# Télécinéma

Le télécinéma permet, par différentes techniques optiques et électroniques, de convertir en fichier vidéo un film de cinéma tourné sur pellicule argentique. Par extension, on appelle aussi télécinéma le traitement qui permet d'adapter une séquence de film au format numérique choisi. Ce traitement est basé sur l'addition de trames complémentaires sur l'image fixe, procédé qui permet de transférer tout film argentique (8 mm, Super 8, 9,5 mm, 16 mm, 35 mm, etc.), quelle que soit sa vitesse de projection, vers un support numérique.
Il existe deux types de dispositifs : soit une caméra numérique filme l'écran où est projeté le film, soit un scanner numérise, l'une après l'autre, chacune des images constituant le film.

## Télévision

Les films de cinéma professionnels sont généralement tournés à 24 images par seconde. Chaque image est un photogramme, semblable à une photographie. Les standards de télévision usuels (PAL, SECAM. et NTSC) diffusent des images entrelacées. Cela signifie que chaque image est divisée en deux demi-images appelées « trames » : la première est composée des lignes paires de l'image, l'autre des lignes impaires. Les deux trames d'une même image sont transmises (et reproduites à l'écran) l'une après l'autre. Ainsi, en télévision, la cadence importante n'est pas la cadence des images mais bien la cadence des trames : 50 trames par seconde en PAL et SECAM, 59,94 trames par seconde en NTSC. Il n'y a donc pas en général de correspondance exacte entre la cadence des films et celle de la télévision, il faut donc trouver un moyen de convertir la cadence des films pour qu'elle corresponde à la cadence exigée par le standard de télévision sans variation de vitesse ni saccades perceptibles..

### Principes et fonctionnement

Un appareil de visionnage adapté à la pellicule cinéma est couplé à un capteur (caméra vidéo ou scanner numérique). Chaque image composant le film est captée par la caméra pour être ensuite traitée puis sauvegardée. Les traitements de l'image et leur sauvegarde peuvent être analogiques ou, comme aujourd'hui, numériques.
Le tout premier type de télécinéma était constitué d'un projecteur et d'une caméra de télévision. Avant l'invention du magnétoscope, la diffusion se déroulait obligatoirement en direct. Ce principe a été exploité par les chaînes de télévision entre 1930 et 1955. En France, la diffusion en direct à l'antenne se poursuit au moins jusqu’en 1983 : la totalité de la publicité et les films longs métrages pour le 35 mm, les documentaires, les productions françaises et les séries américaines pour le 16 mm (même si ces dernières sont tournées en 35 mm). Avec l'invention du magnétoscope et la possibilité d'enregistrer une image vidéo, Il a ensuite été remplacé par un dispositif autonome réunissant à la fois le système de projection et l'unité d'enregistrement vidéo.
Depuis les années 1980, des circuits électroniques puis des systèmes numériques permettent une conversion simplifiée de la source cinématographique. Ces dispositifs compensent les variations de vitesse, les artefacts de l'image et les effets indésirables.

### « Pull up » et « pull down »
#### Le 2:2 pulldown

Le 2:2 pulldown est la technique utilisée en PAL et en SECAM.
Le principe est d'augmenter la fréquence du film pour arriver à 25 images par seconde. Pour ce faire, on accélère très légèrement le film, cette accélération ne sera pas remarquée par le spectateur car elle n'est que de 4 % (environ 2,5 secondes en moins par minute). Le film devient ainsi plus court quand il est diffusé à la télévision dans les pays qui utilisent le PAL et le SECAM. Le fait de faire tourner le film plus vite signifie que tous les sons sont transposés d'un demi-ton vers le haut. Pour pallier cet inconvénient, on utilise de nos jours un « harmoniseur » qui redescend les sons d'un quart de ton sans les ralentir.
Ceci ne peut se remarquer qu'en comparant le film avec une version NTSC ou en comparant la musique du film à la télévision (accélérée et plus aiguë) avec celle de la bande originale (non modifiée).
Pour convertir le film de 25 images par seconde vers 50 trames par seconde, il suffit maintenant de séparer chaque image du film en deux trames.
Cette technique est utilisée également pour le codage des films sur VHS et DVD (PAL ou SECAM). Elle se nomme « 2:2 pulldown » car pour deux images consécutives du film, chacune est transmise sur deux trames.

