VIDÉO - Histoire et techniques

VIDÉO - Histoire et techniques

Dans le vaste domaine de l’audiovisuel, les techniques vidéo concernent le traitement des images animées par des procédés électroniques, c’est-à-dire essentiellement la transformation des images en signaux électriques, dits signaux vidéo, la diffusion ou l’enregistrement de ces signaux, la restitution d’images à partir des signaux vidéo.

Des premières recherches à l’avènement de la télévision actuelle, une succession de découvertes (le tube cathodique, le magnétoscope) a modifié notre univers; et les produits plus récents de la vidéo domestique prennent une extension qui transforme notre vie quotidienne. Située à la convergence des techniques de pointe, la vidéo bénéficie des spectaculaires avancées de l’électronique et de l’informatique. La vidéo, naguère mode de fabrication d’émissions télévisées, élargit désormais son audience et attire un nombre croissant d’utilisateurs qui la considèrent comme une technique étonnamment souple ou comme un substitut à une communication de masse toujours difficile.

L’histoire de la vidéo s’est longtemps confondue avec celle de la télévision. Les contraintes liées au film, surtout les délais inhérents à son passage en laboratoire de développement, ont disparu avec l’avènement du magnétoscope (le premier Ampex date de 1956), en particulier depuis les allégements spectaculaires intervenus dans les années 1970 et 1980.

La vidéo est ainsi devenue accessible aux amateurs qui ont pu enregistrer des émissions de télévision et réaliser eux-mêmes des vidéogrammes sur cassettes avec des caméras de plus en plus performantes et légères.

L’histoire de la télévision

L’idée de transmettre des images par ligne télégraphique remonte à 1843. Les Anglais Alexander Bain, Robert Bakewell, puis l’Italien Giovanni Caselli réalisèrent des télégraphes transmettant des dessins exécutés spécialement avec des encres conductrices (ou inversement avec de l’encre isolante sur papier conducteur) et analysées avec un stylet électrique. Ce n’est que soixante ans plus tard, avec les cellules photoélectriques, que l’on a pu transmettre une image quelconque.

En France, Édouard Belin met au point en 1907 son premier bélinographe dont différentes variantes étaient encore en service dans les années 1960. Le fax moderne en est directement dérivé. Le principe consiste à analyser le document point par point et ligne après ligne, comme le fait le regard quand on lit une page de texte. Une cellule photoélectrique transforme les intensités lumineuses rencontrées en une tension électrique variable qui, à la réception, module un faisceau lumineux, lequel impressionne les points correspondants d’un papier photosensible.

La télévision n’est qu’une extension de ce principe aux images animées, ce qui exige rapidité et parfait synchronisme. Dès 1880, le Français Maurice Leblanc avait réalisé le premier appareil d’analyse des images par miroir. Les données du problème sont évidentes: il faut transmettre une image constituée d’un maximum d’informations (beaucoup de lignes avec beaucoup de points) dans un temps assez court dans les limites de la persistance rétinienne. Une solution toute mécanique fut trouvée par la roue de l’inventeur allemand Paul Nipkow, bientôt améliorée à grand renfort de prismes et de miroirs tournants. Le principe en est simple: il s’agit d’un disque tournant percé de petits trous disposés en spirale. Il y a autant de trous que de lignes à explorer. L’écartement transversal des trous est égal à la longueur de la ligne et l’écartement radial à l’interligne. À chaque instant, seul le point d’image situé en face d’un trou envoie sa lumière sur une cellule. La reconstitution de l’image est faite avec le même disque tournant en parfait synchronisme devant une source de lumière modulée par le signal. Imaginée en 1884, la roue de Nipkow a été utilisée à partir de 1923 et servait encore en 1935 pour les émissions expérimentales en 30 lignes de la tour Eiffel.

Les travaux réalisés par l’Allemand Karl F. Braun (oscillographie cathodique) et par l’Italien Guglielmo Marconi suscitèrent l’intérêt du Russe Boris Rosing qui, en 1911, réalisa le premier tube cathodique. Ce tube sera repensé et amélioré par un autre Russe, Vladimir Zworykin (brevet de 1923), et il peut être considéré comme l’ancêtre de nos téléviseurs. Les principes de fonctionnement de ces tubes cathodiques ainsi que ceux des tubes caméras (déjà, en 1899, le physicien allemand Zenneck réalise la première caméra à tube sous vide) sont les mêmes qu’actuellement ^{[cf. TÉLÉVISION]}.

