA•NAS: network-attached storage–Unités de stockage en réseau accessible directement via IP–Fast et Giga Ethernet, iSCSI…•SAN: storage area networks –Gestion centralisée d’unités de stockage via un ou des serveurs–D.A.M. à travers un réseau de serveurs connectés à des unités de disques durs (Avid, Apple, Dell, Compaq…)
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D.A.S.
•Norme SCSI Ultra 320 Mo/s (7 unités)•ATA (P ou S) 160 Mo/s (2 unités par device)
Ultra SCSI 300 Go / 10 000 tr/mn 1300 €SATA 300 Go / 7200 tr/mn 250 €
+ Rapide (direct)Economique
- Utilisation locale isoléePas de partage
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N.A.S.
•Interface SCSI ou ATA derrière un accès réseau (Ethernet par exemple)
+ Partage total
- Accès non restreintAucune gestion centralisée
Switch Ethernet
Unité SCSI ou ATAen réseau
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S.A.N.
Serveur d’administration
Unité de stockage
Unité de stockageSwitch
Client 1
Client 2
Client 3
Stockage centralisé en réseau Administration générale par serveur Gestion des droits, de l’espace utilisé… Automatisation de l’ingest jusqu’à la diffusion
+Partage des ressourcesAdministration des droits d’accèsAccès sécurisé et redondant (Hot swap)
- Accès restreintCoûts d’infrastructure et stockage
Réseau LAN, MAM
Switch
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Archivage et stockage HDDe 25 Mbps (HDV) jusqu’à 1,5 Gbps non compressé
Solutions: DAS, NAS, et SAN
DAS: exemple Medea video Raid SCSI (de 4 à 10 disques en //)
NAS: exemple Thecus CU-160-R5 Serveur de fichiers Raid pour 2 HDD IDE
SAN: exemple Xraid Apple et Avid Lanshare
JC Fouché – Cifap / Panavision
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Les Périphériques de Stockage de Masse
•1. Les technologies de contrôleurs•2. Le RAID & le stripping•3. Les contraintes de la vidéo sur les disques•4. Le rôle des caches
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Les contraintes de la vidéo sur les disques
•Débits élevés (vidéo=le plus gros des médias)
•Débits continus (la vidéo ne souffre pas de retard) / disques: débit linéaire et pas en rafales
•Aucune interruption dans la distribution des flux (re-calibration thermique, congestion)
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Les Technologies de Contrôleurs
•IDE (Interface Data Exchange) évolution P. ATA et S. ATA (150 Mo/s)–Limité à deux périphériques
●
•SCSI (Small Computer System Interface) évolution Ultra SCSI 320 Mo/s●
•FiberChannel de 1 Gbps à 4 Gbps●
•NAS ou SAN (Storage Area Network) (utilisation des réseaux pour accéder aux unités de stockage)
●
•IEEE1394 (firewire 400 ou 800 Mbps), USB2 (480 Mbps)…
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SCSI dans le détail
•Généralités sur SCSI•Historique du SCSI•Notions de chaînes SCSI : ID, LUN et terminaison•SCSI 1 / SCSI 2 / SCSI 3•Types de bus SCSI : Narrow 8 bits / Wide 16 bits•Subtilités du SCSI
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Généralités sur SCSI● SCSI est une interface de niveau système. Elle diffère en ce sens des interfaces de
disques durs IDE● En effet, la carte SCSI est seulement un pont entre le bus de l'ordinateur (ex : PCI ou
ISA) et le bus SCSI. Les contrôleurs se trouvent au niveau de chacun des périphériques, et non pas comme en IDE sur une carte séparée. La carte porte le nom d'adaptateur.
● Un bus SCSI peut comporter un nombre variable d'unités en fonction de sa largeur: 8 pour un bus 8 bits, 16 pour un 16 bits. Cette possibilité est un des gros avantages de la norme SCSI. L'arrivée des bus série (IEEE-1394 / FC-AL et SSA) va permettre une augmentation spectaculaire du nombre de périphériques connectables (plus de 100).
● L'autre particularité de la norme SCSI est de permettre la connexion d'une grande variété de périphériques, des disques durs, des lecteurs / graveurs de CDs, des lecteurs de bandes, des scanners, mais aussi des périphériques multimédias, caméras numériques, DVD à la norme FireWire)...
● Le périphérique qui entame une négociation avec une cible (par exemple un disque dur) est appelé Initiateur.
