Le 5D mark II annonce sur le site de Canon.. avec fonction Video

[JLH 37]

Posté par arkham

Le Hic, c'est qu'un APN possède en général un énorme capteur (tant en taille qu'en nombre de photosites) et que, pour cette raison précise, il ne peut facilement être équippé d'un CMOS à lecture-reset rapide... sans quoi, il faut que tout le reste suive... et on se retrouve au final non plus avec un APN, mais avec un truc aussi lourd et volumineux qu'une RED...

Salut Arkham,

Je me suis fais la même reflexion à un moment donné, puis... je me suis repris.

En effet, à partir du moment où tu filmes à 30i/s avec un obturateur réglé au 1/60 (exemple classique et réalisable avec l'EOS) qu'est ce qui change par rapport à une autre machine qui aurait des capteurs plus petits ou moins chargés en pixels ?

Tu as bien dans les deux cas la même cadence d'image et le même temps d'exposition, facteurs influant sur l'effet engendré par le défilement de l'obturateur.

Est-ce que je me suis repris à tort, ou as-tu une autre explication ?

[Bob Art]

Ce qui change ? Si l'on exploite pour la vidéo le capteur d'un APN qui possède beaucoup de pixels, en tout cas plus de 12 ou 14 millions, comme le Nikon D90 ou le Canon 5D MarkII (21 millions), le système est chargé de traiter et gérer beaucoup plus de données que celui d'un caméscope vidéo (les 30 images seconde au lieu de 24 ou 25 ajoute à la difficulté. D'ailleurs, les APN Casio qui arrivent à enregistrer à des vitesses élevées compensent en réduisant la qualité). Ce système requiert en conséquence un beau développement et de la puissance pour maîtriser la qualité de l'enregistrement.

On ne devrait tout de même pas être loin de parvenir à des résultats exploitables (chaque système a ses imperfections et donc contraintes d'utilisation : on connaît par exemple celles du 24 images secondes).

Bob

[arkham]

st-ce que je me suis repris à tort, ou as-tu une autre explication ?

Tu as raison sur le fait que la cadence d'image reste la même... Mais pas la vitesse avec laquelle on pourra "lire" tous les pixels. Certains systèmes permettent une lecture très rapide (réduisant d'autant les déformations bizaroïdes tels que celles que vous avez su mettre en évidence), d'autres pas... Et il me semble évident que les APN sont tous dans la seconde catégorie pour de multiples raisons... Ce n'est pas tant une question de puissance de calcul embarquée qu'une question de chaleur, de design du CMOS, de largeur de bande passante pour le bus mémoire, etc...

Jim Jannard a affirmé récemment qu'il serait, pour ces raisons, beaucoup plus simple pour RED de fabriquer/concevoir une caméra qui serait également un excellent APN que pour Canon/Nikon de concevoir un APN qui serait aussi une bonne caméra... "Qui peut le plus peut le moins": je pense vraiment qu'il a raison sur ce point!

[JLH 37]

Posté par arkham

Tu as raison sur le fait que la cadence d'image reste la même... Mais pas la vitesse avec laquelle on pourra "lire" tous les pixels. Certains systèmes permettent une lecture très rapide (réduisant d'autant les déformations bizaroïdes tels que celles que vous avez su mettre en évidence), d'autres pas...

Heu... oui Arkham, mais :

- Une vitesse d'analyse, donc de temps d'exposition, au 1/60 de seconde (correspondant à la norme des fameux 180° à 30 i/s) restera bien à 1/60 de seconde quel que soit le capteur. Ou il y a un truc que je n'ai pas pigé.

- Si tu veux monter la vitesse de l'obturateur trop haut tu vas avoir des problèmes de mouvement.

- De plus Barry Green (et d'autres) expliquent que monter la vitesse ne change rien à contrario de monter la cadence de prise de vues.

Donc, il me semblait que l'EOS 5 D ne pouvait pas avoir des déformations plus importantes (ni moins) que tout autre machine réglée dans les mêmes conditions de prises de vues.

Et il me semble évident que les APN sont tous dans la seconde catégorie pour de multiples raisons... Ce n'est pas tant une question de puissance de calcul embarquée qu'une question de chaleur, de design du CMOS, de largeur de bande passante pour le bus mémoire, etc...

