Quand on débute dans l’univers de la vidéo numérique, on se rend vite compte de la complexité de tout ce qu’il est nécessaire d’intégrer pour gérer au mieux ses vidéos. Même une simple lecture peut en rebuter plus d’un lors d’une incompatibilité survient avec un lecteur PC, Mac, votre smartphone, box Android, lecteur de blu-ray, etc. Il y a donc des notions à connaitre comme le conteneur, les codecs audios/vidéos, la définition, les profils de couleur…
Les composantes d’une vidéo
Une vidéo est composée généralement d’un flux vidéo (format Divx, Avc, Hevc…) et d’un ou plusieurs flux audios (mp3, AC3, DTS…), de sous-tires, etc. Le tout contenu dans un conteneur. Les fameux AVI, MP4, MKV, etc.
Les conteneurs
Un conteneur est un format de fichier pouvant contenir divers types de fichiers généralement compressés à l’aide de codecs audio et vidéo, de sous-titres et chapitres. Les principaux formats sont le VOB, MPEG-2, AVI, MP4, MKV, MOV, MPEG-TS.
VOB : Video Object, est le conteneur des DVD. Il peut contenir des flux vidéo MPEG-2 et AC-3, DTS, MP2 et PCM pour l’audio, ainsi que des sous-titres format DVD SUB et chapitres.
MPEG-2 : Moving Picture Experts Group, est identique au VOB, à ceci près qu’il accepte en plus le format audio MP3.
AVI : Audio Video Interleave, peut encapsuler que de la vidéo et de l’audio :
- Formats vidéo, MPEG-1, 2 et 4 (DivX, Xvid, AVC/H264), MS MPEG-4, WMV, etc,
- formats audio, AC3, DTS, MP3, PCM, AAC, WMA, etc.
MP4 : MPEG-4 Part 14, accepte divers types de flux vidéo/audio :
- Formats vidéo, MPEG-1, 2 et 4 (DivX, Xvid, AVC/H264), MS MPEG-4 et AV1,
- formats audio, AC3, E-AC-3, TrueHD, DTS, MP2, MP3, PCM, AAC, WMA, Apple Losless, Vorbis.
MKV : Matroska, c’est le conteneur le plus versatile et accepte une quantité de flux vidéo/audio, sous-titres, chapitres… impressionnante. Rien ne lui résiste au presque. Il devient de ce fait un incontournable. De plus, une grande majorité de matériel son compatible avec, lecteur blu-ray, PC, Mac, etc.
MOV : QuickTime, est le format développé par Apple. Il accepte la majorité des formats vidéo/audio populaires.
- Formats vidéo, MPEG-1, 2 et 4 (DivX, Xvid, AVC/H264), MS MPEG-4, Apple ProRes…
- formats audio, AC3, E-AC-3, MP2, MP3, PCM, AAC, WMA, Apple Losless, Vorbis.
MPEG-TS : MPEG Transport Stream, est aussi issu du même groupe que le format MPEG-2. Son usage est réservé au transport des flux de la télévision TNT ou Blu-ray, par exemple. Bien que son extension de fichier soit le ts en TNT, on peut également le retrouver sur plusieurs extensions, mts, m2ts des disques Blu-ray, mt2s.
Codecs Vidéos/audios
Un codec est un algorithme permettant l’encodage et le décodage de données numériques vidéo/audio, image…
Il existe une très grande variété de codecs dédiés à la compression vidéo et à l’audio, qui ont tous leurs spécificités, leur efficacité. Parmi la longue liste, on peut citer :
- Vidéo : le MPEG2, DivX/Xvid, AVC/H.264, HEVC/H.265, VP9, AV1
- Audio, le mp3, AAC, ceux de Dolby, de DTS…
Codecs vidéo commerciaux
MPEG2 : est le codec des DVD commerciaux et également le successeur du MPEG1. Bien que présent dans les DVD, il est le moins efficace, avec un taux de compression assez faible. Ce qui produit dans certaines conditions, des images pixelisées, nommée macrobloc. Les fameux carrés visibles.
DivX/Xvid : est issus de la norme MPEG-4 Part 2. Ces deux codecs ont eu leur heure de gloire au début des années 2000. Les fameux DivX, des copies pirates controversées des DVD que l’on gravait sur CD de 700 Mo, dont la qualité oscillait de mauvaise à correcte, sans plus.
- DivX 3.11, version piratée, issu du codec de Microsoft MPEG-4, été créée en 1999 à Montpellier par le Français Jérôme Rota. DivXNetworks, Inc, sa société, crée le DivX 4, totalement indépendant, afin d’éviter tous problèmes juridiques avec Microsoft. Son conteneur privilégié est le AVI.
