Termes expliqués n°4 : le « multimédia »

Cet article a été publié il y a 8 ans 7 mois 5 jours, il est donc possible qu’il ne soit plus à jour. Les informations proposées sont donc peut-être expirées.

Ce domaine est à peu près aussi fourni en acronymes et autres « marques » que les autres abordés précédemment. Et c’est pareil, ça prend une place toujours plus importante, notamment dans nos salons. Il est donc temps de démystifier un peu tout ça, surtout quand il s’agit de ne pas se faire attraper par un vendeur indélicat.

J’ai eu un mal de chien à classer, sélectionner, ordonner les termes qui vont suivre. Plus que les précédents épisodes, certains concepts liés au multimédia sont simples en soi mais vites mélangés entre eux. Il est donc nécessaire de repasser par quelques bases je pense.

Codec

Contraction de codeur-décodeur. Il faut savoir que pour un signal audio ou vidéo, on passe souvent par plusieurs étapes de conversions avant d’être affiché sous vos yeux. Ces conversions se font au moyen d’un codec. La principale caractéristique d’un codec, son but, est de réduire le poids d’un fichier si possible sans en altérer la qualité ou en la dégradant de manière potable pour l’oeil humain, au moyen d’algorithmes de compression (compression-décompression, le terme fonctionne donc pour les deux).

Faisons un rapide calcul de base : un film étant à la base un assemblage de 24 images par seconde, pour 2 heures comptez 2*3600 = 7200 secondes, on a donc 172 800 images. Pour un film en HD 720p, on a 1280*720 = 921 600 pixels par image, chaque pixel étant codé sur 4 octets (32 bits). Cela fait donc la bagatelle de 637009920000 octets, soit un peu plus de 593Go brut. Et on a même pas évoqué le son, certes moins important mais à l’impact non négligeable. On usera donc d’un codec pour calmer le jeu, et beaucoup de films qui sont disponibles de manière peu recommandables ne pèsent plus qu’en moyenne 6Go pour un film aux caractéristiques utilisées en exemple.

Le concept sera le même pour les images fixes, le son, certains formats de fichiers. On usera de compression/conversion qui permettront un transport et une restitution facile. Et tout ça sera stocké dans…

Conteneur

Certes, souvent un format de fichier est simple, comme pour les images, ou les documents. Pour le multimédia, et plus particulièrement pour les films embarquant de l’audio et de la vidéo en même temps, on utilisera un format particulier qu’est le conteneur. Le but : mixer les deux types de contenu au sein d’un seul fichier, le tout synchronisé, mélangé. Certains formats de conteneurs sont simples, n’acceptant qu’un flux audio et vidéo, et point barre. D’autres seront plus évolués, ou optimisés pour un usage en particulier, voire pire à un codec en particulier. Au delà des codecs supportés, il faut aussi regarder si votre appareil supporte les conteneurs que vous vous apprêtez à utiliser.

Bien, maintenant qu’on a les grosses bases, attaquons par les ancêtres.

MPEG-2

Le Motion Picture Expert Group est un laboratoires de chercheurs spécialisé dans le traitement du son et de l’image, plus particulièrement de l’image d’ailleurs. La version 2 de leur codec vidéo a été sélectionnée pour être utilisé au sein de nos bons vieux DVD. Pour les fichiers informatiques, il était embarqué au sein du conteneur MPG, et souvent accompagné de la version 2 du MPEG Audio à la qualité discutable de nos jours.

AC-3

Ce codec audio des laboratoires Dolby, experts en traitement du son, a lui aussi été utilisé dans nos DVD, parallèlement au DTS, une technologie concurrente. Un taux de compression efficace, une bonne qualité, la possibilité d’enregistrer du 5.1 en ont fait une arme de choix dans l’acceptation de l’arrivée du numérique dans nos salons en remplacement des VHS aux bandes magnétiques imparfaites.

Sur PC, il a très peu été utilisé tel quel pour l’audio « pur », mais est encore utilisé fréquemment dans les « films » pour sa qualité encore honorable aujourd’hui et sa grande compatibilité avec une large majorité de lecteurs multimédia de salon.

MP3

Probablement un des plus célèbres formats audio de cet article. S’il a été créé en 1995, c’est bien la fin des années 90 et le début des années 2000 qui a vu son utilisation exploser, avec la montée en puissance progressive d’Internet et surtout l’arrivée de Napster, permettant un partage simple des fichiers audio, au détriment certes de la légalité. Il est d’ailleurs aujourd’hui encore massivement utilisé partout, et a aussi été utilisé en tant que codec audio pour accompagner de la vidéo (j’y viens juste après).