Ceci est exact, indépendamment du "rolling shutter". Pour preuve, il me semble avoir lu quelque part que la vitesse d'obturation en vidéo est limitée autour du 1/125 de seconde.

[arkham]

Une vitesse d'analyse, donc de temps d'exposition, au 1/60 de seconde (correspondant à la norme des fameux 180° à 30 i/s) restera bien à 1/60 de seconde quel que soit le capteur. Ou il y a un truc que je n'ai pas pigé.

Y'a effectivement un détail ou l'autre qui semblent t'échapper encore pour le moment

Le "problème" du rolling shutter n'a effectivement rien à voir avec la vitesse de l'obturateur, ni avec la "vitesse d'analyse de l'image", mais bien avec la vitesse de LECTURE du contenu du CMOS, ou plus précisément, la vitesse du cycle "lecture-reset" du capteur. Plus cette vitesse est grande, plus on se rapproche du fonctionnement du CCD ou d'un "global shutter", dans lequel l'exposition, comme tu le sais bien, se fait simultanément pour tous les photosites (ce qui empêche précisément l'apparition des déformations dues au rolling-shutter).

En fait, pour faire simple un CMOS à "shutter global" (ça existe, si! si!) est un CMOS dans lequel, à la fin de l'exposition, chaque photosite voit son "contenu" (sa "valeur" si tu préfère) transféré immédiatement dans une petite cellule de mémoire adjacente au photosite. Ceci permet de venir en lire la valeur indépendament de la phase d'exposition des photosites. Dans ce type de CMOS-là, la vitesse de lecture des informations n'est donc plus problématique, puisque les deux opérations sont découplées grâce à toutes ces petites mémoires tampon. L'inconvénient, tu l'auras deviné, c'est le fait que ces petites mémoires consomment une bonne partie de la surface du capteur, ce qui réduit fortement le nombre de pixels qu'on peut y caser et/ou en augmente significativement le coût.

Dans un CMOS à rolling shutter, la lecture du contenu se fait ligne après ligne, successivement pour chaque photosite. C'est précisément pour cela qu'il faut avoir un cycle "lecture reset" des plus rapides, si on veut atténuer les problèmes dus au fait qu'on ne sait pas tout lire en même temps... Et ça, c'est pas si simple à réaliser... D'autant moins simple qu'en photographie, le besoin d'une telle vitesse ne s'est jamais autant fait sentir qu'en vidéo numérique...

[JLH 37]

Ah, merci Arkham.

Je commence (enfin) à comprendre qu'il ne faut pas mélanger deux choses : la vitesse d'obturation et le cycle charge et décharge du capteur où l'image se forme et qui peut atténuer l'effet du "rolling shutter".

Reste à l'écoute car demain je prendrais cinq minutes pour indiquer un lien intéressant sur ce sujet. Il est en anglais (ce qui ne te posera aucun problème ) mais il sera intéressant que tu nous en fasse quelques commentaires. En français

Cet aspect vaut le coup que l'on s'y attarde cinq minutes pour l'objet de cette discussion car, à la lumière de tes précisions, il faudra tester plus précisément le comportement de ce capteur sur ce phénomène afin de mesurer dans diverses situations si son utilisation n'est pas tout bonnement impropre à certaines prises de vues par rapport aux caméras munies de capteurs plus modestes.

D'habitude je fais toujours quelques petits essais pour pouvoir discuter d'un sujet, mais là je n'ai aucune caméra c-mos sous la main.

D'un autre côté, j'en suis heureux finalement

[Bob Art]

Je suis loin de posséder votre solide bagage technique à tous les deux, arkham et JLH, ni non plus celui d'une troisième, Alice, mais le sujet m'intéresse personnellement. Alors, à l'issue de mes investigations, je vous propose deux extraits issus d'échanges sur le 5D MarkII en anglais, traduits rapidement par ma pomme en français, puisés dans dpreview.

Tout d'abord une réaction sur le rolling shutter de l'appareil.

