Cinéma numérique

Le cinéma numérique (ou D-cinema de l'anglais Digital cinema), se réfère à la production et à la diffusion d'œuvres cinématographiques sous un format numérique normalisé. Si le tournage en cinéma numérique reste en 2009 une pratique marginale, la projection numérique se développe : les films peuvent être distribués sur support physique (disque dur), ou par satellite ou via des réseaux de télécommunication. Ils sont projetés au moyen d'un projecteur numérique spécial et non d'un projecteur conventionnel (35 mm), couplé à un lecteur (ou serveur) de contenus D-Cinema. Ces contenus sont des fichiers DCP (Digital Cinema Package, voir plus loin) stockés sur le disque dur du lecteur et remplacent dans le monde numérique les bobines de film argentique.

Sommaire 1 Généralités 1.1 Technologies de projection 1.2 Les débuts 2 Déploiement en France de la projection numérique 2.1 Historique du déploiement 2.2 Obsolescence 2.3 Sociétés intermédiaires favorisant le passage au numérique 2.4 Cadre réglementaire et législatif 3 Avantages et inconvénients 3.1 Pour la filière production et post-production 3.2 Pour la distribution 3.3 Pour l'exploitation en salle 3.4 Pour la résolution de l'image 3.5 Pour l'accessibilité aux personnes présentant un handicap 3.6 Pour la programmation 3.7 Pour la filière publicité et les programmes d'avant-séance 3.8 Pour la conservation patrimoniale 3.9 Pour la protection en contrefaçon des oeuvres 3.10 Le point de vue écologique 4 Normes et spécifications 4.1 Les spécifications du DSM 4.2 Les spécifications du DCDM 4.2.1 Formats d'image 4.2.2 Format du son 4.2.3 Les signaux audio-vidéo 4.3 Les spécifications du DCP 4.4 Le transport 4.5 La projection 4.6 La restitution sonore 5 Liste des industriels 6 Congrès & conventions internationaux 7 Notes et références 8 Bibliographie 9 Annexes 9.1 Articles connexes

Généralités

Le cinéma numérique ne doit pas être confondu avec la télévision à haute définition. En effet il ne dépend pas de l'utilisation de la télévision ou des standards de la TVHD^[1]. Le développement du cinéma numérique se fonde sur un standard proposé par les 7 principaux studios américains réunis dans une structure commune appelée Digital Cinema Initiatives (DCI). Ce standard permet de disposer d'équipements qui exploitent les films quelle que soit leur origine, sous réserve que leur préparation, ou encodage, soit effectué en respectant ce standard. Repris par la SMPTE avec le standard SMPTE 428-1, il fait l'objet de normalisations ISO publiée 2008 sous les références ISO 26428-1^[2] et suivantes.

Technologies de projection

Le DCI reconnaît deux technologies conformes à ses spécifications : le DLP Cinema de Texas instruments et le SXRD de Sony^[3].

1. La plupart des projecteurs numériques commercialisés dans le monde^[4] sont basés sur la technologie de Texas Instruments, également nommée 2K pour sa résolution de 2048 pixels par ligne x 1080 pixels par colonne. Après la commercialisation initiale de la série 1, le constructeur livre à partir de 2010 les matrices DLP Cinema série 2, disponible aussi en résolution 4K. Les trois principaux constructeurs de projecteurs numériques, Christie, Barco et NEC, utilisent les puces DLP Cinema de Texas Instruments. À partir de fin 2010, tous les projecteurs livrés sont en série 2 (2K ou 4K).
2. Sony a de son côté développé une technologie différente, dont la résolution est d'origine le 4K (4096 pixels par ligne x 2160 pixels par colonne), comparable à la définition d'une pellicule 70 mm^[5]. Sony commercialise lui même les projecteurs utilisant sa technologie.
3. Kodak prépare Laser Projection Technology (LPT), une troisième technologie de projection qui utilise le laser et qui promet une image plus lumineuse en 3D et un coût de possession réduit par la longue durée de vie du système (pas de remplacement de lampe coûteuse qui s'use à chaque utilisation). Kodak a fabriqué un projecteur de démonstration de sa technologie et cherche à la commercialiser sous licence aux fabricants de projecteurs.

Les débuts

Jusqu'en 2005, un nombre extrêmement réduit de cinémas se sont dotés de projecteurs numériques^[6]. À partir de 2006, du fait de la mise en place aux États-Unis de mécanismes aidant les cinémas à procéder à cet investissement, survient le décollage commercial de cette technologie, outre-atlantique, puis dans les autres pays, en Europe et en Asie notamment. Fin 2009, le succès planétaire du film de James Cameron Avatar^[7], plébiscité dans sa version en relief 3D, a vaincu les dernières réticences et provoqué une forte accélération des investissements des cinémas pour s'équiper.

