Le cinéma numérique

Qu'est-ce que le D-Cinéma ?

Le "digital cinéma" ou "cinéma numérique" recouvre l'ensemble des technologies numériques utilisées dans l'industrie cinématographique de la captation à la projection en passant par la post-production. Mais il n'y a que dans le domaine de la distribution et de l'exploitation que le cinéma numérique a été normalisé afin que le même film puisse être projeté partout dans le monde avec le même standard.

1er film Numérique

STAR WARS Episode 1 est premier film a avoir été projeté avec des technologies digitales permettant une qualité équivalente au 35mm.

Cette projection a eu lieu le 19 juin 1999 dans deux salles de New York et deux salles de Los Angeles. Deux technologies furent déployée, celle de JVC qui allait rapidement disparaitre et celle de Texas Instrument qui allait donnée naissance aux projecteurs DLP cinema 2K.

George Lucas allait ainsi devenir le "supporter" le plus médiatique de la projection numérique et déclarer:"puisque le cinéma numérique est inévitable, autant y passer le plus vite possible".

D-Cinema

L'appelation D-Cinema recouvre l'ensemble des technologies et des matériels permettant de diffuser un film digital en salle dans des conditions équivalentes voire supérieures à une projection 35mm. A opposer à l'appelation E-cinema qui regroupe toutes les technologies et matériels vidéo utilisés en salle pour la diffusion de publicités ou de contenus alternatifs (retransmission d'évènements, documentaires, programmes TV...)

DLP (Digital Light Processing)

DLP (Digital Light Processing)

Technologie développée par Texas Instrument.

Cette technologie appelée aussi micro-miroir est basé sur l’utilisation de 3 matrices DMD (Digital Micro-miror Device). Chaque matrice se compose de plus d’un million de petits miroirs d’une dimension de 16 microns. Chaque miroir se comporte comme un interrupteur à lumière en pivotant sur un axe et renvoie la lumière d’une lampe soit vers l’écran soit vers un piège à lumière.

DLP cinema

DLP cinema

Le DLP cinema est un développement de la technologie DLP de Texas Instrument spécialement conçu pour la projection de films en salle de cinéma.

C’est la première technologie qui a permis la projection d’un film dans des conditions équivalentes au 35mm.

Le DLP cinema comporte des spécifications uniques :

Projecteur 2K - 4K

Le d-cinema doit faire l’objet d’une norme internationale qui a été impulsée par les studios hollywoodiens. Ceux-ci ont finalisé, durant l’été 2005, un ensemble de spécifications techniques qu’ils souhaitent voir reprises dans la future norme internationale. Parmi ces spécifications figure notamment une description de la qualité minimale de l’image numérique des longs-métrages : sa définition doit être d’au moins 2 048 points par ligne et 1 080 points par colonne et son spectre colorimétrique doit être fondé sur un minimum de 4 086 nuances par couleur primaire (rouge, vert, bleu). Une image de définition 2 048 x 1 080 est composée d’environ 2 millions de points ; c’est pourquoi cette définition a été baptisée le 2K. Le 2K est la définition minimale préconisée par les studios hollywoodiens puisque ces derniers recommandent, dans leurs spécifications, une définition d’image de 4K pour les très grands écrans notamment.

Projecteurs D-Cinema

Projecteurs D-Cinema Un projecteur DLP cinema : le DP 100 de Barco

Projecteurs de cinéma numérique utilisant la technologie DLP cinema.

3 construteurs disposent aujourd'hui de la licence d'utilisation de la technologie DLP cinema

1 européen : Barco

1 américain : Christie

1 japonais : Nec

Ces projecteurs sont capables de produire des images jusqu'à 25 mètres de base dans une résolution de 2K.

La distribution immatérielle des films : internet et satellite

Selon la société Smartjog, spécialisée dans le transport de contenus audiovisuels dématérialisés, il est dès à présent possible de diffuser des fichiers de films dans les salles de cinéma sans utiliser de supports physiques (type disques durs). Il suffit pour ça que les salles de France équipées en d-cinema disposent d’une liaison internet haut débit (type Free, Orange,...).

