Apertus, une caméra video professionnelle Open Source

45
7
fév.
2012
Audiovisuel

C'est en 2006 que l'idée de créer une caméra de cinéma vidéo professionnelle open source basée sur un modèle Elphel 353 a germé dans l'esprit d'un membre du forum dvinfo. D'un simple fil de discussion, on a franchi la barre des 1.000 messages/réponses en 2009, et un site a été créé pour canaliser toute cette énergie dans le cadre d'un projet : le projet Apertus (du latin ouvert).

Un prototype a été testé sur la base d'une caméra Elphel 353. Elphel Inc. est une société américaine basée en Californie et qui fabrique des caméras industrielles ou scientifiques sur la base du code ouvert et libre, il était naturel que le projet utilise ce matériel et le logiciel Linux qui fait fonctionner le tout. La caméra Elphel avait été utilisée dans le cadre du projet d'un appareil photo libre, la fameuse Frankencamera. Dans l'état, cette caméra expérimentale fonctionne parfaitement, en témoignent les vidéos tests visibles sur le site. La caméra utilise un capteur Aptina CMOS avec un format optique de 1/2.5"(5.70mm x 4.28mm) et une résolution native de 2592 x 1944 (5 mégapixels). La caméra dispose d'une monture standard C, mais est livrée avec une bague d'adaptation qui permet de monter aussi des objectifs CS. Elle enregistre en Full HD et dans un format RAW haute résolution le JP4 RAW. Elle est, de plus, entièrement paramétrable et ce à tous les niveaux. Vous le voulez, paramétrez-le et vous l'aurez ! Plus d'informations techniques sont accessibles sur le site même.

De 2009 à 2011, la communauté n'a cessé de s'agrandir internationalement, chacun amenant sa pierre à l'édifice. Ce dernier fut jugé assez solide et mûr pour que 2012 soit déclarée l'année Apertus. En effet, le projet va passer dans une nouvelle phase en intégrant sur la prochaine Apertus un capteur plus puissant de 12 mégapixels ce qui va propulser techniquement cette caméra à la hauteur des caméras professionnelles du marché comme celles de Red, Canon, Panasonic ou Sony entres autres. Un projet ambitieux.

Un nouveau site web est en cours de construction qui donnera bientôt plus d'informations, mais on peut d'ores et déjà voir de quoi il retourne sur le site actuel, visionner une vidéo de démonstration (sous titrée en plusieurs langues) ou encore s'abonner à la lettre d'information pour être tenu au courant des dernières réalisations.

C'est réellement une révolution qui est en marche et qui, combinant du matériel et du logiciel libre pilotable sous Linux, donne au final une qualité d'image vidéo tout simplement bluffante et professionnelle.

  • # 4K/FrameRate

    Posté par (page perso) . Évalué à  5 .

    Pour faire partie de la cours des grands, il faudra que la caméra fasse au minimum du 4K, en 48 FPS (60FPS better).

    Un truc m'intrigue dans la vidéo de présentation, on voit qu'il est 720p à 15.86 FPS, ca m'étonne.

    • [^] # Re: 4K/FrameRate

      Posté par (page perso) . Évalué à  6 .

      Tu peux vite fait trouver les capacités du modèle actuel :

      http://cinema.elphel.com/fr/node/20

      Il en résulte du 24FPS en 2K. C'est certainement le but du nouveau capteur d'augmenter ce débit. Ceci étant, c'est certainement pas essentiel pour tourner de bons films....

      ⚓ À g'Auch TOUTE! http://agauch.fr

      • [^] # Re: 4K/FrameRate

        Posté par . Évalué à  3 .

        J'ai pas vue de prix.

        Il serait sympa de faire une version "compatible" android (avec un linux temps réel ?) pour pouvoir utiliser des logiciels de traitement différent et plus facilement distribué.

