TV Numrique 1972 1982 La contribution industrielle de Thomson R'Boyer Runion AHTI030305

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TV Numérique 1972 / 1982La contribution
industrielle de Thomson (R.Boyer) Réunion
AHTI-03/03/05

• Références
• Histoire de la Télévision professionnelle et
  industrielle en France de 1930 à 1990
• par M.Favreau ( Ancien Ingénieur en Chef à TVE)
• Dune 1ère expérience mondiale de production/
  post-production complète en TV numérique à la
  réalisation dun studio numérique à la SFP
• par M.Oudin, A.Cherouvrier P.Régnier (SFP)

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TV Numérique 1972-1982Les étapes industrielles

• Travaux de RD pour assurer la
  transition des technos analogiques vers technos
  numériques dans la chaîne de laudiovisuel, avec
  les

• Réalisation
• des premiers C/AN et C/NA en 1973,
• déquipements traitant le signal composite
  (gtîlots numériques),
• des démonstrateurs, prototypes, qui ont servi à
  valider
• - les principes du traitement en composantes en
  production/post production et enregistrement,
• - les principes de leur codage pour diffusion
  et transport contribution,
• Industrialisation
• Équipements de série à partir des années 86.

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TV Numérique 1972-1982 Les étapes industrielles

• Concernant les réalisations,
• les dates illustrant les réalisations des
  Recommandations CCIR et leur finalisation vont
  quelque peu au-delà de la période considérée
  72-82,
• gtgt le temps aux industriels de la profession de
  mettre en place investissements et moyens
  (études, formation aux techniques numériques,
  marketing, développement , fabrication..) en
  phase avec lévolution des technologies(ASIC, CIs
  -mémoires en particulier) et avec la demande du
  marché.
• Le groupe Thomson, parmi les industriels
  concernés, a joué un rôle non négligeable avec
  LER, TVE/TBS puis TMM,
• gtgt LER a été le principal intervenant dans la
  décennie 72/82 et a contribué ensuite à leffort
  dindustrialisation de TVE /TBS, et aussi TMM en
  final

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TV Numérique 1972-1982Les toutes premières
réalisations(1974-1978)

• Convertisseur de standard 625L/819L(73-74)
• Etude pilotée par CCETT pour TDF Cognacq Jay
• Algorithme Guinet (13/17)- Base de temps
  /Genlock .
• Codage composite (boîtes noires 75-78..)
• Synchroniseurs /correcteurs base de temps pour
  asservissements sources(magnétoscopes en
  particulier ), Réducteurs bruit de fond
• gtgt Interfaçage avec éléments de la chaîne
  analogique (signal SECAM,PAL ou NTSC) par
  lintermédiaire de C/AN C/NA à la
• fréquence déchantillonnage 4 Fsc (17,75MHz).
• Codage composantes
• Nouvelle dimension avec échantillonnage et
  codage/décodage du signal vidéo composantes
  (Y,CR,CB),selon structure dite alors 211
• gtgt 1ères réalisations de modules interface
  Matrice RVB/YDrDb/CA/N et réciproquement

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TV Numérique 1972-1982Le 4/2/2 ou Recommandation
CCIR 601(1982)

• La normalisation du codage composantes(1981/1982)
• Suite à étude approfondie effectuée au CCETT et
  après moult discussions SMPTE/UER/CCIR
• gtgtconsensus trouvé autour du système dit
  4-2-2 (Rec 601 du CCIR) pour régir résolution
  Systèmes TV 50HZ / 60 Hz (702 points
  utiles/ligne,576 ou 480 lignes utiles),
• Fréquence échantillonnage Signaux Luminance Y
  13,5MHz,
• Signaux Chroma CR et CB 6,75MHz,
  quantification à 8 bits
• Débit brut global du signal 4-2-2 216Mb/s,
• Pour des applications particulières à débit
  limité, possibilité dutiliser
• un 4-1-1 avec définition / fréquence
  échantillonnage moitié pour signaux de chroma,
• un 4-2-0 signifiant une transmission alternée
  ligne à ligne des signaux de Chrominance
  (compatible système SECAM).

