3:2 pulldown

Le télécinéma est le nom donné aux différentes techniques optiques et électroniques permettent de convertir un film (pellicule argentique) en source vidéo, principalement adaptée à la télédiffusion, à l'enregistrement (magnétoscope) ou à l'édition de supports vidéo (vidéocassette, DVD, Blu-ray, etc.).

Il s'agit de transférer le contenu de chaque image et de convertir la cadence des images depuis la cadence cinématographique (24 images/seconde) vers la cadence des images de télévision.

La technique utilisée dépend du standard de télévision auquel sont destinées les images ; on distingue deux techniques majeures : le 3:2 pulldown (parfois appelé 2:3 pulldown), utilisé en NTSC, et le 2:2 pulldown (ou PAL speed up), utilisé en PAL et en SECAM.

La problématique

Les films de cinéma sont filmés à 24 images/seconde. Chaque image est un photogramme, semblable à une photographie.

Les standards de télévision usuels (PAL, SECAM et NTSC) diffusent des images entrelacées. Cela signifie que chaque image est divisée en deux demi-images appelées trames : la première est composée des lignes paires de l'image, l'autre des lignes impaires. Les deux trames d'une même image sont transmises (et reproduites à l'écran) l'une après l'autre. Ainsi, en télévision, la cadence importante n'est pas la cadence des images mais bien la cadence des trames : 50 trames/seconde en PAL et SECAM, 59,94 trames/seconde en NTSC.

Il n'y a donc pas en général de correspondance exacte entre la cadence des films et celle de la télévision, il faut donc trouver un moyen de convertir la cadence des films pour qu'elle corresponde à la cadence exigée par le standard de télévision sans vraiation de vitesse ni saccades perceptibles..

Principes et fonctionnement

Un appareil de visionnage adapté à la pellicule cinéma est couplé à un capteur (caméra vidéo ou scanner informatique). Chaque image composant le film est captée par la caméra pour être ensuite traitée puis sauvegardée. Les traitements de l'image et leur sauvegarde peuvent être analogiques ou de plus en plus souvent numériques.

Le tout premier type de télécinéma était constitué d'un projecteur et d'une caméra de télévision. Avant l'invention du magnétoscope, la diffusion se déroulait obligatoirement en direct. Ce principe a été exploité par les chaînes de télévision entre 1930 et 1955. Avec l'invention du magnétoscope et la possibilité d'enregistrer une image vidéo, Il a ensuite été remplacé par un dispositif autonome réunissant à la fois le système de projection et l'unité d'enregistrement vidéo.

Depuis les années 1980, des circuits électroniques puis des systèmes numériques permettent une conversion simplifiée de la source cinématographique. Ces dispositifs compensent les variations de vitesse, les artefacts de l'image et les effets indésirables.

Par extension, le terme désigne le traitement permettant d'adapter une séquence de film au format numérique choisi. Ce traitement est basé sur l'addition de trames complémentaires sur l'image fixe, procédé qui permet de transférer un film argentique (8mm, Super 8, 16 mm, 35mm, etc.) vers un support vidéo.

Pull up & pull down

• tableau des pull up et pull down usuels pour l'audio :

Le 2:2 pulldown

Le 2:2 pulldown est la technique utilisée en PAL et en SECAM.

Le principe est d'augmenter la fréquence du film pour arriver à 25 images/seconde. Pour ce faire, il suffit d'accélérer le film légèrement. Cette accélération ne sera en règle générale pas remarquée par le spectateur, car elle n'est que de 4%, (environ 2 secondes et demi en moins par minute ). Le film devient ainsi plus court quand diffusé à la télévision dans les pays qui utilisent le PAL et le SECAM.^[1]

De plus, le fait de faire tourner le film plus vite signifie que tous les sons deviennent plus aigus et plus rapides d'un quart de ton. Pour pallier cet inconvénient, on pourra utiliser une « harmoniseur » qui fera la compensation de tonalité mais pas de cadence. Encore une fois, ceci ne choquera aucunement le spectateur regardant le film, mais peut se remarquer soit en comparant le film avec une version NTSC (voir plus bas), soit en comparant la musique du film à la télévision (accélérée et plus aiguë) avec celle de la bande originale (non modifiée).

