IBC 2018 nouvel état de l'art de l'enregistrement vidéo dans les caméras abordables

Comme chaque année, l'IBC d'Amsterdam amène son lot de matériels nouveaux, des leds, des pieds plus légers et solides, des gimbals plus sophistiqués en veux tu en voilà... mais je propose de nous attarder un peu sur ce qui constitue une des grandes tendances de l'année touchant au coeur même de la problématique film/vidéo avec l'état de l'art de la compression numérique appliquée aux caméras.

La mort en direct du 4:2:0 8 bits en production

La première tendance notable à l'IBC 2018 concerne les caméras de reportage et news annoncées : Canon et JVC généralisent sur les caméras présentées le 4:2:2 10 bits en enregistrement interne pour le 4K, ce qui est tout de même la correction d'une véritable anomalie.

On nous présentait comme normal le fait que nombre de caméras pouvaient faire un 4:2:2 10 bits royal en Full HD mais se retrouvaient avec du 4:2:0 8 bits (compression plus adaptée à la diffusion qu'à la production) dès qu'il s'agissait du 4K...

Les raisons de cette limitation relevaient de la vitesse de lecture écriture des supports "low cost" comme les cartes SD. On réservait du coup la bonne qualité d'enregistrement aux supports de type XQD ou CFast 2.0 dont le coût est bien supérieur.

Autre point qui n'aidait pas: l'échauffement dû au processing des volumes de données énormes du 4K.

Panasonic a précédemment donné le signal avec son EVA1 et on peut désormais penser que la messe est dite et qu'on va assister à la mort du 4:2:0 8 bits en enregistrement de vidéos professionnelles. Sony y viendra forcément aussi.

Juste pour rappel pour ceux qui ne seraient pas familiers avec ces subtilités de codecs, le 4:2:2 10 bits autorise une meilleure latitude de pose là où le 4:2:0 8 bits rend la moindre erreur d'exposition relativement fatale, avec des effets de banding venant par exemple amocher des visages au soleil ou le dégradé d'un ciel.
Sans parler de la qualité des contours dans les incrustations sur fond vert...
Sans parler non plus du log en 8 bits (voir un peu plus loin) Place désormais au log 10 bits bien plus raisonnable.

Le 4:2:0 8 bits n'est véritablement adapté que si on est sûr de ne pas opérer de transformation de l'image après coup et qu'on diffuse directement derrière. Pour ce qui concerne le HDR, les formules HLG en 8 bits font sens sous ce rapport. Hybrid Log Gamma (HLG) : le HDR pour la télévision | Autres articles | Le Repaire​

Cela étant dit les solutions adoptées pour proposer le 4:2:2 10 bits en interne varient selon les constructeurs :

H265/HEVC

>>- Canon a choisi de son côté d'implémenter sur sa caméra XF705 la nouveau codec H265/HEVC, qui autorise un flux 2 fois moins lourd que le H264 ce qui lui permet d'enregistrer le flux 4K en 10 bits 422 sur carte SD -- Canon XF705 4K 50P, 4:2:2 10-bit et HEVC/H.265 | News | Le Repaire

Le H265 comme le H264 est à la base conçu pour la diffusion finale, l'avenir nous dira s'il peut être la cause de nouveaux artefacts de compression ou de surchauffe processing.

>> A noter : Alors que le H265 commence à peine sa carrière de compression standard pour la vidéo, qu'on annonce déjà les successeurs AV1 (futur standard soutenu par l'ensemble de l'industrie) et le VVC de l'institut Fraunhofer leader historique en compression numérique. D'ici à 2020 on pourra compter sur une réduction de 50% du débit nécessaire par rapport au H265 (qui représente déjà lui-même une réduction de 50% par rapport au H264 précédent...)

Nouveau support SSD M2

>>- JVC innove pour sa part considérablement dans une toute autre direction avec l'incorporation dans la caméra de supports mémoire dernier cri de l'industrie informatique (SSD M2) dont le débit en écriture dépasse les 500 MB/s et le prix au Mo 5 fois inférieur aux cartes CFast...Une super idée encore à l'état de prototype mais prometteuse. -- JVC GY-HC500/550, caméras 4K "connectées" 10 bits | News | Le Repaire

Si par rapport au Raw (compressé ou non ) les données vidéo en 4:2:2 10 bits sont incontestablement moins riches, elles restent néanmoins suffisamment souples à corriger (post prod) et à utiliser en général, puisqu’il n’est pas obligatoire de passer par un étalonnage, sauf si on est en mode Log, ce qui est alors un choix.

