Discussions techniques généralistes projection

[meloblink]

http://www.arri.de/?eID=registration&file_uid=3525



edit

[toni1]

En cliquant dessus je reviens sur cette même page

[Emmanuel piat]

En cliquant sur le lien, ton navigateur (chrome en ce qui me concerne) doit te proposer de télécharger le pdf.

Dans chrome, la proposition est faite ds le bandeau des téléchargements en bas.

[Thaal]

J'ai pris le temps de lire tout ça, c'est intéressant et bon à savoir.

[toni1]

J'ai collé l'adresse dans chrome et j'obtient:

Sorry! The requested file is not available for download.

[Emmanuel piat]

?!?
Je viens de réessayer : si je clique sur le lien donné sur le post de meloblink au-dessus, ça fonctionne.

[Thaal]

Vu que le liens atterrit sur une redirection, il faut regarder selon les navigateurs et les paramètres de sécurités, et éventuellement les extensions installés sur le navigateur.

[Emmanuel piat]

Il faudra au moins 5 ans selon Christie pour que les coûts baissent et que le laser se démocratise ds les salles de ciné

Christie’s reps are taking orders now, and will deliver laser-powered systems by the end of 2013, but
they warned that the current high cost of laser devices means that the earliest systems will offer “elusive”
returns on investment, and only be cost-effective for the largest premium screens. They predicted widespread adoption of lasers is at least five years off.

http://ishindler.com/articles/LFX_Chris ... _240850511

[Emmanuel piat]

A priori, le 1er projo laser commercial installé par Christie le sera ds un ciné de Seattle :

http://www.studiodaily.com/2013/08/chri ... -cinerama/

[Emmanuel piat]

Passons maintenant à l'acutance.

L'acutance permet de savoir si une transition dans une image digitale apparaîtra marquée ou pas visuellement. Elle participe à la sensation de piqué (sharpness). Elle dépend de 2 choses :

- le contraste présent au niveau de la transition
- la largeur de la transition

Sur la figure ci-dessous, l'acutance de la transition dans la direction X correspond à la dérivée moyenne (RMS) de l'évolution des niveaux de gris entre A et B le long de x divisé par le contraste entre A et B (c'est "en gros" la moyenne RMS de la pente entre A et B le long de la transition selon x divisé par la différence de luminosité entre A et B).



Si on ne fait pas de moyenne, une formule approchée de l'acutance est G / (xB - xA), avec G la variation de luminosité entre A et B (contraste local).

Il résulte de la notion d'acutance que :

- Plus la distance AB est petite, plus grande est l'acutance.
- Plus fort est le contraste au niveau de la transition, plus grande est l'acutance.

Une transition paraîtra plus marquée si l'une ou l'autre des deux conditions précédentes sont vérifiées. Si les deux sont vérifiées simultanément, l'acutance est maximisée.

De ce fait, une bonne MTF (bonne optique) qui dégrade peu le contraste des hautes fréquences permet une bonne acutance des transitions rapides. Un moteur optique qui génère des pixels marquées comme les DLP (faible distance AB) augmente en plus l'acutance des fréquences spatiales les plus élevées pour les transitions horizontales et verticales.

On peut artificiellement augmenter l'acutance d'une transition grâce au renforcement de son contraste (edge enhancement). L'image de gauche ci-dessous est un exemple.



Cet artifice est utilisé par les constructeurs de projo pour camoufler les problèmes d'alignement de matrices et l'utilisation d'optiques moyennement performantes.

Dès l'instant ou une transition n'est plus horizontale ou verticale, mais oblique, on est obligé de filtrer la transition par un filtre passe bas pour minimiser les effets de crénelage (anti-aliasing). De ce fait, la transition devient un combo de fréquences spatiales élevées et moins élevées. Elle apparaîtra d'autant plus marquée que la "largeur du trait" composées par ces fréquences est faible. Donc en imagerie digitale, meilleure sera la résolution, plus petite sera cette largeur de trait et meilleure sera l'acutance. Mais en vidéoprojection, ceci est balancé par la diminution du contraste de la transition due à la chute de la MTF dans les hautes fréquences. Et plus la résolution est élevée, plus cette chute est importante. D'où la nécessité si la résolution devient importante (4K) de mettre des dispositifs de edge enhancement bien fichus pour gagner significativement en acutance par rapport à un projo 2K (sinon le gain est limité).