- Xvid : est l’implémentation libre de la norme MPEG-4 Part 2. Il est plus évolué que son cousin DivX, mais finalement, produit des vidéos peut ou prou de la même qualité visuelle à débits équivalents.
AVC/H.264 : MPEG-4 AVC (Advanced Video Coding), ou MPEG-4 Part 10, est une évolution de la norme MPEG-4. Cette norme a été développée conjointement entre la Video Coding Experts Group (VCEG), et Moving Picture Experts Group (MPEG). L’AVC a permis l’essor de la HD et du streaming avec sa capacité de compression largement supérieur, d’environ 50% par rapport au MPEG-.2 et DivX/Xvid.
HEVC/H.265 : MPEG-H HEVC » (High Efficiency Video Coding), est le successeur de l’AVC/H.264. Il est également développé par les groupes VCEG et MPEG, dont l’objectif est de réduire les débits de + ou – 50% (entre 40 à 60%) par rapport au H.264.
Cependant, à cause des incertitudes sur le montant des redevances à payer, on le retrouve exclusivement sur les Blu-ray Ultra HD 4k. Tout l’opposé de son grand frère, le H.264, très répandu grâce à sa compatibilité matérielle et logicielle.
Codecs vidéo libre de droits
AV1 : AOMedia Video 1, a été créé, pour pallier l’incertitude liée aux redevances commerciales du H.265, par l’Alliance for Open Media formée de Google, Microsoft, Amazon, Netflix, Mozilla et Cisco, puis d’Apple par la suite en 2018. Son but est d’avoir une alternative libre de droits. Il serait 30 % plus efficace que le H.265, selon ses concepteurs, au d’étirement de l’allongement du temps d’encodage et du cout engendré. De ce fait, son adoption massive prendra certainement plusieurs années.
VP9 : est également libre de droits et développé par Google principalement pour sa plateforme YouTube. Il est le successeur du VP8 créé par On2, avant que Google rachète l’entreprise et replacé dans l’avenir par AV1. Il est le codec concurrent du H.265 et offre la même qualité d’image à débit équivalant.
Codecs audio
mp3 : MPEG-1/2 Audio Layer III, est le plus célèbre des codecs audio. On ne le présente plus. Avec son poids plume, au détriment de la qualité sonore, a permis l’essor de la musique numérique dématérialisée. Cependant, sa popularité a également participé, au début des années 2000, aux copies massives des DVD converti au format DivX et des CD audio.
AAC : Advanced Audio Coding, a été créé dans le but d’offrir une qualité de son supérieur au mp3. Contrairement aux idées reçues, le AAC ne vient pas d’Apple, mais d’un consortium de sociétés comme Dolby, l’institut Fraunhofer (mp3), de Sony. Il est majoritairement utilisé par Apple, mais aussi smartphone Android, appareils photo entre autres.
- Canaux : 48 canaux différents,
- Débits : 500 kbps en xHE-AAC.
Dolby : Dolby Laboratories, est une société américaine spécialisée dans la réduction de bruit de fond (Dolby NR) et de l’encodage audio AC-3 que l’on retrouve sur les films commerciaux, cinéma, streaming… Dolby est à l’origine des sons spatialisés 3D, avec le Dolby surround, afin de révolutionner le cinéma des années 1980. Actuellement, Dolby propose diverses technologies d’encodage audio.
- Dolby digital, codec AC-3, pouvant contenir jusqu’à 6.1 canaux, version EX, soit 6 enceintes associées à un caisson de basse. Son débit monte à 448 Kb/s sur DVD et 640 Kb/s sur Blu-ray à 48 kHz max.
- Dolby digital plus, codec E-AC-3 : nombre de canaux peut aller jusqu’à 13.1 avec un débit pouvant atteindre 6,144 mb/s (Blu-ray disc et TNT HD).
- Dolby TrueHD : codec sans perte dont et pouvant contenir 7.1 canaux en 24 bits/96kHz. Son débit monte jusqu’à 18 Mbit/s. Mais dans les faits, les films ne proposent pas au-delà de 5 Mb/s.
- Dolby Atmos : apporte la verticalité à la scène sonore et nécessite 2 paires d’enceintes en plus des 5.1, 7.1, 9.1 du Dolby TrueHD. Ce qui nous donne :
- 1 paire, 5.1.2, 7.1.2, 9.1.2
- 2 paires 5.1.4, 7.1.4, 9.1.4
DTS : Digital Theater System, est le concurrent direct de Dolby Laboratories. En ce sens, leur technologie d’encodage audio est similaire avec un taux de compression différent. Il existe, comme pour Dolby, différents types d’encodage : DTS, DTS 24/96, DTS HD, etc.
- DTS, codec DTS, pouvant contenir jusqu’à 6.1 canaux, version ES. Son débit monte jusqu’à 1,5 Mb/s à 48 kHz.