Sur les solutions de contournement du rolling shutter du CMOS du 5D MarkII

La façon la plus simple d'obtenir une image vidéo à partir d’un capteur CMOS est de mettre en oeuvre un rolling shutter, en fait d’exploiter le même mécanisme de lecture que celui qu'utilise le capteur pour la saisie. En vidéo, les vitesses de saisie des capteurs CMOS standards provoquent des artefacts de mouvement.

On pense à tort que la mise en oeuvre de cette saisie est incontournable pour les CMOS. Or il existe des manières de l'éviter par, par exemple, utilisant un obturateur global. C'est le cas des appareils équipés de CMOS à haut débit. Cependant, cette approche comporte l’inconvénient qu'un obturateur global exige un circuit supplémentaire pour chaque pixel. Une autre approche encore consisterait paralléliser la saisie de façon à augmenter la vitesse de l'obturateur dans les zones du CMOS où il n'y a pas beaucoup d'artefacts.


Ensuite sur l'explication du rolling shutter et les possibilités d'y faire face

A quoi tient le rolling shutter des capteurs CMOS ?

Le rolling shutter est lié aux chips images des CMOS, rien de plus

L'effet de rolling shutter vient en réalité d’une décorrélation entre l’évolution technologique de l’image capturée et celle de sa projection car, au fond, il n’y a pas réellement de problème technologique, si ce n’est dans la combinaison entre les deux évolutions.

Il y a 30 ans, lorsque j'ai commencé à travailler dans la conception de capteurs, on critiquait le même problème affectant alors les premiers appareils photo CCD. Comment cela s’est-il passé ?

En fait, à l’époque, la technologie dominante en projection (en fait quasiment la seule technologiquement disponible) était celle du CRT (Cathode Ray Tube – tube électronique) qui comportait une sorte de rolling shutter. A l’avant des écrans CRT, l'image apparaissait de haut en bas. Cela n'a pas fait problème au cours des 40 dernières années de la télévision parce que jusque-là toutes les caméras exploitaient également un système de CRT : la caméra à tube électronique et nombre de ses dérivées lisaient de la même manière de bas en haut. Chaque rayon du faisceau électronique créait une image sur les écrans et la vitesse d’obturation du rolling shutter était exactement la même que celle de l’image.

Comme on exploitait simultanément les deux mêmes technologies CRT pour créer l’image et la diffuser, le temps de retard entre le haut et le bas de l'image capturée et diffusée était exactement le même et tout semblait juste.

Bien sûr, si l’on enregistrait la vidéo et la diffusait lentement à l’envers ou si on faisait un arrêt sur image, alors on pouvait percevoir le temps retard du tube cathodique entre le haut et le bas de l'image – et on observait donc des déplacements verticaux inclinés en arrière sur toutes les images : le sommet de l'image était enregistré avant le bas qui affichait son retard un peu plus loin. Cependant, cela était parfaitement compensé lors de la projection sur écran CRT en cours de lecture normale car l'inclinaison dans chaque verticale disparaissait en raison du même retard CRT lors de la projection de l'image sur écran.

Ensuite, les technologies CCD ont proposé différents types de transferts : le transfert d'interligne, le transfert d’image, etc. Une chose commune à toutes celles concernant les CCD est que toute l'image est capturée simultanément. Ainsi, lorsqu’on se déplace verticalement sur un bord, ce bord reste toujours vertical. Cependant, lorsqu’on projette l’image CCD sur un écran CRT, le haut de l'image est projeté avant le bas. Le résultat est que les panos d’images CCD en vidéo présentent des lignes verticales inclinées vers l’avant (n’aurait-on pas utilisé cet effet dans les cartoons de Speedy Gonzales ?).

Les développements initiaux sur les capteurs vidéo CMOS ont essayé de corriger ce problème en lisant l'image dans le même ordre que les vieux tubes cathodiques, séquentiellement avec un rolling shutter allant de haut en bas. Cela a bien marché tant que les images ont été projetées à vitesse normale sur des écrans CRT traditionnels et le problème a donc disparu un court instant. Comme pour les vieilles images provenant des caméras à tube, les projections issues de tels panos d’images fixes tendaient à présenter toujours la même inclinaison mais, à la projection, les CRT la corrigeaient lorsque le film était projeté à une vitesse normale.

