Entrelacé ou progressif ?

Ah, l’entrelacé et le progressif… Ou comment on a décidé de se compliquer la vie… Pour bien comprendre comment on en est arrivé là, il faut repartir aux débuts de la télévision.

Le temps des cathodiques…

vieille_teleQuand on a mis au point les premières télévisions, elles utilisaient la technologie du tube cathodique (vous savez, les grosses télés de grand-mères avant les écrans plats). Le principe était le suivant : au fond du tube, un canon envoyait des électrons sur la face interne de l’écran. À chaque fois qu’un électron touchait l’écran, un point lumineux apparaissait dessus. Selon la quantité d’électrons envoyée, le point était plus ou moins lumineux.
Donc le canon balayait l’écran en commençant par le coin en-haut à gauche, puis allait vers la droite, pour tracer une ligne horizontale. Quand il avait atteint le bout de la ligne, il revenait à gauche et commençait à balayer une autre ligne juste en-dessous. Et ainsi de suite, jusqu’à atteindre le bas de l’écran.
Pendant tout ce chemin, le canon variait le nombre d’électrons qu’il envoyait. Plus il y en avait, plus le point était lumineux sur l’écran. Au final, avec ce balayage et cette variation d’intensité, cela formait une image. Le canon devait donc balayer l’ensemble de l’écran 25 ou 30 fois par secondes.

Le problème, c’est que rapidement, les points lumineux commençaient à s’effacer. Même si le canon balayait tout l’écran en moins de 40 milli-secondes, le temps qu’il parvienne en bas, les lignes qu’il avait tracées en-haut commençaient déjà à s’estomper. L’image formée semblait donc scintiller, ce qui était très désagréable.

Alors, on a eu une idée de génie : le canon allait d’abord balayer une ligne sur deux (la 1ère, la 3e, la 5e, etc.), puis une fois en-bas, il remontait et balayait les lignes manquantes (la 2e, la 4e, 6e, etc.). Comme ça, quand la première ligne commençait à s’estomper, la deuxième juste en-dessous était toute récente et l’œil humain faisait la moyenne entre les deux. On ne voyait plus le scintillement. On a donc décidé d’entrelacer l’image pour lutter contre le scintillement.

Voici un schéma :

interlaced

Il est en anglais, mais on y voit bien le premier passage du canon, qui balaie d’abord les lignes impaires (en bleu), puis le second passage, avec les lignes paires. Au final, on arrive à une image complète. Cette dernière est donc composée de deux trames (ou fields en anglais).

Depuis, la technologie a évoluée et on sait afficher (même avec un tube cathodique) des images en progressif, c’est-à-dire dont les lignes sont affichées de haut en bas, dans l’ordre. D’ailleurs, les écrans plats (LCD, plasma, etc.) affichent même toutes les lignes en même temps.

Et maintenant ?

On traîne toujours l’héritage des premiers tubes cathodiques et donc, on tourne encore en entrelacé. D’ailleurs, la télévision est toujours diffusée en entrelacé. Ce qui en soit n’est pas un problème, sauf si on l’affiche sur un écran progressif. Ça donne ça :

entrelace_zoomOn voit bien les lignes horizontales gênantes. La deuxième trame (lignes paires) a été enregistrée quelques millièmes de secondes après la première (lignes impaires). Dans ce cas, les chevaux ont eu le temps d’avancer un peu et cette deuxième trame se retrouve décalée par rapport à la première. Mais comme on les affiche dans l’ordre progressif, c’est moche.

Alors, pour afficher l’image sur un écran progressif, on doit la désentrelacer. Ce traitement entraîne malheureusement une perte de qualité (plus ou moins grande selon la machine ou le logiciel utilisé). Mais cela permet d’afficher ceci :

progressif_zoomMieux, non ? (même si c’est forcément un peu plus flou. Et puis ça peut faire des choses bizarres comme sur la bride rouge du cheval de gauche — en vidéo ça se sent moins.)

Alors pourquoi on continue à tourner en entrelacé, maintenant que tous les écrans sont progressifs ?

La télévision est encore diffusée en entrelacé, pour garder une compatibilité avec les anciens téléviseurs. Cela dit, l’entrelacé, en vidéo, donne un mouvement plus précis. En effet, la caméra capte 50 trames par secondes, contre 25 images en progressif. Donc, les mouvements rapides sont plus fluides, alors qu’ils peuvent saccader un peu en progressif.
Le progressif est en revanche plus proche du rendu cinéma, c’est pourquoi on a tendance à tourner de moins en moins en entrelacé. Cela relève donc d’un choix du chef opérateur.

J’aurais tendance à dire qu’il vaut mieux tourner en entrelacé pour la télévision, et en progressif pour le cinéma (et le web). Cela a l’avantage de respecter le format de diffusion.

Mais comment je sais si ma vidéo est en progressif ou en entrelacé ?

Il y a un indice dans le format de la vidéo : s’il est noté 1080i50, c’est que c’est de l’entrelacé (i = interlaced). Si c’est du 1080p25, c’est qu’il s’agit d’une vidéo progressive (d’où le p). Vous remarquerez que le i est suivi d’un 50 (pour 50 trames), alors que le p d’un 25 (pour 25 images complètes). Le 1080 au début fait référence à la définition de l’image.
En NTSC (chez les américains et les japonais, donc), on tourne à 29,97 images secondes, ce qui donne des formats du type : 1080i59,94 et 1080p29,97.

Le HFR, qui prend le meilleur de chaque

Il existe une solution pour avoir à la fois la fluidité de l’entrelacé et la précision du progressif : le HFR (pour High Frame Rate, soit Haute Cadence en français). Cela consiste à tourner en progressif, mais à au moins 48 images par secondes. Cela n’a évidemment d’intérêt que si on diffuse aussi en HFR (en cinéma, cela devient possible, les télévisions commencent à pouvoir le faire). Je pense que ce changement aura plus d’impact que la 4K, car on va gagner grandement en précision sur les mouvements. Malheureusement, il est moins médiatisé.

Un mantra pour finir

Voici une règle que vous devriez toujours garder en tête :

Diffuser une image entrelacée en progressif nécessite de la désentrelacer, en perdant un peu de qualité.

Diffuser une image progressive en entrelacé n’est pas un problème, mais ça saccade légèrement.

Article actualisé le 19 novembre 2015

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