Pourtant, le MP3 n’est pas exempt de défauts. Il est notamment dit « destructif », à savoir que plus le taux de compression est fort, plus il supprime des informations, dégradant alors la qualité de restitution. Il se base pour se faire sur les lacunes généralement constatées de l’oreille humaine, et commence donc par supprimer des fréquences censées être inaudibles pour nous.

MP3 a aussi un autre gros défaut : il est soumis à des restrictions pour cause de brevets, et un fabricant qui veut supporter au minimum sa lecture (lecteurs de salon, autoradio), doit payer une licence. Par contre, il est tout à fait possible d’écrire des logiciels même à source ouverte pour son exploitation, l’utilisation commerciale étant la seule chose protégée.

MPEG-4

Alors que le MPEG-2 était principalement utilisé pour la vidéo dans le salon, le MPEG-4 est conçu dès le départ pour couvrir plus de cas d’usages. La norme est découpée en plusieurs parties, certaines se concentrant sur certains usages comme le streaming, d’autres pour prendre la place du MPEG-2 dans le salon. Les autres codecs qu’on va voir par la suite se basent ou dérivent d’une ou plusieurs des parties de la norme.

DivX /XviD

Le codec roi des pirates du début des années 2000. Les premières versions étaient des copies piratées du codec MPEG-4 de Microsoft, avant que ses instigateurs repartent sur des bases plus saines à partir de la version 4. Non libre, soutenu par une société qui tentait de gagner de l’argent en faisant certifier les lecteurs DVD pour leur lecture, le DivX permettait, quand on était pas un boulet, d’obtenir un fichier vidéo « léger » pour une qualité d’image comparable à celle d’un DVD, beaucoup plus gros. Il était généralement utilisé conjointement avec le MP3 pour la partie audio, et a fait le bonheur des pirates, encore très utilisé aujourd’hui où beaucoup d’appareils supportent la norme sur laquelle il se base.

Le XviD est une implémentation libre du format, toujours basé sur la même norme. C’est maintenant elle qui est utilisée le plus souvent, car gratuite, open source, tout comme les logiciels qui l’utilisent pour créer les vidéos.

H264 / x264

Bienvenue dans le présent. Cette partie de la norme MPEG-4 définit un codec particulièrement efficace pour le traitement d’image haute définition. Sans surprise, on le retrouve dans de nombreux domaines, de nos Bluray aux plateformes de vidéo en ligne. À taille égale, il produit de meilleurs images que le vieillissant MPEG-2, au prix évidemment de calculs plus lourds et complexes. Amateurs de séries, je vous invite, même si vous ne plébiscitez pas la haute définition, à vous tourner vers des épisodes encodés avec ce format : l’image est vraiment meilleure, et la taille des fichiers souvent plus petite. C’est lui qui permet d’obtenir la taille de fichier dont je parlais en introduction.

Comme pour le XviD, le x264 est une implémentation open-source du codec. malheureusement, tout comme l’ancêtre le MPEG-4 est soumis à brevet et donc paiement de licence quand il est utilisé dans un projet commercial. On comprend mieux pourquoi Google a tenté de pousser le Webm (dont je parlerais après) sur YouTube.

H265/x265

Bienvenue dans le futur. En effet, le monde file à une vitesse ahurissante, et l’ultraHD/la « 4K » s’invite bientôt dans nos salons. Au menu, rien de révolutionnaire en soi, à part une taille d’image 4 fois plus grande que le Full HD 1080p. Cette débauche de pixels faisant exploser le poids des vidéos, le H265 a été développé pour tenter d’obtenir une compression plus efficace à qualité égale, ou une meilleure qualité à compression égale. Là encore, l’évolution des capacités de calcul aide bien, mais une fois encore il faut, pour les salons, du matériel dédié.

Même motif, même punition, vous aurez deviné en quoi consiste le x265. Pour info, ce sont ces version x26x qui sont embarquées dans VLC pour permettre le décodage des vidéos qui sont encodées dans ces formats.

Webm

Le Webm est un dérivé du codec VP8, développé initialement par la société On2 Technologies, racheté par Google. Objectif, proposer un codec optimisé pour le streaming (donc adapté pour YouTube), open source, pour ne pas avoir à s’embêter avec le H264 (plus facile à dire qu’à faire, avec un Apple qui ne jure que par des formats fermés, et dont les riches clients ne peuvent pas être ignorés comme ça).

Il devrait voir une évolution conséquente dans un futur proche avec la finalisation du VP10, qui vous l’aurez deviné, doit s’attaquer à l’UltraHD.

