Blackmagic Pocket Cinema Camera : tests

Tests en intérieur

Les modes de captation : ProRes Vidéo, ProRes Film et RAW

On peut travailler de plusieurs manières avec cette caméra. Pour bien comprendre les workflows en général, ou "étapes de production en fonction des choix techniques", et ceux qui concernent la Blackmagic Pocket Cinema Camera (BMPCC) en particulier, voici une entrée en matière sur ce qu'il est possible de faire.

Blackmagic Pocket Cinema Camera : test en intérieur

La caméra permet de travailler dans 3 modes de captation : ProRes Vidéo, ProRes Film et RAW.

Mode ProRes : - dynamique Vidéo (saturé et contrasté prêt à diffuser) ;

- dynamique Film (décontrasté et désaturé à destination de l'étalonnage).
Mode RAW : - dynamique maximale du capteur (le moins de contraintes sur le signal).

Menu REC Fichiers
Mode ProRes Vidéo

- fichier vidéo et container .MOV
- codec Apple ProRes HQ 1920 x 1080
- dynamique Vidéo


Caractéristiques du fichier MOV ProRes :
  • Apple ProRes 175 Mbps en 25P
  • 10 bits
  • 4:2:2
  • Piste Time Code
  • Piste Audio : 2 x 48 kHz / 24 bits / PCM / 2,3 Mbps CBR
Mode ProRes Film

- fichier vidéo et container .MOV
- codec Apple ProRes HQ 1920 x 1080
- dynamique Film = LOG

 

Mode RAW

- suite d'images RAW .DNG
- 12 bits - 1920 x 1080

Ces 3 modes vont avoir des conséquences sur :

  • - la qualité d'image finale,
  • - le temps passé devant l'ordinateur à corriger les images,
  • - la puissance demandée par l'ordinateur pour étalonner ces images,
  • - l'intention artistique que vous y mettez.

Pour faire simple :

  • - si vous ne voulez pas du tout corriger vos images et les diffuser après le tournage : mode ProRes et dynamique Vidéo ;
  • - si vous voulez avoir le maximum d'informations à étalonner en postproduction, et que vous avez l'informatique qui le supporte (poids des fichiers et puissance CPU/GPU) : mode RAW ;
  • - solution de compromis, si vous voulez étalonner vos images sans trop alourdir/ralentir votre montage : mode ProRes et dynamique Film.

Voici en images ces différents modes.

Type d'images Notes
Image Film (LOG) enregistrée

L'image est désaturée, décontrastée pour éviter de perdre des informations de contraste et de couleur.

La dynamique FILM correspond à une courbe LOG et à un Matrix OFF, qui doit être impérativement étalonnée avant diffusion.
Image après étalonnage du LOG

Image finale après étalonnage, sur la base de l'image Film 10 bits LOG.
Image Vidéo (Rec709) enregistrée

L'image est saturée et contrastée.

Pas d'étalonnage obligatoire pour cette image prête à être diffusée, mais qui contient moins d'informations en dans les hautes et les basses lumières.

La dynamique Vidéo correspond à une courbe REC709 et un matrix ON.
Image RAW (DNG) enregistrée

Le maximum d'informations en provenance du capteur de la BPCC en R, G et B stockées sous la forme d'une image RAW au format universel .DNG 12 bits.

Passage obligatoire par l'étalonnage pour application d'une courbe de contraste et d'un matriçage couleur.
Image débayerisée à partir du DNG

(à partir du fichier DNG original).

 

 

 

 

 

Lorsque vous êtes en enregistrement ProRes dynamique Film et que vous ne désirez pas avoir une image décontrastée au monitoring, il est possible de demander un affichage vidéo avec la LUT Vidéo.


Display : courbe de gamma vidéo pour monitoring.

Si vous optez pour la capture en RAW, vous obtenez une suite de fichiers .DNG à 25 images/seconde ainsi qu'un fichier .WAV, le tout regroupé dans un dossier.

 

Nous déplorons l'absence totale de métadonnées dans les fichiers .DNG : impossible, donc, de connaître après coup le diaph ou la sensibilité utilisés durant le tournage. Si le constructeur pouvait ajouter cela dans ses prochaines mises à jour...

Passons maintenant aux enregistrements.

Mise au point et exposition

Pour nous aider à faire la mise au point et l'exposition, la BMPCC propose une fonction zébra et color peaking.



