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Colorimétrie, notion générale vidéo, presse spécialisée, discussions générales, FAQs)

Le vidéodisque optique en 1977!!!

Message » 16 Avr 2012 20:55

Dans les années 60, Léon Scott de Martinville utilisait le papier enduit de noir de fumée, comme support. Mais c'était en 1860 , pas 1960. Certains de ses enregistrements se sont conservés sur ce matériau particulièrement volatile jusqu'à aujourd'hui (soit environ 150 ans), où ils ont enfin pu être lus. De nos jours, certains fabricants asiatiques sortent à bas coût des disques optiques enregistrables qui sont illisibles après moins de 5 ans. Cherchez l'erreur...

Sinon, je dois bien avouer que je me suis bien moins interessé au son qu'à l'image, et je n'ai pas de site historique de référence à fournir. On trouve quelques articles dans wikipedia en explorant les thèmes phonographe, gramophone, bande magnétique, etc, ansi que des sites où on peut écouter des enregistrement des années 1880, ou même ceux de Martinville, mais je n'en sais guère plus.

Pour être plus extrême, il y avait cette théorie comme quoi le stylet des potiers de l'antiquité aurait pu enregistrer les sons ambiants dans l'argile, ce qui aurait peut être permis d'entendre le romain ou le grec parlé par un contemporain. Elle-même n'a pas duré aussi longtemps car on n'en entend plus guère parler.

Certains ont regretté que le phonographe n'ait pas existé à l'époque de Mozart, alors qu'il était parfaitement accessible à la technologie de l'époque. Mais en vérité c'était aussi vrai pour l'antiquité. Je ne sais pas si vous avez vu ces reportages sur ARTE concernant la machine d'Anticythère, un mécanisme à engrenages fort complexe, non seulement dans sa réalisation mais aussi sa conception (c'est un calculateur analogique qui reproduit le mouvement des astres, y compris les perturbations du mouvement de la lune, et prédit les eclipses). Elle a été datée du premier siècle avant JC.

Et vu la puissance des intellects de l'époque, de là à imaginer qu'ils se soient rendus compte que le son était une vibration qui pouvait se transmettre à travers des objets solides, et qu'ils aient essayé de l'imprimer dans des disques ou des rouleaux d'argile ou de cire en rotation... La résonance d'une bouteille ou d'une feuille/membrane lorque l'on parle à proximité aurait pu les mettre sur la voie. Clairement, c'était à portée de leur technique. Peut être qu'ils l'ont fait. Et dans ce cas, on pourrait imaginer que la voix d'un savant grec d'il y a deux mille ans attend quelque part d'être redécouverte et ressuscitée.

P.S. : Vu le sous-titre du forum "tout sur le futur", là je crois que je fais assez fort dans le style hors sujet.
gammaburst.
 
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Message par Google » 16 Avr 2012 20:55

Publicite

 
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Message » 17 Avr 2012 9:59

On trouve quelques articles dans wikipedia en explorant les thèmes phonographe, gramophone, bande magnétique, etc

Ok merci, je vais continuer à chercher là-dessus.

on pourrait imaginer que la voix d'un savant grec d'il y a deux mille ans attend quelque part d'être redécouverte et ressuscitée

Ce serait génial !

il y avait cette théorie comme quoi le stylet des potiers de l'antiquité aurait pu enregistrer les sons ambiants dans l'argile

Tu veux dire que certains pensent que des sons ont été enregistrés par ces potiers sans que ce ne soit voulu (et qu'il faudrait donc trouver un moyen pour essayer de les lire), ou que ces potiers auraient pu enregistrer des sons s'ils y avaient pensé mais qu'ils n'y ont pas pensé et donc pas fait ?
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Message » 17 Avr 2012 20:04

L'idée est que l'enregistrement aurait été fait involontairement par la simple physique du stylet captant les vibrations du son et les inscrivant dans la poterie en rotation. Il resterait alors à trouver un moyen de relire cette information. Mais maintenant qu'on arrive à jouer les microsillons à l'aide d'un rayon laser, et à tirer un son de traces sur du noir de fumée, ça ne parait pas si invraisemblable. Peut être même pourrait-on enregistrer la topologie des sillons par scanner aux rayons X, sans avoir besoin de nettoyer l'objet des incrustations et poussières qu'il a pu accumuler.

