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Tout savoir sur les fichiers vidéos : conteneurs, codecs, usages.

Illustration de fichiers vidéos composés de différents codecs et conteneurs dédiés à la vidéo.

Vous êtes-vous déjà demandé quelles sont les différentes composantes des fichiers vidéos ? Comment tout cela contribue-t-il à la qualité de l’image et du son ? Dans cet article, nous vous dirons tout sur les conteneurs, les codecs, leurs débits et leurs utilisations en vidéo.

Les conteneurs sont les formats de fichiers qui contiennent à la fois la vidéo, l’audio et les données supplémentaires. Les codecs, quant à eux, sont les méthodes de compression qui permettent de réduire la taille des fichiers sans compromettre la qualité. En comprenant comment fonctionnent les conteneurs et les codecs, vous pourrez choisir le bon format pour vos besoins spécifiques en vidéo.

Nous aborderons également les débits binaires, qui déterminent la quantité de données nécessaire à la transmission d’une vidéo. Une meilleure compréhension des débits binaires vous aidera à optimiser la qualité tout en maîtrisant la taille du fichier final.

Enfin nous aborderons les notions de profondeur et d’espace de couleur. L’objectif est de vous aider à comprendre ce qui se cache derrière les termes barbares comme 4:2:2 ou encore 10 bits.

Que vous soyez un créateur de contenu, un amateur de vidéos ou simplement curieux d’en savoir plus, cet article vous fournira les informations essentielles à connaitre sur les fichiers vidéos.

 

Comprendre les fichiers vidéos et leurs conteneurs

Au premier abord, la compréhension d’un fichier vidéo est loin d’être la priorité d’un débutant lorsqu’il démarre en vidéo. Nombreux seront ceux qui chercheront plutôt le « meilleur matériel », le meilleur « logiciel de montage », ou encore le meilleur « mouvement caméra ». Pourtant, comprendre la structure d’un fichier vidéo est essentiel à tout créateur audiovisuel. Il existe en effet un nombre croissant de constructeurs et de fabricants dans l’audiovisuel. La bonne compréhension des fichiers vidéos vous permet ensuite de pouvoir naviguer dans cet océan de références. C’est enfin et surtout, indispensable si l’on souhaite effectuer des prestations de montage vidéo par exemple.

Pour comprendre ce que sont les fichiers vidéos, arrêtons-nous sur ce qu’est un « conteneur vidéo ».

Lorsque vous capturez une vidéo, qu’il s’agisse de votre caméra ou d’un smartphone, le fichier que vous obtenez contient différents éléments :

  • un flux vidéo
  • un flux audio
  • des métadonnées ( 25 images par seconde, FullHD, 4K, sous-titres, etc.)
  • et un codec

 

L’ensemble de ces éléments sont englobés dans ce que l’on appelle : un conteneur.

Il existe différents formats de conteneurs. Vous pouvez les identifier par leurs extensions, à la fin d’un fichier vidéo. Il peut s’agir notamment de : .mp4, .mov, .avi, .mkv, .avchd, etc. Chaque format de conteneur possède ses propres caractéristiques et avantages.

Nous l’avons vu, les conteneurs vidéo sont essentiels pour stocker et diffuser des vidéos. Ils permettent notamment de regrouper tous les éléments nécessaires dans un seul fichier. Par exemple, un conteneur vidéo peut contenir plusieurs pistes audio dans différentes langues, des métadonnées et même des chapitres. Quand on parle de conteneur, il est fréquent de confondre avec le terme « codec ». Un codec sert à compresser le fichier vidéo , d’une manière qui lui est propre. Mais nous y reviendrons.

Maintenant que tout cela est plus clair, voyons l’utilisation des différents conteneurs.

Conteneurs de capture et de montage

Les conteneurs sont des sortes d’enveloppes pour vos fichiers vidéos. Néanmoins, chaque enveloppes (ou conteneurs) possèdent une utilisation adaptée pour le montage vidéo, la capture vidéo ou encore la diffusion.

Afin de favoriser la compréhension, seuls deux conteneurs vont nous intéresser :

  • .mp4 (créé par MPEG)
  • .mov (créé par Apple)

 

Concernant le conteneur .mp4, celui-ci est adapté pour de la capture vidéo ou de la diffusion. Quant au conteneur .mov, il est fait pour du montage vidéo.

