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Quel taux de rafraîchissement choisir pour vos enregistrements vidéo ?
par David Lee
Ce que la 4K crop, les vidéos boueuses et la surchauffe ont en commun
20/7/2020
Traduction: traduction automatique
Dans le cas des vidéos, les fabricants utilisent des astuces pour réduire le volume élevé de données. La qualité s'en ressent. Choisir un débit binaire plus élevé ne sert souvent à rien, car le problème commence dès la lecture du capteur.
Les fabricants ont été critiqués à plusieurs reprises parce que leurs caméras ne peuvent enregistrer la 4K qu'avec un champ de vision limité. Ce n'est évidemment pas pratique et le "crop 4K" n'est donc pas populaire. Malgré cela, des caméras dotées d'une fonction "crop" 4K sont encore commercialisées aujourd'hui. Comme aucun fabricant n'aime ennuyer ses clients, on peut se demander pourquoi.
Le crop 4K fait partie d'un problème plus large. A savoir qu'une caméra doit passer d'une résolution d'au moins 20 mégapixels à une résolution beaucoup plus petite. Et qu'aucune méthode n'est parfaite pour y parvenir.
La situation de départ
Si vous enregistrez une vidéo avec un appareil photo, la résolution du capteur ne correspond pas à la résolution de la vidéo. Par exemple, le capteur du Sony Alpha 6400 a 6000×4000 pixels, soit 24 mégapixels. Pour une vidéo en UHD, il faut 3840×2160 ou même seulement 1920×1080 pixels en Full HD. Cela ne représente qu'environ 8 et 2 mégapixels respectivement.
La solution la plus évidente est que la caméra prenne l'image originale et réduise la résolution, comme dans Photoshop. En fait, c'est ce que font certains appareils photo. C'est ce qu'on appelle le suréchantillonnage, car l'appareil photo prélève plus de données qu'il n'en a besoin pour le résultat final.
Pour autant, de nombreux appareils photo n'utilisent pas le suréchantillonnage ou ne l'utilisent que partiellement. Le problème est que la caméra doit convertir au moins 24 images par seconde - en temps réel. Il est préférable d'utiliser 50 ou 60 images par seconde. Avec 60 images, cela fait 3600 images par minute que la caméra doit recalculer. Pour une vidéo de 20 minutes, cela donne 72 000 images.
Cela nécessite un calcul assez intensif. Les processeurs actuels peuvent certes le faire, mais ils transpirent. Chaque minute qui passe, ils chauffent. De nombreuses caméras limitent l'enregistrement vidéo pour protéger l'électronique d'un coup de chaleur.
Les caméras, qui offrent une qualité vidéo particulièrement élevée, devraient en fait être refroidies de la même manière que les PC. Mais la dissipation de la chaleur de ces appareils n'est pas optimale. Le Panasonic Lumix S1H est le seul appareil photo que je connaisse à disposer d'un ventilateur intégré. Ce n'est pas par hasard qu'il est aussi un top shot absolu dans le domaine de la vidéo.
Cropping, skipping et binning
Les calculs intensifs effectués par la caméra présentent un autre inconvénient : la batterie se vide en peu de temps. Il n'est donc pas surprenant que les caméras aient recours à d'autres méthodes pour générer en temps réel une résolution adaptée à la vidéo. Ces méthodes nécessitent moins de puissance de calcul, mais ne produisent pas la même qualité d'image.
La pire méthode, mais la plus simple, pour obtenir le nombre de pixels souhaité est le cropping mentionné au début de cet article. Crop signifie en français recadrage. Le fameux crop 4K consiste simplement à limiter l'image au nombre de pixels requis et à couper les bords autour.
C'est évidemment mauvais, car vous n'avez pas le même cadrage en photo qu'en vidéo. Les prises de vue grand angle en vidéo deviennent donc impossibles. En vlogging, ce sont justement celles qui sont appréciées car elles montrent beaucoup de l'environnement et ont une grande profondeur de champ.