[Emmanuel piat]

J'aborde maintenant le lien entre acutance et distorsion des fréquences spatiales.

Imaginez que le monde réel soit un faisceau lumineux qui parcourt une ligne horizontale sur l'écran et que l'intensité de cette lumière soit spatialement modulée le long de la ligne par une sinusoïde.

Imaginez que l'amplitude de cette sinusoïde fasse une période complète sur la distance représentée par 2 pixels.

Dans ce cas, on dit que cette sinusoïde a une fréquence de 0.5 cycle par pixel. C'est la fréquence spatiale la plus élevée que peut rendre votre diffuseur.

Quelle sera la qualité du rendu de cette sinusoïde ?

La variation continue de l'intensité lumineuse de la sinusoïde sur une période est remplacée par une belle marche d'escalier correspondant aux deux pixels !

L'écart entre la sinusoïde et la marche d'escalier représente la distorsion du rendu numérique à cette fréquence de 0.5 cycle par pixel.

Cette distorsion est alors maximale. Si on baisse la fréquence, la distorsion diminue car la sinusoïde sera rendue avec plus de pixels, donc sera mieux approximée.

Toute image réelle peut être représentée par une somme infinie de sinusoïdes spatiales de fréquences différentes et déphasées entre elles. En fonction de sa résolution, une image numérique ne pourra rendre qu'une partie de ces fréquences (celles jusqu'à 0.5 cycle/pixel) et plus la fréquence sera élevée plus la distorsion associée sera grande.

Cette distorsion est responsable de l'effet "pixel", autrement dit, elle traduit le ressenti de la nature numérique d'une image digitale. C'est donc quelque chose qu'on aurait plutôt tendance à essayer de minimiser. Quatre stratégies sont possibes pour y arriver :

1. augmenter la résolution du diffuseur
2. augmenter la distance de visionnage
3. utiliser une technologie qui lisse les marches d'escalier des pixels.
4. utiliser une technologie qui dimine la hauteur des marches d'escalier pour les rendre moins visible.

Pour 1, on peut par exemple prendre un diffuseur 4K au mieux de 2K. Mais dans ce cas, il y a un revers car il faut comprendre le lien entre upsampling et acutance que je développerai par la suite...

Pour 2, le côté négatif est qu'on sera frustré si on aime les grandes images.

3 et 4 diminuent l'acutance des très hautes fréquences, et la sensation de piqué associée, via une dégradation de la MTF (augmentation de la distance AB et diminution du contraste interpixels).

Cependant, si un bluray est bien encodé, il ne doit pas contenir de hautes fréquences proches de 0.5 cycle/pixel, ou alors il les contient avec des amplitudes faibles pour qu'elles soient peu visibles. S'il en contient bcp avec des amplitudes marquées (fort contraste ds les très hautes fréquences), on voit apparaitre de l'aliasing sur l'image et donc c'est très laid. Ce faisant, quand on dit qu'un BRD à une réso de 2K, c'est de la théorie. En pratique les BRD encodés ont une réso fréquentielle bien plus faible pour éviter l'aliasing.

Ce manque de résolution fréquentielle des BRD est alors en partie compensée par le fait que la distorsion haute fréquence d'un rendu numérique renforce l'acutance et donc augmente la sensation de piquée ! Mais pour ça, il faut un diffuseur ayant une bonne acutance, et il faut adopter le bon recul (compromis rendu numérique / résolution / piqué).

1, 3 et 4 auront tous tendance à faire ressortir le manque de résolution intrinsèque de la source 2K en donnant un rendu plus doux (diminution de l'acutance) propre au contenu fréquentiel réel de la source, et ce sera d'autant plus évident que la base de l'écran est grande. Pour lutter contre ce ressenti, on n'a pas d'autres choix que de mettre en oeuvre des stratégies de edge enhancement qui vont renforcer l'acutance.

[Emmanuel piat]

J'ai un peu modifié la définition de l'acutance au-dessus afin de mieux coller à la formule historique.