        "La liberté de tout dire n'a d'ennemis que ceux qui veulent se réserver le droit de tout faire". "La question n'est pas de savoir si vous avez quelque chose à cacher. La question est de savoir si c'est nous qui contrôlons le gouvernement ou l'inverse

        • [^] # Re: 4K/FrameRate

          Posté par (page perso) . Évalué à  3 .

          Le prix est dur à déterminer compte tenu des développements en cours. A titre 'exemple voici quel était le prix approximatif du dernier modèle :

          • Camera - 1,430 $ pour un kit Elphel KIT-NC353L-369
          • Objectifs - non inclus donc les vôtres si vous en avez, le prochain modèle acceptera pratiquement tous les objectifs à monture PL, Canon EF, F mount, B4, C- mount, etc...
          • Recording Media: cartes SSD/HDD/CF Cards etc. - non fournis de 100 à 200$
          • Support - 200 $
          • Viseur - 500 $
          • Télécommande - 250 $
          • Audio Hardware, microphone batteries - non inclus
          • Software - 0 $ (ben oui c'est du Linux!) ------------------------------------- Total = aux alentours de 3000 $ pour la configuration de base, sûrement plus avec le nouveau capteur donc affaire à suivre

          Diogene

          • [^] # Re: 4K/FrameRate

            Posté par . Évalué à  1 .

            et par rapport au D800 qui vient de sortir, cela se situe ou ?

            "La liberté de tout dire n'a d'ennemis que ceux qui veulent se réserver le droit de tout faire". "La question n'est pas de savoir si vous avez quelque chose à cacher. La question est de savoir si c'est nous qui contrôlons le gouvernement ou l'inverse

            • [^] # Re: 4K/FrameRate

              Posté par (page perso) . Évalué à  4 .

              Soyons clair on ne pourra jamais rivaliser au point de vue prix avec une production de masse. Production ou kit à monter soit même? A ce stade (nous n'en savons rien. Une chose est sure, c'est qu'Apertus est basé sur du hardware et software libre. Donc cela veut dire: contrôle absolu de tous les paramètres de la caméra, mise à jour programmée et constante, évolution du software et du même du hardware en conservant le même appareil...La liberté cela n'a pas de prix ;0)

              Diogene

              • [^] # Re: 4K/FrameRate

                Posté par . Évalué à  3 .

                Je ne parlais pas que de prix mais aussi de fonctionnalité et de performance.

                Il ne serait bientôt pas étonnant de voir arriver des cameras ou des appareils photo avec Android et donc la possibilité d'inclure du logiciel libre sans devoir créer le hardware.

                "La liberté de tout dire n'a d'ennemis que ceux qui veulent se réserver le droit de tout faire". "La question n'est pas de savoir si vous avez quelque chose à cacher. La question est de savoir si c'est nous qui contrôlons le gouvernement ou l'inverse

      • [^] # Re: 4K/FrameRate

        Posté par (page perso) . Évalué à  3 .

        Tourner du 2K en 24FPS, c'est juste la limite tolérable en prod;
        En dessous, elle redevient une caméra non-professionnelle.

        Ceci dit, j'ai vu que la caméra fait du S3D, soit ils font du 48FPS en 2K, soit du 48FPS en SD (sale!), ou alors ils ont positionnés deux caméra 2K/24 sur un rig

        • [^] # Re: 4K/FrameRate

          Posté par . Évalué à  8 .