Le zébra à 75 % apparaît sur le visage, le peaking en vert sur les contours.
Dynamique Vidéo
C'est parti pour des essais de Keylight.
Pour rendre les choses moins confuses, le constructeur aurait pu remplacer le terme VIDEO par REC709 et FILM par LOG, termes plus appropriés que nous allons utiliser dans cet article.

Photo du Monitoring arrière en dynamique vidéo Résultat dynamique vidéo (REC709)
f/1,4 | gris à 100 % | visage clippé

 

f/2 | gris à 100 % | visage clippé
f/2,8 | gris à 100 % | visage clippé
f/4 | gris à 85 % | blanc clippé
f/5,6 | gris à 80 % | blanc clippé
f/8 | gris à 72 % | blanc à 98 % | œil clippé
f/11 | gris à 47 %
f/16 | gris à 36 %
Dynamique Film
Photo du Monitoring en dynamique Film Résultat dynamique Film (LOG)

f/1,4 | gris à 94% | visage 94%

f/2 | gris à 92% | visage 94%

f/2,8 | gris à 90% | blanc 94%

f/4 | gris à 76% | blanc 92%

f/5,6 | gris à 62% | blanc 90%

f/8 | gris à 48% | blanc à 75%

f/11 | gris à 36%
f/16 | gris à 25%
Résultats et premières conclusions

Première constatation : le réglage du zébra est limité (entre 75 % et 100 %), et il faut faire vos propres tests d'exposition avant de partir.

Vous avez pour cela plusieurs solutions :

  • - enregistrer en dynamique Film avec zébra à 100 % sur les très hautes lumières ;
  • - enregistrer en dynamique Film avec monitoring réglé en dynamique Vidéo et zébra à 75 %, afin de faire apparaître le zébra sur le visage (75 %) puis fermer d'un diaph ;
  • - moduler le diaph avec un oscilloscope via la sortie HDMI, ce qui n'est pas forcément pratique (avec potentiellement un convertisseur HDMI-HD SDI).

L'image de la BMPCC à f/11 : niveau de bruit notable sur l'aplat du gris moyen.

À l'oscilloscope, le bon diaph paraît être f/11 avec un gris à 36 %, et notre cellule affiche f/11 pour du 400 ISO.

Comparaison : SONY F55 à 800 ISO f/16 ; SLOG et gris à 36 %.

En pratique, l'exposition de cette petite caméra nous paraît laborieuse et peu précise.

Un mode "fausses couleurs" ou tout simplement l'affichage du niveau de luminance au centre de l'écran (comme sur une PMW-200 ou Magic Lantern) seraient vraiment bienvenus dans les prochaines mises à jour du firmware.

Note sur les captures d'oscilloscope affichées dans cet article :
la ligne analysée par l'oscillo est celle qui part du Gris Kodak à 18 % et qui s'arrête sur le bord droit du visage, comme indiqué ci dessous.

Captures d'oscillo de RAW Tools

Par contre, le peaking en couleur a été utile et nous n'avons pas eu de mal à faire le point, merci au petit capteur.
 

Dynamique réelle de la caméra : comment la connaître ?

Pour savoir quel était le bon diaphragme lors de ce tournage, il faudrait importer nos fichiers DNG dans un logiciel d'étalonnage, puis appliquer une table de correspondance (LUT) dédiée à la Blackmagic Pocket Cinema Camera en REC709 pour en apprécier le résultat.

Nous pourrions ensuite mesurer la réponse du gris jusqu'à atteindre 50 % du signal de luminance après application des LUTs, afin de connaître la meilleure exposition pour cette caméra et d'en tirer des conclusions qui s'imposent pour les prochains tournages.

Il y aurait un autre intérêt à cette manipulation : elle permettrait de connaître la dynamique réelle de la caméra, donc de combien de diaphragmes nous pouvons la surexposer ou sous-exposer par rapport à notre diaphragme de référence.

Sachant que DaVinci Resolve fait partie de la même famille que la BPCC, allons expérimenter l'exposition et les divers réglages sous Resolve Lite, la version gratuite du logiciel d'étalonnage de BlackmagicDesign.
 

Étalonnage : DaVinci Resolve et la Blackmagic Pocket Cinema Camera

Une fois dans DaVinci Resolve, il faut importer les rushes et choisir ses options d'étalonnage, en LOG (Film) ou en RAW.


Prenons les fichiers RAW pour aller explorer la caméra au mieux de ses capacités.

Choix des options de débayerisation sous DaVinci Resolve.
 
Débayerisation : choix de la balance des blancs.
 
