DUT SRC - Numérisation des signaux audio-vidéo, compression et stockage 2

SCI 3 - Culture scientifique et traitement de l’information

Volume horaire

20 h (5 h Cours, 3 h TD, 12 h TP).
Semestre 3.


Matière

SCI 340 - Numérisation des signaux audio-vidéo, compression et stockage 2.


Objectifs – Compétences minimales

Maîtriser l’utilisation des codecs audio-vidéo et connaître les différents supports et standards de stockage et de diffusion.


Pré-requis

Module SCI 240 - Numérisation des signaux audio-vidéo, compression et stockage 1.


Contenu

Les codecs audio-vidéo-parole, la compression vidéo.
Stockage numérique.


Indications de mise en oeuvre

Il est préconisé d’étudier d’abord la compression JPEG, MJPEG et enfin la compression MPEG (1, 2…). Les contraintes temps réel sur la compression pourront être mises en évidence au travers du streaming et de la vidéoconférence. Les TD pourront être dédiés à des calculs de taille de fichiers ou de débit.


Mots-clefs

Ccodec, stockage.

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Programme du cours SCI 340
Cours magistraux

Volume horaire

Le cours de numérisation s'est découpé en 2 séances de 2h.


Plan du cours

  • Introduction
  • Chapitre 1 : rappels sur la numérisation d'un signal audio
    • Paramètres définissant un signal audio
    • Calcul du poids d'un signal audio numérique, non compressé
    • Format de compression audio numérique
  • Chapitre 2 : numérisation d'un signal vidéo
    • Définition d'une vidéo
    • Calcul du poids et du débit d'un signal vidéo numérique, non compressé
    • Intérêt de la compression vidéo
    • Notion de codecs vidéo
    • Formats de compression vidéo
      • Formats conteneurs : AVI, OGG et QuickTime
      • Formats spécifiques : Vectoriels (Flash et SVG) et Bitmap (GIF, MNG, DV, M-JPEG, MPEG)
      • Formats de streaming : ASF, WMV, Real Media, Flash

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Cours complet et divisés en chapitres
Cours complet

Introduction
Chapitre 1
Chapitre 2
Travaux dirigés

Volume horaire

Les travaux dirigés de numérisation se sont déroulés en 2 séances de 2h.


Objectifs des travaux dirigés

  • TD1 : Performances d'une vidéo

Être capable de déterminer les caractéristiques d'une vidéo : résolution, fréquence d'affichage, durée, mode colorimétrique, poids et débit d'une vidéo. Caractériser les performances d’une vidéo pour le stockage (CD, DVD, Blu-Ray, clé USB...), la lecture (lecteur CD/DVD/Blu-Ray) et la transmission (ADSL, Ethernet). Etudier le modèle YUV.

  • TD2 : Compression MPEG

Être capable de compresser une vidéo au format MPEG, calculer le taux de compression correspondant, régler les paramètres en fonction des besoins : qualité, taux de compression, rapidité.

  • Exercice supplémentaire

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Sujets de travaux dirigés
Sujet de TD1
Sujet de TD2
Sujet d'exercices supplémentaires
Travaux pratiques

Volume horaire

Les travaux pratiques de numérisation se sont déroulés en 2 séances de 2h.


Objectifs des travaux pratiques

  • TP1 : Numérisation des vidéos

Comprendre ce qu'est une vidéo : retenir qu’une vidéo est constituée d’une succession d’images et d’une bande sonore. Savoir extraire les informations d’une. Comprendre le codage des vidéos. Étude de l’influence des paramètres de réglages sur le poids et la qualité d’une vidéo. Comprendre le standard d’images numériques YUV a:b:c. Connaître la définition de certains termes dans la vidéo.

  • TP2 : Compression MPEG

Reconnaître les basses et hautes fréquences dans les images et dans les vidéos. Connaître les formats standards de compression d’une image et d'une vidéo ainsi que les algorithmes de compression utilisés. Savoir utiliser la conversion RVB - YUV a:b:c. Se familiariser avec les formats JPEG/MPEG et JPEG2000/MPEG2000. Etude d'un format vidéo (pour téléphone portable): 3gm.