          Changer de capteur ne changera rien au problème. Le capteur est parfaitement dimensionné pour le flux qu'est capable de transmettre la caméra. En effet la caméra est basée sur un capteur Axis ETRAX FS (http://www.axis.com/products/dev_etrax_fs/index.htm), ce SoC ne peut gérer qu'un ehternet de type 10/100 Mbit/s. Je pense que les gens de chez Apertus espèrent que ma carte 373 reviendra à l'ordre du jour prochainement. Cette carte sera basée sur un processeur arm, avec un FPGA plus puissant et du gigaeternet. Cela semble parfait, mais malheureusement cette carte est en stand-by depuis fin 2009 (http://blog.elphel.com/2009/10/gige-is-working/), car ils ont trouvé un marché qui les intéresse plus à savoir la caméra panoramique eyesis (http://blog.elphel.com/2011/10/elphel-eyesis-4%CF%80-preassembly-stage/) pour la googlecar. Je trouve personnellement que c'est bien dommage que cette carte mère ne soit sortie, car elle m'aurait permis d'avoir vraiment une très bonne caméra scientifique. J'utilise la plupart du temps des caméras Elphel au laboratoire car elle permettent de choisir ce qui est important pour nous : soit être rapide en sous-structurant le capteur, soit de faire du binning (moyenne de pixels), on peut également choisir d'être en jpeg compressé ou pas, d'utiliser leur format de fichier maison jp4, qui permet la HDR. En bref lorsque l'on sait parfaitement ce que l'on fait, on peut faire de très belles choses.

          Globalement, le niveau de finition des options HardWare est en dessous des caméras expérimentales classiques, mais le prix est également moins important. Il nous a fallu beaucoup de temps pour pouvoir utiliser des caméras simultanément, mais pouvoir gérer des synchro grace au FPGA se révèle très précis. Ces caméra se règlent à coup de curl, pour pas mal de paramètres, ce qui permet également pas mal d'automatisation, il y a un serveur d'images plutôt bien fait, et la flux transmis le sont grâce au protocole RTSP, ce qui autorise vlc, mplayer Gstreamer, lorsqu'il n'y a pas de bugs avec la lib live555.

          Donc c'est certainement la meilleur caméra que l'on peut trouver pour ce prix et en plus elle est openhardware ! Je ne suis pas sur que ça restera le cas dans les prochaines années, car l'arrivée de l'USB3 dans les webcams permet déjà des performances bien au dessus (http://www.overclock.net/t/578225/engadget-worlds-first-usb3-0-webcam-supports-1080p60).

          Je pense donc qu'il faut vraiment attendre de voir, pour ce qui est du rapport performance coût, avec ce qui arrivera cette année, en tout cas sur l'aspect "hackable-device" c'est clairement ce qui se fait de mieux.

          • [^] # Re: 4K/FrameRate

            Posté par . Évalué à  4 .

            y'a personne qui a essayer de mettre un capteur correct sur une http://pandaboard.org/ ?

            Ce genre de chip tout intégré coute ~200€ avec pas mal de patate de calcul.

            "La liberté de tout dire n'a d'ennemis que ceux qui veulent se réserver le droit de tout faire". "La question n'est pas de savoir si vous avez quelque chose à cacher. La question est de savoir si c'est nous qui contrôlons le gouvernement ou l'inverse

          • [^] # Re: 4K/FrameRate

            Posté par (page perso) . Évalué à  1 .

            freejeff tu serais trés utile à la communauté! :0) reste connecté et regarde notre prochain site tu auras des réponses à tes questions (ou rejoins nous on recrute)

            Diogene

        • [^] # Re: 4K/FrameRate

          Posté par (page perso) . Évalué à  2 .

          Réponse deux caméra sur un rig, une petite vidéo est visible ici (juste un test)

          Diogene

      • [^] # Re: 4K/FrameRate

        Posté par (page perso) . Évalué à  4 .

        Exact le modèle présenté et encore l'ancien d’où notre résolution de passer à un capteur plus grand. Un nouveau site est en cours de préparation et expliquera les caractéristiques de la nouvelle caméra bientôt!

        Diogene

    • [^] # Re: 4K/FrameRate

      Posté par (page perso) . Évalué à  4 .

      Hello, la prochaine caméra aura une résolution de 12 Megapixels (4K) et pourra filmer jusqu’à 300 FPS en haute résolution (ce n'est pas le prototype qui apparaît sur le site) selon le processeur embarqué (simple ou double cœur) et le format souhaité.