Déploiement en France de la projection numérique

Historique du déploiement

Les étapes du déploiement du cinéma numérique en France^[8] :

• La première projection cinéma numérique publique d'Europe^[9] a été réalisée à Paris, le 2 février 2000, par Philippe Binant à l'aide de la technologie DLP Cinema développée par Texas Instruments.
• En mai 2005, à l'occasion de la sortie en France du film Star Wars : Episode III - La Revanche des Sith, le groupe Kinepolis équipe 5 de ses cinémas en numérique.
• Fin 2007, le groupe CGR annonce sa volonté de doter la totalité de ses salles (près de 400 écrans) de projecteurs numériques^[10], à la suite de la conclusion d'un accord de financement avec la société britannique Arts Alliance Media (AAM). Ce déploiement, prévu progressivement sur deux ans, a débuté au printemps 2008 avec le MegaCGR de La Rochelle et s'est achevé au second semestre 2009.
• En 2009, la société Ymagis conclue des accords de financement de la totalité des salles des circuits Cinéville^[11], Cap cinéma^[12] et MK2^[13] en vue de l'équipement de l'ensemble des 250 écrans environ de ces trois réseaux. EuroPalaces équipe quelques dizaines de ses écrans de projecteurs numériques, notamment dans le but de diffuser des films en 3D.
• Début 2010, UGC, le second circuit national, signe également un accord avec Ymagis^[14] pour réaliser le passage au numérique de ses 600 écrans européens, sur une période de 24 à 36 mois. En avril 2010, la barre symbolique des 1 000 écrans numériques est franchie, dont 750 sont aussi capables de projections en 3D stéréoscopique.
• En 2010, le groupe CGR annonce le retrait des projecteurs 35 mm de son circuit. Il sera suivi par UGC, par EuroPalaces et par des exploitants indépendants.
• Début 2011, avec la numérisation des catalogues de films, les établissements regroupés au sein de L’Association française des cinémas d'art et d'essai (1 000 établissements) commencent à s'équiper en cinéma numérique avec des projecteurs série 2.
• En juillet 2011 : le seuil de plus de la moitié des salles de cinéma numérisées^[15] est atteint, soit 2 751 salles numériques, d'après le recensement des salles de la base CineGo^[16]. Cependant, cela ne représente encore que 34,5 % de 2 050 établissements, soit 708 cinémas. Certaines salles d'un établissement ne sont même plus équipées pour la projection en 35 mm.

Obsolescence

^{[réf. nécessaire]}

Cependant, nombre de ces équipements peuvent être mis à niveau de manière logicielle pour devenir compatible avec les derniers standards. Une mise à niveau matérielle (kit mécanique "GORE") est proposé par Texas Instrument pour permettre aux projecteurs de série 1 d'atteindre le niveau de sécurité exigé par la norme DCI.

Sociétés intermédiaires favorisant le passage au numérique

Ces société peuvent être qualifiées selon les cas de « tiers financeur », de « tiers collecteur » de frais de copies virtuels, de « tiers opérateur » ou de « tiers investisseur ». Elles proposent des solutions techniques et financières permettant le déploiement de l'équipement pour la projection numérique. Elles mettent en place un mécanisme financier reposant sur des frais de copies virtuels (FCV).

Sur le marché français, on trouve les acteurs suivants :

• Arts Alliance Media (AAM) : cette société britannique est le pionnier du financement de systèmes de projection numérique en Europe.
• Ymagis : créée dans le courant de 2007, cette société, qui est la seule société française opérant dans ce domaine, a démarré l'installation de systèmes numériques dès le premier semestre 2008. Ymagis a annoncé des accords dits de « tierce partie » avec Paramount Pictures, Disney, Fox, Universal, Sony, MK2 et Censier Publicinex, et a signé des accords avec une centaine d'exploitants répartis sur la France, la Belgique, l'Espagne, l'Italie et l'Allemagne représentant environ 1 500 écrans.
• Cinélia : Nouvelle société (crée en 2010) détenue par des exploitants, elle propose sa solution de frais de copies virtuelles en faveur des salles françaises indépendantes.

Sur le marché Européen, on trouve :

• XDC : Courant 2009, cette société a fermé sa branche française.
• Sony : En janvier 2010, cette société n'a réalisé aucune installation de production en France.

Sur le marché nord-américain, on trouve :

• Cinedigm (anciennement Access IT)

Cadre réglementaire et législatif

Le CNC a attendu la mi-2009 pour annoncer un premier plan d'action visant à aider les cinémas français à s'équiper pour la projection numérique^[18]. Envisagé sous forme d'un fond de mutualisation alimenté par les distributeurs de film, ce dispositif sera rejeté début 2010 par l'Autorité de la Concurrence^[19].