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Sujets de travaux pratiques
Sujet de TP1
Sujet de TP2
Pour faire le TP 1
Liens vers des films libres
Exécutable pour le mode YUV a:b:c
Images en couleur (RVB)
Pour faire le TP 2
Vidéos pour téléphone portable
GOP variable et format vidéo
Conversion bits/octets (par 1000 / 1024)
Logiciels et codecs audio-vidéo

Editeurs de signaux audio-vidéo

Virtual Dub (freeware)

Avidemux (freeware)

HandBrake (freeware)

Adobe Premiere (shareware)

Lecteurs de signaux audio-vidéo

Winamp (freeware)

SPlayer (freeware)

Jet-Audio (freeware)

MplayerX (freeware)

Vox (freeware)

iTunes (freeware)

Kantaris Media Player(freeware)

SongBird (freeware)

VLC Media Player (freeware)

Windows Media Player (freeware)

QuickTime (freeware)

RealPlayer (freeware)

Convertisseurs de signaux audio-vidéo

Format Factory (freeware)

XMediaRecode (freeware)

 

Logiciels et sites web


Cliquez sur les icônes pour accéder directement aux sites sur chacun des formats d'images matricielles et vectorielles. En cas de problème ou de liens erronés, contactez-moi.

Codecs audio-vidéo pour Windows

Site regroupant différents packs

free-codecs.com


Packs tout-en-un

K-Lite Codec Pack (conseillé)
Vista Codec Package
Windows 7 Codecs
Ri4m Codec Pack
Media Player Codec Pack
Codec Pack All-In-One


Codecs spécifiques

QuickTime Lite
Real Alternative
Matroska

Codecs audio-vidéo pour Mac OSX

Site regroupant différents packs

Codecs pour Quicktime


Packs tout-en-un

Perian (conseillé)
OS X Intel Codec Pack
X Codec Pack

Quelques court-métrages et jeux

La Fondation Blender est une organisation à but non lucratif responsable du développement de Blender, un logiciel Open Source pour la modélisation 3D. Présidée par Ton Roosendaal, l'auteur originel du logiciel, elle est financée par les donations qui sont utilisées pour employer Roosendaal à plein temps comme développeur principal de Blender, mainteneur de l'infrastructure permettant son développement ainsi que sa distribution, et pour d'autres activités.
Étant propriétaire du site de Blender, la fondation fournit les différentes ressources nécessaires pour le soutien de la communauté formée autour de l'utilisation et du développement de Blender. Plus particulièrement, elle organise annuellement la Blender Conference à Amsterdam pour discuter des projets à venir autour de Blender, et tient un stand pour représenter Blender à la SIGGRAPH, une des plus grande conférence sur l'infographie en général.
En 2007, suite au succès de court-métrage Elephants Dream la fondation à créée l'Institut Blender, au sein duquel seront dorénavant organisés et produit des films d'animations et des jeux libres tel que Big Buck Bunny ainsi que le Projet Abricot qui donne naissance à Yo Frankie! Vous trouverez ci-dessouss un ensemble de vidéos sélectionnées sur le site de la Fondation Blender.

Elephants Dream

Elephants Dream (10min 37s) est un court métrage en images de synthèse réalisé dans le cadre du projet Orange (Orange Movie Project). Sa particularité est d'avoir été réalisé quasi exclusivement avec des logiciels libres, dans le but d'évaluer leurs capacités dans le milieu du cinéma professionnel.

Synopsis : Elephants Dream est une petite histoire mettant en scène deux personnages, Emo et Proog, dans un monde étrange. En effet, ce dernier est modelé par les pensées des deux personnages. Proog, l'aîné, est émerveillé par ce monde et ses mystères ; Emo, de son côté, est lassé de son environnement. On assiste donc à une confrontation entre ces deux visions, que l'on peut élargir à une opposition entre la nature et la technologie et rattacher au dualisme. Cette confrontation prend toute son ampleur dans la scène finale, ou Emo « crée » un titan dans l'intention de tuer Proog. Ce titan, de par sa nature chimérique et destructrice, peut être apparenté à la technologie citée plus haut.

Big Buck Bunny

Big Buck Bunny (9 min 57s) s'inscrit dans la lignée directe du court-métrage Elephants Dream, produit en 2005-2006. Orchestré une nouvelle fois par la Fondation Blender sous le nom de Projet Pêche, il vise à produire un court métrage exclusivement avec des logiciels libres dont principalement Blender. Le film, ainsi que l'ensemble des fichiers source et matériaux ayant servi à sa réalisation, est également disponible sous licence Creative Commons Paternité (CC-by).

