Comprendre les formats et les paramètres vidéo

De la même manière que vous pouvez enregistrer une image au format JPEG, HEIF ou RAW, il existe également plusieurs options de format de fichier pour stocker des fichiers vidéo. Néanmoins, la question est un peu plus complexe en ce qui concerne les formats vidéo, car il existe un plus grand nombre de variables. Nous allons maintenant vous présenter les formats vidéo les plus courants et vous aider à comprendre les options de menu associées disponibles.

Contrairement aux fichiers d'images, les fichiers vidéo sont composés de nombreux éléments, dont un codec et un conteneur. Le codec est une couche logicielle qui permet d'encoder et de décoder les données vidéo lors de l'enregistrement et de la lecture. Il s'agit de l'équivalent vidéo des algorithmes de compression utilisés pour les fichiers d'images. La majorité des codecs sont dits « avec perte », car la compression des données destinée à gagner de l'espace entraîne la suppression d'une partie des données vidéo d'origine.

Le conteneur regroupe l'image et les données audio de la vidéo, ainsi que les sous-titres et autres métadonnées. Le conteneur se comporte comme un fichier unique, et lorsque l'on parle de formats de fichiers vidéo, il s'agit généralement de formats de fichier conteneur, comme MP4 ou XF-AVC. Cependant, lorsque vous sélectionnez un format vidéo dans le menu de votre appareil, vous choisissez généralement une combinaison conteneur + codec, comme MP4 (HEVC) ou MP4 (H.264), et pas seulement MP4.

Il est possible d'enregistrer une vidéo RAW, et certains appareils offrent cette option, mais les fichiers vidéo RAW sont très volumineux. Par exemple, lorsque vous filmez à 25 im/s, c'est-à-dire que vous enregistrez 25 fichiers RAW pour chaque seconde de vidéo, vous mettez à rude épreuve la bande passante de données de votre équipement et la vitesse d'écriture de la carte, tout en saturant très rapidement son espace de stockage.

C'est pourquoi, à l'instar des fichiers d'images, il existe différentes méthodes pour réduire la taille des fichiers vidéo et les rendre plus faciles à traiter. Il est notamment possible de recourir à diverses méthodes de compression et à plusieurs systèmes d'échantillonnage des couleurs. Généralement, vous pouvez choisir entre les méthodes de compression dans le menu de votre appareil sous Taille de l'enregistrement vidéo, mais l'échantillonnage des couleurs est déterminé par les paramètres du format de fichier. Intéressons-nous maintenant aux formats vidéo les plus courants, avant d'examiner les autres paramètres qui ont un impact sur la taille des fichiers vidéo.

• Quels sont les différents formats vidéo ?
• Taille d'enregistrement, fréquence d'images et méthode de compression
• Profondeur de bits et débit binaire
• Sous-échantillonnage de la chrominance
• Utilisation de Canon Log
• Quels sont les meilleurs formats vidéo ?

Voici les formats vidéo standard du secteur disponibles sur les appareils Canon actuels (tous ne sont pas disponibles sur l'ensemble des modèles) :