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TV Numérique 1972-1982Le 4/2/2 ou Recommandation
CCIR 601

• La sérialisation (transport informations sur un
  seul câble)
• Mise en série des signaux 4,2,2 numérisés
  (Y,CR,Y,CB,Y,CR,etc ) pour linterconnexion
  déquipements -300m sur câble KX8 - et
  enregistrement).
• codage 8B/9B proposé dès 1980 (JL
  Grimaldi-TCSF/LER) Adjonction dun 9ème bit par
  mot pour saffranchir de la composante continue
  et récupérer facilement lhorloge pour la
  dé-sérialisation (gtgtdébit porté à 243Mb/s )
• Le CCIR, plus tard sur proposition USA/Japon
  préfèrera un codage numérique à 10 bits par mots
  offrant plus de possibilités pour
• - enregistrer plus facilement , en particulier
  les signaux composites numériques
• - améliorer le traitement du signal video
  numérisé à la source, en particulier
  conservation intégrale de la qualité des signaux
  issus CCD grande dynamique (S/Beff
  gt56db).

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TV Numérique 1972-1982Le 4/2/2 ou Recommandation
CCIR 601

• (suite)
• - augmenter la précision des traitements en
  post-production
• - accroître la capacité transport données
  auxiliaires dans intervalle suppression (16
  canaux audio par exemple),
• Le débit du signal série est alors porté à
• - 270Mb/s pour 4-2-2,
• - 143Mb/s pour NTSC,
• - 177Mb/s pour PAL
• La norme finale précise les mots dinterfaçage
  entre équipements
• gtgtliaisons parallèles à 10 bits ou liaisons
  série avec lembrouillage spécial permettant la
  récupération dhorloge.

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TV Numérique 1972-1982Le 1er démonstrateur
211(1979)

• Mélangeur Effets Spéciaux
• En 1978, en coopération étroite avec CCETT,
  TCSF/LER étudie les premiers maillons dune
  chaîne de traitement numérique pour RégieTV
• éléments de commutation et mélange utilisant
  directement les composantes (R,V,B /Y,CR,CB )
  avec distribution parallèle
• générateur deffets spéciaux (2D) utilisant
  toutes les possibilités offertes par une mémoire
  dimage.
• gt En 1979 ,après exploitation pendant quelques
  mois par les services techniques de TDF(Issy les
  Moulineaux), cet ensemble est présenté en public
  au Symposium de Montreux.
• Max Debrenne, ingénieur à la SFP, passionné par
  ces nouvelles techniques, réalise une production
  live conçue pour mettre en valeur les nouveaux
  effetsLa Bande à Basile.

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TV Numérique 1972-19821ère réalisation
denvergure 4/2/2 (1985)

• Régie numérique 4/2/2
• En 1980,TVE avec LER a pris une assez bonne
  avance sur ses concurrents dans le traitement
  numérique du signal vidéo en composantes.
• Suite aux résultats obtenus avec le démonstrateur
  installé dans labos TDF à Issy en79, il est
  décidé en 1981 la réalisation dun prototype
  expérimental complet de production en numérique à
  la norme 4-2-2 (encore en discussion au CCIR à
  cette date) devant comporter entre autres add on,
  les interfaces série et magnétoscopes numériques,
• Avec le soutien des principaux organismes
  Français de Télévision et la participation du
  Ministère de lindustrie et de TCSF, en
  collaboration étroite avec TDF, SFP et CCETT, LER
  et TVE vont fournir courant1985 tous les éléments
  constitutifs dune Régie dexploitation
  entièrement numérique.

