Qu’est-ce que l’entrelacement ?
Visualisez-vous en train de prendre un congé de maladie à l'école ou au travail. Dans votre stupeur, vous basculez l'interrupteur pour la première fois depuis des mois. Vous aviez oublié à quel point la télévision de jour est terrible pendant votre temps libre en tant qu'adulte. Tous ces jeux télévisés et feuilletons ont l'air terribles, n'est-ce pas ?
Derrière chaque émission télévisée décevante se cache un pilier historique de la diffusion : l'entrelacement. Il y a une raison pour laquelle vos films préférés sont tellement plus excitants à regarder.
Qu'est-ce que l'entrelacement ?
Au début des médias de diffusion, les ingénieurs avaient un tout nouveau problème à résoudre : trouver le moyen le plus économique de livrer la même chose à un million de foyers différents à l'échelle nationale.
Le précurseur de l'industrie, l'exposition théâtrale, utilisait des images physiques et progressives au lieu de la vidéo entrelacée. Beaucoup reconnaîtront ces images comme une bobine de cellules de film discrètes. L'expédition des médias audiovisuels via la même méthode n'était pas pratique, car cela aurait entraîné l'envoi à chaque famille du pays d'un ensemble de médias physiques identique. C'est le contraire de l'intention d'un véritable média audiovisuel, surtout dans son contexte d'origine.
La suppression d'une partie de la majeure partie du signal de diffusion allège la charge. Il double également ce qu'on appelle le taux de répétition vertical du flux vidéo sans compromettre la résolution. Dans tous les autres cas, ceux qui produisent le signal devraient soit réduire considérablement la résolution de leur offre, soit diffuser un signal beaucoup plus gros et plus lourd pour commencer.
Comment fonctionne l'entrelacement ?
Pensez-y comme ceci : avec la vidéo à affichage progressif, chaque image se compose d'exactement une image de séquence en termes de durée temporelle. Une image vidéo entrelacée, cependant, ne le fait pas. Une trame entrelacée est au contraire égale à deux demi-trames ; pardonnez-nous de mâcher les mots, mais la différence est profonde.
Le premier champ de la première trame correspond au deuxième champ de la trame montrée précédemment. Le deuxième champ de la première trame accompagne le premier champ de la trame qui vient immédiatement après. Les deux paires de champs représentent exactement la valeur d'une image d'origine.
Chaque image entrelacée, individuellement, contient la moitié des deux images consécutives qui se trouvaient dans le matériel source progressif d'origine. La persistance de la vision marie visuellement ces deux signaux asynchrones à nos yeux humains, résultant en une qualité de vidéo qui nous y emmène tout en utilisant beaucoup moins de bande passante de signal.
Que sont les lignes de balayage entrelacées ?
La bande passante du signal est un terme qui concerne strictement le média tel qu'il est véhiculé ; la taille de la charge fait face à la largeur du tunnel qu'elle est censée traverser.
Un appareil photo argentique ou utilisant une bande DV magnétique produira naturellement une image complète et continue par image. Pour équiper cette image pour le transit, chaque trame de diffusion doit être décomposée en morceaux plus petits et plus simples, plus faciles à convertir en un signal analogique. L'envoi de chaque cadre agrégé original dans son intégralité aurait été logistiquement impossible dans les circonstances de l'époque.
Leur solution : des lignes de balayage horizontales. Chaque ligne de balayage horizontal de l'image était envoyée à un récepteur, où l'image serait ensuite reconstruite au sol.
La norme NTSC exige que chaque trame soit divisée en 525 lignes de balayage horizontales, avec 262,5 appartenant à chaque champ. L'ordre des champs détermine si le champ pair ou le champ impair arrive en premier. Habituellement, le champ pair sera le premier à être généré à la destination du signal. Cela se fait de manière séquentielle, de haut en bas.
Lors de la transmission d'un signal vidéo progressif, la même chose se produit. La seule différence est que chaque ligne de balayage horizontale fait plutôt partie d'un seul champ continu ; ce champ est constitué de la totalité de l'image.
Taux de répétition verticale
Une chose est vraie dans un sens général : la transmission n'est pas bon marché. La transmission de grandes quantités de données nécessite des quantités de ressources proportionnellement plus importantes à mesure que la quantité de données à déplacer augmente et que l'étendue physique de votre portée de transmission s'élargit. L'entrelacement est un moyen d'atténuer ce problème tout en permettant une image diffusée suffisamment grande pour en profiter.
L'effet de scintillement a tourmenté les ingénieurs depuis la création de l'industrie. De nombreux facteurs contribuent à cet aspect de l'expérience du spectateur, y compris des éléments tels que la fréquence d'images effective de la vidéo et même les conditions d'éclairage ambiant dans la pièce que le spectateur consomme.