• MP4 (H.264) : MP4 est un format de fichier conteneur. Il existe donc plusieurs format MP4 différents. H.264 (ou AVC) est le codec de compression vidéo le plus largement utilisé pour la vidéo numérique aujourd'hui, en particulier pour les services de diffusion de contenu. Ces fichiers peuvent être lus sur presque tous les appareils.
• MP4 (HEVC) : HEVC signifie codage vidéo haute efficacité. Ce codec (également appelé H.265) offre une efficacité de compression 50 % supérieure à celle du H.264. Aussi, il produit des fichiers plus petits et nécessite une bande passante inférieure lors de la diffusion de contenu. Il est également le premier à prendre en charge la résolution 8K.
• XF-AVC : il s'agit d'un format de fichier développé par Canon spécifiquement pour les séquences DCI 4K ou UHD 4K. Il convient aux workflows professionnels. C'est notamment le choix des créatifs qui l'utilisent pour enregistrer des séquences en haute résolution. L'extension du nom de fichier est .MXF.
• RAW : tout comme lorsque vous prenez des photos au format RAW, certains appareils Canon vous permettent de filmer des vidéos au format RAW. Les fichiers RAW contiennent toutes les informations de couleur et de ton, ainsi que les détails de l'image capturés par le capteur. Ces données sont extrêmement utiles dans la mesure où elles offrent une plus grande flexibilité lors du montage. Les vidéastes l'apprécient particulièrement lorsqu'ils souhaitent capturer la plage dynamique la plus étendue d'une scène, ce qui leur permet de tirer le meilleur parti des détails des zones lumineuses et sombres en post-production.
• Cinema RAW Light : filmer au format RAW présente d'énormes avantages, mais il présente l'inconvénient de produire des fichiers très volumineux, ce qui peut avoir un impact sur votre workflow. Le format Cinema RAW Light de Canon, introduit avec le lancement de la caméra vidéo Canon EOS C200 s'avère une bonne option pour contrer ce problème. Ce format offre une plage dynamique très étendue, tout en réduisant considérablement la taille des fichiers. L'extension du nom de fichier est .CRM.
• MOV est un format de conteneur alternatif, pratique pour monter vos séquences sur un ordinateur. Les fichiers MOV offrent une haute qualité, avec d'excellentes options de codec, notamment divers codecs ProRes avec et sans perte pour les séquences haute résolution. Néanmoins, les fichiers peuvent également être très volumineux. Certains reflex Canon prennent en charge l'enregistrement de séquences vidéo au format MOV. Cependant, si vous utilisez un modèle d'appareil hybride, de caméra cinéma ou de caméscope Canon modernes, vous pouvez filmer dans d'autres formats et transcoder vos fichiers en MOV en cas de besoin pour la post-production. Vous avez également la possibilité d'exporter des séquences au format MOV pour livrer des fichiers dans ce format si nécessaire.
• De la même manière, vous souhaiterez peut-être parfois exporter vers d'autres formats tels que WMV (format Windows Media Video) pour des besoins de livraison spécifiques, mais toutes les permutations possibles des workflows de post-production et de livraison sont hors de propos ici.

Nous avons mentionné qu'il existe de nombreuses variables en matière de formats vidéo. En plus de sélectionner un codec et un format de conteneur, vous pouvez choisir parmi une gamme de paramètres qui influent sur la qualité de votre vidéo et la taille des fichiers produits, lesquels conditionnent à leur tour la durée d'enregistrement possible sur votre carte mémoire.

Dans le menu de votre appareil sous Taille enr. vidéo, vous pouvez définir trois paramètres importants :