J'avais lu une petite nouvelle de science fiction dans laquelle le potier était conscient de ce qu'il faisait et demandait à son copain berger de dire ce qu'il pensait important de transmettre aux générations futures. Ce dernier se fendait alors de divers conseils relatifs à la garde des moutons, au grand dépit des scientifiques contemporains qui étaient finalement parvenu à reconstituer le message.
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Message » 17 Avr 2012 20:05

Mais revenons à nos moutons (oh, l'habile transition ;-). Me livrant à un petite comparaison entre un blu-ray standard de 25 Go et ces vidéodisques capables de stocker 100 000 (Thomson) à 108 000 images (Philips) complètement indépendantes et décorrélées, et sans compression, je constate qu'avec les mêmes contraintes, le blu-ray monterait seulement à 68 469 images (calcul ci-après). Soit quand même significativement moins !

Il est vrai qu'on peut argumenter que le vidéodisque a besoin de ses deux faces pour cela, et qu'il serait alors plus juste de considérer un Blu-ray double couche de 50 Go. On monte alors à 136 939 images , ce qui est mieux mais guère différent pour une technologie d'au moins 25 ans plus récente, et de structure nettement plus sophistiquée qu'une simple feuille de plastique souple transparente.

Après, il y a quand même la botte secrète du numérique: la compression. Si on veut garder la philosophie de la comparaison, il ne faut considérer que les méthodes sans pertes. On peut alors raisonnablement espérer un gain de l'ordre de deux ce qui nous amène aux alentours de 270 000 images.

Reste que le blu-ray est nettement plus compact qu'un disque de 30 cm et jouit donc quand même d'une densité d'information plus élevée.

Détail du calcul:
D'après un des liens postés précédement, la bande passante d'un vidéodisque PAL serait de 5.5 Mhz.
En format 625 lignes / 50 Hz, la durée active d'une ligne (partie visible) est de 51.94 µs.
Le nombre de points séparables sur une ligne horizontale serait alors 51.94 * 5.5 * 2 = 572 points environ.
En analogique le nombre de ligne est impair et vaut 575. En admettant que les filtres en peigne permettent de récupérer
toute la luminance, et qu'on la code avec un octet par pixel, il faudrait 572 * 575 * 1 = 328 900 octets.

Pour la couleur, la bande passante est réduite à 0.6 Mhz, soit en horizontal : 51.94 * 0.6 * 2 = 63 points.
En vertical, les systèmes PAL/SECAM divisent la resolution de la couleur par 2. Mais il y a deux informations
de chrominance (R-Y) et (B-Y) à coder chacune sur un octet, donc au total pas de facteurs deux, il faut
63 * 575 = 36225 octets.

Au total, l'information contenue dans une image d'un vidéodisque PAL peut être representée fidèlement sur
328 900 + 36 225 = 365 125 octets.

Un disque Blu-ray de 25 milliards d'octets peut alors en contenir 68469.

Dans l'autre sens en comparant le vidéodisque au microsillon 30 cm 33 tours, on a d'un côté
30 mn de lecture par face fournissant un signal pouvant peut être monter à 50 Khz en étant généreux
et de l'autre
60 mn de lecture produisant un signal à 5.5 Mhz
Donc environ 220 fois plus d'information. Ca devrait surement être utilisable pour améliorer le son, homogénéiser la bande passante
sur toute la surface du disque, et certainement améliorer le rapport signal/bruit, voire tout simplement la durée.
Sur les disques rigides, il y aurait en tous cas la possibilité de ralentir pour ajuster le compromis à volonté.
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Message » 18 Avr 2012 0:11

Je me rends compte que j'ai instinctivement cité pour le laserdisc les chiffres du format CAV, celui qui était normalement utilisé pour les accès image par image.

Mais en CLV, on peut atteindre une heure par face (peut être même un peu plus en PAL) soit 3600x25 = 90 000 images, donc 180 000 images sur les deux faces (même s'il faut des circuits numériques dans le lecteur pour immobiliser une image individuelle).

Cette fois on est même au delà de ce que permet le blu-ray 50 Go, sauf si on recours à la compression sans pertes. Je vois quand même que le JPEG-LS tourne autour d'un facteur 3 en compression.

On ne peut pas faire le même raisonnement sur le mode Vidéo du blu-ray, car les algorithmes de compression ne sont efficaces que si les images successives se ressemblent. Le vidéodisque analogique n'a pas cette contrainte.
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Message » 18 Avr 2012 11:32

Le nombre d'images que tu donnes pour le BD est-il calculé pour la même résolution que le chiffre donné pour le vidéo-disque ?
Parce qu'entre 576 et 1080 lignes, ça fait une grosse différence.