Deux dispositifs ont depuis été mis en place afin de faciliter l'équipement des cinémas pour la projection numérique :

• La loi du 30 septembre 2010 (n°2010-1149) impose aux distributeurs de film le versement d'une contribution obligatoire aux exploitants de salle de cinéma pour la diffusion de leur film en numérique lors des deux premières semaines d'exploitation commerciale. Cette contribution, qui correspond à des frais de copies virtuels, est vouée à disparaître une fois la couverture du coût de la transition numérique assuré, au plus tard en 2021.
• Pour les cinémas les plus fragiles : une aide sélective pour l’équipement numérique des salles (décret n° 2010-1034 paru au Journal Officiel le 2 septembre 2010). Versée sous forme de subvention, elle complète les apports propres des exploitants, les aides des collectivités territoriales et les contributions qu'ils percevront des distributeurs de films. Elle s'adresse aux cinémas indépendants de une à trois salles, n'appartenant pas à un circuit ou groupement exploitant plus de 50 écrans.

Ces dispositifs, qui avalisent de fait le mécanisme des frais de copies virtuels institué par les tiers-investisseurs, font de la France l'un des premiers pays à avoir mis en place une politique publique de soutien à la mutation numérique pour l'ensemble des salles de cinéma.

Avantages et inconvénients

Pour la filière production et post-production

En production, les rushs sont disponibles aisément et rapidement pour contrôle et approbation. Le réalisateur peut faire de nombreuses prises pour une même scène, sans penser au coût de la pellicule. En post-production, le montage et l’étalonnage en numérique apporte un gain de temps théorique^[20] et une richesse fonctionnelle et créative. Les effets spéciaux numériques, le sous-titrage, les génériques, le doublage, l'audio-description, la musique et le son tirent tous un grand parti du numérique en termes d'outils, de coût et de délai. La FICAM indique que fin 2009, la postproduction numérique concernait déjà plus de 70% de films. La postproduction traditionnelle photochimique ne representait en 2009 que 22% des films, contre 52% en 2007. En 2011, c'est près de la totalité des films qui sont post-produits en numérique.

Pour la distribution

La projection en numérique permet de baisser les coûts du distributeur : la fabrication d'une copie 35 mm d'un film coûte entre 1 000 à 2 000 euros (selon le métrage), contre 100 à 200 euros pour la distribution sous format numérique. Un disque dur est directement réutilisable, du moins pour quelques cycles (effacement + remplissage). Le coût de destruction/recyclage des pellicules, et préalablement le coût de la récupération des copies d'exploitation 35 mm sont aussi à la charge des distributeurs.

Avec le numérique et la dématérialisation des transferts, cette étape impliquant le disque dur disparait. Elle est remplacée par le transfert de fichiers par l'intermédiaire de réseaux de télécommunication comme l'ADSL ou la fibre optique; ou par satellites de télécommunications.

Pour l'exploitation en salle

• Nouvelles fonctionnalités :

Le cinéma numérique facilite la projection de contenus stéréoscopiques (« 3D », relief). Une salle équipée de fauteuils dynamiques qui vibrent et s'inclinent en fonction de la scène à l'écran permet d'ajouter une "quatrième dimension" (4D) pour les spectateurs. La projection numérique permet également d'utiliser plus facilement les salles de cinémas pour la projection de contenus dits alternatifs (parfois en 3D), en direct ou enregistrés : opéras, concerts, sports, jeux vidéo... Les avant-premières qui accueillent l'équipe du film peuvent être enrichies de liaisons vidéo avec un intervenant qui n'aurait pas pu être présent (ex. : duplex avec Hollywood).

• Qualité visuelle :

L'image sur support numérique présente l'avantage de ne pas s'altérer : pas d'usure liée aux projections répétées, pas de « vieillissement » du contenu. Le cinéma numérique offre une meilleure répartition de l’étalement de la lumière d’éclairement de l'image ; contrairement au 35 mm, les bords de l'image ont la même luminosité qu'au centre de l'écran. Dans le cas de la 3D, l'image est encore souvent jugée trop peu lumineuse. Quel que soit le système 3D, la quantité de lumière reçue au travers des lunettes 3D est amoindrie et donc le film parait plus sombre. Une autre solution consiste à augmenter la puissance au niveau de la lampe, ce qui augmente la consommation électrique et réduit la durée de vie de la lampe.

