Site personnel de Pierre-Antoine Coutant, Chef Opérateur du Son 

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La Reproduction du Son au Cinéma



Page 5 Le cinéma numérique
La norme 2K | Technologies DLP - SXRD | La copie cinéma numérique | Le serveur Cinéma | Le son
Nous présentons ici les grandes lignes de la projection vidéo numérique appliquée au cinéma et destinée à remplacer les copies films sur support photographiques. Dernière mise à jour : mars 2007.
salle cinéma5



L'année 2006 fut un tournant décisif dans la mise en place de la projection numérique au cinéma, aussi bien aux États-Unis qu'en Europe avec la discussion d'une norme définissant les critères de qualité applicables à cette nouvelle projection.

Cette révolution va bouleverser les pratiques de distribution des films et annonce la disparition progressive du support film, y compris au tournage. Curieusement pourtant ces bouleversements techniques importants n'apportent aucune amélioration pour le spectateur. Il n'y a pas de saut qualitatif significatif. C'est d'ailleurs ce qui retient beaucoup les exploitants dans leurs investissements. Car le gain sera surtout économique pour les distributeurs de film et indirectement pour les fabricants de projecteurs film-vidéo.

Il n'est donc pas étonant que ce soit les principaux bénéficiaires (distributeurs & fabricants) qui prennent à leurs charges ce saut technologique.




Définition
: c'est le nombre de pixel en largeur par le nombre de pixel en hauteur. On en déduit le format de l'image. Soit 1,89 en 2K et 1,85 pour le cinéma "classique".

SMPTE : Society of Motion Pictures and Television Engineers. Association américaine qui prépare et rédige les normes. A l'image de la CST en France.

CST
: Commission Supérieure
 Technique de l'image et son.

DCI : Consortium de 7 majors américaines pour définir la normalisation internationalle du cinéma numérique.

Barco DLP
projecteur BARCO
DLP cinéma

La normalisation 2 K, AFNOR NF S27-100

Une normalisation internationale doit définir, comme pour le support film, certains critères techniques pour garantir une uniformisation et un haut niveau de qualité des projections de cinéma numérique. Cette normalisation est discutée au sein de la SMPTE pour une adoption mondiale. Elle reprend une grande partie des recommandations du DCI. Elle est en partie élaborée par la France, représentée par la CST et doit être adoptée sous la référence AFNOR NF S27-100 pour notre pays. Fin 2006, on en en était toujours au stade des discussions.
 
La normalisation porte la définition de la projection au minimum à 2048 x 1080, d'où son nom de 2K. Mais elle indique aussi des valeurs minimums pour la luminance, le rapport de contraste (≥ 1200) et la colorimétrie. Elle implique aussi des critères pour la source du signal vidéo qui devra délivrer un signal 2K et codé en 4:4:4 sur 12 bits à un cadencement de 24p ou 48p. L'encodage retenu est le JPEG 2000. Celui du DVD du commerce est le MPEG 2. 

Ces seuils qualitatifs n'empêcheront pas des films tournés sur des supports moins performants d'accéder aux salles d'exploitation. C'était déjà le cas auparavant pour les films 16 mm projetés dans des salles de cinéma pourtant équipées en 35 mm.
Par contre cette normalisation garantit aux spectateurs une qualité minimum élevée et le respect des oeuvres tournées dans les meilleurs formats. Elle doit permettre aussi une inter-opérabilité des matériels (copie-serveur-projecteur) pour obtenir une universalité au moins aussi efficace que celle du film 35 mm, standard lisible dans le monde entier sur n'importe quelle machine. Reste la question de la pérénité du standard. Les formats vidéo ont jusqu'ici plutôt fait preuve de beaucoup de volatibilité.




DCI
: Digital cinema initiative.
Consortium de 7 majors américaines (Disney, Fox, MGM, Paramount, Sony Pictures Entertainment, Universal et Warner Bros. Studios).

Le d-cinéma et le e-cinéma

Cette normalisation qu'on résume principalement par le seuil de la définition de l'image 2K donne lieu à une appellation particulière de la part des grands studios américains très actifs dans le processus de normalisation. L'idée directrice est qu'il n'est pas question de diffuser les films dans un standard inférieur à la qualité du 35 mm.
Au dessus du 2K on est dans le d-cinéma. Seules les salles d'exploitation équipées en 2K auront accès à leurs films.
En dessous du 2K on est dans le e-cinéma. Les systèmes existants actuellement sont dans ce cas de figure et les salles n'auront accès aux films hollywoodiens qu'en 35 mm.




