Scheda di revisione: Technologie de l’image et du cinéma

📋 Plan du Cours

1. Vidéo et définition de l’image
2. Codage des couleurs et compression
3. Débit vidéo et stockage
4. Caméra et supports d’enregistrement
5. Paramètres fondamentaux des objectifs
6. Profondeur de champ et cadrage
7. Lentilles et défauts optiques
8. Filtres et accessoires optiques
9. Narration et réalisation cinématographique

📖 1. Vidéo et définition de l’image

🔑 Notions clés & Définitions

• Vidéo : Une suite d’images affichées par seconde, avec 24 images par seconde pour obtenir une restitution fluide.
• Définition de l’image : Correspond à sa taille exprimée en pixels selon sa hauteur et sa largeur.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• L’unité FPS signifie « images par seconde » et mesure la cadence d’affichage d’une vidéo.

📌 Le mode entrelacé, noté i, divise l’image par deux, tandis que le mode progressif, noté p, affiche l’image progressivement.

• Les définitions indiquées sont SD à 720 × 556 pixels en 4/3, HD à 1920 × 1080 pixels en 16/9, 4K ou UHD1 à 3840 × 2160 pixels en 16/9, et 8K ou UHD2 à 7680 × 4320 pixels en 16/9.

Compléments

📌 Le système PAL utilise 25 images par seconde et une fréquence de 50 Hz, tandis que le système NTSC utilise 30 images par seconde et 60 Hz.

💡 Astuce mémo

FPS = fluidité

📖 2. Codage des couleurs et compression

🔑 Notions clés & Définitions

• Sous-échantillonnage chromatique : Code les couleurs en dissociant la luminance, appelée luma, et la chrominance, appelée chroma, puis en compressant les informations de couleur.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📌 Le codage 4:4:4 conserve toutes les informations de couleur pour quatre pixels en largeur, le codage 4:2:2 conserve une seule information de couleur par moitié de ligne, et le codage 4:2:0 compresse spatialement la couleur en recopiant la première ligne sur la deuxième.

📌 Un codage sur 8 bits permet environ 16 millions de nuances et est associé à un usage amateur, tandis qu’un codage sur 10 bits permet environ 1 milliard de nuances et est associé à un usage professionnel.

Compléments

• La pondération du sous-échantillonnage est de 3 pour le 4:
  • 4:4
  • de 2 pour le 4:2:2 et de 1
  • 5 pour le 4:2:0

📌 L’encapsulage détermine la capacité de transport des données dans des formats comme NPG, DUE ou MP4, tandis que le codec assure le codage et le décodage ainsi que la compression et la décompression de l’affichage.

💡 Astuce mémo

Luma + chroma

📖 3. Débit vidéo et stockage

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📐 Formule — Le débit vidéo s’exprime en bits par seconde, notés bps.

📐 Formule — Le débit net est calculé par la formule Définition (hauteur × largeur) × FPS × profondeur d’encodage × sous-échantillonnage.

• Un octet correspond à 8 bits.

📐 Formule — Le taux de compression correspond au rapport entre le débit non compressé et le débit enregistré.

Compléments

📐 Formule — Le débit brut est calculé par la formule Taille du capteur × Définition × FPS × profondeur d’encodage × sous-échantillonnage.

💡 Astuce mémo

Débit → stockage

📖 4. Caméra et supports d’enregistrement

🔑 Notions clés & Définitions

• Caméra : Un dispositif optique et électronique qui enregistre des images animées en convertissant la lumière en un signal analogique ou numérique exploitable.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

• Une caméra comprend un objectif qui dirige la lumière, un capteur ou une pellicule qui la convertit en signal, et un support qui stocke les images capturées.

• La lanterne magique est présentée comme une origine de la caméra vers 1870, le kinétoscope de Thomas Edison date de 1888 et le cinématographe des frères Lumière date de 1895.

📌 L’enregistrement analogique nécessite le développement chimique et des supports physiques fragiles, tandis que l’enregistrement numérique permet un visionnage instantané, des formats RAW ou ProRes et des sauvegardes sur serveurs, cloud ou disques durs.

Compléments

• Les cartes P2, développées par Panasonic en 2004, permettent un enregistrement HD en AVC-Intra, tandis que les cartes CFast et XQD, utilisées à partir de 2010, offrent des vitesses d’écriture adaptées à la 4K et au RAW.

💡 Astuce mémo

Capter, convertir, stocker

📖 5. Paramètres fondamentaux des objectifs

🔑 Notions clés & Définitions

• Distance focale : La distance en millimètres entre le centre optique de l’objectif et le plan focal lorsque la mise au point est réglée sur l’infini; elle influence le grossissement et le cadrage.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📌 Plus la distance focale est courte, plus l’angle de champ est large; une focale inférieure à 24 mm est considérée comme large, tandis qu’une focale supérieure à 50 mm produit un angle de champ fermé.

📐 Formule — Le facteur de recadrage est calculé par CF = diagonale du capteur de référence / diagonale du capteur étudié.

📐 Formule — Le nombre d’ouverture est défini par N = f / O, où f est la distance focale et O l’ouverture relative.

📌 Plus le nombre d’ouverture N est petit, plus la quantité de lumière qui atteint le capteur est grande; entre deux valeurs naturelles successives, la quantité de lumière est divisée par deux.

Compléments

• Les diagonales indiquées sont de 43,3 mm pour le plein format, de 11,1 mm pour le capteur Broadcast B4 et de 21,6 mm pour le Micro 4/3.

💡 Astuce mémo

Focale, ouverture, capteur

📖 6. Profondeur de champ et cadrage

🔑 Notions clés & Définitions

• Profondeur de champ : La zone de l’image dans laquelle les objets apparaissent suffisamment nets.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📌 La profondeur de champ diminue lorsque la focale augmente ou lorsque l’ouverture devient plus grande.