Systèmes de traitement vidéo numériqueStockage
SCSI by © Bernard-Yves COCHAIN http://byc.ch/scsi
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Historique du SCSI
•SCSI se dit : S C S I ou skeuzi pour les pros!•SCSI est dérivée de l'interface SASI (Shugart Associates System Interface). •1986 - Sa première définition (Ansi - X3.131-1986) est appelée SCSI-1 (8bits 10 Mhz). •1994 - En janvier, la norme SCSI-2 est adoptée après une période ou elle était déjà utilisée. •La norme SCSI-3: Elle complète le SCSI-2 par une augmentation de la fréquence du bus (Ultra, Ultra2, Ultra3) et par l'adoption d'une interface série, ce qui lui permet dès à présent d'intégrer la norme IEEE-1394 issue de FireWire initiée pas Apple et Texas Instruments à la fin des années 80, ainsi que la norme FC-AL (fibre Channel) et la norme SSA (Serial Storage Architecture) d'IBM
●
SCSI by © Bernard-Yves COCHAIN http://byc.ch/scsi
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RAID•« Redundant Arrays of Inexpensive Disks » (1988)•Puis « Redundant Arrays of Independent Disks »•Objectifs du RAID :–Augmenter la taille des volumes disques par agrégation d ’espace disque–Augmenter la débit des données par agrégation de bande passante–Sécuriser les données au meilleur coût en « dupliquant » les données intelligemment•JBOD, RAID 0, RAID 1, RAID 3, RAID 5, RAID x0
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RAID
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RAID
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JBOD agrégation
•Just a Bunch Of Disks. Juste un tas de disques durs ! = RAID logiciel regroupant plusieurs disques•Agrégation de disques par extension de volume•Avec N disques de V Go, on fait un unique volume de capacité N x V Go•Objectifs du JBOD:–Augmenter la taille des volumes disques par agrégation d ’espace disque (pour par exemple pouvoir stocker plusieurs gros fichiers en évitant la perte d ’espace)–Bande passante = à celle d’un seul disque, donc pas améliorée–Sécurisation nulle car pas de redondances des données
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RAID 0stripping
•Agrégation de N disques par « stripping » (découpe en bandes)ie un bloc de données est découpé en N sous-blocschacun étant inscrit sur un des disques.•Avec N disques de V Go, on fait un unique volume de capacité N x V Go•Débits = vitesse d’un disque x N•Objectifs du RAID 0:–Augmenter la taille des volumes disques par agrégation d ’espace disque–Bande passante = à celle de N disques moins traitement, donc vitesse améliorée–Sécurisation nulle car pas de redondances des données (RAID)
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RAID 1mirroring
•Agrégation de 2xN disques par «mirroring » deux par deux un bloc de données est écrit sur deux disques•Avec N disques de V Go, on fait un unique volume de capacité N x V / 2 Go, •Objectifs du RAID 1:–Sécuriser les données en les stockant en double (coût +100%)–Augmenter la taille des volumes disques par agrégation d ’espace disque–Bande passante = idem 1 disque (pas d’amélioration du débit)–Simplicité du principe•Inconvénient : surcoût de l ’espace disque
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RAID 3 & 5 = parité
● A + B + C = Parité● 1 + 2 + 3 = 6
● incident sur disque 3!● 1 + 2 + 3 = 6●
● 3 + X = 6●
● X = 3● Données reconstruites!
Les informations de redondances se trouvent dispersées sur la totalitéDes disques; en cas de perte d’un disque, il est possible de reconstruireLe disque manquant à l’aide des autres disques
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RAID 5: Le plus utilisé en VidéoDistributed Parity
•Agrégation de N disques par groupes de trois minimumDeux blocs de données stockés chacun sur un disque,un bloc de parité par XOR permettant une reconstruction mutuelle stocké sur le troisième, le disque de parité changeant à chaque fois.•Avec N disques de V Go, on fait un unique volume de capacité N x V * (1-1/N) Go,•Objectifs du RAID 5:–Sécuriser les données en les stockant encore plus intelligemment (coût max +33%, avec gestion de tous les disques à l ’identique)–Augmenter la taille des volumes disques par agrégation d ’espace disque–Bande passante = celle de N-1 disques en lecture, un peu moins en écriture.
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RAID 00, 10, 30, 50,etcRAID de RAID!
