[CpteRendu] Transfert super8 : évaluation des scanners super8 grand public

Ça faisait longtemps que je souhaitais scanner les films Super8 de mes parents, je me suis donc lancé à la recherche de prestataires. Je pensais que le marché avait assez évolué et qu'on aurait aujourd'hui des résultats HD magnifiques.

Après quelques rappels techniques sur le Kodachrome que j'ai pu glaner ici ou là, je commenterai les différents résultats obtenus (pour l'instant 2)


1 . Rappel sur le Kodachrome ( très imprécis mais l'objectif n'est pas de faire un exposé historique)

Le Kodachrome est un film inversible inventé en 1935 ; le dernier film a été développé le 18 janvier 2011.
Une de ses caractéristiques est que le couleurs sont ajoutées pendant le développement du film, c'est ce qui procure sa surface "3D".
Ces couleurs sont très stables dans le temps et autorisent de très grandes densités.

La plupart du Kodachrome utilisé en super 8 était du Kodachrome "type A" donc à balance des blancs tungstène.
Fiche technique de Kodak : View attachment k40.pdf

Ce film était utilisé en exterieur en utilisant la position "daylight" des caméras, qui commutait un filtre 85A au sein du chemin optique, transformant ainsi le film en, film "daylight' 25 ISO (on a perdu 15 ISO avec tout le bleu qu'on a enlevé)


Pour voir des filtres 85 :
85 Series

2. Densité (analyse du contraste)

Densité théorique

Si on regarde les courbes de densité :


On trouve à peu près Dmax=3,4 et Dmin=0,1 , soit un contraste natif de D=3,3 donc 10^3.3:1 soit 2000:1 .

Densité pratique

On peut estimer la densité pratique un utilisant le fichier de paramètres IT8 de Kodak

Une mire IT8 Q60:
ColorWiki - Kodak IT8 (Q60) Targets


La ligne du bas contient un pavé Dmin et un pavé Dmax

Le fichier de données associé:
ftp://ftp.kodak.com/GASTDS/Q60DATA/K3-Data/K3199910.Q60

Les données du fichier sont en coordonnées XYZ et Lab.

Pour Dmax, on a Y=0,06 et pour Dmin Y=72,66 , soit un contraste mesuré sur pellicule de 72,66/0,06:1 soit 1200:1.


On peut encore obtenir des mire Q60 Kodachrome chez B&H pour calibrer des scanners, mais le stocke s'épuise, Kodak n'en a édité qu'un lot en 1999.
On trouve aussi des mires IT8 Kodachrome chez Silverfast :
Kodachrome Calibration Targets :: LaserSoft Imaging

3. Conséquences numériques de la densité du film.

Cette densité de 1200:1 nécessite log2(1200)=11 bits en codage linéaire, et représente un rapport S/B de 20.log(1200)=62 dB

Donc si on scanne le film avec une capteur qui a un rapport S/B inférieur à 62 dB, le bruit du capteur sera supérieur au bruit du film, et on perd des détails dans les noirs.

Si on utilise dans le pipeline de traitement video un mode 8 bits linéaire, on perd de l'information.


4. Gamut du film (espace des couleurs)

On peut visualiser le gamut estimé de la pellicule avec le logiciel ICC3D, en utilisant le fichiers de données Q60 Kodachrome



Les boules : les points du fichier Kodachrome
En fil de fer : le gamut des 3 primaires sRGB et Rec709

On constate également que le gamut du kodachrome est plus grand que le gamut sRGB, surtout dans le cyan.


On peut trouver sur Welcome to Bruce Lindbloom's Web Site différentes comparaisons de gamut.
Le sRGB/Rec709 ne peut représenter que 91% des couleurs du Kodachrome



4. Encodage RGB de l'image


Couleurs

Si on utilise les primaires sRGB et Rec709, qui sont les plus courants, il faudra faire du gamut mapping pour "faire rentrer" le gamut source dans le gamut cible puisque le gamut du Kodachrome est le plus grand.

On peut citer 2 méthodes simples :

1. Désaturation des couleurs jusqu'à ce que le gamut cible rentre dans le gamut source ("Perceptual Intent" en jargon icc). Inconvénient : les couleurs sont moins saturées (forcément!)
2. Ecrêtage des valeurs en dehors du gamut. Inconvénient : toutes les valeurs hors gamut sur la même ligne de Hue ont la même couleur ce qui entraîne une perte des détails.

