Lentilles asphériques permettant un streaming vidéo haute qualité

Qu'il s'agisse de la dernière série de Netflix^®, de vidéos virales sur YouTube^® ou de classiques sur Disney+^®, l'appétit pour le streaming vidéo n'a jamais été aussi grand. Cette consommation effrénée de contenus vidéo met à rude épreuve notre bande passante Internet et les réseaux ont du mal à suivre la cadence. Les réalisateurs ont eu la bonne idée de filmer avec une faible profondeur de champ afin d'améliorer la compression et la qualité des vidéos en streaming. Cependant, pour accomplir cela, il leur faut des lentilles cinématographiques spéciales. Des lentilles asphériques haut de gamme, utilisées comme composants de ces objectifs cinématographiques sont indispensables pour maintenir une bonne qualité d’image avec une faible profondeur de champ. Cette conception permet aux spectateurs du monde entier de visualiser des marathons Netflix de première qualité.

Qu'est-ce qu'un objectif cinématographique ?

Les objectifs cinématographiques, ou objectifs ciné, sont spécialement conçus pour les exigences de qualité vidéo élevées imposées par l'industrie du cinéma. Ils sont généralement considérablement plus grands et plus chers que les objectifs utilisés pour la vision industrielle ou la photographie commerciale.

Économiser 10% de la bande passante grâce à la faible profondeur de champ¹

La demande de vidéo haute qualité n'a jamais été aussi forte. Le marché mondial du streaming vidéo a atteint 42,6 milliards USD en 2019 et connait actuellement une croissance fulgurante, avec un taux de croissance annuel composé attendu de 20,4% entre 2020 et 2027.²

Les professionnels du cinéma ont eu la bonne idée de créer des contenus spécialement conçus pour le streaming en filmant avec une faible profondeur de champ. Il s'agit de la distance entre le point de plus proche et le point le plus éloigné auxquels un objet conserve un certain niveau de résolution sans remise au point (Figure 1). Avec une faible profondeur de champ, seul le point d'intérêt principal d'un plan est mis au point tandis que l'arrière-plan reste flou. Cette technique est souvent utilisée pour attirer l'attention du spectateur sur un élément précis du plan. Mais elle est également avantageuse pour la compression et le streaming de vidéos.

Figure 1 : Une lentille « rapide » avec un f/# faible permet une faible profondeur de champ où les objets sont nets.

Les fichiers vidéo sont en général plutôt volumineux. Pour réduire leur taille et permettre le streaming, ils sont donc compressés. Les algorithmes de compression encodent intelligemment uniquement les informations changeant d'une image à l'autre, plutôt que chaque pixel de chaque image. Avec une faible profondeur de champ, la qualité globale de l'image compressée est moins compromise car l'arrière-plan flou ne change généralement pas beaucoup d'une image à l'autre. L'algorithme de compression peut conserver davantage de détails dans la zone nette de la vidéo tout en augmentant la compression de l'arrière-plan flou, car celle-ci est moins visible. En règle générale, il est possible d'économiser environ 10 % de la bande passante grâce à l’utilisation d’une faible profondeur de champ. Ce chiffre dépend toutefois de l'activité de l'arrière-plan et de la profondeur de champ exacte.¹

Les composants de lentilles asphériques sont la clé

Les objectifs cinématographiques utilisés pour la cinématographie avec faible profondeur de champ doivent pouvoir produire des images de haute qualité avec un f/# faible ou un angle de convergence prononcé. Plus l'angle de la lumière concentrée par la lentille est prononcé, plus l'aberration sphérique sera forte (les rayons provenant du bord et du centre de l'optique ne se focalisent plus au même point). Le principal obstacle à la conception d'objectifs cinématographiques de faible profondeur de champ est donc l'aberration sphérique. Les lentilles asphériques haut de gamme sont incorporés dans l'assemblage d’objectifs cinématographiques de grandes tailles pour surmonter cet obstacle (Figure 2).

Figure 2 : Aberration sphérique d'une lentille sphérique traditionnelle (à gauche) et une lentille asphérique (à droite).

Les lentilles asphériques minimisent l'impact des aberrations grâce à la forme plus complexe de leur surface. La fabrication d'asphères est plus délicate et difficile que celle de lentilles sphériques, d'où le prix accru des objectifs cinématographiques. Même si cela semble paradoxal, la capture de vidéos moins volumineuses nécessite des lentilles plus chères. Nous pouvons tous remercier les asphères haut de gamme se trouvant à l'intérieur des objectifs cinématographiques modernes car elles nous permettent de regarder des saisons entières de nos séries préférées sur Netflix en un weekend.

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