• Taille d'enregistrement : c'est ce que l'on appelle généralement la résolution en photographie, c'est-à-dire le nombre de pixels dans chaque image. Les paramètres communs disponibles sont :
  • DCI 4K (4K-D dans les menus) : 4096 × 2160 pixels.
  • UHD 4K (4K-U dans les menus) : 3840 × 2160 pixels.
  • Full HD (FHD dans les menus) : 1920 × 1080 pixels.
• D'autres options sont disponibles sur différents appareils, en particulier les caméras vidéo professionnelles, notamment DCI 8K (8192 × 4320) et UHD 8K (7680 × 4320) sur les modèles Canon EOS R5 et EOS R5 C. Comme vous vous en doutez, filmer en 4K produit des fichiers plus volumineux que de filmer en Full HD, les autres paramètres étant égaux. Toutefois, normalement, vous devez simplement sélectionner la taille d'image appropriée pour vos besoins de sortie prévus. Vous pouvez aussi enregistrer avec la meilleure résolution disponible et redimensionner les images pour la sortie ultérieurement, selon les options de post-production qui s'offrent à vous.
• Fréquence d'images : il s'agit de la fréquence à laquelle les images sont capturées (exprimée en images par seconde ou im./s). Les options disponibles ici dépendent de l'option sélectionnée dans les paramètres généraux du système vidéo : PAL (en Europe) ou NTSC (en Amérique du Nord et au Japon). La fréquence d'images standard est de 25 im./s pour PAL ou d'environ 30 im./s pour NTSC. Les séquences filmées à 50/60 im./s peuvent être ralenties de moitié lorsqu'elles sont lues à 25/30 im./s en post-production. Des fréquences d'images plus élevées, telles que 100/120 im./s ou parfois supérieures, sont disponibles sur certains appareils pour créer des effets de ralenti accentué lors de la lecture à des fréquences d'images standard. Vous remarquerez que la plupart des paramètres disponibles se terminent par p, comme 50p, mais certains se terminent par i, comme 50i ou 59.94i. Le « p » signifie « progressif » et le « i » « entrelacé ». Lorsqu'un écran utilise le balayage entrelacé, il transmet alternativement les lignes de l'image affichées, d'abord les lignes paires, puis les lignes impaires, puis à nouveau les lignes paires, et ainsi de suite. L'opération est si rapide (généralement 30 fois par seconde ou plus) que l'œil perçoit une image complète, alors que chaque champ ne contient techniquement que la moitié des détails de l'image. Tous les écrans d'ordinateur et téléviseurs d'aujourd'hui, ainsi que la vidéo sur Internet, utilisent le balayage progressif, où chaque image de la vidéo contient l'image entière. Cependant, la vidéo de qualité Broadcast était auparavant entrelacée en standard, car l'entrelacement offre des résolutions apparentes plus élevées même lorsque la bande passante est limitée. Aujourd'hui, 50i est toujours la norme de diffusion en Europe, mais la vidéo de qualité Broadcast peut être entrelacée ou progressive. (Les modèles d'écrans actuels désentrelacent automatiquement tous les signaux entrelacés entrants.) La vidéo est désormais généralement réalisée à l'aide de paramètres progressifs et convertie en paramètres entrelacés lorsqu'il s'agit du format de livraison spécifié. Si vous utilisez un paramètre entrelacé, notez que le nombre indiqué est le taux de trame et que la fréquence est en fait la moitié de ce nombre. Par conséquent, un taux de trame de 50i correspond à 25 im./s et un taux de trame de 59,94i correspond à 29,97 im./s.
• Méthode de compression : en plus du codec utilisé pour encoder et décoder la vidéo, vous pouvez souvent sélectionner une méthode de compression. Elle ne détermine pas le codec ou le type de compression utilisé, mais indique plutôt comment le codec doit être appliqué :
  • All-I : le « I » signifie « intra-trame », et dans cette méthode, chaque image individuelle est compressée, une par une. Cette méthode ne permet pas d'obtenir des fichiers de taille aussi réduite que les autres méthodes disponibles, mais elle permet d'obtenir une meilleure qualité. Elle est particulièrement adaptée au montage car, puisque le nombre d'informations sur les images est plus important, les fichiers peuvent se prêter à un montage plus poussé en post-production.
  • IPB (Standard) : également appelé GOP (Groupe d'images), cette méthode analyse une trame clé (trame I) et enregistre ensuite uniquement les différences entre les trames au lieu des informations complètes au sujet des images, et ce, pour chaque trame. Pour ce faire, deux méthodes sont utilisées : les trames P (trames prédictives), qui enregistrent ce qui a changé par rapport à la trame précédente, et les trames B (trames prédictives bidirectionnelles), qui peuvent référencer les informations relatives aux images dans les trames précédentes et suivantes. Chaque trame I peut être suivie d'un nombre variable de trames P et B. Selon la quantité de données qui restent identiques entre les trames, cette méthode peut permettre de réduire considérablement la taille des fichiers.
  • IPB (Light) : cette méthode utilise les mêmes principes que l'IPB (Standard), mais enregistre la vidéo à un débit binaire inférieur (nous y reviendrons sous peu). En conséquence, la taille des fichiers sera plus petite et la compatibilité de lecture sera meilleure.
  • Long GOP : il s'agit généralement d'un plus grand groupe d'images (plus de 15 images). Long GOP est le terme généralement utilisé sur les caméras Cinema EOS pour la méthode de compression inter-trames. Sur les appareils hybrides EOS, le terme utilisé habituellement est IPB. Les deux méthodes sont fondamentalement identiques, mais diffèrent par le nombre de trames dans le GOP. La méthode Long GOP contient plus de trames P et B pour une trame I, ce qui signifie que la taille des fichiers est plus petite, mais que la qualité vidéo est inférieure, même si cela n'est pas toujours très perceptible à des résolutions inférieures.