La coexistence des deux procédés (mécanique et électronique) dura un certain temps. Ainsi la B.B.C., lors de ses premières émissions en 1936, dut se résoudre à émettre alternativement avec le système mécanique de Baird pendant une semaine et le système électronique de Marconi pendant la semaine suivante (le système Baird utilisait 240 lignes de définition, le système Marconi 405 lignes). L’électronique l’emporta définitivement sur le mécanique grâce à la précision grandissante des tubes. Alors qu’en 1928 la télévision avait une définition de 30 lignes, en 1936 (lors des jeux Olympiques de Berlin) les caméras qui étaient utilisées affichaient une définition de 375 lignes.

C’est en 1950 que la France, après une période expérimentale de dix ans en 441 lignes, adopta le 819 lignes. Les autres pays ont opté pour le 625 lignes, ce qui est devenu la norme mondiale, et la France s’y est ralliée à partir de 1963 en vue de la télévision en couleurs.

Mais l’avenir du tube est fortement compromis. Les écrans de petites dimensions sont de plus en plus souvent des écrans plats à cristaux liquides, tandis que les tubes analyseurs de caméras ont presque entièrement disparu au profit des dispositifs à transfert de charges (D.T.C., ou C.C.D. en anglais). Ils sont constitués d’une mosaïque de photodiodes associées à des registres à décalage. C’est grâce à eux que les caméscopes ont pu atteindre les petites dimensions que nous leur connaissons.

Le vidéodisque

L’idée du vidéodisque n’est pas nouvelle; c’est en 1927, en effet, que l’Écossais John Baird expérimente le premier enregistrement d’un signal vidéo sur un disque tournant à 78 tours à la minute. La définition y était alors de 30 lignes pour 12,5 images par seconde. Des tentatives infructueuses ont suivi pendant les années 1960 et 1970.

Tous les systèmes de vidéodisques font appel à la modulation de fréquence, exactement comme les magnétoscopes ^{[cf. ENREGISTREMENT]}, et utilisent une piste en spirale gravée en profondeur de façon à permettre la duplication par pressage. Les premiers lecteurs du début des années 1970 étaient à capteur piézoélectrique ou électrostatique, avec contact, d’où usure, sensibilité aux poussières et rayures, et impossibilité de sauter rapidement d’un sillon à un autre.

Le capteur optique, au contraire (comme dans le cas du disque compact), permet une lecture à distance, donc sans contact, et derrière une surface optique de protection de 1 millimètre d’épaisseur environ. Outre la protection de l’information, ce système permet d’explorer rapidement toute la surface du support, ce que l’on appelle l’accès aléatoire, avec comme avantages la possibilité de sauter immédiatement d’une plage à une autre, ou de rester indéfiniment sur un même sillon (arrêt sur image), ou de faire des effets de ralenti ou d’accéléré. Lorsque ces effets sont souhaités sans perte de qualité, on doit adopter un disque à vitesse angulaire constante avec une trame par tour, d’où il résulte une moindre capacité que sur les disques à vitesse linéaire constante, mieux optimisés en durée car comportant près de trois trames par tour à la périphérie.

Seul le procédé à lecture optique (initialement baptisé laservision) a eu un développement commercial à partir de 1988. Le CD-vidéo utilise le même son numérique que la CD-audio. Pour le signal vidéo, la modulation de fréquence se traduit par un créneau de largeur variable qui donne sur le disque le même aspect de microcuvettes que sur le disque compact. Il en résulte que la plupart des lecteurs peuvent accepter les deux types de disques et même d’autres, présents ou à venir, quitte à les équiper des décodeurs propres à chaque type de codage.