• Equipements :

L'exploitant doit s'équiper d'un nouveau matériel plus coûteux que le matériel de projection traditionnel 35 mm. L'obsolescence des équipements électroniques et informatiques (incluant les logiciels) est aussi plus rapide : de l'ordre de 5 à 10 ans, à comparer aux dizaines d'années de service d'un projecteur 35 mm. Dans le cas de la 3D, l'équipement de la cabine doit être complété, ce qui représente un coût. Le cinéma doit aussi se fournir en lunettes 3D pour les spectateurs. De plus, une nouvelle toile pour l'écran peut s'avérer nécessaire, soit pour réfléchir plus de lumière (écran à gain dit « nacré »), soit pour conserver la polarisation de la lumière nécessaire aux lunettes 3D passives (écran dit métallisé qui renvoie 2,8 plus de lumière mais de manière directive, ce qui présente des inconvénients^[21]). Pour utiliser le système comme un vidéo-projecteur, il faut adjoindre un "scaler" au projecteur D-Cinema ce qui permet de lui connecter des sources vidéos comme un lecteur de DVD ou Blu-ray vidéo, un décodeur TV par satellite, la sortie écran d'un ordinateur. Le "scaler" possède une connectique variée (HDMI, VGA, DVI...) et converti le signal vidéo en images progressives (non-entrelacées) dans la résolution et à la cadence supportées par le projecteur.

• Exploitation :

En exploitation, un gain de temps est réalisé lors de la manipulation du film en supprimant l'étape du montage des bobines entre elles et avec les films annonces et publicités. À terme, la numérisation des salles et la dématérialisation des transferts des distributeurs vers les cinémas devrait conduire à une réduction des effectifs (projectionnistes) dans les cinémas de type multiplexes. Pour la 3D, l'exploitant doit gérer la distribution des lunettes et leur échange en cas de défaut, leur éventuelle récupération, nettoyage, rechargement des batteries pour les lunettes dites "actives".

Pour la résolution de l'image

Ce comparatif des résolutions des formats de projection numériques avec leurs équivalents 35 mm permet de conclure que la résolution des images numériques est moindre que son équivalent de résolution des images argentiques 35 mm lorsque la pellicule est neuve, sauf pour le 4K en format 1.85 où elle est comparable à la résolution argentique.

Sur la base de 1 grain de la pellicule pour 1 pixel et avec une moyenne de 40 000 grains par mm² :

• Résolutions 35 mm
  • Format 1.85 : 9,5 millions de pixels (équivalent pour une surface de 237,47 mm²)
  • Format 2.39 (anamorphosé): 14,7 millions de pixels (équivalent pour une surface de 367,43 mm²)

• Résolutions numériques
  • 2K format 1.85 : 2,2 millions de pixels
  • 2K format 2.39 : 1,8 millions de pixels
  • 4K format 1.85 : 8,6 millions de pixels
  • 4K format 2.39 : 7,0 millions de pixels

Pour contre balancer ces chiffres on peut rappeler que plusieurs études montrent qu'en moyenne un homme ne peut discerner plus de 700 pixels (ou points différents) dans la hauteur d'une image qu'il regarde à une distance égale à 1,5 fois celle de cette même hauteur (5,5 m pour un écran de 7 m de base).

Pour l'accessibilité aux personnes présentant un handicap

La copie numérique d'un film peut être fabriquée de manière à disposer de pistes supplémentaires permettant un meilleur accès à l'œuvre pour les personnes présentant un handicap, notamment en faisant appel à l'audiodescription et au sous-titrage pour sourds et malentendants. La salle doit être équipée pour permettre de restituer ce service aux seuls spectateurs qui en ont l'usage.

Pour la programmation

Concernant la programmation des films en salles, les petits exploitants n'ont plus à attendre de récupérer les copies (usées) des films après quelques semaines d'exploitation par un précédent cinéma, les copies numériques étant disponibles pour toutes les salles en même temps et ne s'usent pas. Cependant, les distributeurs souhaitent conserver la maitrise de la stratégie de leur plan de sortie et pourront refuser de servir toutes les demandes de copie en première semaine d'exploitation. Le régulateur (en France, le CNC) devra garantir l'équilibre de la filière par l'accès des salles aux programmes et par l'accès des programmes aux salles. Concernant la diversité culturelle, chaque salle peut continuer de décider de sa programmation et chaque distributeur pourra servir une copie de son film aux salles qui le souhaitent, alors qu'avec les copies sur bobines 35 mm, leur nombre était limité par les moyens financier du distributeur.

