4k, fps, pixel  : kezako ?

Savez-vous ce qu’est réellement une vidéo ? Découvrons ce qu’il se cache derrière les notions de 4k, pixel ou encore fps … . C’est parti !

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Une vidéo est une succession d’images à une certaine cadence

Considérons une simple image. 

Dupliquons-la en modifiant légèrement son contenu. Réitérons l’opération plusieurs fois. 

En affichant les images les unes à la suite des autres, on obtient une animation.

En fait, une vidéo est simplement une succession d’images.

C’est ce même principe qui est utilisé dans les vidéos en stopmotion ou les flipbook. Les images défilent les unes à la suite des autres, ce qui donne un effet de mouvement.

Sources :

 

La fréquence d’affichage : fps

En augmentant la fréquence d’affichage, autrement dit le nombre d’images par seconde (= fps : frame per second), on améliore la fluidité de la vidéo. 

Voici le résultat d’un même mouvement avec des fréquences d’affichages différentes :

Source : https://31.media.tumblr.com/38c0a8c2105220261f97296273cf28df/tumblr_nn35mpZpjB1rmwh38o1_1280.gif

Sur cette autre vidéo, on voit clairement le résultat des différentes fréquences d’affichage 

Source : https://www.reddit.com/r/Damnthatsinteresting/comments/ku925i/water_in_different_frame_rates/

Plus le nombre d’images par secondes est important, plus la vidéo est fluide mais plus sa lecture consomme de données et d’énergie. 

A titre comparatif, la fréquence d’affichage au cinéma varie entre 24 et 30 ips. Les meilleures consoles actuelles arrivent à 120ips et les meilleures cartes graphiques pour PC atteignent 240ips. Les téléviseurs les plus récents peuvent atteindre une fréquence de lecture de 600 Hz. 

En parallèle, on peut noter que la qualité d’une vidéo dépend également de la qualité de chaque image qui la compose. Pour cela, intéressons-nous aux notions de pixel et résolution d’affichage.

Pixel, définition et résolution d’affichage

Une image numérique se compose de petits éléments carrés de couleur appelé pixel. Le pixel correspond à l’unité minimale qui spécifie la définition d’une image. 

Par exemple, la définition de cette image est de 600 pixels : 30 pixels en longueur et 20 en largeur.

Sur cette autre image, la définition d’affichage est de 240  000 pixels environ soit 402 X 599p. 

Cette superbe photographie de la Nébuleuse d’Orion prise par le télescope spatial Hubble fait plus de 18 000 pixels de côté soit une définition de 324 mégapixels. La définition d’affichage est tellement grande qu’il est possible de zoomer sur la photo et de visualiser les éléments en détail. Image source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Pixel#/media/Fichier:Orion_Nebula_-_Hubble_2006_mosaic_18000.jpg

En parallèle, on peut noter que la résolution de l’écran a un impact direct sur la qualité et le rendu visuel de l’affichage. Plus la densité de pixel est élevée, plus le confort d’utilisation est grand car les pixels sont imperceptibles. 

A ce propos, les définitions d’affichage sont normées et correspondent à des niveaux de qualité et de rendu visuel différents. Par exemples, 

  • Le format 1280 x 720 correspond au format HDTV. Les images font 1280 pixels en longueur et 720 pixels en largeur. 
  • Le format 4K correspond à de l’ultra haute définition avec des images de 4096 pixels x 2160 ((4K pour 4000 pixels) 
  • Le 8K c’est 8192 x 4320 pixels.

Source : https://fr.wikipedia.org/wiki/Fichier:Video_pixel_resolution.svg

Flux vidéo et mémoire

On peut aussi noter que chaque pixel d’une image est de l’information qui nécessite un espace mémoire. Donc plus la résolution de l’image est élevée, plus il y a de pixels et plus l’image nécessite d’espace mémoire. Concrètement, lorsqu’on regarde une vidéo en streaming, la résolution d’affichage a un impact direct sur la consommation des données.

Par exemple, si on considère les paramètres d’utilisation des données de Netflix :

  • Une qualité vidéo standard (SD – 720p) nécessite jusqu’à 0,7 Go / heure
  • Une vidéo en HD (1080p) consomme jusqu’à 3 Go / heure 
  • Une vidéo en Ultra HD (4k) ), c’est 7 Go/h

Sources : https://help.netflix.com/fr/node/87#:~:text=Faible%20%3A%200%2C3%20Go%20par,appareil%20pour%20la%20Ultra%20HD 

Conclusion

Une vidéo est une succession d’images à une certaine cadence. Plus la fréquence d’affichage des images est élevée, plus la vidéo est fluide. En parallèle, la qualité et le rendu visuel sont fonction de la définition de l’affichage ainsi que la résolution de l’écran.

Sources

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