#### Le 3:2 pulldown

Si on reprenait le système du 2:2 pulldown pour l'appliquer au standard NTSC, il faudrait accélérer le film de 24 images par seconde à environ 30 images par seconde, ce qui reviendrait à une accélération d'environ 25 %, soit 15 minutes pour 1 heure. Le spectateur serait extrêmement perturbé, c'est pourquoi le NTSC n'accélère pas le film ; au contraire, il le ralentit très légèrement.
Le NTSC a une cadence de 59,94 trames par seconde, ce qui est très proche de 60. Or, $60/24=2,5$ : chaque image du film doit être diffusée en 2,5 trames pour être synchrone. Comme ce n'est pas possible, on choisit à la place de transmettre, pour chaque paire d'images consécutives, une image en trois trames, puis une image en deux trames.

##### Mise en œuvre

Cette transmission d'une image du film en trois trames au lieu de deux peut surprendre, car si une trame est une demi-image, alors une image est forcément composée de deux trames.
En réalité, les trames sont indépendantes : comme elles sont transmises et affichées l'une après l'autre, deux trames d'une même image peuvent tout à fait représenter des instants différents. Tout se passe comme si on transmettait 60 images par seconde, à condition de respecter l'alternance entre trame des lignes impaires et trame des lignes paires.
Ainsi, lorsqu'une image de cinéma est transmise en trois trames, elle est d'abord séparée en deux trames (il n'y a que des lignes paires et impaires). Lorsque chacune des deux trames de l'image a été transmise, on retransmet la première trame transmise (par exemple la trame des lignes impaires), l'image suivante débutant par l'autre trame (ici, la trame des lignes paires).
Par exemple, pour quatre images cinéma consécutives (numérotées de 1 à 4), sera transmise une séquence de ce type :
* 1i - 1p - 2i - 2p - 2i - 3p - 3i - 4p - 4i - 4p
Si l'on regroupe chaque couple « trame impaire/trame paire » , on obtient cinq images entrelacées :
* (1i-1p) (2i-2p) (2i-3p) (3i-4p) (4i-4p)
Seules trois trames représentent des images à proprement parler, les deux autres représentent deux moitiés d'image différentes (ce qui n'est pas un problème car les trames seront affichées l'une après l'autre).

##### Fréquence réelle

Ce calcul a pris pour hypothèse que la fréquence du NTSC était de 60 trames par seconde. Comme elle est en réalité de 59,94 trames par seconde, il suffit de ralentir le film original à 23,976 images par seconde ($23,976=59,94/2,5$), une simple diminution de 0,1 % de la fréquence des images, ce qui est sans commune mesure avec l'accélération de 4 % engendrée par le 2:2 pulldown en PAL. La cadence film est donc ainsi presque rigoureusement transposée en NTSC.

##### Remarques

Cette technique est utilisée également pour coder les films sur VHS NTSC. Sur DVD et Blu-ray, on se contente généralement d'encoder le film à 23,976 images par seconde sur le disque, le 3:2 pulldown étant effectué à la lecture par le lecteur.
Si la vitesse du film est quasiment égale à la vitesse d'origine (contrairement à ce qui se passe en PAL et SECAM), cette technique souffre d'un inconvénient majeur : les images du film n'ont pas toute la même durée (Dans le schéma en tête de ce chapitre, la troisième image de départ dure, à l’arrivée, deux fois trop longtemps, mélangée de surcroît avec la deuxième et la quatrième). Ceci peut se remarquer très facilement lors de panoramiques, qui apparaissent ainsi moins fluides qu'au cinéma.