Nous assistons en effet à une prolifération de systèmes dérivés du disque compact: CD-vidéo destiné à la commercialisation de films (en formats 12, 20 et 30 cm, double face pour les longues durées); CD-ROM (compact disc read only memory ) servant de mémoire d’ordinateurs (programmes, banques de données); CD-photo comme banque d’images fixes, notamment pour les photos d’amateurs; CD-I (interactif) permettant des accès à choix multiples pour des applications pédagogiques ou ludiques.

Ces produits sont en général des disques pressés, mais des laboratoires spécialisés peuvent aussi les graver à l’unité comme le CD-photo. La gravure consiste en fait à brûler localement au laser une couche réfléchissante située sous la surface optique du disque. Il existe aussi des disques effaçables et réenregistrables indéfiniment grâce à une information de type magnétique, inscrite et lue sans contact par faisceau laser. Pour plus de détails sur ces disques magnéto-optiques, on se reportera à l’article ENREGISTREMENT. D’autres formats sont à l’étude, notamment pour la vidéo numérique à haute définition.

Les nouveaux moyens de fabrication

Si l’avènement de la vidéo grand public demeure l’un des événements technologiques de notre décennie, il ne faut pas sous-estimer la mutation des moyens de production professionnelle.

Cette transformation a d’abord affecté le journalisme télévisuel. Afin d’enregistrer des images immédiatement diffusables, des ensembles légers de reportage ont fait leur apparition. Ils sont très proches des matériels grand public et utilisent parfois les mêmes cassettes, mais à plus grande vitesse (donc avec une durée réduite) et avec des normes de codage différentes donnant une qualité améliorée.

Parallèlement, les techniques de postproduction ont beaucoup évolué, notamment par les apports de l’informatique. Pendant longtemps, on n’a pas pu synchroniser d’autres supports audiovisuels que des films perforés. C’est ainsi que le cinéma utilise des films magnétiques en guise de bandes son, et que la vidéo ne pouvait pas travailler avec des supports distincts pour l’image et le son. Depuis 1966, à la suite d’études réalisées à l’O.R.T.F., on sait synchroniser plusieurs bandes lisses grâce à des perforations virtuelles (impulsions enregistrées sous forme magnétique) que l’on a commencé par compter (synchronisation par comptage), puis par numéroter, avant d’en arriver à l’inscription continue d’un code temporel sur une piste auxiliaire, ou multiplexé avec le signal.

Divers codes ont été proposés, dont un très simple et efficace à 4 bits par image. Le système retenu est le code SMPTE, qui donne pour chaque image, soit vingt-cinq fois par seconde: l’heure avec minutes et secondes, le numéro d’image, etc., au moyen d’un mot de 80 bits, dont 32 sont à usage libre.

Le code temporel permet de traiter facilement et séparément le son et l’image, de faire des prises de vues à plusieurs caméras dont les bandes (ou films) pourront être lues en synchronisme, et d’utiliser par exemple pour les sons originaux des magnétophones multipistes numériques synchronisés. Le code temporel permet aussi de localiser et de retrouver facilement les séquences et de pratiquer avec une grande précision le montage électronique, par copie, effacement sélectif et substitution, sans aucune coupure des supports.

On peut enfin, grâce à l’énorme capacité de mémorisation des ordinateurs, stocker des images ou des petites séquences sous forme numérisée et à l’aide de traitements informatiques variés leur faire subir tous les trucages possibles et imaginables (déformations, mélange d’images) et même y ajouter des images entièrement artificielles calculées par ordinateur.

Dans le domaine de la production lourde, les magnétoscopes numériques ont tendance à se généraliser depuis le début des années 1990, et ce sera peut-être le cas bientôt pour le matériel léger. À terme, toute la chaîne vidéo, du studio au récepteur, finira par être numérisée, et à haute définition pour certains programmes.

En plus des émissions hertziennes classiques, on dispose maintenant de films enregistrés sur cassettes ou vidéodisques, et des programmes internationaux transmis par satellites. Grâce au développement des réseaux câblés, on accède non seulement à d’autres programmes vidéo, mais à tous les services de la télématique.

C’est donc l’abondance en matière d’information, mais sera-t-elle également accessible à tous, et saurons-nous la gérer intelligemment sur les plans individuel et collectif?

Encyclopédie Universelle. 2012.