On trouve des méthodes plus élaborées qui font un peu des 2 : on mappe les couleurs à l'identique jusqu'à 90% du gamut, puis on "compresse" en désaturant pour les derniers 10% (les plus à l'extérieur)

Dyamique

L'encodage sRGB utilise une amplification de 12,92 pour les petites valeurs pour passer de la version linéaire à la version "gammaifiée" sur 8bits.
La dynamique est donc de 12,92*256=3300:1, très suffisant pour encoder du Super8.

Cet encodage est surtout utilisé en photo, en video on utilise surtout le Rec709.

Le Rec709 a les mêmes primaires que le sRGB mais les coefficients de passage Linéaire vers Gammaifié sont différents, et les valeurs sont encodées de 16 à 235.
cf Using AstrOmatic software – Astromatic.net


Le Rec709 a une amplification de 4.5 dans les petites valeurs , le contraste max est 4,5*220=1000:1
Un encodage Rec709 préserve donc tout juste la dynamique du Kodachrome, qui est comme on l'a vu de 1200:1.

5. Aspect Ratio du Super 8

Ce n'est pas très facile de déterminer le bon aspect ratio.

De nombreuses sources dont
List of film formats - Wikipedia, the free encyclopedia

Donnent une taille d'image de 0.215x0.158, soit un aspect ratio de 1.36

Mais on trouve aussi ici :
Super 8 mm film - Wikipedia, the free encyclopedia


Une taille de 0.228x0.158 soit un aspect ratio de 1.44


6. Film test

Il s'agit du seul film sonore en ma possession. Il a été tourné probablement sur Kodachrome 40, avec une caméra Minolta, aux alentours de 1980.
La scène représente une après-midi de pêche en plein soleil.

Son:
J'ai branché mon projecteur sur une interface audio USB basique pour capturer la piste sonore.
Ça devait être l'enregistrement témoin, il s'avère au vu des résultats que c'est plutôt l'enregistrement de référence.

Waveform:


On voit quelques pics de saturation, car je n'ai pas réussi à suffisamment baisser le niveau en entrée.

Son: 2 fois la piste son, première fois son brut, deuxième fois après passé dans un denoiser basique.
View attachment maisonfull.zip
Ce n'est pas de la hi-fi mais c'est écoutable

 

Essai 1 : 8numerique ( http://www.8numerique.com )

En cherchant sur différents forum, mon dévolu s'est porté sur 8numerique car ils avaient l'air de bien connaître les types de scanners, et le leur semblait le "meilleur" d'près leur description

Il s'agit d'un CTM Debrie Memory HD
Documentation : View attachment 4pages_MEMORYAnglais.pdf

Le système comprend une camera video 3CCD qui scanne à 50 images par seconde et sort en 1080i
La résolution est de 800 lignes, donc en aucun cas on ne peut parler de FullHD.
Je n'ai pas trouvé de documentation sur la camera utilisée mais je crois que c'est une Ikegami

D'après la doc CTM, la sortie peut être du YUV 4:2:2 6 Go/min ou MJPEG 800 Mo/min soit 47 Go/heure.
8numerique propose le YUV à 6.1 Go/min ou MJPEG à 33 Go/heure ; je ne sais pas pourquoi le débit est inférieur au début nominal. J'ai posé la question mais n'ai pas eu de réponse.

Tarif
Le tarif est 38€ pour une bobine 60m


Description technique du film:

Effrayé par la taille du non compressé, j'ai choisi MJPEG

Le film reçu est du 1920x1080p25.
Il y a 2 bandes noires de 192 pixels sur les côtés, l'aspect ratio est 1.42

Le passage de 18ips à 25 ips se fait en dupliquant les images : on a la séquence 1 2 3 3 4 5 5 6 7 8 8 9 10 10 11 12 13 13 14 15
Le fréquence obtenue est donc 18x7/5=25,2 Hz.

Le film de 13:15 fait 5,12 Go soit un débit de 5,12*60/13,25= 23 Go/heure, soit moins que les 33 Go/heure prévus; c'est aussi deux fois moins que le débit nominal de 47 Go/heure.

Chaque image fait en moyenne 268 ko.


Stabilité de l'image

Le suivi des images est parfait, l'image est toujours bien centrée durant tout le film.


Caractéristiques générales des images :

Elles sont très sombres par rapport aux images projetées par un projecteur S8, les noirs sont complètement bouchés.

