Explication
des différentes résolutions utilisées et correspondance avec la résolution TV
4/3, 16/9 et 16/9 anamorphique - Pixel Aspect Ratio
Introduction
Le monde de l’informatique et de la télévision présentent des dispositifs
d’affichages différents. Cela entraîne l’apparition de valeurs de résolution
qui déroutent parfois le premier venu lorsqu’il s’agit de définir la résolution
des images à utiliser.
Ce petit explicatif s’applique avant tout à des images PAL, au format européen.
Les images de type NTSC répondent à des résolutions différentes que l’on pourra
trouver rapidement par une simple règle de trois.
Avant tout une petite mise en
contexte.
Ordinateur
L’écran classique d’un PC/MAC
peut afficher des images allant de résolution 320x240 jusqu’à 2048x1536, en
passant par toute une série de résolutions différentes. Même s’il existe une
série de résolutions moins conventionnelles, limitons nous aux définitions
classiques, à savoir : 640x480, 800x600, 1024x768, 1280x960, 2048x1536. Toutes
ces résolutions partent du principe que le moniteur à un rapport
largeur/hauteur égal à 4/3.
Si on effectue la division
largeur sur hauteur 640/480 = 800/600 = 1024/768 = 1280/960 = 2048/1536 = 4/3 =
1.3333333333
Les points d’un moniteur PC
sont donc carrés.
TV et PAL
En vidéo, et par extension,
une télévision, et un capteur CCD de caméra vidéo, travaillent tous avec des
pixels non pas carrés mais rectangulaires. Cela provient de 2 facteurs, le
premier étant la définition standardisée du format "D-1 PAL". A savoir
une image standard "D-1 PAL" est de résolution 720x576 dans un
rapport proche de 4/3. Bien que l’écran de la télévision possède aussi un
rapport largeur sur hauteur de 4/3. On calcul vite que 720/576 = 1.25 = 5/4 et
non pas 1.33333333.
Ce qui signifie donc que pour
remplir l’écran, les points ne sont plus carrés mais légèrement rectangulaires,
étirés en largeur. C’est là qu’entre en jeu le terme "Pixel Aspect
Ratio" ou PAR, autrement dit le rapport largeur/hauteur d’un pixel. Cela
ne pose pas de problème de compatibilité, puisque TV et caméra répondent tous à
cette même norme PAL et affiche donc correctement le rapport d’affichage.
Pixels carrés
Pixels rectangulaires
On parlera aussi de
"Display Aspect Ratio" (ou DAR), et correspond au rapport
largeur/hauteur de l’écran utilisé (4/3 ou 16/9 par exemple). Il est important
de savoir quelle est l’unité de calcul. Dans cet article il s’agira du
"pixel" comme unité. Ne pas faire alors l’amalgame avec le terme
"4/3" et "16/9" que l’on utilise pour distinguer le type
d’image ou d’écran télévision.
Note : On constatera que le rapport physique largeur/hauteur d’un écran
TV fera bien 4/3 par exemple, au même titre qu’un écran PC. Leur DAR et PAR est
cependant différent, justement pour garder une image physiquement identique en
terme de ratio de dimensionnement. Un rond reste un rond sur les 2 écrans.
16:9 versus 4:3 (Display Aspect Ratio)
Avec le passage vers le monde
de l’informatique, c’est là que naîssent maintenant
toutes les confusions possibles et imaginables. Et pourtant, une simple règle
de 3, permet de tout comprendre aisément.
Le second facteur est qu’une
image numérique contient plus d’info qu’une image analogique (voir plus bas
avec l’ITU)
Adaptation à l’affichage sur
un PC
Nos chères caméras vidéo DV
filment donc en enregistrant une image PAL de 720 pixels de large sur 576
pixels de haut. Que se passe-t-il lors de la vision d’une séquence PAL sur un
moniteur PC ?
La première constatation est
que cela va dépendre du programme utilisé et du format d’enregistrement. En
partant du principe que le programme est suffisament
intelligent que pour détecter qu’il s’agisse bien d’une image PAL, il fera des
adaptations directement de manière transparente vis-à-vis de l’utilisateur.