Synopsis : Dans un monde coloré, tout va pour le mieux : un gros lapin se réveille et sort de sa tanière. Il respire à pleins poumons les essences du printemps et admire les papillons. Seulement, c'est sans compter la méchanceté de trois rongeurs (Frank, Rinky et Gamera) qui tuent plusieurs de ces papillons sous les yeux abasourdis du lapin. Celui-ci décide alors de se venger. Après une longue préparation de divers pièges, les trois mammifères vont respectivement se faire faucher par un tronc en balancement, se faire catapulter et finir en cerf-volant.

Sintel

Le Sintel (14min 48s) est le troisième projet de court métrage libre de l'institut Blender, après Elephants Dream et Big Buck Bunny. Sous le nom de code Durian, il a été réalisé en grande partie à l'aide de logiciels open source (seule la partie sonore a utilisé des logiciels propriétaires), principalement Blender. Le film est distribué sous license Creative Commons Attribution 3.0. L'ensemble des fichiers ayant servi à la production du film sera librement disponible sur Internet depuis le 30 septembre 2010. Comme pour les autres projets, il a pour objectif de promouvoir et d'améliorer Blender, mais cette fois en validant la conception de la future version majeure 2.50 du logiciel.

Le thème du court métrage est l'univers heroic fantasy. Le nom de code vient du durian, un fruit d'Asie du Sud Est qui, comme le disent les auteurs: « Durian est un fruit asiatique, laid et malodorant, mais délicieux. C'est un nom de code parfait pour un projet de film destiné principalement aux adolescents, sur le thème d'une épopée avec beaucoup d'action, de monstres et d'une héroïne ! »

Synopsis : Une jeune femme solitaire, Sintel, probablement orpheline, secoure et se lie d'amitié avec un dragonneau, qu'elle nomme Scales. Mais lorsque celui-ci se fait enlever par un dragon adulte, Sintel décide de se lancer dans une dangereuse quête pour retrouver son compagnon.

Plumiferos

Plumiferos (80min) est un projet de film commercial argentin entièrement créé sous Blender, de la société Manos Digitales Animation Studio. Il est actuellement disponible sur le site officiel et des bandes-annonces ont été présentées aux Blender Conferences de 2005 et 2006. Le film a été fini en 2009 et est sorti sur les écrans argentins le 18 février 2010.

Synopsis : C'est un univers qui existe 7 pieds au dessus de nos têtes. Ce sont les oiseaux urbains, que vous pouvez trouver dans tous les arbres ou tous les coins de rues.
Juan est un perroquet qui semble ordinaire et qui sous-estime sa propre race. Accidentellement, il change son apparence, et la même raison qui le rend unique l'amènera dans des aventures dangereuses et rocambolesques. Feifi est un jolie canari qui essaie d'échapper de la cage d'un magnat M. Puertas. Feifi commencera une nouvelle vie de liberté, comme un oiseau ordinaire.
Ensemble, ils auront besoin d'être ce qu'ils ne sont pas, et affronteront le danger et vivront des aventures avec leurs amis (Libia, le pigeon ; Pipo, le colibri ; Clarita, la chauve-souris...). Un chat maladroit, des Vanneaux du Sud psychotiques et M. Puertas rendront tout cela encore plus difficile pour eux. Juan et Feifi vont essayer de façonner leur destiné à se sentir vraiment libre.

Murnau the Vampire

Murnau, le Vampire (26min 36s) est un court-métrage d'animation produit en 2006 par les studios d'animation OM et dirigé par Oscar Alvarado. Ce premier film d'animation mexicaine a publié en format DVD, présenté ici en deux parties. Il a été présenté à la blender conference de 2007.