#### Le 2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:2:3 pulldown (ou euro pulldown)

Afin d'obtenir un film en 25 images par seconde en PAL à la même durée qu'en 24 images sans l'effet d'accélération de 4%, on se basera sur le principe du pulldown 3:2. Sauf qu'au lieu de procéder comme pour le NTSC (image en trois trames puis en deux trames), on divise en deux trames les onze premières images, puis la douzième en trois trames (soit 12,5 trames). Il se peut que le spectateur remarque des effets saccades toutes les demi-secondes ou des "arrêt sur image" toutes les secondes à la suite de ce procédé. Toutefois, ces effets sont moindres comparés au pulldown 3:2 pour le NTSC.
Cela donne :
* (1i-1p) (2i-2p) (3i-3p) ... (11i-11p) (12i-12p) (12i-13p) (13i-14p) (14i-15p) ... (23i-24p) (24i-24p)

## Télécinéma amateur

La récupération de films argentiques, souvent l'une des variantes du 8 mm, peut être réalisée avec un matériel relativement simple.
Il est nécessaire de disposer de :
* un projecteur cinéma, de préférence à vitesse variable.
* une caméra, de préférence numérique.
* un écran translucide avec miroir ou opaque.

### Avantage et inconvénients d'un écran translucide

* Avec cet équipement, il est assez simple d'obtenir une image sans trop de déformation, car la caméra est placée en face de l'axe du projecteur.
* Le grain de l'écran peut être visible, s'il n'est pas de qualité médiocre et si l'écran est assez grand.
* Le contraste est fort et la valeur de blanc a tendance à être saturée.
* Il y a un point chaud, c'est-à-dire que le centre est plus clair que les bords.

### Avantage et inconvénients d'un écran opaque

* Plus simple à exploiter (une feuille de papier blanc non granuleux, comme du papier photo pour imprimante, suffit).
* Problèmes de parallaxe et de déformation, voire de mise au point (préférez le mode manuel dans tous les cas).
* Reflets et ombres.
En fait, ces défauts sont globalement mineurs, ce qui rend les deux méthodes à peu près équivalentes.

## Scanner à pellicule

Le scanner numérique représente la solution la plus évoluée, tant pour son rendement que pour la qualité d'image obtenue. Ce dispositif supprime la plupart des principaux défauts optiques, tant du projecteur que de la caméra : courbure de champ, vignetage, géométrie, anamorphose, etc.; il engendre un synchronisme amélioré de la succession d'images capturées, préserve le détail et des bords nets, autorise l'étalonnage numérique, permet la compensation des contrastes, etc.
Toutefois, la capture complète d'un long-métrage nécessite une manipulation complexe, un contrôle qualitatif humain, une éventuelle correction manuelle et il représente une opération pouvant durer plusieurs heures, n'étant pas réalisée en temps réel de projection, comme la solution analogique antérieure le permet.

## Télécinéma et format d'image

Parmi les réglages du télécinéma, l'un des plus complexes — en dehors de l'étalonnage image — concerne l'adaptation des proportions du film original vers celui de la télévision. Ainsi, la vidéo et la télévision exploitent le format d'image conventionnel 4/3, soit une image 1,33 fois plus large que haute. La version « large » est le 16/9, soit une image 1,78 fois plus large que haute. En revanche, les formats cinéma exploitent le plus souvent un autre rapport (l'image est souvent plus large, avec typiquement un rapport de 1,37, 1,66, 1,85 ou 2,35).
Voici les différentes méthodes utilisées :
* Letterbox (boîte aux lettres). L'image est respectée et des bandes noires apparaissent en haut et en bas de l'écran : un certain « gaspillage » de la surface de l'écran existe mais le choix artistique du réalisateur est respecté ;
* Recadrage. L'image est recadrée : tout l'écran TV est utilisé mais une portion de l'image sur les bords est supprimée ;
* Recadrage et anamorphose. L'image est légèrement comprimée verticalement et on la laisse un peu déborder horizontalement. Ce compromis « remplit » l'écran mais modifie sensiblement le cadre artistique original ;
* Format large anamorphosé. L'image est comprimée (par anamorphose) et donc, déformée.
Aucun de ces procédés n'est idéal, le choix de la technique dépend du matériel disponible, des habitudes ou des préférences du public ou de celle des techniciens. Seule la vidéoprojection permet de respecter la totalité des formats (les bords noirs ne sont pas projetés, ce qui permet une infinité de compatibilité de formats source).