•Combinaison de stripping et de RAID pour plus de bande passante en agrégeant les volumes RAID
●
•RAID 10 ou 0/1 = Mirroring sur deux zones RAID « strippées »
●
•RAID 50Utilisation de RAID strippées à la place de disques pour plus de débit
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RAID rebuildingreconstruction sur pannes d’un disque
•DISK SWAPPING = échange du disque défectueux pour reconstruction–HOT SWAP: échange de disque sans arrêt du système–WARM SWAP : mise en pause avant échange–COLD SWAP : extinction du système avant échange
●
•HOT SPARE : reconstruction automatique sur un disque en attente (en secours)●
•Temps de la reconstruction variable●
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Software vs Hardware RAIDContrôleur RAID ou logiciel?
•Choix dépendant de l’application et du budget•Ecart de coût faible à l’usage•Pro= RAID hardware = moins de soucis plus de perfs•Importance des caches mémoire (gestion de la parité en écriture)
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Performance et SécuritéCapacité jusqu'à Plusieurs To Stockage RAID V sécuriséContrôleurs doublés mutuellement contrôlésRemplacement de disque sans interruption Auto HotSwapContrôleur RAID 0,3 & 5Fast & Wide SCSI 2 DiffTrès haut débits régulésTechnologie AV
COMPAQ Storage WorksCOMPAQ Storage Works
Stockage RAIDStockage RAIDUne solution « pure SCSI » professionnelle à la loupeUne solution « pure SCSI » professionnelle à la loupe
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Apple Xserve
•Rapport Qualité/prix
7 To / Xserve sur 14 disques 500 Go ATA inter-changeables pour 13 000 $
Librairies Xserve
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Haute capacité3 Contrôleurs doublés mutuellement contrôlésRemplacement de disque sans interruption Auto HotSwapContrôleur RAID 0,3 & 5Ultra2 SCSI DiffTrès haut débits régulésTechnologie AVConnection Fiberchannel aux clientsDébit en sorties de 200 Mo /sDistance jusqu ’à 10 km
IBM Fibre Channel RAID Storage Server
Stockage RAIDStockage RAIDUne solution « FC-AL + SCSI » professionnelle à la loupeUne solution « FC-AL + SCSI » professionnelle à la loupe
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Archivage
Archivage sur bandes
Capacité débit
Quantum DLT S4 800 Go 60 Mo/s
Sony S-AIT 500 Go 30 Mo/s
Sony DTF-2 200 Go 24 Mo/s
Quantum LTO-3 400 Go 60 Mo/s
Plusieurs formats d'enregistrement sur bandes se partagent le marché de l'archivage:
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Stockage en réseau● Un système d'exploitation● Un format de disque: FAT32, HFS, NTFS...● Des normes réseau: Ethernet, SMB, AFP...
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Systèmes d’exploitation
•DOS, GUI, Windows, Unix…
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OS - suite
Windows Vista 64 bits Mac OS X 64 bits
Carte mère et hardware
BIOS
Disk Operation System
Interface graphique
Unix - Linux
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OS- Partitions et Formats
O.S. Formats reconnus
Windows 95 Première Edition
FAT16
Windows 95 OSR2 / 98 / Me
FAT16 et FAT32
Windows NT4 NTFS et FAT16
Windows 2000 / XP NTFS, FAT16 et FAT32
Linux EXT2, FAT16, HPFS(IBM OS2) et FAT32
Mac OS X HFS, FAT16 et FAT32
Sur un disque dur, la plus petite unité adressable est le secteur ou block, d’une taille de 512 octets, soit 4096 bits (512 octets X 8 bits = 4096 caractères binaires 0 ou 1).
