Stage HD et D-Cinéma 1.10 JC Fouché · Compression et Stockage dé-compression transport ... Pour...

Stage HD et D-Cinéma1.10

JC Fouchébase de survie HD en terre Bayer

www.savoirnumerique.com

JC Fouché / savoirnumerique.com / Ne pas utiliser sans autorisation 2

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


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 ?


Pourquoi sommes nous ici ?

Pour fabriquer une image numérique avec des intentions artistiques !

Quelle image ? Quelles intentions ?


Quels piliers ?

Intentions artistiques(quelle image ?)

Savoir-faire(Métier)

Outils(caractéristiques

techniques)

Mode d'emploi(de l'outil)


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'


Les mots magiques...

- Broadcast !- numérique- HD- D-Cinema (syndrome Caméra-forum et cinematographie )

- Relief/stéréoscopie -> 3DS !

Simmons


De l'orange à l'image de l'orange...

Ceci n'est pas une orange...


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 !


Une intention / des références ?suivre une œuvre du début à la fin

De l'orange à la Représentation de l'orangeVia le média Tetrapak !


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 !


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...


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)...


Le problème de la radio


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


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


Comment contrôler en D-Cinéma ?

Un seul fabricant: Texas Instrument, un suivi technologique...


Diffusion D-cinema : Un monde DCI normalisé (le seul !)


Projection DCI

Tri DLP


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.


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


Des espaces RGB, YUV ou XYZ...


Gamut et Wide Gamut...


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 ?


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


Exemples


La quête de la profondeur de champ


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


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


Quelle Caméra ?

Orientation de l'outil

de production

- Intentions artistiques

- Cible(s) de diffusion

- Budget / Conditions de tournage


Stroboscopie Fluidité

24P25P30P50P60P...

50i60i

Motion Blur / Shutter / obturateur


Detail: corriger la réponse du tube

Aperture


Vecteurscope-oscilloscope


Les exemples


La norme


suite


Concrétiser une intention


La dynamique !

Ce qui rentre / Ce qui sort ???

diaphragme

Capteur

CAN14 Bits

Processing32 bits

RECORD8 bits

Stratégie ?= Gamma !


C.A.N.: de l'analog au digital (info)


Paramètres numériqueslangage binaire


Un ordinateur: O et 1


Poids numérique par pixel:Échantillonnage et Quantification

Combien de pixels et combien de nuances par pixel ?


16, 14, 12, 10, 8... bits

16 bits

8 bits

Signal LOG source (Gamma Cam)


Balance Poids/Qualité


Normalisation numérique


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


Poids vidéo

Calcul du poids d'une image HD

?Quel débit ?


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


C-Quels outils d'artisan ?


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%


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!


Post ProdVers quel espace colorimétrique cible ?

Une contrainte technique: l'espace « Gamut »De chaque dispositif d'affichage !

Cartographie CIE 1931Device independant


L'analyse de la couleur électronique

Vecteurscope

Capter, enregistrer, retranscrire dans destuyaux interopérables et légaux !


Standard Rec709, HG et USER

REC 709

HG1-3250HG2-4600

User gamma


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


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 !


Réponse 1: Le LOGHautes lumières compresséesBasses lumières stretchéesSur 10 bits

Un « RAW » plus léger...Une alternative !


Réponse 2: Récolter le maximum de matière !

Qu'est-ce que le RAW

?


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


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


Quelle caméra ?


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 !


Comparons !


D- Du Capteur au RAW


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 !


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))


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...)


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...


De la lumière à l'électricité

- Wafer- Sélénium (cellules)- silicium (panneaux photo-photovoltaïque)


De l'électricité au numérique

- reset (vidage)- capture (puit et shutter)- lecture (signal)

Mode video ou ciné (glossaire)


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


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


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...


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/


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


Pixels: quantité, taille, sensibilité


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.


NR Suite



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


Monitoringvidéo


Filtrage de la lumière tri-capteur:Le prisme


Normalisation vidéo


Profils vidéo


Passage à la couleur


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)


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)


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


Couleur suite

Filtre en colonne(triplet RGB)

Filtre Rockwell(décalage de pixel)

Pixel shift

Filtre de Bayer(vert plus

représentatifDe la luminance)


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


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 !


Couleurs et algorithmes


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 !



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


Monitoringvidéo


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


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 !


Qu'es-ce qu'une image RAW ?Une image en noir et blanc !

Un « négatif » numérique Un «positif» numérique (PAD)


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... »


E-Du Raw au positif


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


F-Les caméras


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


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


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


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


Le menu vidéo: Des réglages seulement pour le Monitoring


Post-Production Red Code RAW

Red rushes

Red Cine

- pré-étal- Export LUT- Export proxy- Export DPX ou Tiff- Automatisation


Logiciels Red de débayerisation

.R3D.MOV.RSX

Red Ciné(Etal)

Red Alert(proxyEt DPX)

Red Rushes(Batch)

{


Workflow

Red Alert: Debayer, LUT, Export DPXDRX = Dynamic Range Extension / OLPF = Optical Low Pass Filter

Exposure = ISO


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


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


Signaux

Raw redcode

Red Space /Color

Rec709

Red Log


Conclusions Red

Monitoring: Red Raw, Red Log/color, Rec709Pose: Histogramme et fausses couleurs

REC: RAW only


Red Epic et Scarlet


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


Les nouvelles caméras Arri Alexa

50k€


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.


Arri Raw Recorder


Arri Raw Converter to DPX


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


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


Codex


Format d'enregistrement F35/F23/Genesis

Srw1

Srw1

Srw1

4:4:4 25P

422 25P 10bits

4:2:2 50P


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


Conclusions D21/Alexa

Record:- Gamma Lin- Gamma Log (+ LUT)- RAW (dual link)- Mscope 1,33 (Dual link)


Les workflowspossibles: D21

EI

LOG

MScope

RAW


Alexa Record

REC709

LOG

Simulateur Alexa sur le site d'Arri

Codex mini

RAW

codex


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)...


