Formats & conteneurs vidéos, compression & décimation (sous-échantillonnage)
Il est très souvent compliqué de s’y retrouver entre les différents formats, les fréquences d'échantillonnage, les compressions, etc.. Nous allons donc passer en revue tous ces termes qui peuvent être complexes aux premiers abords.
Qu'est-ce que le H.264 & H.265 ? (Codecs)
Le H.264 est une évolution de la norme MPEG-4 dédiée à la diffusion audio et vidéo en Full HD. Principalement utilisé pour l’enregistrement, la compression et la diffusion de contenu vidéo, le H.264 vous permet de diffuser des vidéos (audio compris) de grande qualité sans saturer la bande passante.
Le H.264 est une évolution de la norme MPEG-4 dédiée à la diffusion audio et vidéo en Full HD. Principalement utilisé pour l’enregistrement, la compression et la diffusion de contenu vidéo, le H.264 vous permet de diffuser des vidéos (audio compris) de grande qualité sans saturer la bande passante.
Le H.265, datant de 2013, également connu sous le nom de High Efficiency Video Coding (HEVC), est un standard de compression vidéo qui a été développé pour succéder au H.264/AVC (Advanced Video Coding). L'objectif principal du H.265 est d'améliorer l'efficacité de la compression vidéo par rapport à son prédécesseur, le H.264 (appelé MPEG-4 AVC).
Le H.265 utilise des techniques de compression nettement plus avancées qui permettent de réduire la taille des fichiers vidéo tout en préservant une qualité d'image élevée
Le H.265 peut offrir une compression jusqu'à deux fois plus efficace que le H.264, ce qui signifie qu'il peut transmettre la même qualité d'image à un débit binaire plus faible, ou une meilleure qualité d'image au même débit binaire. Cette amélioration de l'efficacité de la compression est particulièrement importante dans le contexte des vidéos en HD, 4K, 6K, de la diffusion en continu sur Internet et des applications vidéos à large bande passante, où la réduction de la taille des fichiers permet une transmission plus rapide et une utilisation plus efficace de la bande passante.
8 bits, 10 bits, etc, avec lequel travailler ?
Le terme "8 bits" en vidéo fait référence à la quantité de données utilisée pour représenter chaque pixel d'une image. En vidéo, chaque pixel est généralement composé de trois canaux de couleur : rouge, vert et bleu (RVB). Chaque canal peut avoir une valeur de 0 à 255 (soit 28 valeurs), ce qui correspond à 8 bits de données par canal. Ainsi, chaque pixel peut être représenté par un total de 24 bits (8 bits pour chaque canal RVB), ce qui permet de représenter une large gamme de couleurs et de nuances.
Cependant, dans certaines situations, notamment dans les anciens systèmes vidéo ou les jeux rétro, une palette de couleurs limitée est utilisée, ce qui signifie que chaque pixel peut être représenté par seulement 8 bits au total. Dans ce cas, chaque pixel est associé à une couleur spécifique dans une palette prédéfinie, ce qui limite le nombre de couleurs disponibles, mais permet une utilisation plus efficace de la mémoire vidéo.
D’un point de vue arithmétique, vous pouvez connaître le nombre possible de variétés de codage d’une information de 2 bits, nous avons donc : 2 x 2 = 4 ou 2². Pour exemple, lorsque vous avez un échantillonnage sur 8 bits, vous aurez donc 2^8 valeurs possibles, soit 256. Donc si l’on prend 256 rouges x 256 vert x 256 bleu = 16777216 possibilités, ce sont les 16 millions de couleurs présentes sur une image 8 bits.
Pour la technologie “10 bits” vous plongerez dans un univers de couleurs d'une précision supérieure. Cette technologie révolutionnaire offre une représentation de chaque canal de couleur RVB (rouge, vert et bleu) sur 10 bits, soit un total de 1024 nuances par canal. Comparée aux 256 nuances des images 8 bits, cette richesse de couleurs décuple les possibilités d'expression visuelle.