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TV Numérique 1972-1982 1ère réalisation
denvergure 4/2/2

• (suite)
• Une tentative de coopération initiée en 1983
  entre Bosch-Fernseh et TVE pour la numérisation
  des magnétoscopes analogiques ne donne pas les
  résultats escomptés,
• Bosch-Fernseh reprend le problème de
  lenregistrement à la base et délivre ses 1ers
  magnétoscopes numériques en 1985,
• Après recette effectués à TVE et une première
  production en numérique (la 1ère au monde) par
  SFP (co-production Polygram, TF1, SFP en mai 85
  du Videoclip Nous Deux).
• gtgt lensemble prêt pour exploitation est
  installé dans les locaux de FR3 à Rennes en
  Septembre 85 où il constitue alors le 1er studio
  numérique expérimental permettant à la fois une
  exploitation en vraie grandeur et un suivi
  technique permanent par les spécialistes CCETT et
  LER.

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TV Numérique 1972-1982 1ère réalisation
denvergure 4/2/2

• (suite )
• lusage de linstallation a permis de vérifier
  les résultats escomptés
• - en tournage, possibilité de substantielles
  économies sur le plan des équipements (moins de
  sources ) et sur le plan exploitation (moins de
  temps perdu par les artistes),
• - en post-production, la création artistique
  est bien soutenue par lenchaînement des
  traitements (nombreuses générations magnéto
  possibles, élargissement considérable éventail
  effets spéciaux, corrections colorimétriques,
  possibilités de cadrage, de phasage ,effets
  denchaînements )et qualité finale au rendez
  vous
• gtgt Cette 1ère installation opérationnelle en
  France, et même dans le monde a obtenu rapidement
  la faveur dun grand nombre dutilisateurs
  français et étrangers elle sera suivie de
  nombreuses installations similaires et même
  beaucoup plus importantes .

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TV Numérique 1972-1982Exemple de réalisation
SFP Videoclip Nous Deux

• Les attendus du cahier des charges
• Pour réaliser un vidéogramme, le numérique doit
  simplifier le tournage proprement dit, les
  traitements complexes doivent être réalisés en
  post-production
• gt pas question donc de réaliser une production
  en numérique en parallèle dune production en
  analogique ni de faire une en numérique une
  production complète prévue en analogique du fait
  des risques ( 1ère expérience)
• gt mais il fallait cependant un produit
  commercial pour être crédible.
• Doù lidée du Vidéoclip Nous Deux (
  interprétée par Jesse Garon sur un thème rétro
  des années 60 )
• Production très simple (en studio, mono-caméra
  1515, pas de régie, pas de décor, quelques
  accessoires, une interface numérique avec un
  magnéto Bosch Fernseh)
• En post-production, création des fonds de décor
  par traitement graphique associé au traitement
  dimage de la régie numérique gtgt étalonnage
  colorimétrique, multi-générations, incrustation à
  postériori ..)
• Tous les plans Avant sont réalisés sur fond
  bleu avec éclairage soigné (très important pour
  la réalité des ombres et la qualité
  dincrustation à postériori !)
• Quelques plans Fonds sont tournés sur plateau
  (décors dessinés ou maquettes ) mais la plupart
  seront produits directement en post-production

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TV Numérique 1972-1982 SFP Videoclip Nous
Deux
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TV Numérique 1972-1982 SFP Videoclip Nous
Deux

• Séquence 1/2/3
• Incrustation à postériori de sujets animés sur
  fonds animés à partir de signaux enregistrés et
  lus sur magnétos
• Incrustation (1) réalisée directement à partir
  plan avant (3) tourné sur fond bleu
• En analogique, il eut fallu un magnéto
  supplémentaire pour enregistrer le signal mobile
  de découpe (cache 2) afin dêtre lu synchrone au
  moment de lincrustation en post prod.
• Séquence 4/5/6
• Créations de décors à postériori
• Le décor scène (4) est dessiné à postériori (5) à
  partir du plan tourné sur fond bleu( 6) et lu sur
  magnéto en arrêt sur image qui est ensuite
  animé dans le mélangeur et complété par le juke
  box incrusté

