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ARRIRAW : pour qui, pour quoi, comment ?

ARRIRAW est le format ARRI pour les données de capteur non compressées, non cryptées et sans compromis. Il peut être considéré comme une version numérique du négatif de l’appareil photo. ARRIRAW est le seul format qui conserve la réponse des couleurs naturelle de la caméra et une grande latitude d’exposition en tant que données de capteur non compressées et non traitées.

Format ARRIRAW

Comme pour les négatifs sur film, on doit développer, ou plutôt traiter les données ARRIRAW. De cette façon, noua allons convertir l’image à canal unique, (la lecture brute du capteur de motif Bayer), en une image couleur adaptée à la visualisation normale. Les données brutes initialement enregistrées restent intactes, offrant toujours la possibilité de revenir en arrière et d’affiner les résultats. Cela fait d’ARRIRAW le format idéal pour la cinématographie numérique et la production d’effets visuels de haute qualité.

Par conséquent, un élément n’est qu’un fichier, par opposition à plusieurs milliers de fichiers, chaque fichier constituant une seule image au format ARRIRAW * .ari. Les anciennes caméras ALEXA (ALEXA Classic, ALEXA Plus / Plus 4: 3, ALEXA-M et ALEXA Studio) nécessitent un enregistreur externe certifié ARRI qui comprend le signal T-Link.

Format brut

ARRIRAW est le format brut des caméras numériques ARRI. Son extension de fichier est *.ari. La lecture du capteur ALEV III est une trame Bayer brute fournie sous forme de données ARRIRAW non compressées et logarithmiques. Pour transformer les données ARRIRAW en images RVB, les fichiers doivent être traités.

ARRI a noué des relations à long terme avec les fabricants d’équipements de postproduction dans le cadre de son programme de partenariat. Ces relations ont facilité l’activation de tous les principaux outils de composition et de correction des couleurs avec le traitement direct du format de fichier ARRIRAW.

En outre, ARRI propose un kit de développement logiciel (SDK) pour le traitement ARRIRAW, contenant la documentation du pipeline de traitement ARRIRAW et une bibliothèque – code exécutable – que le fournisseur peut incorporer dans son application.

ARRI prend également en charge les fournisseurs souhaitant mettre en œuvre la procédure de traitement ARRIRAW de manière autonome, par le biais d’une documentation complète d’un processus de traitement des couleurs en trois phases et d’un support direct continu.

 

Schéma de certification d'un pipeline de traitement ARRIRAW (source : ARRI)
Schéma de certification d’un pipeline de traitement ARRIRAW (source : ARRI)

Qu’est-ce un MXF / ARRIRAW ?

MXF / ARRIRAW est ARRIRAW avec un wrapper. Un conteneur MXF encapsule tous les cadres. ALEXA Mini et AMIRA utilisent ce format pour écrire les supports ARRIRAW sur CFast 2.0.

Bon à savoir :

  • Il n’y a pas de différence de qualité avec les fichiers à une seule image *. ari.
  • Tous les logiciels compatibles ARRIRAW comprennent MXF / ARRIRAW.
  • Si vous avez besoin d’ARRIRAW à cadre unique, vous pouvez utiliser ARRI Meta Extract ou le convertisseur ARRIRAW pour décompresser les images.

Résolution de ARRIRAW

La résolution de ARRIRAW n’est pas fixée à un nombre spécifique ! Cela dépend de la caméra et du mode de capteur sélectionné. ALEXA 65 enregistre les plus grands cadres ARRIRAW à ce jour avec une résolution de 6560×3100 pixels.

Pour aller plus loin, ce document technique fournit des informations sur tous les modes d’enregistrement (y compris les autres formats d’enregistrement ProRes, DNxHD et MPEG).

Le débit dépend du type d’ARRIRAW que vous souhaitez enregistrer : 16: 9 2,8K ARRIRAW enregistre à 1,34 gigabit par seconde à 24 ips; Open Gate sur ALEXA 65 avec 5,89 Gbit / s à 24fps.

Arri a pensé à tout en mettant en place un calculateur de débit de données.

Les caméras des séries ALEXA ou AMIRA n’offrent pas de mode HDR spécial. Le capteur de l’appareil fournit une latitude d’exposition inégalée de plus de 14 arrêts (mesurée à l’aide du tableau de test de la plage dynamique ARRI) sans mode de capture spécial.

Les modèles ALEXA LF, ALEXA SXT, ALEXA XT et ALEXA Classic dotés d’une mise à niveau du module XR ainsi que les modèles ALEXA 65, ALEXA Mini et AMIRA peuvent enregistrer des séquences ARRIRAW en interne, sans recourir à un enregistreur externe.

et les autres caméras ?

Les caméras ALEXA Classic (avec le module SxS) ne peuvent pas enregistrer ARRIRAW en interne, mais utilisent un protocole spécial appelé T-Link pour la sortie ARRIRAW via HD-SDI. La sortie T-Link d’ARRIRAW nécessite un enregistreur intégré certifié pour l’enregistrement ALEXA ARRIRAW (T-Link):

  • Codex Digital Onboard M et
  • Two OB-1
  • Astrodesign HD-7502-
  • AConvergent Design Gemini
  • cineFlow cine Take
ARRIRAW (source : ARRI)
ARRIRAW (source : ARRI)

Qu’est-ce que le T-LINK ?