La qualité du signal vidéo est, bien sûr, là où l'un de l'autre se trouve pour faire la plus grande différence. Un signal vidéo sans scintillement nécessite généralement entre quarante et soixante flashs lumineux de grande surface par seconde. Ces flashs lumineux de grande surface se produisent chaque fois qu'une nouvelle image remplace celle qui l'a précédée à l'écran.
Le taux de répétition vertical décrit combien de ces changements discordants se produisent sur un certain laps de temps. Ces changements sont responsables du déclenchement du phénomène biophysique phi sur lequel repose la vidéo entrelacée.
Comme mentionné précédemment, le début primordial de la télévision a été contraint par la technologie de l'époque. Pour rester en dessous de la limite de ce qui pouvait être diffusé de manière réaliste dans ces conditions rudimentaires, les ingénieurs en télévision devaient trouver un moyen de rafraîchir l'image plus fréquemment sans augmenter le nombre d'images envoyées sur une distance.
Champs par seconde et images par seconde
Chaque signal de champ alternatif passe en cascade par celui qui le suit. Ils sont affichés en tandem mais restent totalement séparés dans un sens technique, au lieu de deux signaux d'abord rendus ensemble puis affichés pour voir. Cependant, nos yeux perçoivent ces flashs supplémentaires sur de grandes surfaces, même lorsque le taux de présentation reste le même.
Les personnes à la tête de ce mouvement ont compris qu'au moins quatre cents lignes de balayage de résolution par image étaient nécessaires pour aboutir à un flux vidéo lisible. En Amérique du Nord, NTSC est le seul type de signal vidéo analogique que notre infrastructure prendra en charge à pleine échelle. Cela est dû à la façon dont l'électricité est produite (à une fréquence de 60 Hz) par opposition à la plupart du reste du monde (à une fréquence de 50 Hz).
Physiquement, le débit de transmission de données est directement lié au débit auquel la puissance utilisée pour les acheminer est consommée. C'est de là que NTSC et PAL tirent leurs fréquences d'images caractéristiques.
Avec cette fatalité à l'esprit, un signal américain entrelacé transmis à 60 Hz aboutira à une fréquence d'images effective d'environ 29,97 images par seconde après sa réception. En revanche, un signal PAL entrelacé sera perçu par le spectateur à 25fps.
La différence entre les champs par seconde et les images par seconde a beaucoup à voir avec la façon dont ces flashs lumineux supplémentaires sur une grande surface se distinguent des divisions temporelles «réelles» qui séparent chaque image vidéo au moment de l'acquisition. En conséquence, l'œil est davantage engagé par un flux vidéo qui semble être beaucoup plus dynamique qu'il ne l'est en réalité.
Bien que la véritable « résolution » de chaque image affichée à l'écran corresponde exactement à la moitié de l'image d'origine, cette perte n'affectera pas indûment le public dans les bonnes circonstances. Grâce à la persistance de la vision, le spectacle continue sans perdre de temps.
Défis courants associés à la vidéo entrelacée
Les lignes de balayage sont une caractéristique chère aux caméscopes DV à l'ancienne et aux documents d'archives des premiers jours des médias de diffusion de masse. Ces artefacts se produisent lorsque des séquences entrelacées ont été manipulées après avoir été syndiquées ou dans des séquences qui se sont dégradées naturellement dans une certaine mesure. La même chose peut se produire lors du rendu numérique d'une vidéo sous certaines formes de compression.
Cela peut entraîner un « frisson » désagréable, ce qui fait que les éléments à l'écran restent « piégés » visuellement entre deux positions adjacentes. L'effet sera généralement beaucoup plus apparent lorsque la vidéo est évaluée par l'image. Les objets se déplaçant rapidement à travers le cadre sont les plus susceptibles de se retrouver avec des artefacts comme celui-ci. C'est particulièrement le cas si l'objet en mouvement contraste avec l'arrière-plan derrière lui.
La reconstitution d'une vidéo entrelacée pour la restaurer à son ancien état progressif peut entraîner ces artefacts. Une raison à cela peut être que les moyens de réversion ne correspondaient pas au protocole d'ordre de champ du signal d'origine.
Quand couper les coins ronds est écrit directement dans le livre
L'entrelacement est l'une de ces histoires inspirantes de victoire mortelle sur la tyrannie de la règle de fer de la nature. Lorsque les lois de la physique vous disent d'y aller doucement, il faut un type très spécial d'acteur du changement pour simplement pousser leur spectacle à travers le pipeline de toute façon. Et, bon sang, l'ont-ils déjà fait.
Si rarement dans la vie, nous sommes autorisés à tirer parti de raccourcis comme celui-ci. Les nombreuses applications modernes de l'entrelacement témoignent de la résistance d'une déviation véritablement latérale de la pensée dans n'importe quelle industrie.