Le 60fps est partout... sauf en ligne

Si vous vous promenez dans le rayon des caméras vidéo de votre Best Buy local, vous aurez de plus en plus de mal à trouver des caméscopes HD qui n'enregistrent pas à 60 images par seconde (ips). Il en va de même pour les autres appareils d'enregistrement vidéo, notamment les appareils d'imagerie médicale et de capture industrielle, les caméras d'action comme les GoPro et les appareils mobiles comme l'iPhone 6 et le Samsung Galaxy Note 4.

Les appareils que nous utilisons pour regarder des vidéos à la maison et au bureau prennent également en charge les 60 images par seconde. Les téléviseurs HD, les écrans d'ordinateurs portables et de bureau, les tablettes et les smartphones prennent généralement en charge la lecture jusqu'à 60 images par seconde.

Les jeux vidéo, notamment ceux conçus pour la Xbox One et la Playstation 4, sont de plus en plus développés pour une lecture à 60 images par seconde.

Et ces dernières années, de grandes sociétés de médias comme ESPN, ABC et FOX ont commencé à diffuser leurs chaînes en 720p/60 (résolution de 1280×720 à 60 images par seconde).

Il semblerait que l'ensemble de l'écosystème de la vidéo numérique soit passé à 60 images par seconde, si ce n'était d'une exception notable : la vidéo en ligne. Depuis les premiers jours de la vidéo sur Internet - en 2004 avec VloggerCon et 2005 avec la première vidéo postée sur YouTube - les vidéos diffusées sur Internet et sur nos réseaux d'entreprise ont été limitées à 30 images par seconde.

Il est temps pour la vidéo en ligne de rattraper son retard 

En 2015, cette tendance longue d'une décennie est en train de s'inverser. Il y a quelques mois, YouTube a annoncé une prise en charge limitée de la vidéo 60fps (visualisable uniquement dans le navigateur Chrome de Google). Et la semaine dernière, Panopto a annoncé que notre plateforme vidéo est la première à prendre en charge le 60fps dans tous les navigateurs web et sur les appareils mobiles. Dans cet article, nous expliquons pourquoi le 60fps offre une meilleure expérience de lecture, certains cas d'utilisation de la vidéo 60fps dans les entreprises et les universités, les raisons pour lesquelles la vidéo en ligne a été anormalement limitée à 30fps, et comment Panopto a mis en œuvre le 60fps dans sa plate-forme vidéo. Nous vous proposons également quelques exemples de vidéos à 60fps pour vous montrer à quel point le streaming en ligne peut être intéressant.

Qu'est-ce que 60fps, et en quoi est-ce une meilleure expérience ?

Regarder une vidéo, c'est apprendre à suspendre son incrédulité.

Lorsque nous regardons une vidéo, nous ne regardons pas réellement un mouvement fluide. Nous regardons simplement une séquence rapide d'images fixes qui trompe notre esprit en lui faisant croire qu'il y a du mouvement. En ce sens, la vidéo n'est guère plus qu'un folioscope numérique hautement sophistiqué.

Un premier concept de YouTube 

Plus vous feuilletez rapidement un folioscope, plus le mouvement semble fluide. De même, plus la fréquence d'images d'une vidéo est élevée (mesurée en images par seconde, ou "fps"), plus le mouvement perçu est fluide. Et plus le mouvement perçu est fluide, plus la vidéo semble vivante.

C'est sans doute l'objectif de la vidéo : représenter la réalité de ce qui a été enregistré avec la plus grande fidélité possible. Ainsi, lorsque nous augmentons la fréquence d'images d'une vidéo, sa qualité s'améliore car elle se rapproche davantage du mouvement fluide que nos yeux perçoivent naturellement dans le monde réel.

60 images par seconde, cependant, est une référence unique pour deux raisons.

Tout d'abord, il s'agit de la fréquence d'images la plus élevée pour laquelle la plupart des gens peuvent percevoir des différences dans la fluidité de la lecture. À des fréquences d'images supérieures à 60 images par seconde, on atteint des rendements décroissants de la perception humaine. Très peu de personnes peuvent faire la différence entre une lecture à 60 images par seconde et une lecture à 120 images par seconde, de sorte que les fréquences d'images supérieures à 60 images par seconde ne sont généralement souhaitables que pour les vidéos destinées à être visionnées au ralenti.

Deuxièmement, même si la plupart des gens pouvaient faire la différence entre 60 images par seconde et des fréquences d'images plus élevées, nous sommes aujourd'hui limités par les écrans de nos ordinateurs de bureau, de nos ordinateurs portables et de nos appareils mobiles. Les moniteurs CRT et LCD se rafraîchissent à 60 Hz. En d'autres termes, ils actualisent l'image à l'écran 60 fois par seconde. Ainsi, lorsque vous diffusez une vidéo à 60 images par seconde, vous correspondez parfaitement à la fréquence de rafraîchissement maximale de votre écran.