En haut: l'image scannée projetée avec un videoprojecteur calibré
En bas: l'image Super8 projetée par un videoprojecteur Super8


De plus un phénomène d'entrelacement très imporant est visible



Balance des blancs
Elle est en général un peu froide pour une journée ensoleillée. Elle tire souvent sur le verdâtre.
Sur certains plans c'est n'importe quoi et on a des feuilles bleues (en bas film super8 projeté)


En revanche la balance des blancs a l'air d'être faite plan par plan, donc elle ne varie pas au cours du même plan. Les couleurs sont donc constantes tout au long du plan ce qui est une bonne chose.


Gestion des rayures

Apparemment un traitement numérique des rayures est appliqué.
On dirait parfois qu'une sorte de lentille déformante a été appliquée, car les contours se mettent à baver.
Ce traitement est mal calibré et personnellement je préférerais voir des rayures que ça :



Qualité du bruit

Je m'attendais à voir le grain de la pellicule, mais la compression est trop forte on voit majoritairement du bruit de compression.



Analyse basse lumière

J'ai codé un shader dans MPC qui colorie en bleu tous les pixels noirs (RGB=000)



On peut constater grâce à ce shader les 3 défauts principaux

1. Trop de noir dans l'image
2. Entrelacement
3. Trop de compression : on voit les carrés JPEG

A noter que les défauts de compression disparaissent sans doute si on choisit l'option YUV 4:2:2.


Son

Waveform:

Parfait, de bon augure

Qualité Sonore:

MP3 joint : 2 fois la piste, première fois brut, deuxième fois après un denoiser basique
View attachment 8numfull.zip
Résultat: Moche. Il y a une sorte de trémolo permanent dans le son et les voix...



Conclusion

Euhhh. Nul ?
J'ai envoyé mes remarques à 8numerique, qui était étonné... Ou alors je suis trop exigeant...

1. Concernant l'entrelacement ils ont envoyé l'info à CTM (CTM doit être au courant puisque j'ai ensuite cherché des infos sur ce fameux Memory et j'ai vu là : super 8 scan to 2k - Cinematography.com - Page 2 "I was interested in purchasing a unit from them, but wanted them to transfer a testclip for me... It looked horrible, had interlace lines and was compressed to hell" Ah, tiens, comme moi, entrelacé et trop de compression...
2. Concernant les noirs bouchés, ils m'ont indiqué que c'est une question de goût et qu'autrement les blancs seraient brûlés.
3. Concernant les artefacts de correcteur de rayures, ils ont indiqué que c'était plus probalement sur le film (?), et amplifié(??) par le phénomène d'entrelacement.
4. Concernant le trémolo sur le son, ils ont indiqué que le matériel sortait de révision et que les autres clients étaient contents.

8 numérique a proposé de rescanner, j'ai demandé le remboursement , depuis plus de nouvelles...

 

Test 2 : Die Filmverstatt ( scanner HM73 )

Déçu par le CTM Debrie, je me suis mis en quête d'un autre matériel.

Je me suis intéressé aux techniques permettant de supprimer les rayures, et il je me suis rendu compte que les pros utilsaient un "wet gate", c'est à dire que le film est plongé dans un liquide d'un indice proche de celui de la pelliculer, et ceci masque les rayures en surface.
C'est à cette occasion que j'ai découvert une machine très récente, le Muller HM73, qui est doté d'un wetgate.
Site :
Filmfabriek - Muller HM Data Framescanner - The new way of scanning

Une machine démontée
Müller HM73

Cette machine a aussi ceci d'intéressant qu'elle n'utilise pas une caméra video, mais une camera photo Pike F-145 (Pike F-145 - 1394b camera, Sony ExView HAD ICX285 sensor ? 30 fps - Allied Vision Technologies), elle-même dotée d'un capteur CCD Sony ICX-285.
Ce capteur a un rapport S/B de 73 dB (3000:1) (http://polzope.in2p3.fr/GALOP/galop...Cameras/TechnicalNotes/pco__dynamic_range.pdf), et est utilisé dans des cameras pour telescope (ex Artemis Camera)

Comme le capteur n'est pas tri CCD, il est donc matricé comme les capteurs d'APN, et il doit être dématricé pour obtenir les bonnes couleurs (conversion RAW->JPG dans les APN)

un capteur matricé :


principe du dématriçage :



Intéressé par cette machine, je me suis addressé au seul fournisseur que j'ai pu trouver qui utilise ce matériel : Die Filmwerkstatt, en Allemagne (Der Filmtransferspezialist)


Tarif

Le tarif est 0.8€/m, donc 48€ pour 60m


Description technique du film

Le film est livré non compressé, en RGB 8 bits. Sans informations complémentaires j'imagine que c'est du sRGB

Il s'agit d'images 1216x916, à 18 ips.
L'aspect ratio est donc 1,327
Chaque image fait 4,5 Mo

Comme le capteur est matricé car mono CCD, la résolution effective est affectée d'un facteur compris entre 0,6 et 0,8 en fonction de la mesure utilisée (cf Jao's photo blog: Actual resolution of Bayer sensors - You get only half of what they tell you).