Et comment expliques-tu qu'on puisse mettre plus sur un disque en analogique qu'en numérique ?

Et si on mettait de l'analogique sur BD, on pourrait mettre autant d'images que sur vidéo-disque ?
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Message » 18 Avr 2012 22:03

1) Oui je demande rigoureusement le même service au blu-ray qu'au laserdisc: stocker des images SD de 575 lignes.
Mon calcul évalue la quantité d'information d'une telle image en PAL à 365125 octets. Sur un blu-ray de 25 milliards d'octets, on aboutit à:
25 000 000 000 / 365125 = 68469 images seulement.

2) A la base, convertir un signal analogique en numérique le rend tout de suite beaucoup plus volumineux. Ce qui permet au numérique de rattraper le coup, c'est la déraisonable efficacité des méthodes de compression avec pertes, qui par principe éliminent de l'information par rapport à l'analogique. Mais moi, j'ai imposé de conserver toute l'information du vidéodisque de départ, d'où ce résultat contre-intuitif.

Pour s'en convaincre, il suffit de considérer le cas du CD audio, qui n'utilise pas de compression. Le debit numérique utile pour reproduire le son stéréo y est de 1,4 Mbps. Avec une transmission binaire simple, on transmet 2 bps/hz (intuitivement dans un cycle sinusoidal, le pic du haut peut être utilisé pour representer un bit à 1 et celui du bas un bit à zéro, donc deux bits par cycle). Donc il faut en numérique au minimum 700 khz de bande passante pour reproduire un son analogique qui lui a une bande passante de 20 khz (enfin plutot 2 x 20 pour tenir compte de la stéréo) . Sur un CD, toutes les informations additionnelles, codes de correction d'erreur, etc. aboutissent à un débit de l'ordre de 4 Mbps, donc le CD a au moins 2 Mhz de bande passante. Si on avait renoncé au numérique, on aurait pu y pu obtenir un son analogique assez extraordinaire mais avec toute les fragilités associées à ce type de signal.

Une autre façon simplifiée de le voir est d'imaginer une ligne d'une image de télévision en noir et blanc. En analogique, la luminosité de chaque point de la ligne est simplement représenté par la hauteur du signal. Il suffit alors de transmettre cet état. Mais si on numérise cette valeur sur 8 bits, il faudra transmettre 8 état successifs correspondant à la valeur de chacun des bits, ce qui multiplie d'autant la bande passante requise.

(En toute rigueur, c'est vrai pour la bande passante, mais probablement pas pour la quantité d'information qui en bonne logique devrait être équivalente dans les deux formats, dans le théorème de shannon j'imagine que l'augmentation de la bande passante doit etre compensée par la diminution du rapport signal bruit necessaire pour transmettre le signal numérique de façon propre)

Voir aussi les difficultés que le standard Digital Radio Mundiale a pour caser du son numérique dans les anciens canaux AM en ondes courtes. On parle au mieux de 24 kbps, je crois, en poussant à fond les manettes du codec HE-AAC.

3) On pourrait faire le calcul approximatif en considérant la différence des tailles du spot laser entre les deux formats, et la différence des surfaces utiles. Le rapport des tailles de spot intervient au carré car il joue à la fois sur la longueur minimale des cuvettes, et sur l'espacement minimum entre les pistes.
Mais en analogique, on est sensible à toute imprécision sur la longueur des cuvettes, qui va dégrader le rapport signal bruit. Il n'est pas dit qu'il soit possible d'obtenir la précision relative nécessaire sur une gravure fine comme celle du blu-ray, et conçue exclusivement pour le numérique au départ.
Taille spot BD : 138 nm d'apres le "White Paper Blu-ray Disc™ Format", en désaccord avec Wikipedia
Taille spot LD : 1040 nm (je suppose que c'est la même que sur un CD)
BD program area : 25 à 58 mm (je suppose que c'est la même que sur un CD)
LD program area : 53 à 148 mm (évalué d'après photo)

Surface utile BD: Scd = pi *( 58^2 - 25^2) = 8605 mm2
Surface utile LD: Sld = pi * (148^2 - 53^2) = 59989 mm2
Sld/Scd = 6,97 : le LD offre donc pratiquement 7 fois plus de surface utile.
Rapport quantite d'information BD/LD = ((1040 / 138) ^ 2)/ 6,97 = 8.1
Ce serait surtout vrai en analogique, en numérique le BD apporte des améliorations de la modulation, des codes d'erreur,.. qui amènent des gains supplémentaires.