Pour convertir le film de 25 images/seconde vers 50 trames/seconde, il suffit maintenant de séparer chaque image du film en deux trames, de façon intuitive.

Cette technique est utilisée également pour le codage des films sur VHS et DVD (PAL ou SECAM). Elle se nomme 2:2 pulldown car pour deux images consécutives du film, chacune est transmise sur deux trames (voir 3:2 pulldown pour comprendre pourquoi on regarde deux images consécutives au lieu d'une seule).

Le 3:2 pulldown

Illustration du 3:2 pulldown, chaque image donne alternativement 2 et 3 trames. Après entrelacement, 5 images ont été générées à partir des 4 images initiales

Problème spécifique

Si on reprenait le système du 2:2 pulldown pour l'appliquer au standard NTSC, il faudrait accélerer le film de 24 images/seconde à environ 30 images/seconde, ce qui reviendrait à une accélération d'environ 25%, soit 15min pour 1h00. Le spectateur serait extrêmement perturbé.
C'est pourquoi le NTSC n'accélère pas le film. Au contraire, il le ralentit très légèrement, comme nous le verrons plus tard.

Solution

Le NTSC a une cadence de 59,94 trames par seconde. Ceci est très proche de 60. Or, 60 / 24 = 2,5 : chaque image du film doit être diffusée en 2,5 trames pour être synchrone. Comme ce n'est pas possible, on choisit à la place de transmettre, pour chaque paire d'images consécutives, une image en 3 trames, puis une image en 2 trames.

Mise en œuvre

Cette transmission d'une image du film en 3 trames au lieu de 2 peut surprendre, car si une trame est une demi-image, alors une image est forcément composée de deux trames.

En réalité, il faut bien comprendre que les trames sont indépendantes : comme elles sont transmises et affichées l'une après l'autre, deux trames d'une même image peuvent tout à fait représenter des instants différents. Tout se passe comme si on transmettait 60 « images »/seconde, à condition de respecter l'alternance entre "trame des lignes impaires" et "trame des lignes paires".

Ainsi, lorsqu'une image de cinéma est transmise en trois trames, elle est d'abord séparée en deux trames (il n'y a que des lignes paires et impaires). Lorsque chacune des deux trames de l'image a été transmise, on retransmet la première trame transmise (par exemple la trame des lignes impaires), l'image suivante débutant par l'autre trame (ici, la trame des lignes paires).

Par exemple, pour quatre images cinéma consécutives (numérotées de 1 à 4), sera transmise une séquence de ce type :

• 1i - 1p - 2i - 2p - 2i - 3p - 3i - 4p - 4i - 4p

Si l'on regroupe chaque couple trame impaire / trame paire, nous obtenons ainsi cinq images entrelacées :

• (1i-1p) (2i-2p) (2i-3p) (3i-4p) (4i-4p)
  

On peut remarquer que seules 3 trames représentent des images à proprement parler, les deux autres représentent deux moitiés d'image différentes (ce qui n'est, encore une fois, pas un problème car les trames seront affichées l'un après l'autre).

Fréquence réelle

Ce calcul a pris pour hypothèse que la fréquence du NTSC était de 60 trames/seconde. Comme elle est en réalité de 59,94 trames/seconde, il suffit de ralentir le film original à 23,976 images/seconde (23,976 = 59,94 / 2,5), une simple diminution de 0,1% de la fréquence des images, ce qui est sans commune mesure avec l'accélération de 4% engendrée par le 2:2 pulldown en PAL. La cadence film est donc ainsi presque rigoureusement transposée en NTSC.