DLP :
DIGITAL LIGHT PROCESSING

DMD
: Digital Micromirror Device ou  circuit de micro-miroir numérique


DLP cinéma
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La technologie DLP cinéma

Cette technologie de Texas Instrument est déjà employée dans les vidéo-projecteurs de Home cinéma. Pour le cinéma ce sont des projecteurs Tri-DLP (un circuit par couleur primaire). Les circuits sont des DLP cinéma, ou "Black Chips", qui subissent un traitement augmentant encore le rapport de contraste et la restitution des noirs. Ils permettent aussi un réglage colorimétrique cinéma, c'est à dire avec un rendu des couleurs et de la lumière équivalent à un projecteur 35 mm et enfin un système de cryptage de lutte contre le piratage jusqu'à la tête du projecteur. Ce dispositif intéresse particulièrement le DCI.

Le principe du DLP est simple. C'est un circuit constitué de plusieurs centaines de milliers de micro-miroirs (plus d'un million) qui renvoi ou non la lumière en fonction de l'information binaire de chaque image.
On parle aussi de DMD qui est le circuit
à proprement parlé de micro-miroirs. L'appellation DLP concerne plutôt l'ensemble du dispositif et de la technologie mise en place.
Le DLP à permis un gain important au niveau du contraste avec une luminosité satisfaisante jusqu'à des écrans de 25 m de base en respectant la définition de 2K. Il a été adopté par les principaux fabricants de projecteur film et vidéo numérique (Barco, Kinoton, Cinemeccanica, Christie, Nec....) et surtout retenue par le DCI.



4K : définition de 4096 x 2160


Sony SXRDprojecteur Sony SXRD


La technologie SXRD

Sony a présenté début 2006 un projecteur cinéma numérique à la définition de 4 K avec comme d'habitude une technologie qui lui est propre. Le SXRD reprend le principe réflectif du DLP, mais avec des circuits à cristaux liquides. Cette différence technologique donne des résultats aussi qualitatifs en terme de contraste par rapport au DLP. Par contre sa définition
augmente à 4k mais bute sur la luminosité encore limitée pour les très grands écrans et les grandes distances.



DCP : Digital Cinema Package, norme de la copie numérique défini par le DCI.

M-JPEG 2000 : Partie 3 de la norme JPEG 2000. Encodage en JPEG 2000 de chaque image d'un flux à 24 ou 25 images/seconde.


kinoton DLP
projecteur DCP70 KINOTON DLP cinéma

La copie cinéma numérique

Le film n'est plus sur un support photographique, il peut utiliser plusieurs support de type informatique (disque dur, DVD, et transmission câble ou satellite). Sur ce support il y a le signal image, le son, les sous-titres et d'autres informations (méta-data) y compris de lutte contre le piratage. Bien que déjà possible aujourd'hui, le cinéma numérique va simplifier le sous-titrage qui est intégré aux données de la copie. Le projecteur enverra directement les sous-titres en fonction de la demande.
Le format de fichier retenu est le M-JPEG 2000 pour les films, et de plus en plus le MPEG 2 pour les contenus alternatifs (publicité notemment). Toutes ces informations numériques sont disposées et organisées suivant une normalisation précise. On parle de copie numérique ou DCP.

La compression M-JPEG 2000 encode chaque image individuellement en JPEG 2000 au lieu d'encoder un flux (cas du MPEG 2 ou 4). elle améliore donc la fluidité du mouvement. C'est aussi une compression capable de travailler sans perte. On privilégie la qualité au détriment du poids des fichiers. Un film au format MJPEG 2000 pèse environ 100 Go contre 10 Go en MPEG4.

Il y a plusieurs intervenants sur la copie. Il faut fabriquer et distribuer les copies. On assiste là à un grand chambardement économique. En effet ce sont surtout des sociétés de prestation de service qui ont pris pied dans ce domaine. Les anciens laboratoires de développement sont globalement relayés au niveau de filiale. Ces nouveaux prestataires interviennent au niveau de la fabrication, de la distribution, mais aussi au niveau des investissements et du déploiement technologique. Ils équipent des salles ou des réseaux de salle. Il y a donc convergence entre la fabrication, la distribution et l'exploitation. Chaque société prend ses marques et ses parts de marché. Il est à parier que dans quelques années il y aura encore des redistributions de rôles à chaque niveau quand les investissements seront stabilisés. On peut citer dans ses nouveaux intervenants Christie/Aix (USA), Arts Alliance Digital Cinema - AADC - (GB), DTS Digital Cinema (USA), Eclair Group (France) et Thomson (USA).