Autre approche, en comparant les tailles de gravure réelles des BD et CD, qui sont tous deux numériques, et en considérant que le LD est de même niveau technologique que le CD, donc en appliquant simplement le facteur de taille au résultat.
CD
Track pitch min 1500 nm
min length 850 nm

BD
Track pitch min 320 nm
min length 150 nm

On remarque que l'amélioration de la taille de gravure semble aller moins loin que les dimensions du spot ne le suggèrent.
BD/CD = (1500 * 850) / (320 * 150) = 26.5

BD/LD = 26.5 / 6.97 = 3.8 (ce résultat semble plus prudent)

Avec ce calcul, Le BD contient plus d'informations que le LD , malgré sa petite taille, mais encore une fois, pas sûr que l'analogique puisse suivre cette miniaturisation. A l'inverse, pas certain que les problemes de planeité sur un disque de 30 cm permettraient à une tête de lecture blu-ray d'en exploiter toute la surface.
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Message » 18 Avr 2012 22:27

Sous wikipedia, il est dit que Pionner avait concu des laserdiscs de 60, 65 et 70 mn, cette dernière valeur n'ayant cependant pas donné lieu à commercialisation.
Ces chiffres sont pour le NTSC. En PAL, le format 60 donnait 64 mn, et par règle de trois, on obtient respectivement 69 mn 20s et 74 mn 40 s pour les deux autres (cette dernière valeur est d'ailleurs curieusement proche de la durée maximale d'un CD audio standard)

Sur deux faces, cela donnerait respectivement en PAL
192 000,
208 000,
224 000 images.
gammaburst.
 
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Message » 19 Avr 2012 6:59

Merci pour ce cours !

Ça me fait penser à la lecture des vinyles par laser, je ne sais plus quelle marque avait développé un tel lecteur il y a une vingtaine d'années, c'est curieusement tombé dans l'oubli.

edit : j'en parlais page 1 (voir message du 2 Juin 2011), c'était la marque ELP.

8000 $ pour le "petit" modèle :hehe: ;
http://www.elpj.com/purchase/index.html

On ne trouve quasiment aucune photo, voici un autre modèle ;

Image
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Message » 19 Avr 2012 21:32

Par contre, j'ai lu quelque part que ça demandait un disque propre pour bien fonctionner.

C'est dommage qu'ils enferment complètement le disque, du coup on ne peut pas être sûr qu'à l'intérieur il ne viennent pas mettre en douce une bonne vieille pointe diamant ;-)

Mais j'imagine que le faisceau laser est diffracté dans toutes les directions par le sillon et qu'il pourrait théoriquement y avoir un petit danger pour l'oeil.
gammaburst.
 
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Message » 19 Avr 2012 21:36

Phil
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Message » 19 Avr 2012 22:12

La vidéo de ELP corporation (il ne parle pas trop mal anglais pour un japonais) :
http://www.youtube.com/watch?v=W_4sooWCh_Y

Système à fibre optique (pas sans contact mais lit aussi les cylindres):
http://www.youtube.com/watch?v=CnGh7FAD ... re=related


Fabrication d'un disque vinyl (ça ne donne pas vraiment confiance dans la qualité du produit) :
http://www.youtube.com/watch?v=H342sImB ... re=related
gammaburst.
 
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Message » 20 Avr 2012 20:22

Je me demande quand même dans quelle mesure ces capacités étaient vraiment exploitées : compiler une base données de 100 000 images , ça doit quand même prendre un peu de temps.

Et qu'en est-il des droits d'auteur sur les images ? S'il faut faire des recherches et payer des droits sur chacune d'entre elles, on devrait arriver à des sommes astronomiques.

Le problème doit d'ailleurs aussi se poser pour les encyclopédies sur DVD.
gammaburst.
 
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Message » 20 Avr 2012 20:29

Merci pour le lien, Dialhot. J'avais cru également que tu l'avais déjà reçue, mais je vois qu'il faudra patienter...

Mais j'avoue que si ça me parait bien pour des organisations qui veulent ransférer leurs archives, ça semble un peu lourd d'usage pour un particulier.
gammaburst.
 
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Message » 20 Avr 2012 20:29

gammaburst a écrit:Merci pour le lien, Dialhot. J'avais cru également que tu l'avais déjà reçue, mais je vois qu'il faudra patienter...

Mais j'avoue que si ça me parait bien pour des organisations qui veulent transférer leurs archives, ça semble un peu lourd d'usage pour un particulier.
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