- DTS 24/96 : 5.1 canaux en 24 bits à 96 kHz et débits équivalents du DTS.
- DTS-HD : faisant partie des codecs HD, avec de meilleurs débits, 2 Mb/s à 6 Mb/s, mais reste compressé au même titre que le DTS. Il offre une spatialisation sur 7.1 canaux à 96 kHz.
- DTS-HD Master Audio : est le codec sans perte à débits variable pouvant atteindre autour des 25 Mb/s. Un nombre de 8 canaux en 24 bits/96 kHz ou 5.1 canaux en 24 bits/192 kHz est possible suivent les caractéristiques audio.
- DTS:X : est la technologie verticale de DTS. Il a pour avantage de ne pas demander un placement définit des enceintes verticales, ni d’en posséder, comme l’exige le Dolby Atmos. Donc compatible 5.1 et plus. Bien sûr l’immersion ne sera pas optimale.
Core audio Dolby et DTS des pistes sans pertes
Les cores, noyaux en français, permettent de profiter d’un son 3d Dolby Digital, DTS 5.1 sur des amplificateurs, barres de son…, d’anciennes générations ne disposant pas du décodage DolbyTrueHD, Atmos, DTS master Audio et DTS:X. Cette présence n’est toutefois pas systématique.
Définition d’une vidéo
La définition est le nombre de pixels que composent une vidéo comme le 576i, 720 x 576 px, 1080p, 1920 x 1080 px, 2160p, 3840 x 2160 px… Le i pour entrelacé et p pour progressif.
- 720 x 576 = 414 720 px, SD, DVD PAL
- 1280 x 720p = 921 600 px, HD
- 1920 x 1080 = 2 073 600 px, full HD
- 3840 x 2160 = 8 294 400 px, UHD 4K
- 7680 x 4320 = 33 177 600 px, UHD 8K
Elle définit la qualité de la vidéo, du nombre de détails visible. Plus celle-ci est définie, plus la quantité de détails sera importante, dans les textures, grain de peau, des contours plus nets, lisibilité des textes, etc. L’image sera donc beaucoup plus riche, précise, réaliste et naturelle, avec un détachement des plans.
HDR, HDR10, HDR10 + et Dolby Vision
L’une des avancées dans le domaine de la vidéo, le HDR dont l’objectif est d’améliorer la dynamique de la luminosité, le contraste, ainsi que la colorimétrie d’une vidéo. Pour ce faire, tout appareil doit être compatible HDR, TV, Smartphone, consoles, ampli home cinéma, etc. Mais quel est son principe ?
Le HDR, High Dynamic Range ou grande plage de dynamique des niveaux de luminosité qui va au-delà des 100 nits ou candelas des contenus du standard SDR, Standard Dynamic Range ou plage standard de dynamique. Ce qui permet des pics de luminosité à 1000 nits en HLG et jusqu’à 10 000 nits avec HDR10, HDR10+ et Dobly Vision.
Son principe est basé sur des Métadonnées contenues à l’intérieur du conteneur vidéo, à l’exception du HLG qui en est dépourvu. Le HDR peut être statique, HDR10 ou Dynamique, HDR10 +, Dolby Vision.
- HDR statique (HDR10, HLG) : identique pour l’ensemble des scènes d’une vidéo en se basant sur la scène ayant la plus forte luminosité.
- HDR dynamique (HDR10+, Dolby Vision) : ajuste le taux de luminosité scène par scène dans le but d’obtenir une saturation optimale selon la scène.
DisplayHDR 400, 600, et 1000, 1400, etc
Le DisplayHDR 400, 600, et 1000…, sont des normes de certification HDR par VESA (Video Electronics Standards Association), un groupement de représentants de constructeurs de matériel informatique. Son but est de définir des standards dans le domaine de la vidéo et de certains composants.
En ce qui concerne le DisplayHDR, il certifie la capacité de l’écran à atteindre un pic de luminosité donné.
- DisplayHDR 400 : luminosité moyenne de 320 cd/m² ou 320 nits/m² avec un pic à 400 nits/m².
- DisplayHDR 600 : luminosité moyenne de 350 nits/m² avec un pic à 600 nits/m².
- DisplayHDR 1000 : luminosité moyenne de 600 nits/m² avec un pic à 1000 nits/m².
- DisplayHDR 1400 : luminosité moyenne de 900 nits/m² avec un pic à 1400 nits/m².
Cependant, je ne vous recommande pas le DisplayHDR 400, mais de vous tourner vers la norme 600 qui apporte une meilleure dynamique. Le résultat n’en sera que meilleur. Là au moins on est sur quelque chose qui est véritablement du HDR. Certes, la norme 400 est mieux que rien et a le mérite de certifier que l’écran est bien compatible HDR.