📐 Formule — L’hyperfocale est calculée par H = f² / (N × c), où f est la distance focale, N le nombre d’ouverture et c le cercle de confusion.

Compléments

📐 Formule — Lorsque H est supérieure à P, la distance minimale de netteté est Dmin = (H × P) / (H + P), la distance maximale est Dmax = (H × P) / (H − P), et la profondeur de champ vaut PDC = Dmax − Dmin.

📐 Formule — La relation entre la taille de l’image, la taille de l’objet, la focale et la distance est i / f = O / D, ce qui permet d’obtenir f = (i × D) / O, D = (f × O) / i et O = (i × D) / f.

📐 Formule — L’angle de champ se calcule par A = 2 × tan⁻¹(i / (2 × f)), avec la calculatrice réglée en degrés.

💡 Astuce mémo

Focale + ouverture → netteté

📖 7. Lentilles et défauts optiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Vignettage : Un assombrissement progressif des bords de l’image par rapport à son centre, causé notamment par les limitations des lentilles, des obstructions mécaniques ou les propriétés du capteur.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📌 Une lentille convergente concentre les rayons lumineux en un point focal, tandis qu’une lentille divergente les disperse.

📌 L’aberration chromatique longitudinale produit une mise au point différente selon les couleurs, tandis que l’aberration chromatique latérale décale les couleurs, surtout sur les bords de l’image, sans dépendre de la mise au point.

📌 Le flare est une diffusion parasite de lumière dans l’objectif, le ghosting produit des images doubles ou multiples par réflexions internes, et la diffraction réduit la netteté lorsque la lumière traverse une ouverture très réduite.

Compléments

📐 Formule — L’indice de réfraction est donné par n = c / v, où c est la célérité de la lumière et v sa vitesse de phase.

• Une lentille asphérique possède une courbure plus complexe qu’une lentille sphérique, ce qui améliore la netteté et le contraste, réduit le vignettage et corrige des aberrations optiques.

💡 Astuce mémo

Convergence, aberrations

📖 8. Filtres et accessoires optiques

🔑 Notions clés & Définitions

• Bonnette : Se fixe à l’avant de l’objectif pour réduire la distance minimale de mise au point, notamment en macrophotographie.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📌 Un filtre UV bloque les ultraviolets et protège la lentille frontale, un filtre IR bloque les infrarouges, un filtre ND réduit la lumière sans modifier les couleurs, et un filtre OLPF réduit le moiré et l’aliasing devant le capteur.

Compléments

• Les filtres Soft Focus, Black Mist, White Mist et Pro-Mist adoucissent l’image, réduisent le contraste ou diffusent les hautes lumières.

• Les filtres dégradés modifient la couleur sur une partie de l’image, les filtres CTO corrigent la couleur, et les filtres de teinte artistique ajoutent une dominante colorée.

• Les filtres étoilés créent des traînées autour des sources lumineuses; les modèles à 4, 6 ou 8 points indiquent le nombre de branches produites.

📌 Un adaptateur de monture peut être simple, en assurant seulement la compatibilité mécanique, ou actif, en conservant des fonctions électroniques comme l’autofocus, la stabilisation ou le contrôle du diaphragme.

💡 Astuce mémo

Contrôler et modifier la lumière

📖 9. Narration et réalisation cinématographique

🔑 Notions clés & Définitions

• Point de vue narratif : Indique qui raconte l’histoire et peut être omniscient, subjectif ou interne.

📝 Points essentiels

★ À maîtriser

📌 Le récit désigne ce qui est raconté, tandis que la narration désigne la manière dont cette histoire est racontée.

• La réalisation cinématographique comprend la structure du récit, le point de vue narratif, la temporalité, la mise en scène, ainsi que la musique et le son.

• 🔄 La structure classique du récit comporte trois étapes:

  1. l’exposition ou introduction
  2. le développement ou confrontation
  3. puis la résolution

📌 La narration linéaire suit l’ordre chronologique, la narration subjective adopte le point de vue et les perceptions d’un personnage, tandis que la narration objective guide le spectateur avec une vision extérieure et neutre.

Compléments

• 🔄 Le développement et la confrontation suivent cinq moments:
  1. l’introduction
  2. l’action ascendante
  3. l’apogée
  4. la baisse de l’action
  5. la résolution

💡 Astuce mémo

Histoire, intrigue, mise en scène

📊 Tableaux de synthèse

Comparaison des supports d’enregistrement

Support	Usage ou caractéristique	Limite ou avantage
Pellicule analogique	Développement chimique et archivage physique	Lourde, encombrante et fragile
Carte P2	Enregistrement HD en AVC-Intra	Développée par Panasonic en 2004
CFast et XQD	Enregistrement 4K et RAW à haute vitesse	Utilisées notamment dans les Canon C300 et Sony FS7
SSD	Flux haute résolution 6K/8K en ProRes ou RAW	Utilisé dans les caméras RED et Blackmagic

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. La vidéo ne désigne pas une seule image, mais une succession d’images.
2. La luma correspond à la lumière, tandis que la chroma correspond à la couleur.
3. Le débit vidéo ne s’exprime pas directement en octets par seconde.
4. Une caméra ne se limite pas à son objectif : elle comprend aussi un capteur ou une pellicule et un support d’enregistrement.
5. La focale réelle dépend du couple objectif-capteur, même si les objectifs sont généralement indiqués en équivalent plein format.
6. Une grande ouverture réduit la zone de netteté.
7. Le ghosting se manifeste par des images fantômes, contrairement au flare qui correspond surtout à un éblouissement diffus.