Pour illustrer comment la vidéo devient plus fluide et plus réaliste lorsque la fréquence d'images augmente, la vidéo ci-dessous a été filmée à trois fréquences d'images différentes. La première partie est enregistrée à 15 images par seconde, la deuxième partie à 30 images par seconde et la dernière partie à 60 images par seconde.

Un exemple de streaming vidéo à 15, 30 et 60 images par seconde. 

Pas seulement pour les sports et les jeux vidéo

La vidéo à haute fréquence d'images (HFR) est surtout connue pour son utilisation dans les médias grand public, notamment les jeux vidéo et les retransmissions sportives. Ces deux genres ont bénéficié de la fréquence d'images de 60 images par seconde, car ils nécessitent beaucoup de mouvements et accentuent les avantages d'une lecture vidéo fluide.

La vidéo HFR ne profite toutefois pas uniquement au segment grand public. Comme les fréquences d'images élevées donnent aux vidéos un aspect plus réaliste, elles ont le potentiel d'améliorer la qualité de presque tous les types de médias enregistrés pour les entreprises et les universités également.

Prenons l'exemple de la vidéo industrielle qui filme les processus d'un atelier de fabrication. Les caméras industrielles, comme celles proposées par Point Grey, prennent en charge la capture vidéo HFR depuis des années. Désormais, grâce à la prise en charge native du HFR dans les plates-formes vidéo, les responsables seront en mesure de visionner des vidéos enregistrées ou diffusées en direct avec plus de détails que jamais auparavant.

Machines industrielles capturées à 60 images par seconde 

L'imagerie médicale bénéficie également de la vidéo HFR, où les événements biologiques peuvent se produire en 1/60e de seconde. Si votre plateforme vidéo n'enregistre pas à 60 images par seconde, un événement important peut être manqué entre deux images.

Les animations de toutes sortes sont visiblement améliorées par la lecture vidéo à haute fréquence d'images. Les animations médicales peuvent être vues avec une plus grande précision et les simulations CAO offrent un rendu plus réaliste des modèles. Dans l'exemple ci-dessous, Blausen Medical montre le potentiel de la vidéo HFR pour les animations médicales de qualité professionnelle.

Animation médicale 60fps fournie par Blausen Medical 

Et comme le montre le premier exemple ci-dessus, même une vidéo banale de type "tête parlante" est nettement meilleure à 60 images par seconde. Pour tout ce qui concerne les présentations, les communications exécutives, les événements diffusés en direct, les vidéos d'architecture, les conférences universitaires et les laboratoires scientifiques, les 60 images par seconde offrent aux entreprises et aux établissements d'enseignement des vidéos plus fluides et plus nettes qui ressemblent davantage à une diffusion HDTV qu'aux flux en ligne "suffisants" auxquels nous nous sommes habitués au cours des dix dernières années.

Mais si 30 images par seconde sont perçues comme "suffisantes", les entreprises et les universités ont-elles vraiment besoin de 60 images par seconde ?

Nous avons abordé cette question sous un angle différent : . Notre pile technologique a-t-elle la capacité de prendre en charge 60fps, et si nous la mettons en œuvre, nos clients en bénéficieront-ils ?

La vérité est que la technologie actuelle de capture, de traitement et de diffusion de la vidéo est prête pour des fréquences d'images élevées. Et comme la fréquence de 60 images par seconde n'augmente pas le coût du stockage et de la diffusion des médias (la taille des fichiers vidéo est le produit du débit binaire et de la durée), nous pensons que toute entreprise ou université devrait avoir la possibilité d'augmenter la fréquence de 15 images par seconde à 60 images par seconde.

Mais pourquoi les vidéos en ligne ont-elles été limitées à 30 images par seconde pendant si longtemps ?

Même avec les progrès récents de la bande passante du réseau et de la puissance de traitement du processeur, atteindre 60 images par seconde n'est pas une mince affaire.

Pour prendre en charge le HFR pour la diffusion en ligne en direct ou à la demande, vous avez encore besoin d'une série de technologies performantes qui commencent au point de capture et se terminent au point de lecture :