Sur la base de 916 lignes, on est donc en réalité sur une résolution native plutôt de l'ordre de 720p maxi.

A noter que chaque film est livré en 2 exemplaires : version "sortie de scanner" et version "color pro", qui utilise des traitements Avisynth et Virtualdub


Stabilité de l'image.

Celle-ci est plutôt problématique.
Sur mon film de 13 minutes, j'ai au moins 4 déclenchements hors phase qui découpent l'image en 2.
D'après Die Filmverstatt, celà est dû au fait que le déclenchement de la caméra se fait à l'aide d'un faisceau laser, lorsque celui-ci passe à travers la perforation. Si elle est abîmée, celà cause des déclenchements "hors phase".
Ceci est extrêment gênant, je vais vérifier mon film pour analyser l'état des perforations.

De plus sur la première minute, la stabilité horizontale n'est pas bonne, une bande noire de taille variable apparaît à droite.
Bizarrement au bout d'une minute tout devient OK pour le reste du film.




Caractéristiques générales des images :

Les noirs ne sont pas bouchés, mais des hachures apparaissent, il s'agit problement du dématriçage qui n'est pas très performant car on voit des rayures altenativement bleues et rouges.

Celà empêche par exemple tout post sharpening en post processing




Balance des blancs

Elle est correcte (pas de feuilles bleues) mais ce qui est pénible est que la caméra est en balance auto, donc on la voit en permanence modifier les couleurs.
C'est surtout notable au début de chaque plan : il commence avec la balance du plan d'avant puis la caméra trouve un nouvel équilibre quelques secondes après




Gestion des rayures

Vraiment étonnant. On ne voit plus du tout les rayures (sauf celles qui ont attaqué les couches de couleur, évidemment )
Le wetgate est très efficace




Qualité du bruit

On parvient à distinguer correctement le bruit de la pellicule



Analyse basse lumière

Les noirs sont moins bouchés que chez CTM, mais trouve du bruit régulier qui forme des lignes diagonales que l'on peut mieux voir en forçant le gamma :



Les origines du bruit ne sont pas claires, il peut s'agir d'un artefact du matriçage, ou du bruit généré par le capteur.
Comme on l'a vu, le Kodachrome a un contraste de 1200:1, le capteur 3000:1 donc s'il est bien réglé, que l'exposition est optimum, que l'alimentation ne génère pas de bruit, on ne doit pas pouvoir voir le bruit du capteur qui doit être dominé par le bruit du film.


Color Pro

Le traitement Color Pro est un traitement appliqué par défaut. Pour moi le sharpening est beaucoup trop violent, je préfère l'image brute en sortie de scanner.



Son:

Waveform:

Pas bon signe, ça a l'air tout saturé au milieu...

Qualité sonore:
MP3 joint : 2 versions, première brute, deuxième après dénoiser basique
View attachment filmverkstattfull.zip
Résultat : Inaudible.... Ca a été filmé en hélicoptère ?


Conclusion:

Résultats meilleurs. Wetgate bluffant.

J'ai envoyé mes remarques au fournisseur

1. Pour l'instabilité il a dit que c'était un problème de perforations. A la limite ce n'est pas mon problème, comment je monte un film avec des demi-images ?
2. Pour les autres remarques il a dit que de toutes façons c'était le meilleur produit sur le marché et que ses autres clients étaient contents...

J'ai aussi informé le fabricant directement. Il a l'air assez intéressé d'optimiser son produit. Il y a pour moi 2 pistes :

1. Surtout corriger le problème de stabilité.
2. Optimiser le process d'acquistion en faisant quelque chose proche de l'acquisition RAW sur SLR. Donc on ne met pas la camera en auto exposition, auto gain, auto balance des blancs, mais :
   • on met tout en manuel
   • on trouve la durée d'exposition qui maximise le rapport S/B
   • on sort de la chaine d'acquisition en RAW 16 bits
   • on calibre le capteur avec des mires IT8 pour convertir de RAW->sRGB
   • on utilise un dématriçage plus élaboré.