      A titre d'exemple (provisoire on bosse sur le prototype) et en double cœur:

      Avec une résolution de 224x1264 (Apertus AMAX 16:9), la caméra pourra donner 48 FPS Max. (en RAW) et 40 FPS Max.(en RGB)

      Diogene

      • [^] # Re: 4K/FrameRate

        Posté par . Évalué à  2 .

        et niveau soft, c'est du linux temps réel ? Comment vous distribuer les logiciels ?

        "La liberté de tout dire n'a d'ennemis que ceux qui veulent se réserver le droit de tout faire". "La question n'est pas de savoir si vous avez quelque chose à cacher. La question est de savoir si c'est nous qui contrôlons le gouvernement ou l'inverse

        • [^] # Re: 4K/FrameRate

          Posté par (page perso) . Évalué à  2 .

          Oui pour du Linux et encore oui en temps réel. Sur l'ancien prototype tu peux voir le "logiciel" Elphelvision en action ici >>> http://cinema.elphel.com/en/elphelvision Les caméras Elphel (faite dans l'Utah et non en Californie comme je l'ai dit avant par erreur!) sont distribuées avec une une base software Linux par défaut (qui peut même tourner sur Ubuntu). Ici on a "juste" bidouillé le système pour contrôler la caméra et ses différents réglages et visualiser les images en temps réel comme les "sortir" de la boite (ou les enregistrer pour pouvoir les travailler sur n'importe quel éditeur vidéo (essentiellement Cinelerra mais pas que)

          Diogene

    • [^] # Re: 4K/FrameRate

      Posté par (page perso) . Évalué à  2 .

      Hello, la prochaine caméra aura une résolution de 12 Megapixels (4K) et pourra filmer jusqu’à 300 FPS en haute résolution (ce n'est pas le prototype qui apparaît sur le site) selon le processeur embarqué (simple ou double cœur) et le format souhaité.

      A titre d'exemple (provisoire on bosse sur le prototype) et en double cœur:

      Avec une résolution de 224x1264 (Apertus AMAX 16:9), la caméra pourra donner 48 FPS Max. (en RAW) et 40 FPS Max.(en RGB)

      Diogene

    • [^] # Re: 4K/FrameRate

      Posté par . Évalué à  0 .

      Concernant "Pour faire partie de la cours des grands, il faudra que la caméra...",
      Le boîtier numérique "C**** E** 5* Mark**" (full hd) est utilisé professionnellement par des gens peu fortunés pour honorer des commandes de documentaires, tourner des films...

      "L'art est fait pour troubler. La science rassure" (Braque)

      • [^] # Re: 4K/FrameRate

        Posté par . Évalué à  4 .

        Le boîtier numérique "C**** E** 5* Mark**" (full hd)

        C'est quoi l'intérêt de cacher la marque et le modèle alors que tout le monde a compris que tu parlais d'un Canon EOS 5D MarkII ?

  • # C'est pas le nombre de pixel qui compte...

    Posté par (page perso) . Évalué à  3 .

    A mon avis, ce qui va surtout jouer c'est la taille du capteur, sa sensibilité, sa "dynamique" ect...
    Après le 4K à 60FPS pour faire des ralentis en très haute résolution, c'est moins primordial... (sachant que les cinéma passé au numérique à l'heure actuelle projetent encore en bonne partie en 2k...)

    • [^] # Re: C'est pas le nombre de pixel qui compte...

      Posté par (page perso) . Évalué à  3 .

      Exact! la nouvelle caméra Apertus sera capable de re-échantilloner à partir du 4K à du 2K) en temps réel. L'architecture de la bestiole est conçue pour pouvoir augmenter drastiquement le nombre de FPS disponibles tout en veillant à la bonne "te nue" de la résolution...

      Diogene

      • [^] # Re: C'est pas le nombre de pixel qui compte...

        Posté par . Évalué à  2 .

        Est-ce que l'on pourrait enfin voir des films en >75 fps ?

        Je n'ai jamais été emballé par la 3D. A part avatar, l'effet est tellement amplifié que l'on a toujours l'impression d'être devant des jouets (genre Paris dans Hugo Cabret).