Par exemple, est-ce que
beaucoup d’utilisateurs se pose la question de savoir
si ce rapport est conservé lors de la vision d’un DVD sur leur ordinateur ?
Par contre beaucoup de
manipulateurs non-conscients ne comprennent pas toujours pourquoi lorsqu’ils rippent un DVD et le recompresse
en DivX, ils obtiennent une image 4/3 avec des bords
noirs à gauche et à droite lorsqu’il l’affiche en plein écran sur leur PC. Ceci
étant dû simplement au fait qu’ils on conservé une image au format 720*576, et
qu’il le lise avec un player qui ne fait pas la
conversion lors de la lecture d’un rapport 5/4 vers 4/3.
ITU et la numérisation de
l’analogique
Comme dit précédemment, une
deuxième chose importante à tenir en compte est qu’une image numérique (telle
celle enregistrées par nos caméras vidéo) sera plus large et contiendra plus
d’info qu’une image analogique affichée sur une télévision. Le contenu d’une
image TV se retrouve DANS le signal PAL 720*576, ayant une taille de l’ordre de
702*576, et de plus, c’est cette image de 702*576 qui est au rapport 4/3.
Autrement dit les images numériques ne sont pas au rapport 4/3 mais légèrement
plus large.
Dans une image DV PAL 720x576,
la zone 4/3 est en fait d’environ 702*576. Ramené à des pixels carrés, la zone
702*576 redevient 768*576, et l’image 720*576 passe à environ 787*576.
La raison vient du fait qu’il
a fallu standardiser la fréquence de balayage pour numériser une images de télévision. Ce qui a donné après différents
compromis, en définitive une image de l’orde de 702*576 pixels ayant toujours un rapport
d’affichage 4/3.
Le rapport exact de conversion
est de 59/54.
Récapitulatif
Les chiffres qui vont suivre
maintenant sont connus des gens qui manipulent beaucoup les programmes de
montage et de traitement vidéo. Je vais, sans rentrer dans les détails des
calculs, faire un tableau récapitulatif des tailles et résolution d’image
correspondant dans le monde PC (et par extension MAC biensûr,
c’est juste un abus de langage...), télévision, et acquisition numérique d’un
signal analogique.
|
|
PAL |
PC |
ITU |
|
PAR |
16/15 = 1.06667... |
1/1 |
59/54 = 1.0925926... |
|
PAR anamorphique |
(16/15) * (4/3) = 1.42222... |
4/3 = 1.33333... |
(59/54) * (4/3) = 1.45679... |
|
DAR 4/3 |
(4/3) / (16/15) = 5/4 = 1.25 |
4/3 = 1.33333... |
(4/3) / (59/54) = 72/59 = 1.2203... |
|
DAR 16/9 |
(16/9) / (16/15) = 5/3 = 1.66667... |
16/9 = 1.77778... |
(16/9) / (59/54) = 96/59 = 1.6271... |
|
image 4/3 |
720 x 576 |
768 x 576 |
702 x 576 |
|
image 16/9 |
960 x 576 |
1024 x 576 |
937 x 576 |
|
image 16/9 letterbox |
720 x 432 |
768 x 432 |
702 x 432 |
|
4/3 numérique |
Non applicable car numérique |
787 x 576 |
720 x 576 |
|
16/9 numérique |
Non applicable car numérique |
1049 x 576 |
960 x 576 |
A partir de là, il vous est
maintenant facile de comprendre pourquoi les programmes d’édition
"déforment" les images à l’affichage.
On peut appliquer cela "inversément" aussi au photos
prises par certains APN (appareils photo numérique), qui généralement en
définitions natives sont aux bonne proportions sur l’écran PC (et à
l’impression), mais doivent êtres déformées lors de l’affichage sur une
télévision (et donc lors de l’import dans un slide-show
sur un DVD par exemple).