Profondeur des couleurs, espace de couleurs
Profondeur de couleur : est le nombre de nuances par canal, rouge, vert, bleu, pouvant être affiché sur un écran (8 bits, 10 bits…). Une profondeur, plus élevée va éviter les effets de solarisation et améliore les détails des zones de basses et hautes lumières.
- 1 bit = 2 profondeur de couleur par canal
- 8 bits = 256 profondeur de couleur par canal
- 10 bits = 1 024 profondeur de couleur par canal
- 12 bits = 4 096 profondeur de couleur par canal
- 24 bits = 16,7 millions profondeur de couleur par canal
- 32 bits = 4,29 milliards profondeur de couleur par canal
Son calcul est assez simple : 2 puissance nombre de bits, soit, pour 8 bits de profondeur : 28 = 256 couleurs possibles par canal, rouge, vert, bleu, pour cet exemple. Ce qui nous donne 256 * 256 * 256 = 16,7 millions de couleurs possibles. En 10 bits, 1 milliard de couleurs possible.
Espace de couleurs ou gamut :
Un espace colorimétrique est un modèle mathématique tridimensionnel représentant l’ensemble des couleurs perceptibles, utilisables ou reproductibles par un être humain ou un appareil. Chaque couleur qu’il contient est ainsi associée à des coordonnées déterminant un point précis et correspondant, par exemple, à des valeurs telles que la luminance, la saturation et la teinte.
Qu’est-ce qu’un espace colorimétrique ?
En vidéo, on a donc le BT.470, BT.601, BT.709, BT.2020 ou appelé rec. 470, rec. 601, rec. 709, rec. 2020.
- BT.470, BT.601 : sont utilisés principalement pour la télévision analogique et DVD vidéo.
- BT.709 : norme utilisée par la TV HD, des Blu-ray, plateformes streaming, YouTube…
- BT.2020 : norme de l’ultra HD que l’on retrouve entre autres sur les Blu-ray UHD.
Connaitre les caractéristiques d’une vidéo
Si toutes les vidéos avaient les mêmes codecs vidéo/audio, sous-titres et chapitre dans un format défini, tout serait parfait. Mais comme tout, au fil des avancées, on finit par se retrouver avec des vidéos aux caractéristiques très variées. Pour vérifier ce que contiennent réellement vos vidéos, MediaInfo vous indiquera quels sont les technologies d’encodage, vidéo/audio, de sous-titres, de la présence de chapitres, etc.
- Il vous suffit de le télécharger en suivant le lien ci-dessus,
- puis cliquer sur le gros bouton bleu « télécharger MediaInfo » dans le dossier de votre choix, afin de procéder à son installation.
Utilisation de MediaInfo
Rien de plus simple :
Windows 10
- Clique droit sur l’une de vos vidéos pour afficher le menu contextuel > MediaInfo
Windows 11
- Clique droit sur l’une de vos vidéos pour afficher le menu contextuel > Afficher plus d’options > MediaInfo
Lors de sa première utilisation, Mediainfo vous propose de le configurer.
Langue : Français, bien sûr
Format de sortie : C’est la mise en page des informations, Arbre ou Texte offre la totalité des caractéristiques directement, à vous de choisir selon votre préférence et les informations qui vous sont utiles.
Vérifier que la case Extension Shell (clic droit sur le fichier…), est bien cochée. Autrement le raccourci, ne sera pas effectif dans le menu contextuel.
Analyse de votre vidéo
Général : précise le format de la vidéo, MPEG-4 pour notre exemple, l’identifiant du codec mp42, sa taille, sa durée…
Vidéo : on y retrouve le codec utilisé, dans l’exemple HEVC/H.265, son identifiant hvc1, la durée, ses dimensions, ici 3840 x 2160, le débit, le ratio, le nombre d’images par seconde, etc.
Audio : Une vidéo peut contenir de multiples flux audio. Chacune de ces pistes peuvent ne pas avoir les mêmes spécificités. Tout comme le flux vidéo, format, identifiant du codec, son débit, le nombre de canaux, etc.
Dans le cas des vidéos commerciales blu-ray, DVD, iTunes…, la présence de chapitres, sous-titres, du HDR, sont également spécifiés.
Conclusion
À la lecture de cet article, vous devriez être plus à même de déterminer, de comprendre tout ce qui constitue une vidéo, codecs, conteneur, sa définition, HDR, profil colorimétrique… Mais également d’effectuer un achat judicieux pour votre prochain équipement TV, écran, lecteur Blu-ray, etc.
Un questionnement sur le sujet ?
Un point vous a échappé ou souhaitez tout simplement donner votre avis, discuter entre vous. La zone des commentaires est le bon endroit.