        Par contre, augmenter le nombre d'image peut être très impressionnant dans les scènes d'action rapide, en évitant l'effet slideshow horrible sur grand écran.

        "La liberté de tout dire n'a d'ennemis que ceux qui veulent se réserver le droit de tout faire". "La question n'est pas de savoir si vous avez quelque chose à cacher. La question est de savoir si c'est nous qui contrôlons le gouvernement ou l'inverse

        • [^] # Re: C'est pas le nombre de pixel qui compte...

          Posté par (page perso) . Évalué à  1 .

          Il me semble que Bilbot le Hobbit devrait être tourné en 50 Frame/Seconde.
          C'est déjà deux fois plus que d'habitude, et à mon avis largement suffisant.

          • [^] # Re: C'est pas le nombre de pixel qui compte...

            Posté par . Évalué à  3 .

            Contrairement aux idées reçu, l'oeil ne fonctionne pas du tout à 24 fps.

            Je n'ai plus la formule en tête mais en gros, elle est proportionnel à la lumière. De plus, la périphérie de l'oeil est bien plus rapide que le centre. C'est ainsi que l'on pouvait voir clignoté les écrans télé cathodique.

            En ambiance intérieur, l'oeil tourne autour de 75 i/s. Cela correspond à la fréquence de 72hz qui était préconisé pour les écrans d'ordinateur avant les LCD.

            Cela veux dire que 50 fps, c'est mieux. Mais l'oeil peut voir des mouvements beaucoup plus rapide.

            "La liberté de tout dire n'a d'ennemis que ceux qui veulent se réserver le droit de tout faire". "La question n'est pas de savoir si vous avez quelque chose à cacher. La question est de savoir si c'est nous qui contrôlons le gouvernement ou l'inverse

            • [^] # Re: C'est pas le nombre de pixel qui compte...

              Posté par . Évalué à  4 . Dernière modification : le 08/02/12 à 12:38

              Je n'ai plus la formule en tête mais en gros, elle est proportionnel à la lumière.

              Effet Phi et persistance rétinienne :

              http://fr.wikipedia.org/wiki/Effet_phi
              http://fr.wikipedia.org/wiki/Persistance_r%C3%A9tinienne

              Ceci explique entre autre pourquoi un film en 24FPS parait plus fluide qu'un FPS en 24FPS , dans le premier cas le "mouvement" est enregistré sur la pellicule / capteur.

              • [^] # Re: C'est pas le nombre de pixel qui compte...

                Posté par . Évalué à  2 .

                Tu ne mélanges pas avec les effets de "blur" ou de flou induit par le mouvement ?

                Quand on parle de "vitesse" de l’œil, c'est évidement en rapport avec la persistance rétinienne. Celle-ci n'est pas fixe du tout. L'écart de lumière importe. De plus, si le film est diffusé sur un grand écran les déplacements sont trop grand entre 2 images. Plusieurs fois, un film imax m'a fait l'impression d'un slideshow (film d'un canyon par hélicoptère à haute vitesse), c'est très désagréable. Souvent les images de synthèses ne font pas le même effet, j'imagine qu'elles sont moins flous et donc l’œil raccroche plus facilement (exemple du film imax, ou l'on plonge dans la faille de Saint Andréa (?) depuis l'espace).

                "La liberté de tout dire n'a d'ennemis que ceux qui veulent se réserver le droit de tout faire". "La question n'est pas de savoir si vous avez quelque chose à cacher. La question est de savoir si c'est nous qui contrôlons le gouvernement ou l'inverse

                • [^] # Re: C'est pas le nombre de pixel qui compte...

                  Posté par . Évalué à  2 .

                  Tu ne mélanges pas avec les effets de "blur" ou de flou induit par le mouvement ?

                  Tu lis mes liens ça fait plaisir [:kiki] ... effet phi

                  • [^] # Re: C'est pas le nombre de pixel qui compte...