Suivant vos besoins, il est tout à fait possible de changer de conteneur pour basculer sur un conteneur de montage ou de diffusion.

 

Les codecs dans les fichiers vidéos

Abordons maintenant la notion de codec.

Nous avons vu qu’un codec se trouve à l’intérieur d’un fichier vidéo. Il est pour ainsi dire encapsulé par le conteneur. Mais alors pourquoi les codecs sont-ils si importants ?

Les codecs vidéo ne sont ni plus ni moins que des algorithmes de compression et de décompression. Ils permettent de réduire la taille des fichiers vidéo, sans trop rogner sur la qualité de l’image et du son. Il existe différents codecs vidéo, tels que H.264, H.265, VP9, AV1, etc. Chaque codec possède là encore, ses propres caractéristiques et performances.

Le codec H.264 , par exemple, est largement utilisé et offre une bonne qualité vidéo avec une taille de fichier relativement petite. Il est compatible avec la plupart des appareils et des plateformes de diffusion en continu.

Le codec H.265 ou HEVC offre quant à lui une meilleure qualité vidéo, tout en étant plus léger. Ce codec a été annoncé comme étant l’avenir. Malheureusement, le H.265 nécessite aussi une puissance de traitement élevée. Il possède par ailleurs une compatibilité limitée avec certains appareils plus anciens. S’il est encore trop tôt pour le constater, nul doute que le H.265 viendra succéder tôt ou tard à son petit frère le H.264.

Gardez à l’esprit, que plus le codec employé compresse votre fichier vidéo, plus votre fichier sera difficile à lire. C’est pourquoi, de la même manière qu’il existe des conteneurs spécialisés. Il existe aussi des codecs adaptés à la capture vidéo, au montage vidéo ou à la diffusion sur YouTube par exemple.

Les codecs H.264 et H.265 sont ainsi des codecs dits « compressés », adaptés à la capture vidéo ou bien à la diffusion.

Les codec DNxHD et ProRes sont quant à eux des codecs moins compressés, idéaux pour le montage vidéo.

Le codec vidéo parfait

Oui ce titre est un peu trompeur, mais avouez qu’il ne vous a pas laissé indifférent ? 🙂

Bien souvent il vous faudra transcoder vos fichiers vidéo de capture, pour pouvoir effectuer un montage vidéo « fluide » satisfaisant. Car oui, si monter une vidéo simple sans animation ni transition est possible en H.264. Ne vous imaginez pas monter une vidéo très élaborée. Même avec une machine puissante, comme peuvent l’être les puces silicium d’Apple, il est parfois difficile de monter une vidéo dont les fichiers ne sont pas adaptés au montage.

C’est précisément pour cette raison, que lorsque vous nous confiez vos vidéos chez Génerja studio, nous capturons vos vidéos à l’aide d’un enregistreur externe. Nous utilisons notamment le moniteur Atomos Ninja V . Cela permet d’enregistrer les rushs vidéo directement dans un codec adapté au montage. Quand on sait qu’un transcodage de fichier peut prendre jusqu’à plusieurs minutes : c’est un investissement très vite rentabilisé !

La méthode de compression d’un fichier vidéo

On l’a vu, le codec compresse et décompresse un fichier vidéo. Néanmoins il existe deux méthodes de compression :

  • Intraframe ou All-Intra
  • Interframe ou LongGop

 

Pour faire simple, la méthode Intraframe compresse chaque image capturée par votre caméra. Alors que la méthode Interframe s’en tient à ne capturer qu’une fraction des changements opérés dans l’image.

Pourquoi c’est important ? Parce qu’il n’est pas toujours possible de capturer ces fichiers en ProRes. Soit parce qu’il faut être mobile, et l’utilisation d’un moniteur est inadaptée. Soit parce que vous n’avez tout simplement pas le temps. Et si comme nous, vous ne voulez pas perdre de temps à transcoder, alors le choix de la bonne méthode de compression est primordial.

Lorsque vous n’avez pas le temps à la capture, utiliser la méthode de compression « Intraframe », donne de la l’attitude en post production, sans avoir à transcoder. Le revers de la médaille est que vos fichiers sont plus lourds.