Pour la filière publicité et les programmes d'avant-séance

L'avant-séance qui est traditionnellement constituée d'un enchaînement de films publicitaires et de films-annonces peut facilement être enrichie de films d'auto-promotion pour le cinéma (annonce d'une opération spéciale, d'un festival, d'une avant-première...) et de nouveaux contenus éditorialisés (interview de vedette ou du réalisateur du film qui va suivre ou qui sortira prochainement ; court métrage...). De plus, les contenus publicitaires pourront prochainement devenir beaucoup plus dynamiques, comme pour les écrans publicitaires en télévision, et s'adapter au film programmé, à l'horaire et au jour de la séance, à son potentiel de spectateurs, au lieu où se trouve le cinéma, bref à la démographie des spectateurs de cinéma. Cela pourrait entraîner un bouleversement dans la tarification des films publicitaires et ferait passer le « média cinéma » dans la catégorie des média ciblant leur audience, pour chaque campagne publicitaire. Pour les annonceurs, le coût de distribution d'une publicité au format cinéma numérique (fabrication et transport d'un DCP) est également beaucoup plus faible qu'en 35 mm (kinescopage + tirage et acheminement des copies physiques, récupération et recyclage), ouvrant ainsi le marché à d'avantage d'annonceurs. Pour les exploitants et les régies publicitaires, cette multiplication des contenus d'avant séance et leur programmation à la séance va devenir un vrai casse tête (pour donner un ordre de grandeur : 2 000 écrans x 52 semaines x 20 séances x 10 spots soit 21,6 millions de combinaisons pour une année), des sociétés comme Mediavision (France) ou Unique (Norvège) proposent déjà des solutions spécifiques pour gérer les campagnes au niveau d'un cinéma ou d'une régie (2 000 écrans en France, 15 à 20 000 écrans aux USA).

Pour la conservation patrimoniale

• Conservation dans la durée des œuvres récentes :

Le numérique pose des problèmes liés aux supports physiques numériques qui contiennent les fichiers et à leurs caractéristiques d'usure dans le temps. Une solution envisagée est de conserver quelques copies sur film 35 mm à des fins patrimoniales, les fabricants de pellicules proposent des films spécialisés pour cet usage. Une autre consiste à régénérer la copie numérique (les fichiers) en la transférant régulièrement (par exemple, tous les 3 à 5 ans) sur un support physique neuf et de dernière technologie. La technologie actuellement envisagée comme support physique de conservation patrimoniale est le disque optique numérique, enclos dans une cartouche de protection, de type WORM (Write Once Read Many). La norme AFNOR NF Z 42-013 peut servir de guide de bonne pratique en cette matière. Un point important à considérer : les copies d'exploitation en numérique (DCP) sont chiffrés et nécessitent une clé (KDM) pour la lecture. C'est donc les masters numériques DCDM (Digital Cinema Distribution Master) qui doivent être conservés (ils ne sont pas chiffrés). Par contre, ces masters ne sortent pas des laboratoires. On voit ici que les heureux hasards qui dans l'histoire du cinéma ont fait découvrir des films ou des versions non-censurées qu'on pensait perdus ne seront plus si faciles avec le numérique.

• Dépôt légal :

En France, le CNC est l’organisme dépositaire du dépôt obligatoire des films. En 2011, c'est toujours un "élément intermédiaire de tirage ou copie positive neuve"^[22] qui doit être remis. Un film sortie uniquement en numérique pour l'exploitation en salle devra donc quand même faire l'objet d'un tirage sur pellicule pour le dépôt légal.

• Numérisation et restauration des œuvres du patrimoine du cinéma :

Le numérique apporte une grande richesse d'outils pour la restauration des films anciens qui souvent présentent des défauts. Ces outils sont le scan image (numérisation image par image) et son, retouche pour effacer les rayures, combler les trous dans une image détériorée par interpolation avec les images précédentes et suivantes, stabilisation des images, stabilisation du son, etc... Une fois numérisée, l'œuvre peut être conservée et surtout, elle est de nouveau disponible pour être exploitée en salle de cinéma ou sur d'autres supports, lui offrant une seconde vie.

Pour la protection en contrefaçon des oeuvres

• La copie numérique (DCP) reçue par le cinéma est chiffrée, mais les fichiers qui la composent peuvent être transmis à un autre cinéma qui devra demander une clé au distributeur de l'œuvre pour pouvoir l'exploiter.
• L'exploitation de cette copie est permise par une clé (KDM) qui est fabriquée pour permettre la lecture pendant une période donnée (date de début et de fin) du contenu sur des équipements (lecteur et projecteur) du cinéma autorisés via leur certificats (équivalent à un numéro de série) dont la validité est vérifiée (absent d'une liste nationale de certificats révoqués).
• Les lecteurs conservent dans un journal interne et sécurisé (non modifiable par l'exploitant) la trace de la lecture d'un contenu. Ce journal peut être audité dans certaines conditions.
• La liaison entre le lecteur et le projecteur est chiffrée. Les composants électroniques au sein des équipements sont physiquement protégés pour interdire d'y connecter une sonde.
• Le lecteur et/ou le projecteur introduisent dans l'image un tatouage numérique en filigrane (watermark) contenant l'information invisible qui identifie cette installation de projection, afin de dissuader l'enregistrement vidéo de la projection sur l'écran.