Aujourd’hui, beaucoup de diffusions sur écrans plats LCD et plasma mettent à jour simultanément toute l'image, les données étant préalablement chargées dans un buffer de l’écran. C'est pourquoi la conception du rolling shutter des CMOS (qui, à l'origine, a été développé pour corriger le même problème sur les CCD) crée ce même effet visuel - en fait, c'est l'effet opposé et l'inclinaison est inversée. Et l'effet est d’autant plus grave que la vitesse de prise de vue est réduite – on voit donc moins pencher les verticales à 60i qu’à 30p.

Ainsi, lorsqu’on combine le problème des CCD avec celui des écrans plats, on obtient le meilleur des deux mondes – les images verticales restent toujours verticales lorsqu’on se déplace dans les métrages.

Il n'y a pas de raison que les capteurs CMOS ne puissent être conçus pour avoir un mode de fonctionnement en instantané semblable aux CCD et, en effet, plusieurs l’ont. Certains savent même traiter les deux modes. Ils peuvent le faire tandis que le temps d'exposition est une petite fraction du temps de prise de vue - tout ce dont il a besoin est d’une ligne de contrôle d'exposition de chaque rangée extraite d’un système d’échange accolé à un chip plutôt que d’une connexion générale.

Cependant, pour fonctionner en faible lumière, les deux types de capteur doivent pouvoir capturer l’image aussi longtemps que possible. Aucun capteur ne peut refléter son image en même temps qu’il est lu. Avec les CCD, cela a été résolu en utilisant des structures d’interligne ou de transfert d’image- les zones aveugles du capteur où les données de l’image sont rapidement transférées avant leur lecture, tandis que l’image suivante est capturée dans la zone active. Les CCD dépourvus de telles zones tampon sont exploitables pour faire des images, mais non pour de la vidéo. Avec des CCD à interligne de transfert, les zones aveugles sont au milieu de chaque colonne active - cela limite la résolution exploitable sur cet axe. Avec des CCD à transfert d’image, la zone aveugle est une zone adjacente, à côté, de même taille que la zone active - cela double la taille du chip. Pour bénéficier de l’instantanéité et de la sensibilité en faible lumière, les CMOS devraient emprunter des architectures semblables à celles des CCD vidéos, ce qui signifie des circuits supplémentaires et des restrictions.

En définitive, on n'a pas tant un problème de rolling shutter des CMOS qu’un problème issu des CCDS dont la technologie s'est développée !

Traduction libre des deux interventions (je ne connais pas la traduction officielle de certaines expressions techniques) :

CMOS and rolling shutters: Canon EOS-1D / 1Ds / 5D Forum: Digital Photography Review

Re: video jello: Canon EOS-1D / 1Ds / 5D Forum: Digital Photography Review

Bob

NB : le dénommé RKM me fait penser à quelqu'un...

[bcauchy]

Posté par JLH 37

....Si, je vois exactement la même chose que toi : perte presque totale de la colorimétrie sur une image

Mais passe le image par image, et tu verras d'une image à l'autre qu'elle se déforme en tous sens.

C'est ça et ça :>>> Bertrand
Hors le talent ( extraordinaire) de "Vincent " et l'excellence de Rêverie .." Je ne " suis pas "stupéfait/épaté" par les séquences actuellement visibles !!.. Bon j'dois plus être tendance ..( les voitures sur la route ..la moindre caméra aurait fait mieux )
Bob..ça passe sur Edius V5..mais avec mon modeste "bipro" ça "lit lentement !!'..un petit coup de HQ AVI ( fois 3 ?! ) le tour est joué .

[JLH 37]

Bonjour,

Un grand merci à Bob pour cette traduction. C'est du boulot de traduire et taper tout ça.

De plus l'approche et les explications sur l'historique sont intéressantes.

Je vais être plus paresseux et me contenter de mettre un lien sur une explication du phénomène :

Understanding Rolling Shutter Artifacts - Redhax

Ce lien m'a paru intéressant dans la mesure ou il explique, avec des schémas, le fonctionnement du cmos (les quatre étapes de la capture) et ce qui en résulte.

Comme je l'ai dit hier, cela permettra peut-être à Arkham quelques commentaires et illustrations visuelles de ce qu'il nous a expliqué précédemment.