8 bits-10 bits et HDR

La deuxième tendance d'amélioration de l'image vidéo/film qui se confirme cette année à l'IBC 2018 se dirige vers la prise en compte de très hautes dynamiques d'image avec le HDR. [Vidéo] Filmer en haute dynamique Conf-Atelier-Apero Le Repaire 22 FEVRIER | Infos Repaire | Le Repaire
Le log en 8 bits qui se généralise sur les caméras abordables actuelles a vraiment de quoi laisser un peu sceptique compte tenu de la faible latitude d'ajustement de toute source 8 bits.
En revanche passer à un log sur 10 bits permet d'affronter les problématiques HDR beaucoup plus sereinement avec un volume de données qui reste raisonnable par rapport au RAW

Si la norme devient désormais le 4:2:2 10 bits pour les caméras à vocation professionnelle de reportage ça ne constituera plus un critère de démarcation, tous les fabricants s''aligneront progressivement mais d'autres critères de choix vont prendre de ce fait plus d'importance pour faire la différence comme par exemple la performance et la souplesse de l'autofocus et celle du système de stabilisation interne.

Les grandes manoeuvres autour du RAW

Le RAW n'a pas la cote auprès de nombre de pros de la vidéo car il oblige à un workflow où la case postproduction est très importante, incontournable et lourde en processing machine.

Le RAW reste cependant la seule solution véritablement sans compromis pour la gestion de la dynamique dans l'image, la sortie HDR, la gestion fine de tous les paramètres de l'image a posteriori, exposition, traitement des couleurs etc.

Apple a annoncé à grand fracas il y a quelques mois son nouveau format ProResRAW dont le débit est réduit jusqu'au niveau et même en dessous de celui du ProRes HQ.
Canon a poussé son pion en implémentant sur sa C200 un RAW "light" enregistré sur CFast.
Panasonic en est resté pour l'instant sur l'EVA1 à un RAW enregistrable uniquement en externe via le HDMI.

Aujourd'hui à l'IBC 2018 c'est BlackMagic qui s'arroge d'une certaine façon la vedette sur ce terrain en présentant son format BlackMagic RAW qui n'ambitionne rien moins que de remplacer à terme tous les autres systèmes de compression sur ses caméras grâce à ses différentes modalités adaptées aux diverses ambitions des vidéos (film, institutionnel, news...)
Blackmagic RAW : nouveau codec | News | Le Repaire

La promesse de ce nouveau format (exclusivité BlackMagic pour l'instant mais les autres éditeurs de logiciels peuvent l'implémenter dans leurs solutions) est d'alléger considérablement la tâche du processing en postproduction grâce à la prise en charge dans la caméra elle-même de toute une partie de ce travail (début de débayerisation, adaptation aux spécificités du capteur) et de fournir une palette complète de possibilités d'enregistrements y compris (et c'est nouveau) avec un débit de données très réduit sans pour autant renoncer à l'immense avantage du RAW à savoir pouvoir choisir après coup tout un lot de paramètres qui en principe se décident dès la prise de vue sans pouvoir y revenir vraiment.

BlackMagic fait donc toujours l'impasse sur le "RAW du pauvre" que constitue le Log, pour eux la qualité "filmic" c'est sytématiquement le RAW 12 bits et leur outil DaVinci Resolve un aspect majeur de leur stratégie..
Ce nouveau format equipe l'Ursa Mini pro et sera prochainement implémenté sur la nouvelle BMPCC 4K.

C'est donc la troisième tendance forte de cet IBC 2018 et ce qui se profile ici c'est ni plus ni moins que le passage généralisé au RAW enregistré en interne dans la caméra de toute la vidéo professionnelle sur le modèle de ce qui s'est passé il y a quelques années pour la photo (Les photographes professionnels soucieux de la qualité de leurs images se sont massivement emparés du format RAW)

BlackMagic bouscule une fois de plus les ténors du marché et en donne plus à ceux qui veulent le meilleur de la qualité d'image sans s'endetter trop lourdement.

Canon a déjà son RAW light, au tour de Sony et Panasonic de proposer leur raw abordable en interne ...