DTS HDMA

J’ai rapidement évoqué le DTS qui est utilisé dans plusieurs DVD (ça dépend du chèque ou des partenariats avec les producteurs de films), ce successeur s’occupe du 7.1 qui est proposé dans nos Bluray. High Definition Master Audio, il signifie que le son embarqué est de la même qualité que l’enregistrement original. En gros, ça prend max de place sur la galette, c’est super bonne qualité, lourd à décoder. Il n’est pas rare que les pirates réduisant la taille des films repassent sur du « simple » DTS 5.1 pour leurs fichiers. C’est toujours mieux que du MP3 stéréo vous me direz. Ceci dit il est encore fréquent de rencontrer des appareils comme des télévisions qui ne savent pas se dépêtrer du DTS (oui, la mienne par exemple, pourtant acheté en 2015).

AAC

Je vais rapidement évoquer ce codec audio, qui est parfois utilisé dans les films « basse définition » conjointement avec le MPEG-4 en remplacement du MP3. Il est d’ailleurs désigné pour lui succéder, car il est souvent de meilleure qualité à compression équivalente. MPEG oblige, vous l’aurez deviné, y’a des brevets dessus.

AVI

Conteneur historique des amateurs de fichiers vidéos informatiques, l’AVI aura été une poubelle pendant des années, ayant vu passer une quantité de formats différents, parfois complètement obscurs (codec propriétaire d’un caméscope vidéo, ou d’un décodeur TV). L’audio Video Interleave n’est pourtant pas le plus évolué : un seul flux vidéo, de base un seul flux audio, et pire, pas d’information sur le ratio de la vidéo. C’est pour ça que parfois, un film en 16/9 peut s’afficher en 4/3 et inversement. Il m’est arrivé de tomber sur un fichier contenant deux flux audio, Windows Media Player n’a pas su lequel choisir, alors il m’a lu les deux en même temps. Youpi. Bref, un papi à mettre à la retraite rapidement.

MP4

Le conteneur « officiel » pour le MPEG-4, bien qu’il sache embarquer ses grands frères. Il peut aussi proposer une piste pour les sous-titres utilisés dans le format DVD. YouTube vous sert la majorité des vidéos dans ce format, Vimeo et Dailymotion aussi, Apple aussi notamment parce qu’à une époque, ils collaient du DRM dessus.

MKV

Le conteneur Matroska est le maître incontesté des formats de fichiers audio-vidéos. On peut embarquer plusieurs langues, des sous-titres, intégrer le chapitrage, bref, il est possible de faire une copie d’un film avec toutes ses possibilités dans un seul fichier. C’est le principal format utilisé pour les contenus vidéos haute définition, au moyen du codec x264 notamment. Et il est libre de droits, lui.

Aparté : on comprend mieux le bordel quand on lit une fiche technique d’un lecteur quelconque. Le support d’un conteneur ne garantit pas qu’on saura lire le fichier s’il est dans un codec non supporté. Inversement, un lecteur supportant certains codecs pourraient ne pas savoir les lire dans un conteneur non supporté. C’est con, c’est le monde de la vidéo propriétaire.

DLNA/uPnP

Digital Living Network Alliance est une « norme » adoptée par la majorité des fabricants d’appareils de salon pour pouvoir simplifier au maximum la configuration et la découverte de contenu sur le réseau local d’une habitation. uPnP est le nom technique si vous préférez, il veut dire « universal Plug n Play », soit « branche et lit (universellement) ». Dans la pratique, la norme DLNA définit une série de codecs et de conteneurs utilisables dans ce contexte, et la liste est malheureusement souvent restreinte à des formats peu respectueux des utilisateurs (je me suis vu refuser des fichiers au format Ogg Vorbis et Webm par mon lecteur Bluray).

Comment ça fonctionne ? Un « serveur » uPnP à qui on a « donné » un dossier à partager contenant des fichiers audio/vidéo/image s’annonce à tout le monde sur le réseau, de manière régulière. Le client/lecteur relié à ce même réseau détecte l’annonce, vérifie que le serveur cause bien le DLNA, et permet alors de parcourir le dossier pour en lire les fichiers sur votre écran. Vous n’avez pratiquement rien à faire, vous branchez, ça marche. Quand vous avez des fichiers au bon format.

Débit/bitrate

Le débit d’une vidéo, c’est la quantité d’informations nécessaire pour la lire dans de bonnes conditions, sans saccade. On le présente en bits par seconde, sachant qu’une seconde comprend 24 images, et que de nos jours, le Megabit/seconde (Mbps) est la norme à l’heure de la haute définition. Une grande partie des vidéos en 720p sur YouTube ont un débit compris entre 2 et 3 Mbps.

C’est important à connaître comme notion, surtout pour le point suivant qu’on va détailler, parce que ça permet de comprendre pourquoi ça déconne parfois.