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Réseaux physiques
•Ethernet (Xerox):• - Fast: 100 Mbps
–Giga: 1 Gbps (théoriques) / 10 Gbps•Dépend de la qualité des matériels utilisés•ATM 620 Mbps•Fiber Channel de 1 Gbps à 4 Gbps
RJ45
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Les différents réseaux physiquesStandard Débits LAN WAN Support Routage
Ethernet 10 Mbits/s oui oui coax OPSF
Fast Ethernet 100 Mbits/s oui oui UTP OPSF
Giga Ethernet 1000 Mbits/s oui oui UTP/Fibre OPSF
FDDI 155 Mbits/s oui oui UTP/Fibre OPSF
ATM 25-2488 Mbits/s oui oui UTP/Fibre PNNI
FiberChannel 155-4000 Mbits/s oui non UTP/Fibre non
Interfacesdébit Temps théorique
pour transférer 1 Go
Fast Ethernet 100 Mbps | 12,5 Mo/s
80s
Giga Ethernet 1 Gbps | 125 Mo/s
8s
10 Giga Ethernet 10 Gbps | 1,25 Gops
< 1s
Fiber Channel 2G 1,7 Gbps | 212 Mo/s
4 s
Fiber Channel 2G 3,4 Gbps | 425 Mo/s
2 s
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Le principe de la connexion réseau et le besoin de normalisation
•Échange d ’information entre deux parties au travers d ’une connexion électrique, éventuellement partagée.•Besoin de différents protocoles pour normaliser les échanges d’information:
Signaux électriques et Supports physiques, Connectiques, Timing et synchronisation, Formats des paquets de données, Protocoles d’échange.
A B
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Les Matériels Réseaux
•Carte réseau Adapter or Interface•Hub Hub! or concentrator•Commutateur Switch•Routeur Routers•Passerelle Gateway•Pont Bridge•Pare-Feu Firewall•Modem
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La star des protocoles: TCP/IP● TCP/IP est une suite de protocoles: IP pour l'identifiant de l'ordinateur, TCP pour le transport(routage); Le
sigle TCP/IP signifie «Transmission Control Protocol/Internet Protocol»
● Une adresse IP est une adresse 32 bits, généralement notée sous forme de 4 nombres entiers séparés par des points. On distingue en fait deux parties dans l'adresse IP :
● * une partie des nombres à gauche désigne le réseau est est appelée ID de réseau (en anglais netID),
● * Les nombres de droite désignent les ordinateurs de ce réseau est est appelée ID d'hôte (en anglais host-ID).
● Exemple local: 192.168.1.100
● Le nom de « famille » du réseau est 192.168.1 (défini par le masque de sous-réseau)
● Le prénom de l'ordinateur, son identifiant dans le réseau est 100
100
168.1
192
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Protocoles de partage de fichiers● Common Internet File System (CIFS), anciennement
Server Message Block (SMB) est un protocole réseau permettant principalement de partager des fichiers sous Windows (couche SAMBA sous UNIX)
● AFP ou AppleShare est un protocole de partage de fichier utilisé sur Macintosh
● NFS: système de fichiers en réseau (Network File System ou NFS) est un protocole développé par Sun Microsystems qui permet à un ordinateur sous Unix d'accéder à des fichiers via un réseau
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Le besoin de compression
La HD coute cher ! Il faut réduire le poids numérique !
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Problématique de la compression
Qualité ?
Compositionde
l'image
Contenu dela scène
Statique
dynamique
simple
complexe
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Containers et codecs
1 container / 1 codec image / 3 codecs SON (mp3)
broadcasting:-VCD@1,5 Mbps- maquette- intranet (INA)
-Format universel par excellence !!
●Mpeg1
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Codecs
target: VCDdatarate: 1,5 MbpsDéfinition: 352x288@25 Mbps
No entrelacementuniversal format of video !
●Mpeg1
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Containers et codecs
1 container / 1 codec image / ouverture aux codecs Audio
broadcasting-DVD 6 Mbps- TNT, sat, Câble-Blu ray, HD DVD 15-30 Mbps
-Une deuxième vie !-HDV 25 Mbps-XDCAM HD 50 Mbps
-Caméras:-Betacam IMX et SX
●Mpeg 2
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Codecs
Cible: DVD, broadcasting TNT, sat, Câble…Débit: de 2 to 8 Mbps / de 25 to 100 Mbps HD
Définition: 352x576@25 Mbps, 540x576@25 Mbps, 720x576@25 Mbps1920x1080, 1280x720
Gestion de l’entrelacement4:2:2 et 4:4:4
mp@llmp@ml
4:2:2@HL
●Mpeg2
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Pourquoi le Mpeg2 ?
● Une longue expérience● pre processing● Chips prices● CPU performances● compatibilty
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Containers and codecs
broadcasting:-Apple streaming- TNT SD payante- TNT HD- ADSL (50%)- Câble (interactivité)
editing:-Cinema Numérique- Panasonic P2- AVCHD
Flash / SIlverlight Plusieurs codecs frames et son
●Mpeg4: codec and objects
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Codecs
from 2048x1080 to 160x120from 40 Kbps to 880 MbpsASP and AVC: CPUsize AVC – 40%/50%
Codecs + interactivitéScalabilité
MPEG2 successor !