Débayerisation : choix de l'espace colorimétrique ; ici, wide gamut BlackmagicDesign.

Débayerisation : choix de la courbe de gamma ; ici, Film (Log).

 
En cas de hautes lumières brûlées, cochez l'option de récupération (Highlight Recovery).
 

Maintenant que les rushes apparaissent débayerisés avec les métadatas ainsi modifiés, nous allons travailler notre image à travers la LUT dédiée à la caméra Blackmagic.

Pour cela nous allons ajouter un "node" au plan que nous désirons étalonner.

Ajout d'un node pour l'étalonnage.
 
Puis nous allons appliquer une LUT qui va faire toute seule le travail.

Ajout d'une LUT LOG > REC709.
 
Il est possible de moduler ensuite cette LUT avec subtilité, grâce aux différents outils de DaVinci Resolve : courbes de contraste en basse, moyenne et haute lumière, saturation des couleurs, dominantes de couleur, contraste, sharpness...

Avant/Après étalonnage.

Après étalonnage et comparaison des diaphragmes, nous choisissons le diaph f/11 comme exposition la plus juste : c'est en effet lui qui offre le meilleur rapport signal/bruit pour un gris à 50 % sur le positif.

f/16 f/11 f/8

Si nous comparons avec notre cellule, elle nous donne le même diaphragme (f/11) pour 25p, 400 ISO, 1/50e de seconde.

Voici donc les 4 images possibles avec la bonne exposition :

Vidéo Film (LOG) LOG étalonné RAW étalonné
Prête à être diffusée À étalonner Étalonnée (léger) et diffusable Étalonnée (lourd) et diffusable

En fonction de vos besoins artistiques, de votre temps, de la puissance de votre machine et du logiciel qui va vous servir à post-produire ces images, vous allez donc choisir l'un de ces 3 modes de production :

  • - Enregistrement ProRes + dynamique Vidéo
  • - Enregistrement ProRes + dynamique Film
  • - Enregistrement RAW DNG (le double du poids des fichiers ProRes)
 
Détail fin ProRes LOG Détail fin RAW DNG (Resolve)

Notons que la caméra a une forte propension à faire du moirage. Au vu des résultats sur la mire, il n'est pas étonnant que le fabricant ait choisi entre le piqué (avec une faible définition du capteur pour faire de la HD) et la précision couleur. Ici le RAW n'aide pas vraiment, et au rapport poids/qualité, le LOG l'emporte.

Dynamique de la caméra : premières conclusions

En regardant les tests de keylight en intérieur, il est intéressant de noter que, 3 diaphs au-dessus du diaph de référence, le gris de référence est brûlé. Ce sera à confirmer lors des essais en extérieur, mais ce n'est pas une bonne nouvelle pour la dynamique, qui pourrait ne pas dépasser +3/-3 : le résultat est inquiétant pour la dynamique réelle de la caméra...

Sensibilité

Testons maintenant la sensibilité de la Blackmagic Pocket Cinema Camera et la montée en bruit du capteur en LOG, avec comme source une seule bougie, comme d'habitude.

Sensibilité BMPCC / LOG / diaphragme f/0,95

400 ISO

800 ISO

1600 ISO

Pour donner un point de repère, voici les images avec un Canon 700D et un Nikkor 50 mm ouvrant à f/1,8.

Comparaison avec un 700D + Nikkor 50 mm à f/1,8

400 ISO

800 ISO

1600 ISO

Bons résultats dans ce cas de figure. Si l'on enregistre en DNG, le résultat est encore meilleur.

BMPCC RAW DNG
(Les ISO n'ont pas d'influence sur le fichier RAW dans les caméras de cinéma numérique)

Sur les très basses lumières, le capteur de la BMPCC s'en sort très bien. Nous vous conseillons ici de tourner en RAW pour avoir le moins de bruit possible (probablement grâce à la meilleure quantification sur 12 bits, comparé aux 10 bits du ProRes).

Dans ce cas de figure, le tournage en RAW peut se justifier par le nombre de nuances plus important en RAW qu'en LOG.
 

Tests en extérieur

Premiers tests

Allons tout d'abord chatouiller la petite Blackmagic Pocket Cinema Camera avec un contraste de 12 diaphs (mesuré à la cellule) près du bord de mer, accompagnés de notre Canon EOS 700D qui lui offre une dynamique d'environ 11 diaphs et qui servira de référence.