Le point de vue écologique

La fabrication, puis le recyclage des pellicules photochimiques (argentiques) sont très coûteux et ont un impact non négligeable sur l'environnement. Sans compter le poids du transport de 30 kg environ pour une copie 35 mm et moins de 1 kg pour un disque dur avec sa caisse de transport. L'impact écologique du passage au numérique est donc positif, la filière traditionnelle 35 mm étant fortement génératrice de pollution du fait du caractère photochimique des supports de projection. La livraison dématérialisée de copies numériques a aussi un impact positif sur le bilan carbone, comparé au transport routier.

Normes et spécifications

En France, la loi n°2010-1149 du 30 septembre 2010 relative à l'équipement cinéma numérique des salles de cinéma fait référence aux normes internationales ISO concernant la projection cinéma numérique (Normes ISO 26428, 26429, 26430, 26431, 26432^[2]). Cette norme reprend les niveaux d’exigences demandés par le DCI (Digital cinema initiatives, créé par les majors américaines pour poser des normes en matière de cinéma numérique). Les spécifications retenues par ces standards sont extrêmement précises et vont de la colorimétrie à la luminance des images en s’intéressant également au « taux de lumière parasite résiduelle » et à la sécurisation. La norme française AFNOR NF S27-100 élaborée par la CST en 2005 a été publiée en juillet 2006. Les normes ISO ont été publiées en 2008 et 2009.

Chronologie de la standardisation :

• 2005 : spécifications DCI DCSS v1.0
• 2006 : norme AFNOR NF S27-100
• 2008 : normes ISO 26428, 26431, 26432
• 2009 : spécifications DCI DCSS v1.2, normes ISO 26429, 26430, 26433
• 2010 : référence dans la loi française n°2010-1149

Les spécifications du DCI

La version 1.0 des spécifications Digital Cinema System Specification (DCSS) a été publiée le 20 août 2005. En avril 2009, la dernière version de ces spécifications est numérotée 1.2. Depuis, le DC28 de la SMPTE ainsi que l'European Digital Cinema Forum (EDCF)^[23] et l'Union internationale des télécommunications travaillent sur ce document afin d'établir des normes internationales.

Les spécifications du DCI (Digital Cinema Initiatives) concernent la chaîne de production cinéma, du tournage (argentique ou numérique) à la projection (numérique) en passant par la postproduction (numérique).

Le DCI distingue 3 grands ensembles dans cette chaîne :

• Le DSM (Digital Source Master) : master numérique issu de la chaîne de postproduction ;
• Le DCDM (Digital Cinema Distribution Master) : Master numérique créé à partir du DSM et qui sert de base pour réaliser les DCP. Il contient toutes les données pour la projection : images, sons, sous-titres... ;
• Le DCP (Digital Cinema Package) : c'est la copie numérique destinée à l'exploitation en salle. Les images sont compressées et le contenu est crypté. Ce « package » de fichiers est donc adapté au transport vers les salles et au stockage dans les cabines de projection, au sein du serveur D-Cinema. Ce sont les fichiers DCP qui sont lus et projetés en salle par le couple lecteur-projecteur.

Les spécifications du DSM

Master 2K : définition de 2048 X 1080. Pas de compression. 24 ou 48 images par seconde. Espace colorimétrique X'Y'Z'. Quantification : 12 bits. 6-8 pistes audio. Sous-titres.

Master 4K : définition: 4096 X 2160. Pas de compression. 24 ou 48 images par seconde. Espace colorimétrique X'Y'Z'. Quantification : 12 bits. 6-8 pistes audio. Sous-titres.

Les spécifications du DCDM

Niveau 1 : DSM 4K à 24 Hz. Rapport d'image : 1.896. Pixels carrés, 8 847 360 pixels par image.

Niveau 2 : DSM 2K à 24 Hz. Rapport d'image : 1.896. Pixels carrés, 2 211 840 pixels par image.

Niveau 3 : DSM 2K à 48 Hz. Rapport d'image : 1.896. Pixels carrés, 2 211 840 pixels par image.