Avec une gestion optimisée de sa bande passante, l’internet haut débit permet de transmettre un à deux longs-métrages numériques en 24 heures vers n’importe-quelle salle connectée.

Comme les films empruntent une ligne "grand public", on peut en sécuriser la diffusion en cryptant les données transmises. Ce cryptage pendant la phase de transport vient s’ajouter à celui que demandent les studios hollywoodiens (via le DCI) : ce second cryptage rend l’accès au fichier du film impossible non seulement pendant son transport mais aussi une fois qu’il est parvenu sur le serveur du cinéma. Pour lire le fichier qu’il a reçu, l’exploitant a impérativement besoin d’une clé, spécifique au film et au serveur de son établissement (la clé et le fichier lui ayant été envoyés séparément).

Si cette diffusion des films par internet est réalisable sans changer les infrastructures de diffusion existantes, Smartjog estime qu’elle ne fonctionne plus si le nombre de cinémas numériques à alimenter dépasse la centaine. Passé ce seuil, il devient impossible de garantir un délai de livraison et les réseaux haut débit risquent la saturation.

Au delà de cent salles, l’envoi des fichiers par satellite apparaît comme la solution la plus économique et la plus efficiente. Le transport d’un film par satellite prend environ 10 heures quel que soit le nombre de salles à alimenter.

Conditionner un fichier de film pour son transport

Quel que soit le mode de diffusion utilisé (disque dur, satellite,...), il est nécessaire de compresser le fichier du long-métrage de manière à ce que le volume de données à transporter soit aussi réduit que possible.

Compression

On estime que 1,2 tera-octets - l’équivalent d’environ 2000 CD - sont nécessaires pour décrire avec la meilleure précision possible (sous forme de « 0 » et de « 1 ») les caractéristiques des images et des sons d’un long-métrage de durée moyenne (1 h 30) !

La diffusion et le stockage des longs-métrages numériques seraient impossibles sans les techniques de compression qui permettent de réduire sensiblement la taille des fichiers.

Parmi les algorithmes de compression les plus utilisés aujourd’hui figurent : JPEG (employé pour diffuser les images fixes sur internet notamment) et MPEG 2 (pour la télévision numérique). L’algorithme de compression préconisé par les studios hollywoodiens pour le cinéma numérique s’appelle JPEG 2000.

Si, une fois compressé, le fichier numérique d’un film devient plus « léger » à transporter, il ne peut être utilisé tel quel pour la projection : une fois parvenu dans la salle de cinéma, le fichier doit subir une opération de décompression qui consiste à reconstituer chaque image du fichier en faisant fonctionner l’algorithme de compression dans l’autre sens.

Sécuriser la diffusion et la projection des films dans les salles

Trois types de protections peuvent être mis en oeuvre pour protéger les films contre le piratage pendant leur transport vers les salles de cinéma puis dans les cinémas eux-mêmes.

cryptage et clés de décryptage

Crypter le fichier d’un film consiste à en brouiller les images et le son avant de l’envoyer dans les salles, selon un principe similaire à celui employé pour diffuser Canal+.

Pour lire le fichier crypté, l’exploitant doit recevoir une clé. Comme pour Canal+, celle-ci ne peut pas être la même pour tout le monde : il suffirait à un exploitant de copier le fichier d’un autre et de lui prendre sa clé pour être en mesure de projeter le film.

Pour qu’une clé spécifique puisse être générée pour chaque exploitant (ayant passé un contrat avec le distributeur du film), il faut que tous les équipements de projection installés dans les salles disposent d’un numéro d’identification propre appelé certificat. Il faut par ailleurs que chaque film soit identifié par un code secret(connu seulement par le distributeur).

La clé que le distributeur envoie à l’exploitant est une combinaison du certificat de l’équipement de projection et du code du film. Pour créer cette clé, le distributeur doit donc pouvoir accéder à une base de données recensant tous les certificats des équipements installés dans les salles.