Lorsque vous avez le temps de monter votre setup vidéo, privilégiez la méthode « Interframe » en ProRes. Oui la méthode Interframe est moins qualitative visuellement, mais à moins d’être diffusé sur grand écran, c’est un point négligeable…

 

Illustration d'une image intraframe par rapport à une image interframe

Intraframe vs Interframe. Source Bhphotovideo

 

L’importance des débits binaires vidéo

Les débits binaires vidéo déterminent la quantité de données requise pour coder une vidéo. Un débit binaire plus élevé signifie une meilleure qualité vidéo, mais cela entraîne également une taille de fichier plus importante. D’un autre côté, un débit binaire plus faible réduit la qualité vidéo, mais permet aussi de réduire la taille du fichier.

Il est par conséquent essentiel de trouver le bon équilibre, entre la qualité vidéo et la taille du fichier pour optimiser l’expérience de visionnage.

À titre d’exemple, la plupart de hybrides et réflexes aujourd’hui filment en 100 voir 200 Mbps (Millions de bits par seconde). Mais il existe des caméras bien plus puissantes, qui atteignent parfois plus de 800 Mbps !

Dans ces circonstances, que faut-il privilégier ? Et bien tout dépend de vos besoins (et de votre budget). À moins d’être un studio de cinéma, vos productions vidéos peuvent s’en tenir aux meilleurs hybrides du marché . Néanmoins, si vous souhaitez produire le prochain film sur grand écran de l’année, tournez-vous vers des marques adaptées.

 

Pour aller plus loin sur les conteneurs et codecs vidéo

 

Les fichiers vidéos et la profondeur de couleur

Lorsque vous capturez un événement, votre fichier vidéo contient une certaine quantité de nuances de couleurs. Dans ce cas, on parle alors de profondeur de couleur . Il existe trois grandes profondeurs de couleur principales : le 8 bit, le 10bit et le 12 bit.

  • Le 8 bit contient environ 17 millions de nuances de couleurs
  • le 10 bit contient environ 1 milliard de nuances de couleurs
  • quand au 12 bit, il en contient pas moins de 68 milliards de nuances de couleurs

 

On comprend assez vite qu’il est intéressant de privilégier une captation en 12 bit pour avoir une image la plus fidèle possible. Pour autant, ça n’est pas toujours évident à réaliser pour des raisons de coûts. La profondeur de couleur en 12 bit étant réservée aux caméras de cinéma. Cela demande par ailleurs des compromis, notamment sur le poids final des fichiers vidéos obtenus.

Des profondeurs de couleurs élevées, comme le 10 bit et le 12 bit, sont surtout intéressantes sur les dégradés dans une image. Des profondeurs élevées permettent des dégradés doux et imperceptibles à l’oeil. Ce qui est intéressant sur des plans vidéos en soirée devant un coucher de soleil, ou bien dans un ciel bleu en journée.

Enfin, obtenir des fichiers vidéos avec une profondeur de couleur élevée, donne une plus grande marge d’action lorsqu’il s’agit d’étalonnage.

 

Illustration des différentes profondeurs de couleurs dans un fichier vidéo

Les profondeurs de couleurs dans un fichier vidéo. Source Videomaker

 

Les espaces de couleurs dans un fichier vidéo

Comme vous devez très probablement vous en rendre compte si vous êtes arrivé jusqu’ici, les fichiers vidéos sont complexes. Mauvaise nouvelle : nous allons encore en rajouter une couche, avec l’espace de couleur et le sous-échantillonnage de chrominance !

Avant tout de chose, la couleur est un métier. Et avoir une couleur la plus fidèle possible coûte cher, très cher ! Car oui, votre support (votre écran) de visionnage conditionne directement le visuel que vous voyez d’une vidéo. En conséquence, vous pouvez mettre les meilleurs moyens pour concevoir une vidéo, si celle-ci est regardée sur un smartphone de mauvaise qualité, vos efforts ne se verront pas. Pourquoi vous dire tout ça ? Et bien parce que cela introduit la notion d’ espace de couleur :

L’espace de couleur correspond à un ensemble de couleurs, qu’une surface d’affichage est capable de diffuser. À ne pas confondre avec la profondeur de couleur, qui elle correspond aux nuances de couleurs.

