La vidéo numérique
Comme le cinéma traditionnel sur pellicule, la vidéo numérique exploite la persistance des impressions rétiniennes pour donner l'illusion du mouvement avec une suite d'images fixes. Ainsi une vidéo numérique sera constituée :
- d'une série d'images numériques fixes (piste vidéo),
- d'une piste audio.
Cette rubrique va donc évoquer de quoi sont faites les vidéos numériques, comment on les produit, comment on les regarde.
La piste vidéo
Les images qui constituent la piste vidéo sont des images bitmap telles que décrites ici.
Leur première caractéristique est leur définition, c'est-à-dire le nombre total de pixels qui les composent (nombre de pixels en largeur x nombre de pixels en hauteur) : plus la définition est grande, plus l'image sera précise. Les principaux formats utilisés sont :
- SD (Standard Definition) : 720x576 pixels (PAL/SECAM) et 720x480 pixels (NTSC). Ce format est utilisé par les DVD,
- HD (High Définition) dite "intermédiaire" : 1280x720 pixels. Il est surtout utilisé par les services de VOD (Vidéo à la demande),
- Full HD (la "vraie" haute définition) : 1920x1080 pixels. Il est utilisé par certains téléviseurs et le Blu-Ray,
- (Wide) Quad HD : 4 fois plus de pixel que la HD, soit 2560x1440 pixels,
- 4K : 4 fois plus de pixels que la Full HD, soit 3840x2160 pixels,
- 8K : 16 fois plus de pixels que la Full HD et 4 fois plus de pixels que la 4K, soit 7680x4320 pixels.
Si un film sur pellicule est diffusé à 24 images par seconde, la vidéo numérique permet de diffuser à d'autres fréquences (couramment 25 ou 30 images par seconde). A ce rythme-là, les fichiers vidéos deviendraient vite monstrueux, d'où la nécessité de compresser l'information. Pour ce faire, deux techniques complémentaires sont utilisées, de façon non exclusive :
les images-clé :
Cette technique se base sur le fait qu'en général il y a peu de changement entre une image et la suivante, d'où la possibilité de réduire le volume de données en enregistrant la première image entièrement (c'est une image-clé ou keyframe en anglais), puis n'enregistrer que les changements entre une image et la précédente ; moins on enregistre d'images-clé (par exemple toutes les 500 images), plus la compression est efficace, sauf si deux images consécutives sont très différentes (suite à un mouvement de caméra rapide, par exemple). Dans une diffusion sur internet, les images-clé permettent de recaler l'image suite à une perte de paquets.
les codecs :
De manière analogue au son numérique, il existe des dispositifs nommés codecs (comme COdage-DECodage) qui permettent d'encoder (de compresser) la vidéo pour la transmission, puis de décoder (de décompresser) ces objets pour édition ou restitution, avec des caractéristiques différentes selon que l'on privilégie la qualité de l'image ou la compacité des données résultantes.
On qualifie aussi la compression par un débit de données (exprimé en kbits/s, typiquement dans l'optique d'une diffusion sur Internet) : en effet, si l'on veut transmettre sur un réseau à bas débit, il faudra compresser davantage, au détriment de la qualité, pour conserver une certaine fluidité de l'image.
Exemples de codecs :
- codecs propriétaires : WMV (Windows Media Video), DivX (DivX Networks), H.264 (déclinaison du MPEG-4 de Moving Picture Experts Group sous l’égide de l'International Organization for Standardization)
- codecs libres : x264 (implémentation libre du H.264), Xvid (implémentation libre du DivX), Theora
La piste son
Comme on l'a vu dans la rubrique consacrée au son numérique, le son peut être compressé grâce à divers codecs, avec des caractéristiques différentes selon que l'on privilégie la qualité du son ou la compacité des données résultantes. La piste son d'une vidéo sera donc aussi compressée, avec des codecs audio tels que ceux décrits dans la rubrique correspondante.