Images extraites des fichiers MOV

Grab à partir du fichier ProRes en dynamique Film
de la BMPCC

Grab à partir de la vidéo du Canon 700D en H264

Voici l'image LOG étalonnée, comparée à celle du RAW au format DNG, en poussant un peu les réglages colorimétriques pour voir la réaction :

RAW versus LOG

RAW après débayerisation

LOG après étalonnage

Zoom dans l'image RAW

Zoom dans l'image LOG

 

 

Il est important de noter que durant l'étalonnage, de nombreux paramètres peuvent être ajustés et donner des résultats et des interprétations différentes. Dans le cas présent, nous avons simplement appliqué sur la courbe LOG une LUT "LOG vers REC709" afin de pouvoir comparer les deux images avec les réglages les plus neutres possibles.

Le sentiment que nous avions en intérieur se confirme en extérieur avec une scène dont le contraste dépasse 11 diaphs : la petite BMPCC ne tient pas les forts contrastes !

Et la différence entre le LOG et le RAW de la BMPCC n'est pas si importante : le RAW sous DaVinci Resolve permet de ramener quelques nuances en plus (avec des dérives colorimétriques), mais comme il double le poids des fichiers, est-ce vraiment utile ?

Autre point découvert durant ce test: les algorithmes de debayerisation de Resolve ne sont pas toujours propres, et paradoxalement la version LOG est parfois meilleure dans les détails que la version RAW !

Il y a quelque chose de bizarre dans la réaction du signal de cette caméra. Pour en savoir plus, nous avons voulu appuyer la comparaison avec notre Canon 700D, dont nous connaissons les réactions du RAW.
 

Comparaison des fichiers RAW

Si l'on compare les fichiers RAW de la BMPCC et de notre EOS, voici ce que l'on peut voir :

RAW BMPCC RAW Canon 700D

 

 

La caméra réagit mal dans les hautes lumières qui perdent leur matière au-delà de 8/9 diaphs

Bonne stabilité de l'image du 700D qui offre un contraste d'environ 11 diaphs.

Le RAW de la BMPCC paraît très clair : ce n'est pas du linéaire !

Le RAW standard du 700D apparait très sombre pour pouvoir encaisser linéairement 11 diaphs.

La première sensation, c'est que la BMPCC clippe rapidement les hautes lumières, même en RAW ; des dérives couleurs arrivent rapidement dans les très basses et les très hautes lumières, épargnant les moyennes lumières.

12 bits ou non ?

Pour en avoir le cœur net, analysons dans le détail le fichier RAW prétendument "12 bits" de la BMPCC, en affichant l'histogramme de ses nuances sur 12 bits.


  • - La caméra n'enregistre aucune valeur au-delà de la valeur 3344.
  • - La caméra n'enregistre aucune valeur en deçà de la valeur 140.

Soit un maximum de 3204 nuances sur 4096 théoriques. La caméra perd donc un millier de nuances sur la globalité des 12 bits. Peut-on encore parler de 12 bits ?

Analysons maintenant la répartition binaire des nuances dans le fichier RAW DNG 12 bits produit par la caméra :

Black Magic Pocket Cinema Camera, répartition binaire des nuances dans le fichier RAW DNG 12 bits

Surprise, le fichier ne contient qu'une valeur sur 2 dans le fichier DNG produit par la petite BMPCC : une sur 2 est vide dans toutes les composantes primaires !

Donc sur les 3204 nuances maximum de la caméra, seule la moitié est exploitée !

Il ne reste donc plus que 1602 nuances réelles contenues dans le fichier RAW DNG de la BMPCC, ce qui correspond à un peu plus de 10 bits, répartis ensuite sur 12 bits par une sur-quantification qui n'ajoute aucune qualité supplémentaire, mais "gonfle" le signal sur un train en 12 bits.

Si cette BMPCC offrait 12 diaphs de dynamique comme il est indiqué sur la boîte, voici ce que l'on aurait pu déduire en terme de contraste :

Nombre de diaphs
encaissés par le capteur
Valeurs numériques réelles
fournies par la caméra
Valeurs gonflées
et enregistrées en 12 bits
12 1602-801 3344-1672
11 801-400 1672-836
10 400-200 836-418
9 200-100 418-209
8 100-50 209-104
7 50-25 104-52
6 25-12 52-26
5 12-6 26-13
4 6-3 13-6
3 3-1 6-3
2 1 3-1
1 0 1

Conclusion : cette BMPCC ne peut pas offrir 12 bits de dynamique et 12 diaphs de contraste à son étalonneur ! 10 diaphs au maximum en théorie, nous serions tentés de dire plutôt 7-8 diaphs réels devant sa console d'étalonnage, si l'on considère qu'il n'y a aucune information sous la valeur de 140.