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TV Numérique 1972-1982SFP Videoclip Nous
Deux
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TV Numérique 1972-1982SFP Videoclip Nous
Deux

• Séquence 7/8/910/11/12/13/14
• Utilisation optimisée du générateur deffets
  spéciaux à mémoire dimage
• - A partir fond animé (7) issu dun
  enregistrement de plans successifs pris par une
  caméra, des incrustations successives de limage
  de la voiture lue sur magnéto (8) sont réalisées
  
• gt le Générateur Numérique dEffets (GNE) recadre
  limage de la voiture et par ailleurs la fait
  avancer sur la route (9/10/11)
• gt Cest encore le GNE qui change le format de la
  voiture (12/13) et qui la fait passer de gauche à
  droite à lintérieur du décor (14)

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TV Numérique 1972-1982 SFP Videoclip Nous
Deux
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TV Numérique 1972-1982 SFP Videoclip Nous
Deux

• Séquence 15/16/17/18
• Insertion dimages de synthèses
• - création de lanimation lumineuse (15)
  réalisée par palette graphique
• - création de caches pour limiter incrustations
  (le cache (16)permet de faire passer un
  personnage (17)derrière un élément du décor(18)
  entièrement composé et animé en post prod

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TV Numérique 1972-1982 SFP Videoclip Nous
Deux
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TV Numérique 1972-1982 SFP Videoclip Nous
Deux

• Séquence 19/20/21/22/23/24
• Générations en cascade sans détérioration
• - Animation dun plan caméra ou Analyseur
  dimages fixes (AIF) par création détoiles
  scintillantes et faisceaux mobiles (animés par
  GFE )(19et 20)
• - Incrustation de la voiture (21 )
• - Création de phares pour la voiture (22 ) au
  Générateur de Formes Electroniques (GFE )
• - Incrustation image noir et blanc dans écran
  drive in (23, image qui elle-même est déjà le
  résultat de 2 générations (24)

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TV Numérique 1972-1982Réalisations 4/2/2 de
série(1987 et au-delà)

• Première réalisation commerciale
• la Régie 16 de la SFP aux Buttes Chaumont,
  livrée en mai 1987. La pièce maîtresse est le
  Mélangeur TVE (TTV 5650) à 24 entrées autour
  duquel sarticulent
• des équipements RVB analogiques 5 caméras 1525C
  1624, 4 sources extérieures(Télécinés, AIF,
  autres),1 Générateur caractères Quantafont ,1
  Palette graphique Paintbox) aux sorties codées ou
  transcodées en numérique,
• des équipements numériques  1 AIF à barrette
  CCD, 1 système graphique 3D, 3 magnétos
  numériques (SONY DVR 1000), 1 disque numérique
  R/W, 1 Générateur effets spéciaux Ampex(ADO), 1
  correcteur colorimétrique, 2 synchroniseurs,
• 1 Grille série 10x6 pour gestion R/W magnétos
  numériques.

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TV Numérique 1972-1982 Réalisations 4/2/2 de
série

• (suite)
• Détails du mélangeur numérique TTV 5650
• - Traitement numérique série 243Mb/s,
• Grille 24x16 24 entrées dont un fond noir/ 4
  sorties
• 2 unités de mélange
• Mélange primaire à 4 plans 2 plans sujet /2
  plans fonds avec fondus enchaînés / contrôle sur
  sorties Actuel/Futur,
• Mélange final sur sorties Preset/Program,
• Accessoires
• 4 x GFE, 3 x générateurs de découpe (
  incrustateurs),
• Système de mémorisation des effets servant pour
  programmation des effets complexes.
• -

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TV Numérique 1972-1982SFP-Régie16
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TV Numérique 1972-1982SFP- Régie 16
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TV Numérique 1972-1982 Réalisations 4/2/2 de
série