A terme il est envisagé de pouvoir transmettre par satellite ou câble les programmes de cinéma numérique. Cela devrait permettre une grande réactivité des salles en fonction de la demande, ou de la sortie des films. Il est à craindre par contre une plus grande volatilité des programmes et peut être une fragilisation plus grande encore des films moins commerciaux. Ce sera une accentuation du phénomène déjà constaté actuellement avec une durée d'exploitation de plus en plus réduite, du en partie à un accroissement de l'offre.

DISQUE DUR RAID :
 
L'information est entrelacée et redondante sur plusieurs disques afin de disperser les erreurs éventuelles et réduire leurs impacts sur la lecture du fichier.



serveur cinéma numérique
serveur Dolby

serveur Doremi
serveur doremi
Le serveur numérique

Le serveur est la partie technique qui exploite la copie numérique en salle de projection.

La copie est d'abord chargée puis stockée dans le serveur. Les fichiers du films sont chargés à partir d'un récepteur dans le cas d'une transmission (satellite ou câble) ou à partir d'un support mécanique (DD, bluRay, DVD). Le stockage s'effectue sur des disques durs internes de type RAID pour une sécurisation maximum. La durée de stockage d'un serveur varie de 2 à 6 films d'une durée moyenne de 90 min.

Lors de la projection, le serveur est chargé de décrypter les fichiers (Le décryptage final s'effectue dans la tête DLP du projecteur), de décompresser le signal JPEG 2000 et enfin de distribuer les signaux audio et visuels à la chaîne B (sonorisation) et au projecteur. Il permet aussi d'effectuer des taches domotiques (commandes lumières, rideaux...) et la projection des sous-titres.

En 2007, les fabricants de serveur sont les laboratoires Dolby (USA), Kodak digital cinema (USA), Doremi (USA) et realImage (Inde).





Cinemeccanica DLP
projecteur CMC 3 D2
CINEMECCANICA
DLP cinéma

Et le son ?

En dehors du support, c'est à dire la chaîne A, le reste du dispositif de reproduction du son, la chaîne B, ne change pas. Pour le spectateur et les professionnels ces changements seront transparents. Le son garde la même répartition spatiale, et les mêmes caractéristiques. les 2 plus importants concurrents, Dolby et Dts  sont toujours présents.
Les décodeurs et processeurs cinéma vont devenir de moins en moins pertinents. Le décodage du flux audio numérique sera intégré au serveur et simplifié. La compression n'est plus nécessaire car le support n'impose plus de contraintes physiques fortes. Les flux disponibles ne sont donc plus limités et il est d'ors et déjà envisagé de fournir un signal multicanal 5.1 non compressé en PCM. C'est à dire qu'on retrouve un signal audionumérique non compressé équivalent à celui du CD audio. La fréquence d'échantillonnage sera portée à 48 KHz. Les méta-data de dolby seront présentent sur la copie. Les méta-data sont des informations qui permettent de moduler le niveau sonore diffusé en fonction du mixage et de son contenu en spectre et en énergie. C'est une réponse possible au problème de niveaux sonores variables entre les films européens et américains.

La partie du processeur qui gère actuellement les réglages de chaîne B devrait à terme être proposé soit dans le serveur, soit dans un équipement à part. Ce type de matériel - le multiprocesseur audio- existe déjà chez certains fabricants. Pour le moment on propose à l'exploitant un pont entre son installation actuelle et la sortie du serveur.
Certains rêvent d'un son en 10.2, ou 13.1 dans la salle. Ce changement technologique sera probablement une porte ouverte à cette évolution. Les serveurs intégreront très probablement cette évolution qui restera à confirmer dans l'avenir. D'autant qu'une autre solution, la spatialisation virtuelle par traitement informatique, est aussi une alternative très crédible.



projecteur 35 mm

Voici donc une révolution technologique majeure qui s'annonce. Ces changements vont avoir des répercutions d'abord économiques auprès d'acteurs importants, mais pas directement impliqués dans la production. Par contre à moyen terme, ces changements vont surtout opérer au niveau de la production, c'est à dire les tournages, avec la mise en place des nouvelles caméras numériques. De l'appropriation de ces nouveaux outils et des changements de pratique professionnelle qui en découlent devraient survenir des changements artistiques qu'on imagine probablement pas, mais pas forcément spectaculaire non plus.

Replacé dans un contexte plus large, outre l'évidente suprématie de l'économique sur le tout le reste, c'est aussi à la naissance d'une autre façon de consommer le cinéma et les films qu'on assiste. Outre l'apparition du cinéma numérique et la sortie des supports blue-ray ou HD DVD, c'est surtout la diffusion sur internet qui va, plus que probablement, totalement modifier nos habitudes. La salle de cinéma n'est pas morte, elle s'adapte à l'avènement des technologies numériques dans le cinéma et l'audiovisuel.


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