[arkham]

Jean-Luc, tu es génial (et Bob aussi: merci bcp pour ta traduction)! Tu as mis la main sur un document qui explique graphiquement bien le problème, chose que je cherchais en vain hier, sans avoir le temps d'en faire un moi-même...

En particulier, ce graphique-ci nous permet tout de suite de comprendre le problème:



Nous comprenons tout de suite, à la vue de ce graphique, que le temps qu'il faut pour lire et/ou reseter chaque photosite du capteur est effectivement LE paramètre déterminant en ce qui concerne les problèmes sus-mentionnés. Plus ce "balayage" sera rapide, plus nous nous approcherons de ce que nous connaissons avec le CCD et/ou d'un CMOS à shutter global.

Nous comprenons également pourquoi la vitesse d'obturation électronique ne change rien au problème, puisqu'elle n'affecte en gros que le temps pendant lequel le capteur sera en mode "inactif", mais n'a aucune influence sur la vitesse de lecture/reset des informations du capteur.

En sommes, tout ça est un peu analogue aux fréquences de balayage des bons vieux tubes cathodiques: plus elle est faible, plus l'image scintillera... plus elle est élevée, et plus on se rapprochera visuellement, à cause du manque de scintillement, des écrans LCD modernes, dépourvus de balayage (enfin, pour la plupart...)

On pourrait me rétorquer qu'il est possible de resetter très rapidement tous les photosites, ce qui est exact (et utile en photographie, en combinaison avec un obturateur mécanique), mais cela provoquerait d'autres problèmes en vidéo: en vidéo, il faut impérativement que le cycle de "reset" soit synchrone avec le cycle de "lecture" du CMOS, sans quoi certains photosites seraient d'avantage exposés que d'autres... chose très difficile à venir corriger par après...

Notons que certains systèmes à capteurs CMOS mettent jusqu'à 250ms pour lire tous leurs photosites. Ils sont forcément totallement impropres à toute utilisation en vidéo. Typiquement, un capteur CMOS d'APN grand-public prend en moyenne de 50 à 80 ms pour lire son contenu.

Tout ceci ne pose aucun problème en photographie (vous n'aurez normallement jamais de photos affichant de telles déformations, même sur les objets en mouvement rapide), puisqu'on a un obturateur mécanique. On se contente d'activer (resetter) tous les photosites juste avant l'ouverture de l'obturateur, et on a tout le temps nécessaire pour lire les informations capturées par chaque photosite une fois que l'obturateur mécanique s'est refermé. Le hic, c'est que les obturateurs mécaniques utilisés en photographie ne sont pas du tout adaptés à la vidéo: ils n'ont par exemple qu'une durée de vie typique de l'ordre de 100.000 cycles, ce qui les userait rapidement si on les utilisait en vidéo. Donc, hormis des caméras-vidéos très haut-de-gamme comme la ArriD20 (ou D21), aucune caméra-vidéo CMOS n'est combinée à un shutter mécanique, d'où les problèmes sus-mentionnés. Pareil avec les APN, obligés, en mode vidéo, de laisser leur obturateur mécanique ouvert pendant toute la durée de la prise, sous peine d'en provoquer une usure prématurée...

Pour info, d'après Jim Jannard, si un système CMOS rolling shutter classique (mauvais) est à 40 en vitesse de lecture (référence sans dimension), celui qui équippait Boris et Natasha (les prototypes qui ont permis de faire "Crossing the Line") était à 25, celui de la Red-One actuelle est à 8-9, celui comparable à ce qu'un film argentique produit est de l'ordre de 4, celui de l'EPIC équippée du capteur "Mysterium X" sera de 5, et enfin, celui d'une EPIC équippée du capteur "Monstro" --en train d'être mis au point par Red-- sera de 3. D'après Jim, un CMOS rolling-shutter de niveau 3-4 est préférable visuellement à ce qu'un shutter global produit (on a un look plus "film", étant proche électroniquement de ce qu'un shutter mécanique produit comme artefact d'exposition), tandis qu'un shutter global est évidemment préférable à ce que les CMOS "rolling shutter" courrants (y compris tous ceux qui équippent les APN, même le très haut de gamme) sont capable de produire... A moins d'aimer les vidéos qui donnent l'impression que tous les objets/personnages sont en gélatine