La génération DSLR Reflex

Canon 5DMII / 7D / 1DMIV: HD 1920x1080 en grand format


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


Accessoirisation


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


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


Les autres...

Panasonic GH117,3x13mm1920x1080 50i17Mbps AVCHD Nikon D90/D3S

23,9x36mm1280x720 MOV Mjpeg 19 Mbps


La convergence...

Panasonic AF101 4/3 SONY APS-C Camescope (NEX-5)


Conclusions DSLR

Record:- Via des courbes (Picture Style): Gamma Lin


Les courbes chez Canon

CanonDSLR

Superflat

Marvel cine

Standard

de-flat


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


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


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 €


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


Break 1ère Partie Image


2ème Partie Informatique


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


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


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


3 éléments:➔ 1 format de container➔ 1 codec image➔ 1 codec son


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


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


Encapsulation


Containers et codecs

MuxDemuxESEssences

-Acquisition vidéo (DV)-editing (editing)

●AVI (microsoft)



-Streaming 1ere version- Acquisition (DV)-editing (montage)- broadcasting (progressiveDownload)

●MOV (Apple)


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


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


Connectique informatique

USB 2 IEEE1394 / Firewire / i Link RJ45 Ethernet

Disques durs

Caméras / magnétoscopes / disques durs

Réseau / Disques durs


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 €


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…)


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


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


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


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


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


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)


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)…


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


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


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


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


RAID


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


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)


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


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


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.


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


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●


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)


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


Apple Xserve

•Rapport Qualité/prix

7 To / Xserve sur 14 disques 500 Go ATA inter-changeables pour 13 000 $

Librairies Xserve


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


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:


Stockage en réseau● Un système d'exploitation● Un format de disque: FAT32, HFS, NTFS...● Des normes réseau: Ethernet, SMB, AFP...


Systèmes d’exploitation

•DOS, GUI, Windows, Unix…


OS - suite

Windows Vista 64 bits Mac OS X 64 bits

Carte mère et hardware

BIOS

Disk Operation System

Interface graphique

Unix - Linux


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).


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


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


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


Les Matériels Réseaux

•Carte réseau Adapter or Interface•Hub Hub! or concentrator•Commutateur Switch•Routeur Routers•Passerelle Gateway•Pont Bridge•Pare-Feu Firewall•Modem


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


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


Le besoin de compression

La HD coute cher ! Il faut réduire le poids numérique !


Problématique de la compression

Qualité ?

Compositionde

l'image

Contenu dela scène

Statique

dynamique

simple

complexe



1 container / 1 codec image / 3 codecs SON (mp3)

broadcasting:-VCD@1,5 Mbps- maquette- intranet (INA)

-Format universel par excellence !!

●Mpeg1


Codecs

target: VCDdatarate: 1,5 MbpsDéfinition: 352x288@25 Mbps

No entrelacementuniversal format of video !

●Mpeg1



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


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


Pourquoi le Mpeg2 ?

● Une longue expérience● pre processing● Chips prices● CPU performances● compatibilty


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


Codecs

from 2048x1080 to 160x120from 40 Kbps to 880 MbpsASP and AVC: CPUsize AVC – 40%/50%

Codecs + interactivitéScalabilité

MPEG2 successor !

●Mpeg4


Mpeg2 versus Mpeg4● Variable block size● Variable GOP● Motion vectors optimization● Better encoding interlaced pictures


Demo mp4


Mpeg2 / Mpeg4 ASP / AVC H264


Container

●WMV9–WMV9 video (Mpeg4, 7,8)–WMA10 audio ( 7, 8)

–Interlaced codec–HD


Container

●Flash–H263, On2 VP6, et H264–Audio: Mpeg1 L3 (mp3)

–Need .swf player


Containers and codecs

container universel !

capture:-XDCAM-P2

- editing:- Avid

-broadcasting:- Proxy Mpeg4 2 Mbps352x288

●MXF


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.


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


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


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 !


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


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


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


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



SDI


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



Connectiques HD

Connecteurs SDI et HD SDI

Ref HD et SD

Sorties HD analogiques Y Pb Pr et Time CodeJC Fouché – Cifap / Panavision


Connectique suite


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


Conversion

HD Connect LE

HDV IN / Composite Composantes – HD SDI OutPilote HDV – RS422

2000 HT

700 HT


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


Import Solutions de montage: Avid

AvidImport

Export

.MOVdv

.AVIdv

.MOVdnXhd

.tifstill

.MOVdv

.MOVqtref

.MOVdnXhd

.mp4H264

.wmvvc1

.m2thdv

Exploitation

.omfmjpeg

.mxfdnxhd

.mxfdv/hdv

SorensonSqueeze

Mpeg2


Import Solutions de montage: FCP

FCPImport

Export

.MOVdv

.AVIdv

.MOVdnXhd

.tifstill

.MOVdv

.MOVdnXhd

.mp4H264

.movProres

Exploitation

.movProres

.movdv/hdv

Compressor

Mpeg2


Import Solutions de montage: Prem.

PremiereImport

Export

.MOVdv

.AVIdv

.MOVdnXhd

.tifstill

.MOVdv

.MOVcineform

.MOVdnXhd

.mp4H264

.wmvvc1

.mpgbluray

Exploitation

natif

mpeg2


Format de diffusion

Stage HD et D-Cinéma 1.10 JC Fouché · Compression et Stockage dé-compression transport ... Pour...

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Transcript of Stage HD et D-Cinéma 1.10 JC Fouché · Compression et Stockage dé-compression transport ... Pour...