On remarquera "Sony
Vegas" affiche bien les rapports d’affichage modifiés dans la fenêtre de preview (en mode "simulate device aspect ratio"). Et l’on peut constater que ces
rapports possèdent des valeurs telles que 1049*576 pour le PAL WideScreen. Le seul problème est que cette valeur est la
même quelle que soit la résolution choisie au niveau du PC (1280*1024 ou
1280*960 par exemple). Ceci nécessite encore des petites améliorations de Sony
(ex-Sonic Foundry).
On peut remarquer aussi que
Vegas est l’un des rares outils gérant convenablement le PAR de 59/54.
Qu’est-ce que l’anamorphique ?
Pour enregistrer une image
16/9 nous avons 2 possibilités :
La première étant la plus
simple. Il s’agit de rajouter des bords noirs en haut et en bas de l’image.
C’est ce qu’on appelle le 16/9 letterbox (rogné,
"cropped"). On a en final une image utile
de 720*432 pixels. On se rend vite compte que l’on gaspille inutillement
144 lignes de définition dans l’image. Ce qui fait tout de même 25% de l’image.
Letterbox
La seconde, est l’anamorphose.
Il s’agit d’un procédé tout simple qui déforme l’image, qui l’écrase afin de
faire rentrer une image de rapport 16/9 dans une image de rapport 4/3. Ceci
permet de conserver le même nombre de ligne. Ensuite à l’affichage le programme
extrapolera, ou la télévision réétirera l’image afin
de l’afficher correctement aux bons rapports.
Anamorphique
Aussi par exemple, si vous
décidez de créer un menu pour un DVD au format 16/9 anamorphique, il suffira de
travailler sur une image de résolution 1049*576 puis de la déformer en final en
720*576 en spécifiant au programme d’authoring qu’il
s’agit d’une image "16/9 anamorphique".
Sur la télévision
Chaque marque a ses propres
conventions, qui varient même parfois d’un modèle de télévision à l’autre. A
titre d’exemple, sur ma télévision 16/9 Philips, je peux fixer la télévision
dans différents modes :
- "4/3" : jusque là, pas de souci, l’image
s’affiche en ayant de large bords noirs à gauche et à droite.
- "16/9" : il s’agit de 16/9 rogné, la
télévision zoomant dans l’image afin de faire disparaître les éventuel
bords noirs en haut et en bas.
- "plein écran" : 16/9 anamorphique, la
télévision étire l’image pour remplir "en plein écran" l’image
reçue.
Le 16/9 dans les caméras vidéo
Grand sujet ouvrant de
nombreux débats. Retenons le principal. Ici aussi chaque marque à ses
conventions. A titre d’exemple sur ma Panasonic NV-MX500 :
- mode 4/3 : classique 4/3
- mode 16/9 : 16/9 anamorphique
- mode cinema : 16/9 rognés
(avec bords noirs en haut et en bas)
A ceci on pourra commencer à
ouvrir le débat de "comment est réalisé l’anamorphose". Ceci sera
différent d’une caméra à l’autre, et surtout, d’une gamme de prix à l’autre.
Ainsi sur plusieurs caméras
bas de gamme, le 16/9 anamorphique est réalisé à partir d’un
image 720*576, rognée en 720*432, puis réétirée
et extrapolée en 720*576. Ceci n’apporte évidemment rien, et il est donc tout
aussi préférable de travailler en 4/3, et de rajouter plus tard en post-prod d’éventuel bords noirs (voir aussi l’article Cadrage
16/9 sur les caméras bon marché).
Sur les caméras plus haut de
gamme, disposant de capteur plus haute définition, on va parler de "vrai
mode 16/9". L’image 16/9 sera capturée dans une fenêtre de 960*576 sur
le(s) CCD avant d’être écrasée en 720*576. Ceci est donc très intéressant.