Remarques

Cette technique est utilisée également pour coder les films sur VHS NTSC. Sur DVD et Blu-ray, on se contente généralement d'encoder le film à 23,976 images/seconde sur le disque, le 3:2 pulldown étant effectué à la lecture par le lecteur.

On peut remarquer, que si la vitesse du film est quasiment égale à la vitesse d'origine (contrairement à ce qui se passe en PAL et SECAM), cette technique souffre d'un inconvénient majeur : les images du film n'ont pas la même durée. Ceci peut se remarquer très facilement lors de panoramiques, qui apparaissent ainsi moins fluides qu'au cinéma.

Télécinéma amateur

La récupération de films argentiques, souvent l'une des variantes du 8 mm, peut être réalisée avec un matériel relativement simple.

Il est nécessaire de disposer de :

• un projecteur cinéma, de préférence à vitesse variable
• une caméra, de préférence numérique
• un écran translucide avec miroir ou opaque

Avantage et inconvénients d'un écran translucide

• Avec cet équipement, il est assez simple d'obtenir une image sans trop de déformation, car la caméra est placée en face de l'axe du projecteur.
• Le grain de l'écran peut être visible, s'il n'est pas de qualité médiocre et si l'écran est assez grand
• Le contraste est fort et la valeur de blanc a tendance à être saturée

Avantage et inconvénients d'un écran opaque

• Plus simple à exploiter (une feuille de papier blanc non granuleux, comme du papier photo pour imprimante, suffit)
• Problèmes de parallaxe et de déformation, voire de mise au point (préférer le mode manuel dans tous les cas).
• Reflets et ombres

En fait, ces défauts sont globalement mineurs, ce qui rend les deux méthodes à peu près équivalentes.

Scanner à film

Le scanner à films représente la solution la plus évoluée tant pour son rendement que la qualité obtenue. On obtient ainsi la disparition des principaux défauts optiques, tant du projecteur que de la caméra (courbure de champ, vignetage, etc.), un synchronisme amélioré des images capturées, des bords nets, étalonnage numérique, compensation des contrastes, etc.

Toutefois, ce type de matériel n'est pas disponible pour le grand public et la capture complète d'un long-métrage nécessite une manipulation complexe et représente un travail de longue durée.

Télécinéma et format d'image

Parmi les réglages du télécinéma, l'un des plus complexes - en dehors de l'étalonnage image - concerne l'adaptation des proportions du film original vers celui de la télévision. Ainsi, la vidéo et la télévision exploitent le format d'image convenionnel 4/3, soit une image 1,33 fois plus large que haute. La version « large » est le 16/9, soit une image 1,78 fois plus large que haute. En revanche, les formats cinéma exploitent le plus souvent un autre rapport (l'image est souvent plus large, avec typiquement un rapport de 1,37, 1,66, 1,85 ou 2,35).

Voici les différentes méthodes utilisées :

• Letterbox (boîte aux lettres). L'image est respectée et des bandes noires apparaissent en haut et en bas de l'écran : un certain « gaspillage » de la surface de l'écran existe mais le choix artistique du réalisateur est respecté ;
• Recadrage. L'image est recadrée : tout l'écran TV est utilisé mais une portion de l'image sur les bords est supprimée ;
• Recadrage et anamorphose. L'image est légèrement comprimée verticalement et on la laisse un peu déborder horizontalement. Ce compromis « remplit » l'écran mais modifie sensiblement le cadre artistique original ;
• Format large anamorphosé. L'image est comprimée (par anamorphose) et donc, déformée.

On constate qu'aucun de ces procédés n'est idéal. Le choix de la technique peut dépendre du matériel disponible, des habitudes ou préférences du public ou de celle des techniciens. Seule la vidéoprojection permet de respecter la totalité des formats (les bords noirs ne sont pas projetés, ce qui permet une infinité de compatibilité de formats source).

Notes

Voir aussi

• Kinescopage : procédé inverse

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