• (suite)
• Sur le plan opérationnel,en exploitation, cette
  régie davant-garde a remporté, elle aussi, un
  vif succès,
• Sur le plan technique, quelques difficultés ont
  été rencontrées dans lutilisation des
  sérialiseurs/de-sérialiseurs à 243 Mb/s dont la
  mise au point a été délicate.
• Ils ont été remplacés en 1988 par des
  sérialiseurs/dé-sérialiseurs de la seconde
  génération sur la base de la norme 10bits/mot
  portant le débit à 270 Mb/s.
• Par la suite ,Télécinéma à traitement numérique
  et Générateurs dimages de synthèse compléteront
  avantageusement lenvironnement des sources du
  mélangeur et du générateur effets spéciaux(cf
  production Le Corbusierde J.Barsac avec
  Thomson Digital Image ),

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TV Numérique 1972-1982 Réalisations 4/2/2 de
série

• Gamme de matériels
• A partir de 1987, TVE a développé industrialisé
  toute une gamme de matériels numériques plus
  sophistiqués, plus compacts
• Mélangeurs (gamme Impuls),avec GFE,
  incrustateurs, Générateurs deffets spéciaux,
  Systèmes graphiques
• Convertisseurs de définition ou de format,
  Correcteurs colorimétriques, photothèques, etc ,
• Interfaces Codage A/N-N/A, Distributeurs de
  signaux (sérialiseurs/dé-sérialiseurs,
  Emetteurs/Récepteurs FO ..).
• TVE est devenu TBS(Thomson Broadcast Systems) à
  partir de 1988. En 93, TBS avait commercialisé
  plus dune cinquantaine de studios numériques de
  par le monde sans compter les cars de reportage
  équipés en numérique.

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TV Numérique 1972-1982 Réalisations 4/2/2 de
série

• Equipements de prise de vue à base de senseurs
  solides
• Il faut noter le progrès des analyseurs solides (
  barrette,matrice)et leur utilisation dans les
  équipements de prise de vue est concomitante de
  la mise en exploitation des 1ères régies
  numériques et de la généralisation des paramètres
  de la norme 4-2-2
• Analyseur de diapositives TTV 2710 à barrette CCD
  2048 points avec mémoire dimage,
• Caméra CCD TTV1640 en 1986 (équipée de senseurs
  Sony)pour applications reportage et studio avec
  CCD résolution 500 points,
• Caméra CCD TTV1647 en 1988 avec CCD résolution
  720 points,
• Télécinéma à barrette CCD avec mémoire dimage
  (OEM Rank Cintel),

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TV Numérique 1972-1982

• En conclusion
• Lavènement de la TV Numérique à partir des
  années 80 a bouleversé complètement les méthodes
  dexploitation,
• gtgt Il est devenu possible de pratiquement tout
  faire, en postprod,
• gtgt En réalisant séquentiellement des  rushes 
  à laide dune caméra unique, on se rapproche des
  méthodes de prod cinématographiques,
• gtgt Beaucoup plus souples que les réalisations
  pseudo-direct à partir des grands studios
  utilisés jusqualors, ces nouvelles méthodes
  permettent des incrustations à postériori, des
  rectifications de cadrage, des retouches de
  couleurs, des effets spéciaux à 2 et 3 dimensions
  etc ..
• gtgt et tout ça avec un accroissement plus que
  sensible de la qualité !

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TV Numérique 1972-1982

• (suite)
• De par létendue des  manipulations autorisée
  pour la production des images et la qualité des
  programmes résultants, on comprend aisément que,
  dans la foulée, les techniques numériques aient
  été au cur
• des développements des projets Euréka TV
  améliorée / TVHD dans la décennie suivante
  (1983/1993), avec les techniques de confinement
  de spectre pour diffusion des composantes TV
  jusquau téléspectateur, tout comme elles le
  seront encore
• dans le cadre du programme DVB , dans la
  décennie qui suivra (1994/2004) avec la diffusion
  numérique des programmes TV au consommateur .