Pour ceux qui veulent creuser, ce pdf explique à partir de la p131 (Now back to the photographic film [...] au dessus de la figure 6) comment est apparue la notion d'acutance (cf. bas de la p131) :

http://image.eastmanhouse.org/files/GEH_1956_05_06.pdf

La page 132 exprime toute la difficulté historique à traduire la sensation de piqué à partir d'un panel de testeurs (complexité et variabilité du comportement de l'oeil). Elle explique également la formule historique de l'acutance, qu'on retrouve aussi p149 ds ce document : http://www.isprs.org/proceedings/XXVII/ ... t1-sup.pdf

Après ces 1er essais de définition, une définition plus aboutie a été inventé par Gendron. C'est la CMT Acutance.
Elle est définie ds cet article : http://journal.smpte.org/content/82/12/1009.full.pdf
Je ne possède pas l'article, donc je ne la connais pas.

[Emmanuel piat]

Voici une excellent document qui explique à la fois de manière détaillée et simple la notion d'acutance :

http://www.claudegabriel.be/Sensitom%C3 ... re%206.pdf

C'est à partir de la section 7 (diapo 60).

Ce document est dédié aux films photographiques. Pour l'extrapoler aux images digitales diffusées par un projo, il suffit de dire que la quantité D est l'intensité lumineuse projetée.

Dans ce document, la photo du bas représente assez bien la manière dont les pixels sont affichés par les projos actuels :



Exemple (photo d'un x35 ds le test contemplation aveugle en face) :

[Emmanuel piat]

Dans le pdf précédent, on voit que si on ne fait pas la moyenne, on retrouve la formule approchée que j'avais donné initialement pour l'acutance : G / (xB - xA), avec G la variation de luminosité entre A et B (contraste local).

Il résulte donc bien de la notion d'acutance que :

- Plus AB est petite, plus grande est l'acutance.
- Plus fort est le contraste au niveau de la transition, plus grande est l'acutance.

[Emmanuel piat]

Précédemment, j'ai expliqué qu'une solution pour réduire la distorsion haute fréquence (effet pixel) est d'augmenter la résolution du diffuseur.

Ceci oblige naturellement à upsampler la source et il convient donc de comprendre la relation entre acutance et upsampling.

Qd on upsample une transition nette ds la source numérique (fréquence spatiale de 0.5 cycle/pixel) on va obtenir un dégradé de transition.

Par exemple, avec un upsampling 2K->4K appliqué à une fréquence de 0.5 cycle/pixel, la formule sur le post précédent doit être remplacée par la moyenne de 2 termes (cf. pdf) puisque la transition complète s'exprime maintenant sur 4 pixels au lieu de deux. Les 2 premiers pixel donnent une la 1ère partie de la transition et le 2 suivants, la 2e partie de la transition.

De ce calcul, il résulte que malheureusement l'acutance diminue.
Tout upsampling permet de se rapprocher du contenu fréquentiel effectif de la source (diminution de la disto) mais au prix d'une diminution de l'acutance propre à l'image, et donc de la sensation de piqué.

Pour y remédier, on a pas d'autre choix que de sharpeniser (edge enhancement) pour regagner via une augmentation du contraste local ce qu'on a perdu en acutance en lissant la transition. Cette augmentation du contraste rebooste (différemment) l'acutance.

Donc le resampling/sharpening permet bien de diminuer la distorsion (effet pixel) mais le sharpen ajouté s'il est trop poussé peut vite dénaturer le naturel de l'image.

La seule solution pour combattre cet effet négatif consiste à ne pas trop upsampler la source basse définiton pour n'avoir pas à trop ajouter de sharpen. Cela permet d'obtenir un bien meilleur naturel, une bien meilleure acutance et camoufle également le manque de résolution de la source. Par exemple, je déconseille d'upsampler un DVD au delà de 1280 à 1360 pixels de large pour un diffuseur 2K ou 4K. Il vaut largement mieux grossir les pixels avec le zoom optique et maintenir l'acutance.

Pour faire cela, il faut un PCHC ou un scaler qui permet de dire à quelle réso on veut upsampler, puis on envoie l'image résultante et ses bordures noires tout autour sur le projo avec un mapping 1:1. Ensuite on utilise le zoom optique de l'appareil pour obtenir la bonne taille.