[barraalice]

Posté par bcauchy

Hors le talent ( extraordinaire) de "Vincent " et l'excellence de Rêverie .." Je ne " suis pas "stupéfait/épaté" par les séquences actuellement visibles !!.. Bon j'dois plus être tendance ..( les voitures sur la route ..la moindre caméra aurait fait mieux )

De quoi parles-tu ? Si c'est du rolling shutter, l'image que tu as posté montre quand même très peu de déformations, c'est exactement ce que j'avais relevé en premier lieu, malgré le dépalcement horizontal important du champ de prise de vue, les verticales restent verticales, sans déformation. Ce qui te chagrines peut être c'est le blou de bougé : manifestement ici le shutter est au 1/30, raison pour laquelle de nombreux utilisateurs sont à le demande d'un contrôle manuel sur ce shutter afin entre autres de pouvoir sélectionner le réglage le plus adéquat : 180°, soit en 30 fps du 1/60.

[nnikba]

Le film "reverie" est de nouveau disponible a cette adresse:
Vincent Laforet : photos : Reverie- powered by SmugMug
Il avait ete enleve a la demande de Canon (!)


Et finalement la somme de tout les sites sur le Canon:
Canon 5D MKII (en Anglais, desole)

Nnikba(Chomb)

[Bob Art]

Posté par nnikba

Le film "reverie" est de nouveau disponible a cette adresse:
Vincent Laforet : photos : Reverie- powered by SmugMug
Il avait ete enleve a la demande de Canon (!)


Et finalement la somme de tout les sites sur le Canon:
Canon 5D MKII (en Anglais, desole)

Nnikba(Chomb)

Youppie... Heu, heu, fausse joie. Ce n'est qu'une autre adresse de ce qui restait dispo. Ce qu'on attendait à nouveau, c'était les rushs du tout. Or ils ne sont toujours pas dispo :

Canon Digital Learning Center - Sample Video: EOS 5D Mark II

Ou alors, je n'ai pas su trouver... ce qui est très possible. In this last case, donne les liens précis.

Bob

[Bob Art]

Cela dit, ce lien recense une grande quantité d'infos et d'exemples photos et vidéos enregistrés avec l'EOS 5D Mark II. On note que la possibilité d'exploiter les objectifs télé offre de belles vidéos animalières.

Bob

[Hugues Lemoîne]

Posté par barraalice

. la plupart des objectifs peuvent aller au dela de l'infini ...

Ha ... ( ébahi et concomitamment suresbaudi par cette "perspective" )

L'au delà de l'infini nous est présenté par le Cafard Cosmique ici l'objectif de son auteur étant aussi d'aller loin ... très loin ...

Pardon pour la digression mais je n'ai pas résisté ..

[nnikba]

Pour un dimanche pluvieux,

la doc de 228 pages pour faire comme si on l'avait deja,
Canon EOS 5D Mark II Digital SLR Camera


Nnikba(Chomb)

[Bob Art]

Excellent, en plus ça permet d'improver son english.

Bob

[danap]

La chaîne publique norvégienne NRK a testé quelques clips:

Video test clips from Canon 5D Mark II gets analyzed

[danap]

Tout le monde salive devant le Canon 5D MarkII mais se tord de douleur face à la cadence 30p. Sur tous les forums on ressasse que la conversion de 30p à 24p ne produit que des résultats médiocres et introduit des effets indésirables.

Parlons donc en détail de la conversion 30p => 25p.

Je m'imagine une méthode "simple"... peut être trop simplette... :

1. prendre le fichier 30p codé en h264
2. décoder 1. en non-comprimé, progressif 30p. Résultat =30 images séparées.
2. Garder 5 images, éliminer 1 image, garder 5 images, éliminer une image etc.
3. Résultat 25p, mais avec cadence accélérée.
4. Ralentir la cadence vidéo de 1/6 ème (= 5/30ème)
5. Recoder en Apple ProRes422 HQ 25p

Question:
En quoi cette conversion introduirait-elle des effets indésirables?