Après ça devrait être pas mal

On peut trouver la doc des cameras là :
http://www.alliedvisiontec.com/file...hnical_Manual/Pike/Pike_TechMan_V5.1.0_en.pdf

je crois qu'une doc (ancienne) du soft d'acquisition est là :
http://www.1stvision.com/cameras/AVT/dataman/FirePackage_SmartView_V2.0.0_en.pdf

 

Reserve test 3

Message reserve pour test 3

 

Reserve test 4

Message reserve test 4

 

Quelques images de comparaison

1ere série , gauche HD Memory, milieu HM73, droite Flashscan HD


2eme série


3eme serie


Basse lumière, haut HD Memory, milieuHM73, bas Flashscan HD


Basse lumière + gamma 3


Différences de cadrage (rectangles rouges et vert, gauche Memory, droite HM73, milieu Flashscan HD)

 

Petit up après remplissage des 2 tests.

 

Je viens de lire tout ça avec beaucoup d'intérêt, tes tests sont vraiment très pointus et passionnant. Plus ça va plus je pense que le prix de ces machines n'est pas justifié, et encore moins celui des prestataires de transfert qui trouvent toujours une excuse pour reporter la faute sur le client ("c'est à cause de la qualité de votre film, il y a des perfos abimées, les rayures et poussières viennent de la caméra,... ") alors qu'en fait ils préfèrent faire du volume pour amortir le prix de ces machines (qui sont pourtant leur argument commercial) au détriment de la qualité. Je doute plutôt de la compétence des techniciens qui numérisent nos films.
Je parle personnellement d'un test similaire (moins poussé) fait chez un prestataire utilisant un FlashScan qui m'a plus que déçu. En plus d'un service client plus qu'approximatif, la compétence technique des opérateurs m'a paru plus que douteuse. Pour faire simple, je leur ai dit que si une machine à 36.000 € HT n'est pas capable de mieux, soit vous vous êtes faits avoir, soit vous ne savez pas vous en servir.
Voilà, j'attends avec impatience les tests 3 et 4 (peut-être il y aura le FlashScan) et merci pour ces analyses très complètes des différents matériels disponibles.
Pour moi l'idéal serait de tester moi-même les machines.
Bonne soirée.

 

Vraiment très intéressant et sacré boulot

Bravo !

+1

 

Merci !

Oui normalement le prochain devrait être un Flashscan HD.

Concernant les prestataires, c'est vrai que je suis étonné par leur manque de connaissances en techniques de l'image et de la video "ah tiens oui c'est entrelacé, je n'avais pas vu" "ah tiens oui on voit des rayures rouges et bleues". C'est pourtant un peu important si on fait du télécinéma.

Je suis aussi étonné par leur manque de sens critique sur leurs prestations "ah vous m'étonnez, nos autres clients sont contents". Ben oui mais les autres clients, ils croient que le vieux film super 8 de leur parents, c'est de la vieille techno donc c'est moche. Donc on leur sort un résultat moche, ça leur va. Mais qu'ils sortent leurs vieilles diapos pour pour voir à quoi ça devrait ressembler

Je vais essayer de poster les transferts sonores qui ont été réalisés, c'est pas mal non plus...

 

Je voulais dire exactement la même chose, mais pensant que mon message était déjà suffisamment long, je n'ai pas abordé cet aspect "la plupart des nos clients sont satisfaits".. C'est le syndrome du vendeur de la .... sous-entendu, vous n'y connaissez rien, faites moi confiance, je sais ce qu'il vous faut (et en plus c'est là-dessus qu'on fait le plus de marge).. Bon, je m'énerve un peu
Bonne continuation
PS : je suis étonné que les résultats du CTM soient "mauvais", en 16 j'avais eu des telecines superbes

 

Pourtant au cinéma on tourne maintenant avec des caméras numériques et on projette en salle avec des projecteurs numériques. Et ça ne me paraît pas plus moche qu'avant, je n'ai l'impression de voir des noirs bouchés ni des blancs brûlés...

 

Au sujet de la question récurrente relative à l 'intérêt de numériser du super8 en HD,
je me suis depuis longtemps fait une opinion établie d 'une part sur des mesures sur mire et d 'autre part sur des exemples comme celui-ci , qui démontrent , mieux que toute affirmation un intérêt réel dès lors que le film en vaut la peine:

[ame=http://www.vimeo.com/14317782]"The Journey" SS10 feat. Elyse Taylor on Vimeo[/ame]