Donc "LE" 12 bits n'existe pas en tant que tel, contrairement à ce que le bêlent sur certains forums du web des habitués spécialistes du comptoir, qui ânonnent : "12 bits = 12 diaphs de dynamique".
Rien n'est plus faux, il faut regarder dans les détails, où se cache le diable.

Il faut donc faire du cas par cas pour chaque caméra (certains sites web peuvent continuer à répéter ce que les documentations marketing martèlent, mais qui n'ont rien à voir avec la réalité des caméras).

Par comparaison, voici l'analyse du fichier RAW CR2 du 700D :

et si nous analysons sa répartition binaire :

700D, répartition binaire des nuances dans le fichier RAW CR2

Aucun trou dans la répartition binaire !

  • - Valeur maximum : 13257
  • - Valeur minimum : 0

soit 13 257 vraies nuances !

Nombre de diaphs Valeurs numérique dans le fichier RAW CR2 Nombre de nuances
par diaphragme
12 13257-6628 6628
11 6628-3314 3314
10 3314-1657 1657
9 1657-828 828
8 828-414 414
7 414-207 207
6 207-103 103
5 103-51 51
4 51-25 25
3 25-12 12
2 12-6 6
1 6-1 6

Linéarité du RAW ?

Le fichier CR2 du 700D suivant totalement la linéarité du capteur, nous pouvons nous baser sur ses valeurs pour estimer la valeur médiane de la dynamique, qui serait entre les valeurs numériques 400 et 800 pour 11 diaphs de dynamique, soit autour de 5 % du signal linéaire.

En prenant des repères sur chaque fichier RAW, nous allons pouvoir comprendre comment réagissent les deux capteurs pour la même scène et le même contraste.

Valeurs numériques contenues dans les fichiers RAW (et en pourcentage)


Canon 700D CR2


BPCC DNG

On note bien la progression non linéaire du RAW de la BMPCC, "poussé" dans les basses et "compressé" dans les hautes. Nous allons injecter ces valeurs dans le tableau suivant :

% du signal linéaire Valeur RAW Canon 700D linéaire % RAW BMPC relevé
100 % 13257 100 %
80 % 10605 98 %
65v% 8617 97 %
50 % 6628 95 %
25 % 3314 85 %
12 % 1590 70 %
6 % 795 60 %
3 % 400 51 %

Si l'on reporte ces résultats sur un graphique, voici ce que cela donne :

Progression du RAW CR2 Canon EOS 700D Progression du RAW DNG BMPCC
En abscisse, le nombre de diaphragmes
Graphique : Progression du RAW CR2 Canon EOS 700D Graphique : Progression du RAW DNG Blackmagic Pocket Cinema Camera

Conclusion : le RAW de la Blackmagic Pocket Cinema Camera n'est pas linéaire, et ressemble à un LOG qui équilibre la faible quantification intrinsèque de la caméra.

En suivant cette courbe, et sachant que 6 % du signal linéaire RAW correspond à 50 % du signal RAW de la BMPCC, sachant qu'il reste un diaph au-dessus de la façade la plus claire du port (à 57 % du RAW linéaire du 700D), nous estimons la BMPCC à environ -4,5/+4,5 de latitude utile, ce qui est inférieur à ce qui est indiqué. Le 700D et ses "petits" 11 diaphs font mieux que la BMPCC.

LOG de la BMPCC RAW de la BMPCC
Les valeurs numérique du RAW sont proches des valeurs du ProRes LOG.

Tests terrain : nos conclusions

Le sentiment général avec la Blackmagic Pocket Cinema Camera, c'est que quel que soit le worklfow, qu'il soit en RAW ou en LOG (Film), la BMPCC produit de bonnes images tant qu'elle n'est pas poussée dans ses retranchements, à savoir de forts contrastes extérieurs dépassant 10 diaphs ou des situations potentielles de moirage. Le LOG suffit alors, le RAW ne tenant pas ses promesses dans ces cas-là.

Terminons sur un coucher de soleil avec la petite BMPCC qui a bien mérité du repos...

Le rendu couleur et la sensibilité sont bons, mais du moirage apparaît sur la mer.

Peu de photosites sur le capteur, c'est bien pour la taille de chaque photosite, mais ça rend difficile le travail de débayerisation et ça produit plus de moirage. Entre moirage et piqué, ils ont choisi !


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