La clé se présente sous la forme d’un code informatique composé de 128 caractères (comme les clés utilisées pour les transactions bancaires en ligne).

Pour plus de sécurité, la clé et le fichier du film sont envoyés séparément à la salle (le fichier de la clé, très léger, peut être transmis par mail ou encore sur une clé USB). Comme le fichier du film, la clé est transmise à l’exploitant sous forme brouillée. Une fois parvenue dans la salle, cette clé ne fonctionne que si elle "reconnaît" le certificat de l’équipement de projection.

protection physique des équipements

Le deuxième degré de sécurisation consiste à protéger physiquement les équipements de projection contre les infractions,comme on installe une porte blindée ou des barreaux à des fenêtres.

le marquage des films ou watermarking

Le troisième niveau de protection consiste à "tatouer" les films pendant leur projection en salle : à chaque séance, un filigrane, invisible pour le spectateur, est introduit dans les images projetées sur le grand écran. Ce filigrane contient des informations sur la date, l’heure et le lieu de la séance.

Si quelqu’un pirate un long-métrage en filmant sa projection sur grand écran, le filigrane pourra être détecté sur n’importe-quelle copie pirate issue de cette captation illégale grâce à un équipement de lecture spécial. Il sera alors possible de reconstituer où et quand la piraterie a été réalisée.

Le futur

Un équipement numérique classique permet aussi de faire de la projection 3D

Projeter des films en relief en 35mm est une opération complexe qui implique l’usage simultané de deux projecteurs parfaitement synchronisés.

Un équipement numérique (projecteur, serveur) projette aussi bien des films "à plat" ou en relief car il est possible de faire varier la vitesse de défilement des images. Une cadence élevée (jusqu’à 144 images par seconde) permet de projeter alternativement des images pour l’oeil gauche et pour l’oeil droit - c’est le principe de base de la projection en trois dimensions. La projection numérique en relief exige cependant des équipements additionnels.

DLP (Digital Light Processing)

Les équipements nécessaires

Il faut d’abord que le film projeté ait été tourné en relief ou encore qu’il ait été "redimensionnalisé" en 3D. Cette technique nouvelle consiste à retravailler les images d’un film classique pour en faire une version 3D. Tous les films de la série des "Star wars" devraient être ainsi "redimensionnalisés", conformément au souhait de leur réalisateur George Lucas.

Les exploitants ont le choix entre trois procédés (qui viennent s’ajouter au projecteur et au serveur numériques) pour proposer de l’image 3D sur grand écran.

. Le premier procédé repose sur l’utilisation de lunettes dites "passives" (distribuées aux spectateurs en début de séance). Ces lunettes, semblables à celles qui sont utilisées pour les projections 35mm en relief, sont peu coûteuses et peuvent donc être renouvelées à chaque séance. En revanche, la salle doit être dotée d’un écran spécial, dit alluminé, qui ne peut être utilisé pour les séances "classiques". Un filtre actif polarisé doit être en outre installé sur l’objectif du projecteur.

Cette solution, développée par la société Real D, est pour linstant la plus utilisée : 700 salles sont équipées par Real D dans le monde en mars 2007.

. Le second procédé repose sur des lunettes "actives" : commandées par un lecteur infra-rouge, elles occultent successivement la vision de l’oeil gauche et de l’oeil droit du spectateur. L’exploitant n’a pas besoin de changer d’écran mais ces lunettes coûteuses doivent être récupérées et nettoyées après chaque séance.

. La troisième solution, plus récente puisqu’elle a été présentée par Dolby au congrès des exploitants américains en mars 2007, repose sur l’adjonction d’un systèmes de filtres sur le projecteur. C’est a priori la solution la plus économique puisqu’elle n’impose ni l’usage d’un écran polarisé ni celui de coûteuses lunettes actives. En outre ce procédé n’impose pas de travail de post-production particulier sur les films. La solution de Dolby doit être commercialisée au dernier trimestre 2007.