L’inconvénient, s’il s’agit de capteur 4/3, c’est que dans ce mode, souvent
l’angle de prise de vue est réduit, dû à une utilisation moins grande du
capteur (on rogne aussi en quelque sorte). Mais l’on conserve toutefois toute
Si la caméra n’offre pas de
réel mode 16/9, il reste encore la possibilité d’adapter une lentille
anamorphique, qui déforme l’image avant que celle-ci n’aille frapper les
capteurs CCD. Lors du transfert de la caméra vers le PC, il faudra préciser
qu’il s’agit d’image 16/9 (puisque la caméra aura enregistré en mode 4/3). D’un
point de vue purement mathématique, en terme de
résolution, ceci n’apporte rien de plus que le cas précédant ayant un capteur
16/9.
Et le NTSC ?
Sans rentrer dans les détails,
le NTSC travaille dans une résolution de 720*480 au lieu de 720*576 (en PAL).
Donc, en gros, vous divisez par 1.2 toutes les valeurs de nombre de lignes en
PAL, pour obtenir la valeur en NTSC.
Conclusion
Voilà j’espère que ceci vous
aura aidé à mieux comprendre les différences entre une télévision et un écran
d’ordinateur. Du moins en ce qui concerne les rapports d’affichage et de taille
de pixel.
Les
résolutions vidéo
Les résolutions d'images vidéo
analogique et numérique :
Résolution
des Standards Informatiques
|
Sigle |
Nom |
Résolution x Définition |
Format |
Fréquence |
|
CGA |
|
320 x 200 |
1.5 |
mini 60 Hz |
|
EGA |
|
640 x 350 |
1.8 |
mini 60 Hz |
|
VGA |
(Video Graphic
Array) |
640 x 480 |
4/3=1.33 |
mini 60 Hz |
|
S-VGA |
(Super-VGA) |
800 x 600 |
4/3=1.33 |
mini 60 Hz |
|
XGA |
(eXtra Graphic
Array) |
1024 x 768 |
4/3=1.33 |
mini 60 Hz |
|
|
|
1152 x 864 |
1.5 |
mini 60 Hz |
| WXGA | 1280 x 800 |
1.6 | ||
|
S-XGA |
(Super-XGA) |
1280 x 1024 |
1.25 |
mini 60 Hz |
|
S-XGA |
(Ultra-XGA) |
1600 x 1200 |
1.33 |
mini 60 Hz |
|
|
|
1920 x 1080 |
1.77 |
mini 60 Hz |
|
|
|
1920 x 1200 |
1.6 |
mini 60 Hz |
Résolutions
des Standards Vidéo
|
Sigle |
Nom |
Résolution x Définition |
Format |
Fréquence |
|
SECAM |
(SEquentiel Couleur A Mémoire) |
384 x 576 |
1.33 |
50 Hz |
|
PAL |
(Phase Alternative Line) |
450 x 576 |
1.33 |
50 Hz |
|
NTSC |
(National Television System Comittee) |
323 x 486 |
1.33 |
60 Hz |
|
MPEG - 1 |
(Motion Picture Expert Group norme 1) |
352 x 288 |
1.33 |
50 Hz |
|
MPEG - 1 |
(Motion Picture Expert Group norme 1) |
352 x 243 |
1.33 |
60 Hz |
|
MPEG - 2 SD |
(Motion Picture Expert Group norme 2) |
720 x 576 |
1.33 ou 16/9 |
50 Hz |
|
MPEG - 2 SD |
(Motion Picture Expert Group norme 2) |
720 x 480 |
1.33 ou 16/9 |
60 Hz |
|
MPEG - 2 HD |
(Motion Picture Expert Group norme 2) 720p |
1280 x 720 |
16/9 |
50 Hz / 60 Hz |
|
MPEG - 2 HD |
(Motion Picture Expert Group norme 2) 1080i |
1920 x 1080 |
16/9 |