L’ARRIRAW T-Link (lien de transport) a été développé pour utiliser une interface HD-SDI normalisée permettant d’envoyer des données brutes de la caméra à un enregistreur externe. La caméra emballe les données ARRIRAW dans un flux vidéo HD codé en journal RGBA codé par journal, qui est envoyé via une connexion HD-SDI à double liaison SMPTE 424M ou SMPTE 372M. Étant donné que l’enregistreur doit ensuite recréer les images brutes individuelles du flux, seul un équipement d’enregistrement certifié peut être utilisé.

La caméra émet toujours une image de surveillance HD ou UHD avec une vue surround optionnelle (voir autour de l’image), des informations sur l’état et des marqueurs d’image configurables.

Un capteur ALEV III offre une plage dynamique de plus de 14 STOPS sur toute la plage d’exposition, avec une sensibilité de base de EI 800. Cette plage dynamique est disponible à la fois dans les séquences ProRes codées ARRIRAW et Log C. En raison de la compression d’image utilisée dans ProRes, toutefois, le métrage ProRes compressé plus élevé peut commencer à présenter des artefacts de codage lorsque le contenu est trop poussé dans le nivellement, tandis que le métrage ARRIRAW reste propre.

Lecture d’Arriraw

La lecture ARRIRAW à 24 ips nécessite une configuration informatique avec un débit de données constant et un processeur graphique robuste prenant en charge OpenCL ou CUDA. ARRI propose le convertisseur gratuit ARRIRAW, qui peut être utilisé pour la lecture ARRIRAW. Le support ARRIRAW est également disponible dans un certain nombre d’outils majeurs de post-production, qui peuvent éventuellement être utilisés à des fins de contrôle de la qualité.

Comme le métrage ARRIRAW est une séquence de fichier simple ou un clip enveloppé, la plupart des logiciels permettant de créer des copies vérifiées à partir de clips ALEXA ProRes peuvent également gérer les données ARRIRAW. Un exemple serait Ponfort Silverstack. Si vous enregistrez sur Capture Drive 1 ou 2, Codex Production Suite propose également des copies de données vérifiées via l’option Déchargement.

Les métadonnées contiennent tous les paramètres de la machine, les notes de production, éventuellement des informations de scène et de prise de vue, l’inclinaison et le roulis de la caméra et les métadonnées de l’objectif (si un objectif / appareil photo LDS a été utilisé). Les informations d’inclinaison, de roulis et d’objectif sont enregistrées pour chaque image individuellement. Il est donc possible de suivre le minutage exact, par exemple lorsque la mise au point s’éloigne d’un acteur à un objet situé à l’arrière.

Comment gérer les fichiers ARRIRAW pour le travail VFX?

Les outils VFX les plus récents disposent d’un support intégré pour le traitement ARRIRAW.

Pour les applications ne prenant pas en charge ARRIRAW, nous pouvons traiter le métrage peut être traité en utilisant notre convertisseur gratuit ARRIRAW. Par exemple, en fichiers 10 * log * .dpx ou 16 bits à virgule flottante * .exr .

Le traitement des fichiers en résolution native fournit généralement une meilleure base pour le travail VFX. Une fois que le matériau a été composé, il peut être redimensionné au format cible.

Si votre système peut fournir les données à une vitesse suffisante, ARRIRAW peut être modifié dans les dernières versions d’Adobe Premiere, Blackmagic Resolve ou Autodesk Smoke.

 

Le HDE, un codage optimum

HDE signifie Encodage Haute Densité. Il s’agit d’une technique de codage optimisée pour les images à motif Bayer. Les images ARRIRAW codées avec HDE représentent environ 60% de la taille originale. L’encodage HDE est totalement sans perte – lorsqu’un fichier HDE est décodé, il correspond parfaitement bit par bit au fichier d’origine.

HDE permet une réduction sans perte de la taille de stockage des images ARRIRAW. Une image ARRIRAW non compressée peut être réduite à une taille de fichier HDE ne dépassant pas beaucoup la taille d’un fichier ProRes 4444 XQ correspondant.

Attendez-vous à ce que toutes les valeurs de pixels d’origine soient accessibles avec HDE. La réduction de la taille des images ARRIRAW réduit considérablement les coûts de stockage et les temps de transfert de fichiers, accélère votre flux de travail et vous permet de réaliser des économies

Lorsqu’une image ARRIRAW est codée en tant que HDE, l’extension de fichier change de .ari à .arx. L’essence de l’image est codée, mais l’en-tête du fichier est identique.

HDE donne généralement un fichier représentant environ 60% de la taille du fichier ARRIRAW d’origine. Par exemple, ARRIRAW OpenGate 3.4K correspond normalement à 11,26 Mo par image et à 972,5 Go par heure. Lorsqu’il est stocké en tant que HDE, cela représente 6,76 Mo par image et 583,5 Go par heure.

