La cadence d’images est absolument déterminante dans les choix techniques de vos projets. Problème, entre idées reçues, archaïsmes, et confusions, on est souvent perdus. On va donc ici faire un point technique pour vous aider à choisir la bonne fréquence… Et tordre le cou à certains préceptes historiques.

Et pour commencer, la cadence d’image (Frame Rate), c’est quoi ?

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Pour faire simple, voilà une illustration qui symbolise les différences entre les cadences d’image sur 1 seconde.

La cadence d’image de captation, c’est tout simplement le nombre d’image qui sera capturé et donc enregistré dans l’intervalle d’une seconde. Autrement dit, on va parler de « 25/50P » pour signifier 25/50 images « Progressives », c’est à dire « pleines » par seconde, de « 24P » ou encore de « 50i » (pour Interlaced, soit entrelacées). Ces cadences qui nous sont communes, peuvent cependant être modifiées selon n’importe quelle valeur – en fonction de votre caméra – (de 1 image par seconde à plusieurs milliers d’images par secondes), car elle sont toujours à mettre en relation avec la cadence d’image de diffusion ou de lecture. En Europe, il s’agit en général de 25 images par seconde.

Pour faire simple, si vous décidez d’enregistrer 1 image par seconde et que vous lisez le tout à 25 images par secondes, vous aurez un accéléré de X25 (1×25), comparable à un Timelapse. A l’inverse, 100 images par seconde lues à 25 images par secondes donneront un ralenti de X4 (100/25), c’est à dire du Slow-Motion. Et donc communément, on se contente de tourner à la même fréquence d’image que celle qui est prévue pour la diffusion: mais on peut décider de sortir des sentiers battus pour s’affranchir de certaines limites.

La cadence d’image: histoire et perception de l’œil

Historiquement, la cadence d’image, c’est une succession de photos prises sur une seconde, qui sont là pour donner naissance à l’animation. L’animation, c’est faire en sorte que notre œil n’est plus le « temps » de voir qu’il s’agit d’une suite d’images fixes. C’est donc une « illusion » liée à la rémanence rétinienne.
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Au début du cinéma muet, nous étions à une cadence située entre 14 et 20 images/s car elle dépendait de la vitesse de rotation de la manivelle de l’opérateur! C’est ce qui donne cet aspect saccadé: notre oeil perçoit la suite d’image.

Au moment du cinéma parlant, on a collé une bande magnétique sur la pellicule. Mais le problème, c’est qu’a cette cadence -faible-, on n’arrivait pas à enregistrer la voix correctement. Il a donc été décidé que la cadence de 24 images par secondes était le parfait compromis entre restitution sonore/saccades limitées à l’image et surtout prix de la pellicule (extrêmement onéreuse à l’époque). Là est née cette cadence historique dont on pourrait pourtant, 100 ans plus tard, s’affranchir.

Le « 50 » est quant à lui, né de la télévision qui fonctionne… A l’électricité. En Europe, la fréquence du courant est de 50 Hz et comme la télévision cathodique est constitué d’un faisceau électrique qui balaie l’écran de haut en bas, on a décidé d’envoyer 50 demi images (entrelacées) pour que ce faisceau ait le temps de balayer l’écran de haut en bas entre deux images (et 2 deux signaux de courant alternatif) : à l’époque, on ne savait pas envoyer des images « pleines », ou procéder autrement.

Entre temps, tout a changé puisque qu’entre la numérisation des caméras et surtout la révolution de l’affichage (écrans plats qui peuvent supporter des images pleines…), on est capable -théoriquement- d’envoyer n’importe quelle cadence d’image, vers n’importe quel périphérique.  Oui, mais voilà, vous allez entendre que le Cinéma, c’est forcément en 24P, que la télé, c’est obligatoirement du 50i et que le 50P, ça ne sert qu’à faire des ralentis. Que tout ce qui est en « 50 » donne une texture « vidéo » aux images et donc, que ce n’est pas « Cinéma » avec son « flou de mouvement »  (motion Blur)…  Et bien, tout cela est assez largement faux.

Pourquoi choisir telle ou telle cadence d’image plutôt que de rester sur la valeur de diffusion?

A priori, aucune, à moins de vouloir produire des ralentis ou des accélérés (la fonction VFR Variable Frame Rate chez Panasonic). Mais pourtant, n’importe quel réalisateur a au moins été confronté au moins une fois à question suivante: pourquoi mon panoramique est-il saccadé à la lecture ?
La réponse, c’est que vous avez choisi une cadence trop faible (24/25 image par seconde). La caméra effectuant un grand mouvement, chacune des 24/25 images dans la seconde est trop différente de la suivante pour berner notre vision: nous percevons les saccades. Ce qui est très désagréable. En effet, chaque cadence offre ses propres avantages et inconvénients que nous allons lister. L’influence sur votre rendu d’image est conséquent, mais pas autant qu’on peut le croit:

  • 24P: Standard cinéma historique
    • avantages: on peut tout tourner en 24P sans avoir à conformer si l’on diffuse dans une salle de cinéma. Certaines caméras n’offre la résolution « C4K » (4096 x 2160) qu’à cette cadence d’images. Sinon, elles se cantonnent à l’UHD. Le 24P est aussi le seul à être universel entre PAL et NTSC.
    • inconvénients: nombreux! Impossible de faire des mouvements de caméra rapides sans saccade. Tout aussi impossible de tourner des scènes d’action « précises »: il y aura trop de « saccades » de mouvement. Difficulté à se conformer à la fréquence des lumières (50 Hertz en Europe 60 Hertz aux Etats-Unis) car le 24 n’est pas un multiple de la fréquence avec la règle des 180d.
  • 25P: Standard européen pour de nombreuses chaînes TV
    • avantages: c’est un format bon à tout faire puisqu’à une image près, le rendu est strictement le même que celui du cinéma. C’est un multiple du fameux 50Hz pour gérer le Shutter (et donc les lumières artificielles).
    • inconvénients: là encore, impossible de faire des mouvements rapides sans saccade.
  • 50P: Nouveau format depuis quelques années, supporté sur le Web en diffusion.
    • avantages: tout est précis et l’on peut tourner sans saccade. On peut aussi utiliser cette cadence pour produire des ralentis quand on le conforme en 25P par exemple.
    • inconvénients: on utilise plus de données car on enregistre 2X fois plus d’images qu’en 25P. Les chaines de télévision ne supporte pas (encore) ce format. Le rendu est sensé être moins « cinéma » car l’image est trop précise, mais l’on verra après que cette idée est fausse: tout se joue avec le shutter (vitesse d’obturation).
  • 50i: Ancien/encore actuel standard de diffusion TV en Europe
    • avantages: il est toujours supporté (voir demandé) par presque toutes les TV. Pas de saccades.
    • inconvénients: Le rendu est vraiment « vidéo » car on enregistre 50 demi-images qui se chevauchent par trame (c’est l’effet de peigne que l’on voit quand on fait un arrêt sur image). Il est donc déconseillé de l’utiliser au tournage: mieux vaut conformer en 50i à la livraison si c’est demandé.
  • Cadences supérieures (100/120/240 et +, images par seconde)
    • avantages: utilisé pour produire des ralentis. Certains films sont presque entièrement tournés à 120 ips (quitte à revenir à la vitesse normale au montage ) pour laisser la possibilité de d’effectuer des ralentis.
    • inconvénients: la quantité de lumière nécessaire. Le shutter ne pas être descendu sous la cadence d’image. La gestion des lumières artificielles est problématique (flickering) car on tourne plus « vite » que la fréquence du courant électrique. L’image est souvent limitée à la 2K…A moins de passer sur du très très haut de gamme. Et bien sûr la gestion du son.

La vitesse d’obturation, coupable de toute les confusions

Les dogmes sont tenaces car souvent basés sur le fameux rendu cinéma très apprécié (flou de mouvement, faible profondeur de champ pour résumer) et que l’on applique la fameuse règles des 180° (qui consiste à utiliser une vitesse d’obturation double de celle de la cadence d’image). Ceci pour obtenir un bon compromis entre « précision et flou ».

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un film en 24P shooté à 180° de shutter (soit 1/48ème)

 

 

 

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La même scène shootée en 50P avec un shutter au 50ème. La flou de mouvement est le même.

Le problème, c’est que cette règle est aussi souvent appliquée avec les « nouveaux » format comme le 50P. Autrement dit, on utilise alors un shutter à 1/100ème. Ce n’est pas toujours opportun. Doubler le shutter revient à demander 2X plus de lumière puisque le capteur sera 2X moins exposé. C’est ce qui donne cet effet « chirurgical » à ce type d’images.

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A 90°, le flou de mouvement disparait. Le motion blur doit tout au shutter.

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Au 100ème de seconde, le flou de mouvement est atténué. On a le même résultat qu’en 24P.

Si vous tentez de tourner en 50P à 1/50ème, vous allez voir que le flou de mouvement est le même qu’en 24/25P, mais que le rendu sera légèrement différent, car il y a 2x plus d’images et donc, plus de fluidité. Et non, tous les films ne sont pas tous tournés en 24P. Le Seigneur des Anneaux en est un excellent exemple sans pour autant que vous ayez l’impression de regarder la TV. Il faut donc se sentir libre de choisir sa fréquence et son shutter en fonction de son projet. Et se poser les bonnes questions.

Alors, finalement, quelle cadence utiliser?

  1. Toujours se demander quel sera le media de diffusion final:
    c’est ce qui va grandement déterminer votre cadence d’image. Internet? tout est possible. La TV? on va partir du 25/50P ou du 50i (ou du 25/50P que l’on conformera en post-production en 50i… )
  2. Se conformer à la fréquence du courant du pays dans lequel on tourne pour choisir son Shutter:
    sauf à tourner en pleine nature, vous serez toujours ennuyés par l’éclairage artificiel et le « flickering ». Autrement dit, si je tourne au Etats-Unis et que je vais diffuser en France, je vais utiliser un shutter au 60ème de seconde (pays 60Hz) et utiliser une cadence d’image de 25/50 images par seconde par exemple. Si je tourne en France et que je diffuse aux USA, je vais prendre un shutter au 50ème et tourner en 30P.

    exemple de flickering à 180 fps et ensuite avec un shutter au 48ème sur la lumière 50Hz.
  3. Faire son propre choix artistique en fonction de ce que l’on va tourner.
    Un match de foot ? Une cadence élevée et un shutter rapide. Un court métrage? Un shutter plus lent etc…
  4. Envisager la post-production.
    Un des problèmes fréquents qui se pose, c’est de devoir mélanger plusieurs fréquences d’images sur la même Time-Line. Exemple, un drone qui ne fait que du 30P alors que vous montez en 24P le reste de vos scènes. Ou alors mélanger des Interviews en 24 et 25P. Tous les logiciels de montage ne sont pas égaux dans ce domaine: certains vont tout simplement « sauter les images en trop » (30 au 24P, ce qui crée des saccades), d’autres vont créer des images manquantes par « mélange » (blending inesthétique). Les derniers vont analyser toute une séquence pour recréer de « vrais images » suivant un processus très long. Il faut donc toujours tout envisager au préalable, surtout si vous prenez du son. Un son 30P conformé en 24 va, par exemple être accéléré. Ceci sera donc à corriger. Il faut donc tester, tester avant de pouvoir faire ses propres choix.