Les paramètres que nous avons examinés affectent tous la taille du fichier vidéo, et donc la durée de la vidéo que vous pouvez enregistrer sur une carte mémoire d'une capacité donnée. Il existe cependant d'autres facteurs qui affectent la taille du fichier vidéo : la profondeur de bits, le débit binaire et le sous-échantillonnage de la chrominance. Vous ne pouvez normalement pas les régler directement lors de l'enregistrement, car ils sont déterminés par le format de fichier et la résolution (taille de vidéo) sélectionnés.

Tout comme pour les fichiers d'images, il s'agit du nombre de bits de données numériques alloués au stockage des informations de tonalité et de couleur de chaque pixel. Avec une profondeur de bits plus élevée, il est possible d'enregistrer plus de détails de tons et de couleurs, ce qui permet de procéder à des dégradés de tons plus lisses et des ajustements plus précis lors du montage. Cependant, une profondeur de bits plus élevée génère des fichiers plus volumineux. Les enregistrements de fichiers vidéo RAW se font soit en 12 bits soit en 10 bits. XF-AVC et MP4 (HEVC) sont des formats 10 bits, tandis que MP4 (H.264) est un format 8 bits. Dans le contexte de la vidéo, la profondeur de bits est parfois appelée profondeur de couleur, afin d'éviter toute confusion avec le terme suivant.

Également connu sous le nom de débit de données, il s'agit de la quantité d'informations enregistrées (ou lues) en une seconde, qui affecte à la fois la qualité de la vidéo et la taille du fichier. Dans le cas de la vidéo, il est généralement exprimé en mégabits par seconde (Mbit/s). Sur l'EOS R3, le débit binaire peut atteindre 2600 Mbit/s (enregistrement vidéo RAW à 50 im./s en résolution 6K). Filmer en résolution DCI 4K à 25 im./s en utilisant le format XF-AVC avec la méthode de compression All-I peut donner un débit binaire d'environ 470 Mbit/s.

Le manuel de votre appareil comprend un tableau des débits binaires à différents paramètres, ainsi que les tailles de fichier résultantes et les durées d'enregistrement approximatives. Ces informations vous permettront d'évaluer les paramètres les plus appropriés pour votre projet, de calculer le nombre de cartes mémoire à emporter avec vous, mais surtout, de faire en sorte d'utiliser des cartes avec une vitesse d'écriture suffisamment élevée pour gérer le débit de données correctement.

Veuillez noter également que les fichiers vidéo avec des débits binaires élevés nécessitent des connexions Internet rapides pour être visionnés, et certains ne peuvent pas être lus sur des appareils mobiles. Pour YouTube, par exemple, une séquence 4K à 24 im./s requiert un débit binaire de 44 à 56 Mbit/s. Vous devez prendre en compte ce facteur lors de l'encodage de vos séquences avant de les livrer. En outre, le type de compression appelé VBR (débit binaire variable) est largement utilisé pour réduire la taille des fichiers pour l'encodage et la diffusion de contenu. Certains caméscopes utilisent le VBR pour l'enregistrement. Cependant, dans la plupart des cas, son utilisation devient plus pertinente en post-production plutôt que lors de l'enregistrement.