Formats d'image

Niveau 1 : 4096 X 1714 (rapport 2.39:1, pixel carré) ou 3996 X 2160 (rapport 1.85:1, pixel carré)

Niveau 2 : 2048 X 858 (rapport 2.39:1, pixel carré) ou 1998 X 1080 (rapport 1.85:1, pixel carré)

Format du son

Seize pistes numériques PCM Wave, 48 kHz 24 bits et pouvant aller jusqu'à une fréquence d'échantillonnage de 96 kHz 24 bits. Les huit dernières pistes sont en réserve pour de futurs formats ou à définir par les usagers. Le son numérique n'est plus compressé, alors que c'est le cas pour le cinéma traditionnel sur supports photochimique, où les formats de compressions sont entre autres : AC3, DTS ou SDDS.

Huit pistes sont identifiées et normées.

• Soit six pistes pour une diffusion en 5.1 ^[24], dans l'ordre des pistes : « gauche - droit - centre - subwoofer - gauche surround^[25] - droit surround »
• Soit sept pistes pour une diffusion en 6.1 ^[24], dans l'ordre des pistes : « gauche - droit - centre - subwoofer - gauche surround^[25] - droit surround »
• Soit huit pistes pour une diffusion en 7.1, deux pistes supplémentaires « demi gauche et demi droit frontaux » (comme pour le Sony Dynamic Digital Sound)

Un nouveau format multicanal est présenté en 2010 (pour le cinéma numérique et le cinéma 3D) sous la dénomination « Dolby Surround 7.1 »^[26].

Les signaux audio-vidéo

Vidéo : Les composantes de couleur (YU(R-Y)V(B-Y), pas RGB) sont quantifiées sur 12 bits (valeurs de 0 à 4095), soit 36 bits par pixel (68,7 milliards de combinaisons)

Audio : Échantillonnage à 48 ou 96 kHz, quantification sur 24 bits par échantillon. Le niveau de référence est défini à -20 dBfs.

Les spécifications du DCP

Le Digital Cinema Package (DCP) est la copie d'exploitation destinée à être envoyée dans les salles.

La syntaxe pour la description des éléments du DCP (métadonnées) est le XML. La norme de réduction de débit pour les images est la compression JPEG 2000 (compression par ondelettes). Chaque image est compressée indépendamment des autres qui la précèdent ou qui la suivent (images I, ou intra). L'audio n'est pas compressé, le format retenu est le PCM. Le format de fichier pour le conteneur des essences image et audio est le MXF. Il y a un conteneur MXF qui contient les images, un autre pour l'audio. Il peut y avoir d'autres conteneurs MXF, autant que du pistes audio.

Lors de la fabrication de la « copie 0 » au format DCP à partir du DCDM, le « packaging » abouti au cryptage des pistes audio et images. Une clé de lecture principale (dite « clé primaire ») est générée.

Le transport

Sur longue distance, l'acheminement du DCP vers les cinémas peut s'effectuer sur support physique (disque dur), réseau de télécommunication terrestre (par exemple, accès ADSL ou fibre optique installé dans le cinéma) ou diffusion par satellite. Il s'agit de transporter des fichiers. Le DCI ne spécifie rien dans la norme concernant le transport dématérialisé, seule l'interface USB est requise sur le lecteur D-Cinema en cabine pour le chargement de contenus à partir d'un disque dur. Par contre, concernant la livraison par disque dur, le DCI requiert au minimum l'interface de connexion USB 2 et le disque doit être formaté avec un système de fichier ext3.

La projection

En local (dans la cabine de projection), le lien entre le lecteur (serveur) et le projecteur se fait sur une double liaison HD-SDI (SMPTE 292-2006) à 1,44 Gb/s chacune, aussi appelée CineLink 2 (normalisé par le SMPTE sous la référence RDD20). Les données circulant sur cette liaison sont chiffrées, empêchant ainsi de réaliser un enregistrement numérique de la sortie du lecteur. De plus, des données identifiant la salle de cinéma et la séance sont insérées en filigrane (watermarking) dans l'image à la projection, de manière invisible, assurant un protection contre l'enregistrement du film projetée via un caméscope.

La plupart du temps, les DCP sont chiffrés. Seules les salles qui auront reçu une clé KDM leur donnant le droit d'exploiter commercialement pendant une certaine période de temps ce contenu pourront le lire. Cette clé KDM (Key Delivery Message) est liée à la fois au film (elle contient de manière chiffrée la 'clé primaire' du DCP) et à l'équipement de la cabine de projection numérique: le couple lecteur-projecteur. Il s'agit d'un fichier de petite taille qui est envoyé la plupart du temps à l'exploitant du cinéma par courrier électronique (e-mail)^[27].