Imaginez des images et des vidéos d'une netteté et d'une profondeur saisissantes, où chaque nuance de couleur est reproduite avec une fidélité époustouflante. Les dégradés sont fluides et subtils, sans aucune bande de couleur visible. Les bleus profonds de l'océan, les verts émeraude de la forêt, les rouges flamboyants d'un coucher de soleil - chaque détail est capturé dans toute sa splendeur.
La technologie 10 bits s'avère un outil indispensable pour les professionnels de la post-production vidéo, de la retouche photo et d'autres domaines où la précision des couleurs est essentielle. Avec une palette de couleurs si vaste à leur disposition, les créateurs peuvent repousser les limites de l'expression artistique et produire des œuvres d'une qualité exceptionnelle.
Le format vidéo 12 bits quant à lui se réfère à un format où chaque pixel de la vidéo est représenté par une valeur de couleur qui utilise 12 bits pour chaque composante de couleur primaire (rouge, vert et bleu). Cela signifie qu'il y a une plage encore plus large de valeurs de couleur disponibles pour chaque pixel par rapport aux formats vidéo avec une précision de couleur inférieure, comme le format 8 bits couramment utilisé.
Avec le format 12 bits, il y a 4096 (2^12) valeurs possibles pour chaque composante de couleur primaire, ce qui permet une plus grande finesse dans la représentation des couleurs et une réduction des artefacts visuels tels que le banding (gradation visible entre les différentes nuances de couleur). Cela peut être particulièrement important pour la capture et la reproduction de contenu vidéo à haute gamme dynamique (HDR) ou pour des applications où une précision maximale des couleurs est requise, comme dans le domaine de la production cinématographique et de la télévision professionnelle.
Quelles différences pratiques entre du 4:4:4, du 4:2:2 ou encore du 4:2:0 ?
Le format de sous-échantillonnage des couleurs est souvent exprimé sous forme de ratios tels que 4:4:4, 4:2:2 ou 4:2:0. Ces ratios sont des références sur la façon dont les données de couleur sont enregistrées et compressées dans une vidéo.
Voici les principales différences pratiques entre ces formats :
- 4:4:4 : Dans ce format, chaque pixel de l'image possède des informations complètes sur les trois composantes de couleur : rouge, vert et bleu (RVB). Il offre la plus haute qualité de couleur, car aucune information de couleur n'est perdue. Il est utilisé principalement dans des applications où une reproduction précise des couleurs est essentielle, comme la production cinématographique, la production télévisuelle de haute qualité et la post-production vidéo professionnelle.
- 4:2:2 : Dans ce format, chaque ligne horizontale de pixels partage la même information de couleur. Cela signifie qu'il y a une réduction de moitié de la résolution horizontale pour les composantes de couleur (chrominance) par rapport à la luminance (composante de luminosité). Ce qui vous offre une bonne qualité d'image tout en réduisant légèrement la taille des fichiers par rapport au 4:4:4. Ce format est souvent utilisé dans la diffusion télévisuelle professionnelle, la production vidéo en direct et certaines applications de diffusion en continu.
- 4:2:0 : Est le format de sous-échantillonnage de couleur le plus couramment utilisé dans les vidéos compressées. Dans ce format, chaque ligne horizontale de pixels partage la même information de couleur, et chaque paire de lignes est échantillonnée pour la couleur à une résolution réduite. Vous offrant ainsi une compression plus importante que le 4:2:2, ce qui permet de réduire davantage la taille de vos fichiers vidéo, mais au détriment de la qualité de l'image (et oui, on ne peut pas tout avoir dans la vie), en particulier dans les zones de dégradé de couleur. Ce format est utilisé dans la plupart des formats de compression vidéo courants tels que MPEG, H.264 et H.265, ainsi que dans la diffusion en continu sur Internet et la distribution vidéo grand public.