                    Posté par . Évalué à  1 .

                    Quel rapport avec "un film en 24FPS parait plus fluide qu'un FPS en 24FPS" alors ?

                    "La liberté de tout dire n'a d'ennemis que ceux qui veulent se réserver le droit de tout faire". "La question n'est pas de savoir si vous avez quelque chose à cacher. La question est de savoir si c'est nous qui contrôlons le gouvernement ou l'inverse

                    • [^] # Re: C'est pas le nombre de pixel qui compte...

                      Posté par . Évalué à  3 .

                      Au cinéma les images ne sont pas nettes si tu les prends une par une (sauf sur un plan fixe bien évidement...), dans un jeu vidéo si , hors ajout de motion blur pour donner l'illusion du mouvement.

                      • [^] # Re: C'est pas le nombre de pixel qui compte...

                        Posté par . Évalué à  2 .

                        Tu as mis en commentaire la phrase exacte où je parlais de "motion blur"...

                        "La liberté de tout dire n'a d'ennemis que ceux qui veulent se réserver le droit de tout faire". "La question n'est pas de savoir si vous avez quelque chose à cacher. La question est de savoir si c'est nous qui contrôlons le gouvernement ou l'inverse

  • # la profondeur de couleur compte aussi

    Posté par (page perso) . Évalué à  1 .

    Bravo pour les efforts de l'équipe d'Apertus de faire entrer cette caméra libre dans "la cour des grands". Actuellement la caméra travaille en 2K 25P 8bits (4:2:2) malgré un CAN en 12bits; avez-vous prévu d'augmenter à 10 ou 12 bits en 4:4:4 le format des images ?
    Cela permettrait un meilleur traitement des couleurs et rendrait les films plus compatibles avec les salles de cinéma numérique (2K mais 10 ou 12 bits).
    Mais cela pose aussi le problème du monitoring (application de LUT) des images et du post-traitement, c'est à dire du passage du format RAW de sortie de caméra à un format d'édition puis au JPEG2000 du Digital Source Master.
    Actuellement c'est un enjeux majeur que de maîtriser la chaîne entière de production du film en libre, est-ce qu'Apertus se positionne aussi sur le software ?

    • [^] # Re: la profondeur de couleur compte aussi

      Posté par . Évalué à  2 .

      A-t-on réellement besoin de 10 ou 12 bits par canal ? Après la lecture d'article scientifique sur les modèle de couleur, j'avais déduis que le canal de luminosité (Y, avec sensibilité logarithmique) pouvait monté à 24 bits linéaire, contre 7 ou 8 pour chaque canal u et v. Il n'y a encore personne pour faire du Yuv 24-8-8 (en 4:4:4)?

      "La liberté de tout dire n'a d'ennemis que ceux qui veulent se réserver le droit de tout faire". "La question n'est pas de savoir si vous avez quelque chose à cacher. La question est de savoir si c'est nous qui contrôlons le gouvernement ou l'inverse

    • [^] # Re: la profondeur de couleur compte aussi

      Posté par (page perso) . Évalué à  2 .

      Le détail est sur le site et les nouveaux détails seront sur... le nouveau site bientôt!

      Et ouila chaîne logicielle nous intéresse fatalement

      Diogene

      • [^] # Re: la profondeur de couleur compte aussi

        Posté par . Évalué à  2 .

        Beaucoup de teasing, et c'est intéressant.

        Il serait peut être temps d'en dire un peu plus, savoir d'où vient le prototype, es(ce qu'il respecte la philosophie d'OpenSourceHardWare ?

        Rien de cela n'est explicite, vous semblez être les premiers à avoir prix la caméra Elphel 353 au niveau soft et en avoir fait une bien plus performante. Je serais très intéressé d'en savoir un peu plus sur l'équipe qui a conduit ce projet, avez vous développé ma carte mère de la caméra ou avez vous utiliser une carte de type panda-board ?

        Avez vous une estimation de la publication du nouveau site ?

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