Filmer en Ultra HD 4K : Quels atouts sur un écran 1080p standard ?

Publié le par la Rédaction



La technologie Ultra HD 4K était sur toutes les bouches lors du dernier CES 2015 de Las Vegas. De nombreux constructeurs ont présenté leurs solutions permettant à tout un chacun de filmer en Ultra HD. Caméscopes grand public, hybrides, reflex, GoPro jusqu’aux terminaux Android : nombreuses sont les solutions permettant de filmer en ultra haute définition.

Mais une question légitime se pose : Est-il nécessaire de disposer d’un téléviseur ou d’un moniteur 4K pour profiter de l’apport qualitatif de vos enregistrements vidéo en ultra haute définition ?

Formulée autrement : Filmer en ultra haute définition présente-t-il un intérêt quelconque si vous souhaitez au final présenter votre oeuvre sur un écran de résolution Full-HD 1080p standard ? Notre réponse est "OUI". Et on vous explique pourquoi !

Dans un premier temps, vous pourriez penser qu’une vidéo Ultra HD downscalée en 1080p offrira un rendu identique à une vidéo filmée nativement en 1080p. Pourtant ce n’est pas le cas. Notre principal argument repose sur la compréhension du sous-échantillonnage de la chrominance.

Actuellement, nombreuses sont les vidéos, dont celles offertes par le format Blu-ray, à être encodées sous un échantillonnage 4:2:0. Et nombreux sont les caméscopes grand public à limiter leurs enregistrements vidéo en 8-bit 4:2:0. Y compris avec les caméscopes Ultra HD grand public les plus récents...

Si l’on prend l’exemple d’une vidéo encodée en 1080p 4:2:0 (comme sur le Blu-ray), sachez que seul le signal de luminance “Y” est réellement encodé en résolution 1920 x 1080 pixels. Les signaux de chrominance “Cb” et “Cr” sont en réalité encodés dans une demi-résolution verticale et horizontale. Cela équivaut ni plus ni moins à réduire de moitié la définition horizontale et verticale de l'information de couleurs.

Format YUV ou YCbCr :

Note : les films disponibles en Blu-Ray sont tous distribués en YCbCr 4:2:0...

Prenons l'exemple maintenant d'un caméscope Ultra HD grand public. Une source encodée à l’aide d’un caméscope Ultra HD 4:2:0 (3840 x 2160 pixels) disposera bien d’un signal de luminance “Y” en 3840 x 2160. Mais les signaux "Cb" "Cr" de chrominance seront eux encodés dans une demi résolution verticale et horizontale soit en 1920 x 1080 pixels (seulement !)

C'est pour cette raison principale que les professionnels préféreront toujours travailler avec des signaux 4:4:4, format utilisé dans le secteur du cinéma et les productions plus exigeantes. Car ici, les trois couleurs primaires sont quantifiées pour chaque pixel. A la clé : plus de piqué, des couleurs plus riches et des images bien plus malléables en post-production. Les caméras professionnelles, capables de fournir des signaux 4:4:4 permettent un travail plus efficace en post-production pour l'application des filtres colorimétriques (étalonnage) et des effets visuels. Seul inconvénient : la taille des enregistrements plus conséquente.

Une fois cet élément pris en compte, revenons à nos enregistrements Ultra HD grand public 4:2:0. Un signal vidéo encodé en UHD sous un échantillonage 4:2:0 dispose donc de ses 2 plans de chroma “Cb” et “Cr” en définition 1920x1080. Ce qui équivaut à dire que, si l’on souhaite réaliser un downscaling de ce signal vidéo en résolution Full-HD, seul le signal de luminance devrait être downscalé.

Surtout, et il s’agit de l’information la plus importante à retenir : le downsampling d’un signal UHD 4:2:0 (8-bit) vers du Full-HD peut nous permettre d'obtenir un signal 1080p 4:4:4 (avec une profondeur 10-bit luma et 8 bit chroma pour être précis) par interpolation entre les pixels adjacents. Soit une vidéo Full-HD théorique proche des standards de la post-production professionnelle !

Cette information est bien connue des vidéastes avancés et autres utilisateurs du Panasonic GH4, hybride capable de générer en interne des signaux 4K 8-bit 4:2:0 qu’il est possible de convertir en 1080p 4:4:4 (Voir l’excellent article de nos confrères EOSHD à ce sujet).

Retenez donc que même si vous ne présentez vos créations vidéos qu'en résolution Full HD 1080p standard (sur Vimeo ou sur un téléviseur Full-HD), filmer en amont en résolution Ultra HD à l’aide d’un caméra récente vous offrira, outre un apport de résolution évident, des images dotées d'une plus large gamme dynamique et une flexibilité accrue pour vos éventuels post-traitements vidéo (étalonnage et effets visuels...).