En résumé, le choix entre le 4:4:4, le 4:2:2 et le 4:2:0 dépend des exigences de qualité et de taille de fichier de votre projet vidéo, ainsi que des capacités de votre équipement de production et de diffusion.
Tous les formats sont bons, tout dépend de l’utilisation que vous en ferez par la suite.
Formats vidéos (conteneurs)
Les différents formats vidéo
Pour en savoir plus sur les formats vidéos, découvrez ici les formats les plus populaires, leurs caractéristiques et leurs applications pour choisir celui qui correspond le mieux à vos besoins.
1. MP4 : Le roi de la polyvalence
Ce format est compatible avec la plupart des appareils et plateformes (ordinateurs, smartphones, tablettes, YouTube, Facebook, etc.).
Les fichiers MP4 sont de taille raisonnable pour un bon compromis entre qualité et poids, ce qui sera largement suffisant pour la plupart des usages courants (vidéos web, réseaux sociaux).
2. MOV : Le choix des professionnels
Le format MOV est idéal pour le montage vidéo et la diffusion professionnelle grâce à sa compression sans perte de données, mais la contrepartie est un poids de fichier nettement supérieur.
3. WMV : Le champion de Microsoft
Le format WMV est optimisé pour les appareils Windows et Windows Media Player vous offrant une excellente qualité d’image. Le poids des fichiers est relativement lourd.
4. AVI : Le vétéran robuste
Le format vidéo AVI vous garantit une lecture sur quasiment tous les systèmes d'exploitation (Windows, Mac, Linux), tout en vous offrant la meilleure qualité d'image parmi les formats courants. Par contre, les fichiers seront très volumineux, il vous faudra donc un espace de stockage conséquent.
5. AVCHD : Haute définition sans compromis
Le format AVCHD est idéal pour la HD, il a été conçu pour les caméscopes haute définition, préserve une qualité d'image exceptionnelle.
6. Formats Flash : Pour les vidéos web
Les formats FLV, F4V, SWF sont adaptés aux vidéos intégrées sur des sites web grâce à leur taille réduite. Attention, Flash Player est une technologie obsolète depuis 2021.
7. MKV : L'open-source polyvalent
Le format vidéo MKV est compatible avec de nombreux codecs, ce qui vous offre une grande liberté de choix pour la compression vidéo et audio.
Il sera idéal pour les utilisateurs expérimentés qui souhaitent un contrôle total sur leurs vidéos.
Comment choisir un format de fichier vidéo
Lorsque vous décidez de choisir un format de fichier vidéo, il est crucial de prendre en considération vos exigences spécifiques en matière de qualité vidéo. Il est essentiel que la vidéo atteigne la qualité requise sans pour autant surévaluer vos besoins. En effet, les vidéos de haute qualité peuvent poser des défis lorsqu'il s'agit de téléchargement, de conversion, de partage, mais aussi de gestion.
De plus, il est important de tenir compte de la compatibilité avec les navigateurs, les programmes et les appareils, car tous ne peuvent pas lire un format vidéo spécifique.
Avant de faire votre choix, envisagez les scénarios suivants :
Pour les vidéos en ligne, optez pour un format de fichier pris en charge par la plupart des navigateurs Web. De cette manière, votre vidéo sera lue de manière native dans le navigateur. Les formats MP4 et WEBM sont des choix judicieux pour leur compatibilité avec les navigateurs.
Pour les enregistrements vidéo professionnels, privilégiez un format offrant une qualité vidéo élevée et des perspectives d'utilisation à long terme. Les formats de fichiers open source sont souvent plus évolutifs que les formats propriétaires contrôlés par les entreprises. Les formats MP4 ou AVI sont particulièrement adaptés à cette catégorie.
Pour les applications Windows, optez pour un format compatible avec le système d'exploitation Windows. Le format WMV est une option solide dans ce cas.
En suivant ces conseils, vous pourrez choisir le format de fichier vidéo le plus adapté à vos besoins spécifiques, tout en garantissant une compatibilité optimale avec les différentes plateformes et appareils.