Une base de donnée nationale contenant les certificats (l'équivalent des numéros de série) des équipements de projection (lecteurs et projecteurs) est mise en place afin de pouvoir générer les clés KDM pour les salles équipées pour le cinéma numérique. Cette base sert également à référencer les équipements qui auraient été volés, afin de les rendre incapables de lire les contenus protégés (via une liste des certificats révoqués). Avant la mise en place de cette base nationale, seules existent les bases propres à chaque vendeur d'équipements pour les équipements qu'il a vendus.

C'est le distributeur du film qui établit une KDM pour autoriser la projection de son film dans une salle à une période donnée. Une KDM est créée à partir :

• de la « clé primaire » du DCP du film qui sera transmis ;
• des certificats des équipements de projection numérique de la salle ;
• de la période d'exploitation commerciale accordée

En France, le CNC a mis en place en 2010 cette base des certificats, dénommée "Application de Recensement des Certificats Numériques d’Exploitation", autrement dit : « ARCENE ». Il y a deux types d’accès : pour les exploitants, via une authentification faible par identifiant-mot de passe ; pour les fabricant d'équipements et les installateurs, via une authentification forte par un dispositif d'identification matérialisé par une clé USB sécurisée.

La restitution sonore

Le développement des contenus alternatifs comme la diffusion d'opéras impose l'évolution de l'acoustique et de la sonorisation des salles de cinéma^[28]. Le son des œuvres cinématographiques est mixée en post-production avec l'objectif d'une restitution dans le cadre d'une salle de cinéma. Ce mixage sonore de type "salle de cinéma" est difficilement réalisable lors de la captation d’évènements, encore plus lorsqu'ils sont retransmis en direct vers les salles, car le réalisateur sonore sur le site de l’évènement n'a pas accès à une salle de cinéma pour faire le mix.

Liste des industriels

• Arts Alliance Media (Arts Alliance Digital Cinema) — intégrateur système
• Barco — fabricant de projecteur numérique
• Christie Digital — fabricant de projecteur numérique
• Cinedigm (anciennement Access Integrated Technologies, Inc. ou AccessIT) — intégrateur système
• CN Films (CineGo, IDIFF) — expertise et promotion du cinéma numérique
• Deluxe Digital Studios (en) — distributeur et intégrateur
• Digital Darwin (D2) — intégrateur système
• Dolby — intégrateur système
• Doremi Cinema — fabricant de lecteur (serveur) et de systèmes de mastering numérique
• Dvidea — Theater Management System — Solutions logicielles pour le cinéma numérique^[29],[30]
• GlobeCast — solution d'acheminement de DCP vers les cinémas par réseau télécom : GlobeCast Cinema Delivery
• Kodak — intégrateur système^[31]
• Motion Picture Solutions — Digital Cinema Mastering
• NEC — fabricant de projecteur numérique
• Red — fabricant de caméra numérique
• Showmax — intégrateur système et fournisseur de services
• SmartJog (groupe TDF) — solution d'acheminement de DCP vers les cinémas
• Sesama — location de matériel (cameras RED), étalonnage, gestion du workflow du cinéma numérique et mastering DCP
• Sony — fabricant de projecteur numérique 4k, de serveur et intégrateur système
• Texas Instruments — developeurs de la technologie d'affichage DLP Cinema pour les projecteurs numériques
• Workflowers — expert en cinéma numérique, mise en place et optimisation de chaines de production
• XDC (groupe EVS) — intégrateur système

Congrès & conventions internationaux

• IDIFF — International Digital Film Forum, Paris (F), Palais des Congrès
• CineEurope — Movie Theater Exhibition, Amsterdam (NL), RAI
• CineAsia — Movie Theater Exhibition, Hong Kong (HK)
• CinemaCon — NATO, Las Vegas (USA), anciennement ShoWest

Notes et références

Bibliographie

• Olivier Babeau, Le livre blanc des salles obscures, Fédération Nationale des Cinémas Français, Paris, 2010.
• Hervé Bernard, L'image numérique et le cinéma, Eyrolles, Paris, 2000.
• Alain Besse, Salles de projection, salles de cinéma, Dunod, Paris, 2007.
• Philippe Binant, Au cœur de la projection numérique, Actions, 29, 12-13, Kodak, Paris, 2007.
• Jean-Baptiste Hennion, Guide technique de la cabine de cinéma numérique, Commission Supérieure Technique de l'Image et du Son, Fédération Nationale des Cinémas Français, Paris, 2010.
• Philippe Loranchet, Le cinéma numérique, Editions Dujarric, Paris, 2000.
• François Luxereau, La projection électronique et numérique, Editions Dujarric, Commission Supérieure Technique de l'Image et du Son, Paris, 2004.

Annexes

Articles connexes

• Cinéma
• Cinéma 3-D
• JPEG 2000
• Digital Cinema Initiatives
• Digital Cinema Package
• Frais de copies virtuels

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