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Comprendre la profondeur de bits et le rendu des couleurs pour la vidéo
Couleur 8 bits, 10 bits, 12 bits — quelle est la différence ? Voyons comment la profondeur de bits aide à déterminer la qualité de votre image, en particulier en ce qui concerne la reproduction des couleurs.
Par Pete Tomkies -La capacité d'une caméra vidéo à reproduire une gradation douce entre les couleurs et les nuances est un facteur important lorsque l'on cherche à capturer des images cinématographiques. La gamme de couleurs possibles qu'une caméra vidéo est capable de capturer est déterminée par la résolution en bits du format de fichier utilisé pour l'enregistrement.
Qu'est-ce que la profondeur de bits ?
Toutes les caméras vidéo enregistrent leurs images sous forme de fichiers numériques. Ces fichiers numériques binaires sont composés d'éléments de données appelés bits, qui peuvent être soit un 1 soit un 0.
Les images vidéo sont constituées de points de couleur appelés pixels et la couleur spécifique de chaque pixel est définie en mélangeant ensemble différentes quantités de couleurs rouge, vert et bleu. La profondeur de bits fait référence au nombre de bits de données (1 et 0) utilisés pour enregistrer les canaux de couleur pour chaque pixel.
Vidéo 8 bits :avec les formats de fichier vidéo 8 bits, 8 bits de stockage de données (la plage de nombres binaires 00000000 à 11111111) sont disponibles pour chaque canal de couleur, ce qui donne une variation de 256 nuances par canal. La combinaison résultante de 256 nuances de rouge, de vert et de bleu signifie qu'il y a 16 777 216 (256 x 256 x 256) couleurs possibles dans une image vidéo 8 bits.
Vidéo 10 bits :Pour les vidéos 10 bits, des nombres compris entre 0000000000 et 1111111111 sont utilisés pour décrire chaque canal de couleur. Cela signifie qu'il y a 1 024 valeurs de nuances possibles par canal et un total de 1 073 741 824 couleurs possibles dans une image 10 bits.
Vidéo 12 bits :la couleur dans la vidéo 12 bits est stockée à l'aide des nombres 000000000000 à 111111111111, qui offrent 4 096 nuances de rouge, de vert et de bleu pour un total de plus de 68 milliards de couleurs.
L'augmentation de la profondeur de bits augmente également la taille du fichier à mesure que davantage de données sont enregistrées. Cependant, alors qu'un fichier vidéo 10 bits peut être 20 % plus volumineux qu'un fichier 8 bits équivalent, le premier donnera quatre fois plus de niveaux de couleur par canal.
Caméras et moniteurs
Les reflex numériques et les caméras vidéo grand public haut de gamme enregistrent en interne des vidéos 8 bits. Les reflex numériques Canon et Nikon utilisent une variante du format de fichier MOV tandis que Panasonic et Sony utilisent le format AVCHD. Bien que des enregistreurs externes puissent être utilisés avec ces caméras pour enregistrer dans un format 10 bits (tel que ProRes), les avantages seront limités car la plupart des caméras ne peuvent émettre qu'un signal 8 bits.
Le Panasonic Lumix GH5 est inhabituel parmi les appareils photo sans miroir car il peut enregistrer des séquences 4K au format 10 bits en interne jusqu'à une fréquence d'images de 30p et peut transmettre un signal 10 bits à un enregistreur externe à des fréquences d'images plus élevées.
Le C200 de Canon, de la gamme EOS Cinema, enregistre 4K au format CinemaRAW 10 bits ou 12 bits, selon la fréquence d'images sélectionnée, et peut également enregistrer des séquences 4K UHD 8 bits au format de fichier MP4.
Les caméras de cinéma telles que celles de Blackmagic Design, RED et Arri peuvent enregistrer des fichiers vidéo ProRes 10 bits, mais peuvent également enregistrer des séquences RAW dans un format de fichier 12 bits. Certaines caméras professionnelles Sony ont même la possibilité d'enregistrer des vidéos 16 bits avec une mise à niveau d'enregistreur externe.
La majorité des moniteurs, téléviseurs et projecteurs grand public actuellement sur le marché sont des appareils 8 bits, et bien que des moniteurs vidéo 10 bits soient disponibles, ils sont plus chers en raison de leurs spécifications plus élevées.
Les écrans d'ordinateur 10 bits sont plus courants, cependant, la plupart des cartes graphiques d'ordinateur n'émettent qu'un signal 10 bits lors de l'affichage de jeux vidéo. Les logiciels de montage et d'étalonnage vidéo tels qu'Adobe Premiere Pro, Final Cut ou Davinci Resolve fonctionnent en interne à 10 bits ou plus, mais peuvent nécessiter des périphériques de sortie vidéo supplémentaires pour fournir un signal de prévisualisation 10 bits de la lecture vidéo.
Il existe une gamme limitée de moniteurs 12 bits, tels que les moniteurs de référence de Dolby, mais ceux-ci sont destinés aux suites de montage et d'étalonnage des couleurs professionnelles haut de gamme.
Pourquoi la profondeur de bits est-elle importante ?
L'œil humain ne peut distinguer qu'environ 10 millions de couleurs. Dans un monde où la plupart des appareils d'affichage fonctionnent en 8 bits et produisent déjà 16,7 millions de couleurs, pourquoi avons-nous besoin de fichiers vidéo d'une profondeur de bits plus élevée ?
Dans de nombreuses situations et pour de nombreuses applications, les formats vidéo 8 bits conviendront. Travailler avec une vidéo 10 bits ou 12 bits nécessite un stockage de données accru et un ordinateur plus puissant pour éditer vos séquences. Cependant, les limitations de 8 bits de n'avoir que 256 nuances pour chaque canal de couleur peuvent produire des bandes de couleur dans les zones de gradation de ton, comme un ciel bleu dans votre image.
La gamme supplémentaire de nuances (1024 contre 256) dans une image 10 bits donnera également plus de latitude pour corriger les hautes lumières soufflées ou les ombres profondes dans une vidéo sous ou surexposée. En général, les informations supplémentaires dans les métrages à profondeur de bits plus élevée offrent beaucoup plus de possibilités d'étalonnage des couleurs par rapport aux métrages 8 bits, où la qualité de l'image peut commencer à se dégrader rapidement. Une fois que vous avez étalonné vos images 10 bits, vous ne voudrez plus revenir aux fichiers 8 bits !
La plage tonale accrue rend également les fichiers vidéo à débit binaire plus élevé bien meilleurs lors de la prise de vue sur écran vert ou de l'utilisation d'effets numériques. Les images générées par ordinateur sont généralement produites à des profondeurs de bits plus élevées. Ainsi, lorsqu'elles sont composées avec une vidéo 8 bits, les éléments générés numériquement sont réduits à la profondeur de bits inférieure et la qualité de l'image peut en souffrir.
Conclusion
La profondeur de bits n'est qu'un aspect d'un format de fichier vidéo. La qualité de votre image enregistrée dépendra également de facteurs tels que l'échantillonnage des couleurs (par exemple :4:2:0, 4:2:2 ou 4:4:4) et le débit de données auquel elle est enregistrée. Cependant, avoir une compréhension de la profondeur de bits vous permettra de mieux évaluer quelle caméra choisir pour un travail particulier.