L'œil humain est plus sensible à la luminosité qu'à la couleur, il est donc possible de compresser les données de couleur (chrominance) d'une vidéo sans perte perceptible de qualité d'image, à condition de conserver les informations de luminosité (luminance). Pour ce faire, on utilise un processus d'échantillonnage. Au lieu d'enregistrer la couleur de chaque pixel, l'algorithme enregistre la couleur d'un nombre donné de pixels dans un bloc typiquement composé de deux lignes de quatre pixels chacune. L'échantillon est exprimé sous la forme d'un rapport, tel que 4:2:2 ou 4:2:0.

Un rapport de 4:4:4 indique qu'il n'y a pas de sous-échantillonnage. Le premier chiffre spécifie la taille de l'échantillon, dans ce cas 4 pixels, ce qui correspond au nombre de pixels dans chaque ligne avec des informations de luminance. Le chiffre suivant indique combien de pixels de la ligne supérieure contiennent des informations de chrominance (tous les quatre, dans ce cas) et les 4 derniers signifient que les quatre pixels de la ligne inférieure contiennent des informations de chrominance. Un rapport de 4:2:2 signifie que seuls deux pixels de la première ligne et deux de la deuxième ligne contiennent les informations de chrominance. Cela signifie en effet que dans le bloc de huit pixels, chaque paire de pixels dans chaque ligne est représentée par la même couleur, aussi seule la moitié des données de couleur doivent être enregistrées. Un rapport de 4:2:0 signifie que seuls deux des quatre pixels de la ligne supérieure contiennent des informations de chrominance et aucun de la deuxième ligne. Ainsi, la ligne supérieure est représentée par seulement deux couleurs ce que l'on peut constater sur la ligne inférieure. Le bloc de huit pixels est donc devenu un bloc de deux couleurs.

Cet échantillonnage simplifie clairement les couleurs de l'image, mais il existe toujours des informations de luminance pour chaque pixel, afin que les détails de l'image ne soient pas visuellement compromis. Cependant, tout comme avec la compression, les différents rapports présentent des avantages et des inconvénients. Utiliser un rapport de 4:2:0 permet d'économiser beaucoup d'espace sur votre carte mémoire, mais vous obtiendrez moins d'informations sur les couleurs, ce qui peut être problématique si vous travaillez avec des techniques de traitement critiques en matière de couleurs comme un écran vert. Il s'agit peut-être d'un autre facteur à prendre en compte lors du choix d'un format de fichier : XF-AVC et MP4 (HEVC) utilisent le rapport de 4:2:2, tandis que MP4 (H.264) utilise le rapport de 4:2:0.

Nous avons vu que différents formats de fichiers, méthodes d'échantillonnage ou de compression des couleurs et de nombreux autres paramètres peuvent tous affecter la quantité d'informations d'image capturées dans une vidéo. Nous avons également noté que l'œil humain est particulièrement sensible aux informations relatives à la luminosité. Par conséquent, optimiser la plage dynamique de votre séquence est sans aucun doute le facteur qui impactera le plus la qualité perçue du résultat final. C'est la raison pour laquelle Canon a développé un paramètre supplémentaire, à savoir l'application d'une courbe de tons logarithmique qui permet de préserver autant que possible le détail tonal dans un fichier vidéo de taille raisonnable. Il s'agit d'un paramètre à distinguer de ce que nous avons déjà vu pour les formats de fichiers vidéo et les autres paramètres. Canon Log permet d'enregistrer des images avec une plage dynamique très étendue, un faible bruit et une latitude d'exposition généreuse pour des corrections d'exposition faciles, par exemple lors de la récupération des détails d'un ciel légèrement surexposé.

Depuis sa création en 2011 pour l'EOS C300 (désormais remplacée par l'EOS C300 Mark III), de nombreux appareils Canon proposent désormais un ou plusieurs profils Canon Log. Quelle que soit la version utilisée, les images prises par l'appareil offrent un contraste et une saturation faibles, elles doivent donc être étalonnées lors de la post-production. Ce processus peut être effectué manuellement ou, pour simplifier et accélérer le traitement, à l'aide d'une table de correspondance (LUT). Toutefois, dans le cas de workflows pour lesquels ce type d'opération représente une contrainte excessive, comme pour les prises de vues de type Broadcast sur le vif, les appareils offrent des profils non-Log, avec notamment les formats BT.709, PQ et HLG, qui peuvent aider les utilisateurs à obtenir un aspect spécifique de leurs séquences sans avoir besoin de les étalonner en post-production.