Les fichiers vidéo
Afin que les logiciels de restitution ou de manipulation de vidéos numériques soient capables d'en exploiter les données, celles-ci doivent être auto-décrites, c'est-à-dire qu'elles doivent être accompagnées des informations descriptives ci-dessus. Pour ce faire, les vidéos numériques sont contenues dans des fichiers qui sont appelés des "conteneurs", dont la spécification décrit où dans le fichier et comment sont rangées toutes ces informations. Dans un fichier vidéo, on pourra trouver :
- une ou plusieurs pistes vidéo,
- une ou plusieurs pistes audio (ex. film en différentes langues ou en stéréo, 5.1, 7.1...),
- des sous-titres (version française, anglaise..),
- une sélection de chapitres,
- des informations sur l’œuvre vidéo (date de création, réalisateur, langue...).
Comme souvent, il existe plusieurs formats de conteneurs, par exemple :
- formats propriétaires : AVI (Audio Video Interleave, extension .avi) de Microsoft, MPEG 1/2/4 (extensions .mpg, .mpeg, .mp4), QuickTime (extension .mov) d'Apple, WebM (extensions .webm, .weba) basé sur Matroska, développé par Google, RealMedia (extension .rm), Flash Video (extension .flv) d'Adobe Systems,
- formats libres : Matroska (extensions .mkv, .mka, .mks), Ogg et Ogg Media (extensions .ogg, .ogv, .oga, .ogx, .ogm)
Comment produit-on des vidéos ?
Les deux principales façon de créer des vidéos numériques sont :
- la captation : il s'agit d'enregistrer des séquences vidéo avec une caméra vidéo (plutôt réservé aux professionnels), un appareil photo numérique (un appareil moderne permet de créer des vidéos 4K), ou simplement avec un smartphone (résultat généralement de faible qualité),
- le montage : à l'aide d'un logiciel dédié, on peut sélectionner, découper, assembler des séquences vidéo pré-enregistrées, y ajouter des effets spéciaux, et produire une œuvre qui peut être un documentaire, un film, un reportages, un clip vidéo, ...
Il est à noter qu'avec le développement de l'imagerie de synthèse et de l'intelligence artificielle, il est possible de fabriquer des vidéos "à partir de rien".
En général, l'équipement utilisé pour la captation ne permet pas (ou peu) de choisir les caractéristiques (définition, codec, conteneur, etc.) de la vidéo produite, aussi, selon l'usage que l'on veut en faire, on pourra être amené à la convertir dans un autre format. Les logiciels de montage, en général savent importer de nombreux formats, et si besoin effectueront la conversion au moment de l'import. Ils permettent de produire des vidéos dans tout un tas de formats, selon la destination de l’œuvre - ex. film de cinéma : qualité maximale vs clip pour internet : définition moyenne et forte compression pour la compatibilité avec des réseaux bas débit.
Exemples de logiciels de montage vidéo :
- logiciels propriétaires et payants : Avid Xpress Pro d'Avid Technology, Premiere d'Adobe, Final Cut Pro d'Apple,
- logiciels libres et gratuits : Blender, Cinelerra, Kino, Shotcut
Comment regarder des vidéos numériques ?
Le premier support populaire des vidéos numériques a été le DVD, puis son successeur le Blu-Ray, qui nécessitent un lecteur couplé à un téléviseur ou à un vidéoprojecteur.
Mais aujourd'hui c'est plus souvent avec un ordinateur, un smartphone ou une tablette, qu'il s'agisse de regarder :
- un fichier vidéo à l'aide d'un logiciel de type media player comme Windows Media Player de Microsoft, iTunes d'Apple, VLC media player (logiciel libre)
- une vidéo diffusée sur Internet par un site d’hébergement de vidéos (ex. YouTube, Dailymotion, Vimeo), par un service de replay TV (ex. Arte, France TV), ou par une plateforme de vidéo à la demande (ex. Netflix, Prime Video, Disney+)