Synopsis : Le comte de Murnau (appelé F.W. Murnau, directeur de Nosferatu), un riche excentrique de la région des Carpates, souhaite acheter une propriété à Hanovre, en Allemagne. L'agence immobilière envoie M. Dohart, son meilleur représentant des ventes pour clôturer l'affaire, mais Dohart ne revient jamais. L'agence d'état envoie le jeune Hutter, récemment marié, afin de résoudre cette affaire, et il part seul en Transylvanie, quittant sa femme Ellen jusqu'à son retour.
Quand il arrive au château, Hutter commence à découvrir le terrible secret du comte : Murnau est un vampire. Une connexion inquiétante commence à faire surface entre le comte, Dohart et sa femme Ellen.
Le comte Murnau retient Hutter contre son gré à l'intérieur de son château, comme il commence le voyage en direction sa propriété nouvellement acquise à Hanovre, à proximité d'Ellen.
Hutter échappe aux dangers du château en sautant d'une fenêtre dans une rivière, puis il commence une course mortelle pour stopper Murnau.
Hutter arrive seulement pour découvrir le comte installé dans sa nouvelle propriété, comme il tente de séduire Ellen qui tombe soudainement étrangement maladi. Hutter contacte le Docteur Shvert, un vieux maître des sciences sombres. Pourront-ils stopper le voyage du comte à temps ?


Lighthouse

Lighthouse (3min 15s) est un court-métrage créé par ProMotions Studios et Exopolis pour une société d’assurance américaine Liberty Mutual qui sponsorise via le projet Responsibility plusieurs autres courts métrages sur le thème de la responsabilité. Au total ce seront 19 personnes qui participeront à ce court métrage.
Concernant la modélisation, Zbrush et 3DS Max ont été requis. Les textures ont été travaillé avec photoshop. Pour le rigging/skinning des caractères ainsi que le rendu et la composition, le logiciel libre Blender a été utilisé ! D’ailleurs à ce sujet, ProMotion Studios a développé un nouveau Ocean dynamic system qui sera intégré dans les nouvelles versions de Blender.

Kajimba

Kajimba est unprojet de film d'animation des studios ProMotion, en phase de production à RedCartel à Sydney, en Australie. Conçu par James Neale, il vise un marche de comédie adulte, et représente l'Australie, il y a fort fort longtemps. Il est envisagé de réaliser 26 épisodes au total.

Synopsis : C'est l'histoire de Kajimba, un endroit sec et poussiéreux au centre de l'Autralie, les habitants du coin n'ont rien de mieux à faire que d'aller boire au bar du coin.

Art Festival Intro

Art Festival Intro (2min 34s) est une animation faite avec le logiciel libre Blender.

Mindfields

Mindfields (4min 56s) est un court-métrage en images de synthèse. Le film a été réalisé en 2 mois environ, par l'équipe de production artificial3D. Toutes les scènes 3D ont été faites avec Blender.

Synopsis : Mindfields raconte ce qui se passe dans votre esprit lorsque vous devenez fou : Mindfields est un endroit imaginaire dans votre tête, votre système interne écologique. Tous les dommages affecteront votre état d'esprit. En effet, dans le court-métrage, nous voyons une personne dont l'esprit Mindfields est sur le point de s'effondrer, entraînant cette personne dans un état de folie... puis enfin la mort.

Yo Frankie!

Le jeu est disponible sous deux versions: l'une utilisant le moteur de jeux 3D Crystal Space, l'autre utilisant le Game Engine de Blender. Bien que ces deux versions se basent sur les mêmes données, on peut voir certaines différences dans le jeu lui-même. Néanmoins, les deux versions utilisent le langage de script Python pour l'animation des personnages.
Le jeu est paru avec uniquement le premier épisode, nommé « A Furry Vendetta ». La base du jeu étant fonctionnelle, les développeurs proposent maintenant que la communauté crée elle même de nouveaux épisodes.

Le joueur contrôle l'écureuil Frank, à travers les prairies et les forêts, afin de faire la chasse aux moutons et aux autres animaux - dont il faut parfois qu'il se méfie - et collecte divers objets pour parvenir à ses fins. Frank dispose également d'aptitudes particulières, tel que le vol plané ou le lancer d'os. Le jeu prend en charge un ou deux joueurs en mode écran partagé, dans ce cas, le second joueur endossera le rôle du singe « Momo ».

Films et jeux libres


Cliquez sur les icônes et pour afficher la descriptions des films et jeux libres de la Fondation Blender. Cliquez sur les icônes pour accéder directement aux vidéos et jeux libres. En cas de problème ou de liens erronés, contactez-moi.

Court-métrages et jeux libres
Elephants Dream
Big Buck Bunny
Sintel
Plumiferos
Murnau the Vampire
Lighthouse
Kajimba
Art Festival Intro
Mindfields
Yo Frankie!
Sites de films libres
Fondation Blender
Red Cartel
VOD de Kassandre.org
CineZime.com
ONF NFB
BFI
Movie Archive
OldCineMovies
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