Canon Log est disponible dans toute la gamme actuelle de caméras Cinema EOS professionnelles, ainsi que dans la plupart des appareils hybrides équipés du système EOS R et dans certains reflex. Découvrez quels appareils proposent Canon Log et dans quelles versions.

Le meilleur format de fichier vidéo dépend de la façon dont vous avez l'intention d'utiliser la séquence, car il existe des formats à privilégier en fonction des besoins de chaque projet. Par exemple, le codec H.264 est souvent utilisé pour la diffusion en continu sur Internet parce qu'il offre un bon équilibre entre efficacité et compatibilité. Si votre objectif est de partager votre vidéo sur Internet sur des plateformes comme YouTube ou Facebook, en exportant votre séquence sous forme de fichier MP4 (H.264) plutôt qu'un fichier .MOV, vous obtiendrez une taille de fichier globale plus petite avec une qualité vidéo adaptée à la diffusion de contenu en ligne.

Parfois, votre choix du format de fichier vidéo dépend des circonstances dans lesquelles vous réalisez votre prise de vue. Par exemple, si vous filmez en 4K, mais que vous n'avez pas suffisamment d'espace sur votre carte SD, vous pouvez passer de 4K 50p Standard IPB à 4K 50p Light IPB pour doubler votre temps d'enregistrement possible sur une carte mémoire de même capacité.

Tous les formats de fichiers visent à trouver un équilibre entre la qualité de l'image et la taille du fichier (et donc la durée d'enregistrement). Toutefois, dans des circonstances extrêmes, vous devrez peut-être modifier cet équilibre et sélectionner un format plus compressé, même si au final l'image est de moins bonne qualité.

Dans un autre cas de figure, vous pouvez être limité par le matériel et les logiciels de post-production auxquels vous avez accès. Par exemple, les ordinateurs portables les moins puissants peuvent avoir du mal à restituer des séquences en haute résolution 4K 50p. Par contre, si vous savez que vous pouvez passer à un codec plus léger ou même à une résolution inférieure, comme la Full HD, en cas de réelle nécessité, vous pourrez monter vos séquences plus facilement, en supposant bien sûr que le niveau de qualité de la vidéo finale réponde toujours aux exigences attendues.

Les vidéastes expérimentés adoptent diverses techniques et workflows pour différents besoins vidéo. Par exemple, ils créent des fichiers proxy lorsqu'ils montent leurs séquences à l'aide d'un logiciel comme Media Encoder, lequel produit une version basse résolution du fichier pour soulager l'ordinateur et permettre un montage plus efficace. Les modifications sont ensuite appliquées au fichier haute résolution au moment de l'exportation.

Avec certaines caméras, notamment la caméra cinéma Canon EOS C70 et la caméra vidéo professionnelle XF605, vous pouvez profiter de deux fentes de carte SD, ce qui vous permet non seulement de faire une sauvegarde instantanée de vos images par mesure de sécurité, mais également d'enregistrer simultanément un proxy ou une version avec une résolution inférieure de la séquence sur la seconde carte. Grâce aux deux fentes de carte à haute vitesse de l'EOS C70 et du EOS R3, vous pouvez enregistrer simultanément des séquences RAW sur une carte et MP4 sur l'autre carte.

Une fois vos séquences téléchargées sur votre ordinateur, vous pouvez être tenté de compresser vos fichiers maîtres à l'aide d'un logiciel de type Handbrake pour gagner de l'espace sur votre disque dur. Or, si vous souhaitez modifier ces fichiers par la suite, vous risquez de compromettre leur qualité.