Il y a différents espaces de couleur, suivant les écrans utilisés pour afficher votre fichier vidéo. On retrouve notamment :

  • Rec.709 ou sRVB , présent surtout sur les ordinateurs smartphones et Tv FHD
  • Rec.2020 , présent sur les TV 4K et plus
  • DCI , pour les écrans de cinéma

 

Si vous remarquez à l’avenir des différences de nuances ou de couleurs pour un même fichier vidéo, d’un support à l’autre ; vous saurez maintenant d’où vient le phénomène !

Visuels des espaces de couleurs dans un fichier vidéo

Visuels des espaces de couleurs dans un fichier vidéo. Source Maleka.com

 

Sous-échantillonnage de chrominance

Venons-en maintenant au second point qui fâche, le sous-échantillonnage de chrominance.

Cette notion parait complexe, mais est en vérité assez simple à comprendre. Le sous-échantillonnage de chrominance correspond tout simplement au nombre de pixels capturés par la caméra. Lorsqu’une caméra filme une scène, celle-ci n’enregistre pas l’entièreté de l’image, mais uniquement quelques pixels.

Vous retrouvez la notion de sous-échantillonnage de chrominance sous les appellations suivantes :

  • 4:2:0
  • 4:2:2
  • 4:4:4

 

Très souvent ce sont des arguments commerciaux, mis en avant par les marques d’appareils photo. Tout comme le 12 bit, le 4:4:4 est plus souvent présent sur des fichiers vidéos de cinéma. Car il faut in fine, des caméras puissantes pour capturer tout ce joyeux bazar…

Mais est-ce vraiment indispensable ? Et bien oui et non.

Si votre vidéo nécessite un étalonnage important, ou bien vous souhaitez incruster votre contenu sur un fond vert, les 4:2:2 ou 4:4:4 sont à privilégier. En revanche, si vous souhaitez simplement créer des vidéos pour YouTube , le 4:2:0 suffit amplement. Là encore, plus vous souhaitez un fichier qualitatif, plus celui-ci risque de peser lourd. Comme très souvent en vidéo, tout est une question de compromis.

 

Pour aller plus loin sur les espaces de couleurs et chrominance

 

Conclusion sur les fichiers vidéos

Les conteneurs, les codecs ou encore les débits binaires sont des éléments clés d’un fichier vidéo.

Comprendre ces concepts vous aidera à choisir le bon format de fichier, suivant votre besoin. Une gestion efficace des fichiers vidéos vous permettra de gagner du temps et de faciliter la post-production. Par ailleurs, cela vous évitera de stocker des fichiers inutilement volumineux sur vos disques.

À l’avenir, nous pouvons nous attendre à de nouvelles avancées technologiques en matière de fichiers vidéos. Il sera question de codecs plus efficaces, de formats de conteneurs améliorés ou encore de techniques de compression plus avancées.

Faut-il pour autant se ruer sur les dernières innovations dans ce domaine ? Parfois suivre un courant d’innovation technologique est nécessaire, parfois non. À vous d’évaluer si votre « workflow » vidéo s’en voit amélioré. Après tout, vous savez désormais l’essentiel qu’il y a à connaitre sur les fichiers vidéos !

 

Sources :

Bhphotovideo – bhphotovideo.com ;  » Things You Wanted to Know About Compression but Were Afraid to Ask « 

Adobe – adobe.fr ;  » Utilisez le transcodage vidéo pour améliorer les workflows vidéo. « 

Frandroid – frandroid.com ;  » H.265, 4:2:2, 10 bits, UHD ou 60p : tout comprendre aux formats et à la compression vidéo « 

Lesnumériques – lesnumerique.com ;  » Quelle est la différence entre un reflex et un hybride ? « 

Frandroid – frandroid.com ; Appareil photo hybride : quels sont les meilleurs boîtiers photo en 2024 ?

Malekal – malekal.com ;  » HDR (High Dynamic Range) : définition, types et exemples « 

Videomaker – Chaine YouTube Videomaker ;  » What is Bit Depth? – Bit Depth explained « 

Arnaud Frich – guide-gestion-des-couleurs.com ;  » Comment choisir l’espace couleur de nos vidéos : Rec. 709, DCI-P3 ou Rec. 2020 ? « 

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