●Mpeg4
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Mpeg2 versus Mpeg4● Variable block size● Variable GOP● Motion vectors optimization● Better encoding interlaced pictures
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Demo mp4
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Mpeg2 / Mpeg4 ASP / AVC H264
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Container
●WMV9–WMV9 video (Mpeg4, 7,8)–WMA10 audio ( 7, 8)
–Interlaced codec–HD
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Container
●Flash–H263, On2 VP6, et H264–Audio: Mpeg1 L3 (mp3)
–Need .swf player
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Containers and codecs
container universel !
capture:-XDCAM-P2
- editing:- Avid
-broadcasting:- Proxy Mpeg4 2 Mbps352x288
●MXF
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Choix des stratégies de réduction de débit
Comment choisir un jeu de stratégies (coté constructeur) pour économiser L'espace du support de stockage ?
Cumuler plusieurs stratégies selon le débit cible ! (support et capacité)
1- réduire le nombre de pixel sur toutes les composants du signal Y Pb Pr ! (de 1920 à 1440 pixels par ligne)
2- réduire le nombre de pixel sur les composantes couleurs (Pb Pr)(de 1440 à 720, 480 ou 360 selon les besoins de compression)
3- en Intra: coder les pixels en fonction de leur différence, non pas en fonction de leur couleur (DCT): compression Spatiale.
4- en Inter: coder les images en fonction de leur différence, d'une image à l'autre à l'intérieur d'une séquence (groupe d'image GOP): compression temporelle.
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Gain en fonction des stratégies1- Sous échantillonnage (1440): - 25%
2- ratio luminance/chrominance: 4:4:4 > 4:2:2 = - 25% / > 4:1:1 = -50%
3- Compression Spatiale: ratio de 7:1 à 2:1(en broadcast à partir du débit de référence 1,1 Gbps image seule en 4:2:2 10 bits)
4- Compression Temporelle: ratio de 3:1 en Long GOP de 12 images IBBP
5- Sous Quantification: de 16 bits à 8 bits = -50% / 10 bits = -40%de 14 bits à 8 bits= -40% / à 10 bits = -30%de 10 bits à 8 bits= -20 %
Chaque constructeur construit son format autour de stratégies: la finalité ?- Qualité d'image- Espace de stockage / Bande passante (temps transfert, ingest, diffusion...)- Compatibilité / Souplesse au montage (décompression)- Puissance CPU / Compression (export) et décompression
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Comparons ce qui est comparable !
AVC Intra
XDCAMHD
10 bits422
100 Mbps11:1
8 bits (-20%)422
150 Mbps5,8:1
Inter(GOP)
8 bits – 422MP2 Long GOP
50 Mbps
Inter(GOP)
10 bits – 422AVC HD
Long GOP33 Mbps
HD SDIImage only1,1 Gbps10 bits
422
Intra8 bits
Intra10 bits
Conclusions:- un débit d'environ 150 Mbps en i frames only !- supérieur au débit du HDCAM !- supérieur au débit du DVCproHD et du AVC Intra- économique en stockage/bande passante avec un bon rapport puissance CPU/Temps
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XDCAM HD 422 ?- Un support: le prodisc- un container: MXF OP1a- un codec image: Mpeg2 Full HD 1920x1080 LongGOP 12 images 4:2:2 50 Mbps interop- Une gamme de matériel SONY : XDCAM HD 422
Une gamme connexe: XDCAM EX:- Un support différent: Cartes XpressCard (SxS)- un container différent: .Mp4 qui deviendra plus tard MXF- un codec image décliné: Mpeg2 HD1440x1080 Long GOP 12 4:2:0 35 Mbps Interop- une gamme qui converge vers le même fichier !
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La qualité: la recherche du maillon faible !
CANProcessing
- 14/12 bits- Gamma- Matrix
Codec- 8/10 bits
- Intra/inter
Workflow- Natif ?