Le line skipping est nettement préférable, car il permet de conserver le cadrage. Cette méthode consiste à omettre des lignes ou des colonnes entières sur la grille de pixels. La quantité de données à traiter par le processeur d'images est ainsi réduite dès le départ.
Mais la qualité de l'image souffre du fait que toutes les informations d'image que le capteur pourrait fournir ne sont pas utilisées. Si tous les pixels sont d'abord lus et qu'une image UHD est calculée à partir de ceux-ci, l'image est clairement plus nette.
Le pixel binning consiste à regrouper plusieurs pixels - généralement quatre - en un seul. Logiquement, la résolution et la quantité de données à traiter ne sont alors plus que d'un quart.
Ce n'est ni le cropping, ni le line skipping, ni le pixel binning qui permettent d'atteindre la netteté obtenue en sous-traitant la pleine résolution.
Une différence nettement visible
Les fabricants ne précisent pas quel procédé ils utilisent pour quelle résolution. Mais si une caméra fournit une image 4K très nette alors que la Full HD est terne, on peut en déduire que le suréchantillonnage est utilisé pour la 4K et que le pixel binning ou le line skipping est utilisé pour la Full HD.
Dans le cas de notre caméra de rédaction Sony Alpha 6400, la différence de qualité entre la 4K et la Full HD est en tout cas frappante. J'ai filmé brièvement la cour intérieure de l'immeuble de bureaux en 4K et en FHD, à chaque fois avec la plus haute qualité disponible. Sur l'image ci-dessous, vous voyez à gauche un extrait en FHD, à droite un extrait en 4K ramené à la même taille.
Le Full HD n'est pas forcément le même que le Full HD
Si une caméra est fondamentalement capable de convertir en direct le nombre total de pixels en 4K, pourquoi ne fait-elle pas de même en Full HD?
Pendant que la 4K est limitée, par exemple à 30 images par seconde ou à une certaine durée comme 10 ou 20 minutes, il faut d'autres options d'enregistrement qui ne présentent pas ces limitations. C'est le cas de la Full HD. En règle générale, le Full HD peut être enregistré sans limite de temps, avec des taux de rafraîchissement allant jusqu'à 120 ips. Cela n'est possible qu'avec les méthodes "bon marché".
Mais je ne comprends pas bien pourquoi il n'y a pas d'option de haute qualité pour le Full HD, qui utilise le suréchantillonnage. Des caméras comme le Panasonic GH5 montrent que c'est techniquement possible : elles calculent le Full HD normal à partir du nombre total de pixels, ce n'est qu'à des fréquences d'images élevées comme 120 fps qu'elles ont recours à une méthode moins gourmande en temps de calcul.
Cela signifie que le Full HD fournit une qualité d'image très différente selon le fabricant et la caméra.
Une grande différence de qualité qui n'est pas révélée
Les indications telles que Full HD ou 4K ne donnent qu'une idée de la résolution nominale, pas de la netteté réelle qu'une caméra peut produire. Celle-ci dépend de la quantité d'informations utilisées pour calculer l'image vidéo. Le suréchantillonnage utilise toutes les informations du capteur et est clairement la meilleure méthode, mais il nécessite aussi une grosse puissance de calcul et peut faire bouillir une caméra.
Je trouve très irritant qu'il y ait apparemment des caméras qui utilisent le suréchantillonnage en 4K, mais une méthode "moins chère" en Full HD. Cela n'est pas visible dans les spécifications, mais bien dans la qualité résultante. C'est pourquoi je comparerai l'image en Full HD et en 4K lors de futurs essais.
Les processeurs d'image des caméras s'améliorent de plus en plus. Je suppose que les générations futures ne dépendront plus d'astuces comme le line skipping ou le cropping, mais pourront également calculer en direct des taux d'image élevés à partir de l'ensemble du capteur.
David Lee
Senior Editor
David.Lee@digitecgalaxus.chMon intéret pour l'informatique et l'écriture m'a mené relativement tôt (2000) au journalisme technique. Comment utiliser la technologie sans se faire soi-même utiliser m'intéresse. Dans mon temps libre, j'aime faire de la musique où je compense mon talent moyen avec une passion immense.
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