• Un bon capteur d'appareil photo. Votre dispositif de capture vidéo doit avoir la capacité de recueillir la lumière et la synchronisation nécessaires pour échantillonner la vidéo à 60 images par seconde. Bien que cela soit possible avec toutes les caméras vidéo professionnelles ainsi qu'avec la plupart des caméscopes grand public et des appareils photo reflex numériques, les webcams de fournisseurs comme Logitech et Microsoft ne peuvent toujours pas atteindre 60 images par seconde.
• Un tuyau rapide entre la caméra et l'ordinateur. Même si vous disposez d'un capteur de caméra capable d'assurer le HFR, la connexion à l'ordinateur peut constituer un goulot d'étranglement. Plus précisément, votre caméra doit être capable de transmettre des informations à votre ordinateur à 60 images par seconde, et pour cette raison, l'USB 2.0 ne prend pas en charge la vidéo à haute fréquence d'images. Avec des vitesses de transfert de 480 Mbps, le tuyau de l'USB 2.0 n'est pas assez gros pour envoyer 60 images vidéo non compressées par seconde à votre ordinateur. En revanche, l'USB 3.0 - avec des vitesses allant jusqu'à 5Gbps - le permet.
• Gestion efficace de la mémoire et compression. Une fois que ces images atteignent votre ordinateur, elles sont envoyées au pipeline d'encodage de la plate-forme vidéo où elles sont chargées en mémoire, traitées, puis vidées de la mémoire. Le processus d'allocation de la mémoire, de compression des images et de désallocation de la mémoire doit être incroyablement efficace pour éviter que les images ne soient perdues. Et si vous prévoyez d'encoder plusieurs débits binaires pour le streaming à débit adaptatif, le pipeline d'encodage doit traiter chaque image vidéo non pas une, mais trois ou quatre fois avant de passer au traitement de l'image suivante.
• Lecture efficace. Enfin, la vidéo HFR diffusée sur le fil doit être décompressée sur le client et affichée à l'écran, généralement dans un navigateur Web. À 60 images par seconde, la technologie du client - qu'il s'agisse de Flash ou de HTML5 - doit travailler de manière incroyablement productive afin d'extraire les images du fil et de les afficher à l'écran au même rythme que le rafraîchissement de l'écran lui-même.

En résumé, le streaming en ligne est limité à 30 images par seconde depuis plus de dix ans parce qu'il est difficile d'atteindre 60 images par seconde. C'est difficile pour les fabricants de matériel et pour les fournisseurs de logiciels vidéo. Mais comme les vitesses de réseau ne cessent de s'accélérer et les processeurs de devenir plus puissants, la norme de 60 images par seconde pour la vidéo en ligne est inévitable. En fait, la vidéo en ligne HFR a été testée il y a deux ans déjà, lorsque la Fondation Blender et Janus Kristensen ont publié ce qui est devenu une animation 60fps emblématique, Big Buck Bunny.

Big Buck Bunny - Un exemple précoce de ce qui est possible avec le streaming en ligne à 60 images par seconde. 

60fps dans la plateforme vidéo en ligne de Panopto

Avec la dernière mise à jour de la plateforme vidéo de Panopto (), nous avons mis en place la prise en charge de l'enregistrement vidéo HFR, de la diffusion en direct et du téléchargement. Cela signifie que, à partir d'un ordinateur de bureau ou portable Windows, les clients de Panopto peuvent désormais capturer des vidéos jusqu'à 60 images par seconde à partir d'un caméscope, d'une caméra documentaire, d'un dispositif d'imagerie médicale, d'une caméra industrielle ou de toute autre source de capture multimédia prenant en charge la capture à haute fréquence d'images. Cela signifie également que les vidéos préenregistrées, telles que celles capturées sur votre iPhone ou sur des caméras vidéo professionnelles sur le terrain, peuvent être téléchargées dans le système de gestion de contenu vidéo de Panopto où elles seront encodées pour une lecture à 60 images par seconde sur n'importe quel ordinateur de bureau ou portable.

En outre, un nouveau paramètre de qualité 1080p60 pour les podcasts vidéo permet de diffuser des vidéos en 60 images par seconde sur les appareils mobiles.

Enregistrez, diffusez en direct et téléchargez des vidéos à 60 images par seconde dans Panopto. 

Notre plateforme vidéo permet d'atteindre un débit d'images élevé grâce à la combinaison des éléments suivants :

• Réglage minutieux des performances de notre pile d'encodage pour prendre en charge le débit multiple de 60 images par seconde avec une perte d'images minimale.
• Connaissance approfondie et négociation efficace des capacités des périphériques en amont, ce qui est essentiel pour garantir que les caméras vidéo et les autres sources de médias fournissent des vidéos HFR de haute qualité à votre PC de capture Panopto.
• Optimisation du code de notre lecteur vidéo, qui englobe les contrôles vidéo basés sur Flash et HTML5 en JavaScript.

À mesure que nos clients commencent à capturer des présentations et des conférences en 60 images par seconde, et que YouTube et d'autres plates-formes vidéo prennent en charge le nouveau critère de référence, l'utilisation de la vidéo comme moyen de partage des connaissances et de communication ne fera que s'accélérer. Nous sommes ravis de participer à cette évolution de la vidéo en ligne et nous avons hâte de voir ce que vous allez capturer en HFR.

En attendant, voici quelques autres exemples de vidéos 60fps actuellement diffusées par Panopto Cloud.

Un aperçu de la mission MMS de la NASA 

Notre propre Jesse Vernon montre comment jouer Blackberry Blossom au banjo. 

...et pour nos amis fans de Star Wars, voici la bande-annonce 60fps de "The Force Awakens".