-Smart renderOptique
Capteur- tech- taille
- nbr pixels
Dynamique: Contraste + nuances
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Formats vidéosContainers et codecs
Diffusion
SAT/TNTSD - Mpeg2
3 Mbps
SAT/TNTHD - H2644,5 Mbps
Analog7 Mhz
IPStreamingwmv9-H264
1,5 Mbps
IPVOD
wmv9-H2646 Mbps
Référence débit:SD SDI = 270 MbpsHD SDI = 1,5 Gbps
DVD = 8 MbpsBlu Ray = 40 Mbps
Cibles Diffusion: tuyaux et débits
Codecs
RAW Red Code (ondelettes) 12 bits LinRAW Cineform (ondelettes) 10 bits LogVidéo 8/10 bits DnXHDVidéo 8/10 ProRes
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Transport
Sourcesvidéo
Fluxvidéo
DATA
IEEE1394 (25 Mbps)SDI (270 Mbps)
HD-SDI (1,5 Gbps)
Fluxvidéo
R3D Red (200 Mbps)P2 (100 Mbps)
XDCAM HD (50 Mbps)HDV (25 Mbps)
formatCaractéristiques Débit cible
SDI 720x576@50i 270 Mbps SDTV
HD SDI 1920x1080 / 1280x720 1,5 Gbps HDTV
DVI 1920x1600@60P 3,7 Gbps single link Informatique
HDMI 576i/720P/1080i/1080P 10,2 Gbps HD grand public
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HD SDI• Référence : SDI - SMPTE 259M-C (270Mb/s)
• Systèmes de balayage HD1080 SMPTE 274 M
• Systèmes de balayage HD720 SMPTE 296 M
• Transport HD-SDI - SMPTE 292M (1.485 Gb/s)– 1280x720 ou 1920x1080@24P, 25P, 30P, 50i, 60i
– 10 bits / 4:2:2
– 16 canaux Audio 48 kHz sur 24 bits
– Sur 1 seul câble coax 75 ohms / max 100 mètres
JC Fouché – Cifap / Panavision
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SDI
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Les interfaces numériques HD• IEEE1394: Firewire ou iLink = 25 Mbps sur 4 ou 6 broches (transport natif)
• SDI: 270 Mbps sur 1 fil type BNC (33 Mo/s) en SDTV
• HDSDI: 1,5 Gbps sur 1 fil en HDTV (190 Mo/s)
• HDMI et DVI: Péritel numérique et VGA numérique
JC Fouché – Cifap / Panavision
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Connectiques HD
Connecteurs SDI et HD SDI
Ref HD et SD
Sorties HD analogiques Y Pb Pr et Time CodeJC Fouché – Cifap / Panavision
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Connectique suite
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Acquisition HDTV• HDV et DVC Pro 100 HD:
– IEEE1394 en mode natif (400 et 800 Mbps)
• Tous les autres: HD SDI (1,5 Gbps 4:2:2 10 bits)
Les entrées/sorties numériques véhiculent audio et vidéo en même tempsJC Fouché – Cifap / Panavision
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Conversion
HD Connect LE
HDV IN / Composite Composantes – HD SDI OutPilote HDV – RS422
2000 HT
700 HT
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Exports
DnXhd185X
Mpeg2.m2t
25/35Mbps
DV.dv 25Mbps
DV.mov ou .avi
HD1280x720
6 MbpsSD
720x5401,5 Mbps
LD640x480720 Kbps
Live384x288360 Kbps
Pivot HD
PivotSD
DiffIP
H264ou
WMV9
MPEG28 Mbps CBR
Codecs
Red CodeCineform (ondelettes)DnXHDProRes
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Import Solutions de montage: Avid
AvidImport
Export
.MOVdv
.AVIdv
.MOVdnXhd
.tifstill
.MOVdv
.MOVqtref
.MOVdnXhd
.mp4H264
.wmvvc1
.m2thdv
Exploitation
.omfmjpeg
.mxfdnxhd
.mxfdv/hdv
SorensonSqueeze
Mpeg2
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Import Solutions de montage: FCP
FCPImport
Export
.MOVdv
.AVIdv
.MOVdnXhd
.tifstill
.MOVdv
.MOVdnXhd
.mp4H264
.movProres
Exploitation
.movProres
.movdv/hdv
Compressor
Mpeg2
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Import Solutions de montage: Prem.
PremiereImport
Export
.MOVdv
.AVIdv
.MOVdnXhd
.tifstill
.MOVdv
.MOVcineform
.MOVdnXhd
.mp4H264
.wmvvc1
.mpgbluray
Exploitation
natif
mpeg2
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Format de diffusion
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