50 Hz / 60 Hz |
|
MPEG - 4 SD |
(Motion Picture Expert Group norme 4) 720p |
720 x 480 |
16/9 |
60 Hz |
|
MPEG - 4 SD |
(Motion Picture Expert Group norme 4) 1080i |
720 x 576 |
16/9 |
50 Hz |
|
MPEG - 4 HD |
(Motion Picture Expert Group norme 4) 720p |
1280 x 720 |
16/9 |
50 Hz / 60 Hz |
|
MPEG - 4 HD |
(Motion Picture Expert Group norme 4) 1080i |
1920 x 1080 |
16/9 |
50 Hz / 60 Hz |
Profondeur
des couleurs :
|
Codage du pixel sur : |
Nombre de couleurs par pixel : |
Nom : |
Nombre deNuances en R V B : |
|
4 bits |
16 |
|
2.5 |
|
8 bits |
256 |
Standard |
6.3 |
|
16 bits |
65 536 |
High Color |
40.3 |
|
24 bits |
16 777 216 |
|
256 |
|
32 bits |
4 294 967 296 |
True Color |
1625.5 |
Les diffuseurs d'image :
Les
moniteurs 4/3
|
Diagonale du tube |
Dimension image visible en 4/3 |
Nombre de pixels |
format de l'écran |
Taille moyenne |
|
|
26 x 20 |
800 x 600 |
1.33 |
|
|
|
29 x 22 |
1024 x 768 |
1.33 |
|
|
|
32 x 24 |
1200 x 900 |
1.33 |
|
|
|
36 x 27 |
1400 x 1050 |
1.33 |
|
|
|
40.8 x 30.6 |
1600 x 1200 |
1.33 |
|
Les
téléviseurs, rétroprojecteurs 4/3 et 16/9
|
Diagonale du tube |
Dimension image visible en 4/3 et 16/9 |
Nombre de pixels |
format de l'écran |
Taille moyenne |
|
|
26 x 20 (26 x 15) |
330 x 576 |
4/3 |
|
|
|
40.8 x 30.6 (40.8 x 23) |
360 x 576 |
4/3 |
|
|
|
47.2 x 35.4 (47.2 x 26.6) |
530 x 576 |
4/3 |
|
|
|
54.4 x 40.8 (54.4 x 30.7) |
560 x 576 |
4/3 |
|
|
|
64 x 48 (64 x 36.2) |
600 x 576 |
4/3 |
|
|
|
70 x 52 (70 x 39) |
650 x 576 |
4/3 |
|
|
|
82.4 x 61.8 (82.4 x 46.5) |
|
4/3 |
|
|
|
93.6 x 70.2 (93.6 x 52.9) |
|
4/3 |
|
|
|
108 x 81 (108 x 61) |
|
4/3 |
|
|
|
57 x 32 (42.7 x 32) |
530 x 576 |
16/9 |
|
|
|
66.3 x 37.3 (49.7 x 37.3) |
630 x 576 |
16/9 |
|
|
|
75 x 42.2 (56.3 x 42.2) |
700 x 576 |
16/9 |
|
|
|
88.9 x 50 (88.9 x 50) |
|
16/9 |
|
|
|
110.7 x 62.3 (110.7 x 62.3) |
|
16/9 |
|
Ecrans
plasma 4/3 et 16/9
|
diagonale de l'écran |
Dimension de l'image |
Nombre de pixels |
Format de l'écran |
Taille moyenne |
|
|
80.6 x 60.4 |
640 x 480 |
4/3 |
|
|
|
92 x 51.8 |
852 x 480 |
16/9 |
|
|
|
109.2 x 62 |
1280 x 768 |
16/9 |
|
Les différents formats de diffusion de
l'image :
FORMAT = Rapport largeur de l'image sur
hauteur de l'image
|
1.33 |
(ou 4/3) format d'image utilisé par la
télévision |
|
1.37 |
format d'image cinéma |
|
1.5 |
(ou 3/2) format d'image utilisé en
photo pellicule 24*36 |
|
1.66 |
format d'image cinéma |
|
1.77 |
(ou 16/9) format d'image télévision |
|
1.85 |
format d'image cinéma PANAVISION film |
|
2.35 |
format d'image cinéma CINEMASCOPE film
|
DIAGONALE
Avec un format d'écran de 4/3 :
Diagonale de l'image = 5/3 x Hauteur
Avec un format d'écran de 16/9 :
Diagonale^2 = 337/81 x Hauteur^2