Streaming

Vous utilisez couramment ce terme, mais savez-vous ce qu’il signifie, et comment ça fonctionne ? Ça consiste à regarder une vidéo sans la « télécharger ». J’ai bien mis entre guillemets, parce que les octets ne sont pas magiques, faut bien les avoir pour les « lire ». Mais contrairement à la méthode classique qui consiste à récupérer le fichier vidéo complet pour le lire, en streaming, vous ne récupérez qu’une partie de la vidéo, celle que votre lecteur doit décoder pour vous afficher l’image et le son.

Quand on recroise les notions de streaming et de bitrate, on comprend vite le problème : certaines vidéos demandent un débit minimum assez conséquent pour être visionnée sans coupures, sans saccades, sans cette satanée roue de chargement YouTube que les Freenautes ont vu trop longtemps. Mais voilà : il faut un minimum pour regarder de la vidéo en bonne qualité sans tout rapatrier d’un coup, et ça ne va faire qu’empirer avec l’augmentation de la résolution, même si le H265 va limiter l’augmentation de débit nécessaire. Bref, le streaming c’est assez chiant pour une grande partie de la population étant oubliée du haut débit, sans parler des mobinautes en zones instables.

JPEG

Quittons le monde de l’image animée, avec le format roi des photos « grand public ». Depuis avant les débuts de la photo numérique, et toujours aujourd’hui jusque dans nos smartphones, le format de compression d’image avec pertes du Joint Picture Expert Group permet de conserver des images fixes de qualité honorable avec un taille adaptée. Son utilisation est généralement assez libre, mais de nombreuses batailles pour contrôler les brevets qui l’entourent font rage, comme pour beaucoup de choses qui ont du succès.

Certaines initiatives sur son évolution ou son remplacement par des formats plus modernes n’ont pour l’instant pas trouvé de succès. Le JPEG, c’est un peu le MP3 de l’image. Ça fonctionne de la même façon d’ailleurs, en détruisant certaines informations.

GIF

Que de choses à dire sur ce format d’images. Il est déjà très ancien, avant la création du Web d’ailleurs, puisqu’il remonte à 1987. Il  a été introduit sur le réseau CompuServe. À l’époque, les débits étaient très faibles, et donc, le GIF possède des caractéristiques adaptées : palette de couleurs limitée (256, mais on peut choisir les couleurs à indexer), transparence, et une compression sans perte. Et une possibilité qui ravit encore aujourd’hui les internautes du monde entier : la possibilité de faire des images animées.

Pendant des années, il était difficile d’intégrer le support du format GIF dans un logiciel, les brevets étant une fois de plus une barrière chiante à franchir. Fort heureusement, le dernier rempart est tombé il y a dix ans, et maintenant, c’est la fête. Je vous laisse regarder les joies du sysadmin, ou Est-ce qu’on met en prod aujourd’hui pour vous donner une idée des possibilités du GIF, malgré ses limitations historiques.

PNG

Portable Network Graphics est un format créé pour s’affranchir des limitations aussi bien techniques que légales du GIF : il conserve la possibilité de transparence, mais passe d’une palette de 256 couleurs à une palette de 16 millions. Il a remplacé la compression LZW litigieuse (encore des brevets…) par l’algorithme Deflate. Il est par contre optimisé pour le Web, et ne supporte pas notamment les palettes de couleurs CMJN appréciée des photographes professionnels.

Ceci dit, pour certaines images, il se pourrait que ce format soit plus efficace que du JPEG par exemple, parce qu’il est non destructif.

BMP

C’est un format intéressant si on veut étudier le principe de stockage des informations des pixels d’une image. En effet, c’est le format le plus basique, qui n’utilise pas de compression, pas de transparence, et ne travaille qu’en RVB. C’est juste un énorme tableau dans lequel on stocke les couleurs rouge, vert, bleu pour chaque pixel dans une « case ». Basique.

RAW

Le format n’est pas à proprement parler normalisé, mais tous les fichiers « RAW » partagent la même origine : c’est peu ou prou le format brut du capteur de l’appareil photo. Les capteurs étant très différents d’un appareil à l’autre, les variations du format sont nombreuses. Avec le logiciel adapté, il permet malgré tout de retoucher très profondément une photo, permettant la correction de l’exposition, de la balance des blancs, d’appliquer des filtres à bas niveau (qui s’appliquent sur le signal, contrairement aux filtres « post-traitements » qui maltraitent les pixels), bref, un format aux nombreuses possibilités, mais réservé aux experts et professionnels de la photo. Sans parler du fait que généralement, les appareils qui permettent d’accéder au RAW coûtent un rein 😀

Et je pense qu’on va s’arrêter là, surtout qu’au prochain numéro, on devrait se coller un morceau qui a pris pas mal d’ampleur depuis plus de dix ans : le jeu vidéo.