Exemple d’encodage HDE

  • ALEXA SXT Open Gate (3424×2202)
    • ARRIRAW (.ari):
      • 11,5 Mo / image et 996 Go / heure
    • ARRIRAW-HDE (.arx):
      • 6,9 Mo / image et 598 Go / heure
    • Porte ouverte ALEXA LF ​​(4448×3096)
      • ARRIRAW (.ari):
        • 20,9 Mo / image et 1,80 To / heure
      • ARRIRAW-HDE (.arx):
        • 12,5 Mo / image et 1,08 To / heure

 

Caractériqtiques de HDE

HDE est conçu pour fournir des vitesses rapides de codage et de décodage. Par exemple, ARRIRAW Open Gate 4.5K peut être codé confortablement à 24 ips sur un ordinateur portable MacBook Pro moderne

HDE est indépendant de la résolution, il peut être utilisé sur les images ARRIRAW de n’importe quelle résolution

Les logiciels standard tels que

  • Baselight et Daylight,
  • ColorFront Transkoder,
  • Pomfort Silverstack
  • et YoYotta de Filmlight

prennent en charge les fichiers HDE. La liste des logiciels de support s’allonge rapidement.

Vous trouverez sur le site web de ARRI des exemples de séquences ARRIRAW-HDE via ce lien https://www.arri.com/en/learn-help/learn-help-camera-system/camera-sample-footage.

 

Sauvegarde des métrage HDE

Pour sauvegarder des métrages HDE nous pouvons utiliser ces outils de copie :

  • Hedge (19.1)
  • Shotput Pro (2019.2.1)
  • Silverstack Lab (6.5)
  • YoYotta (v3)

Le Finder affiche les fichiers HDE avec une valeur de 0 Ko. On attend la taille zéro octet pour les fichiers HDE (* .arx) à partir d’un lecteur de capture présenté via le mécanisme VFS. En effet, la taille encodée dépend du contenu de l’image d’origine et on ne peut pas la prédéterminer.
Le Codex a travaillé avec divers fournisseurs d’outils de copie pour s’assurer qu’ils comprennent comment copier correctement les fichiers HDE afin qu’ils soient transférés sur le disque de destination avec leur taille finale.

 

Pour aller plus loin…

Est-il prudent d’archiver des séquences ARRIRAW ou faut-il d’abord les transformer en images?

ARRI s’efforce de rendre le format ARRIRAW accessible à tous. Avec un récent effort pour que la spécification de format soit publiée en tant que SMPTE RDD (document de divulgation enregistré), la société allemande souhaite que toute personne devant traiter les archives ARRIRAW à l’avenir puisse obtenir les instructions et la procédure à suivre.

Quel est le processus de De-bayer?

Le capteur de l’Alexa est recouvert d’un motif de filtre RVB en mosaïque, appelé motif de Bayer. Lorsqu’une image exposée est échantillonnée par le capteur, elle est capturée sous la forme d’une image à un canal.  (Par opposition à une image couleur RVB à trois canaux normaux.)

La première phase du traitement ARRIRAW est la plus intensive en termes de calcul. Les images ARRIRAW (comme toutes les images Camera Raw ) n’ont qu’un seul canal “couleur” (en fait, il s’agit d’un canal de luminance codé par couleur). Un algorithme de reconstruction de couleur calcule les composants manquants pour chaque pixel en fonction du type et de la position des filtres colorés sur le capteur de la caméra. Les caméras ARRI utilisent le réseau de filtres de couleur de motif Bayer. On appelle la « reconstruction de couleur »  également « de-bayering ». Le motif Bayer filtre la lumière qui frappe le capteur de sorte que du 50% des photosites capteur représentent le vert, 25% des photosites représentent le rouge et les 25% restants représentent le bleu.

Débayerisation

La débayerisation est la reconstruction des composantes de couleur manquantes pour chaque pixel, en fonction du type et de la position sur le motif Bayer.

Avec un capteur de motif Bayer :

  • 50% des photosites des capteurs représentent le vert,
  • 25% des photosites représentent le rouge
  • et les 25% restants représentent le bleu.

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La qualité de la sortie de l’image dépend de l’algorithme de désancrage. De manière générale, un algorithme plus simple traitera plus rapidement, mais impliquera également une plus grande probabilité d’erreurs de couleur.

Toutefois, pour les effets visuels, on les traite souvent à l’aide du nombre de pixels du capteur natif. Ensuite on les redimensionne ultérieurement. Par exemple, en 4K ou 2K. Cette approche tire parti de la résolution de luminance, qui correspond au nombre de pixels du capteur.

Quelles options de développement ai-je lors du traitement d’Arriraw ?

ARRI propose un kit de développement logiciel (SDK) pour le traitement ARRIRAW que les éditeurs de logiciels peuvent intégrer à leur application. ARRI prend également en charge les fournisseurs souhaitant mettre en œuvre eux-mêmes la procédure de traitement ARRIRAW. En fonction de la mise en œuvre, on peut ajuster les paramètres de traitement suivants  :

  • Indice d’exposition (cote ASA)
  • Balance des blancs
  • Teinte (décalage vert-magenta)
  • Mode actuel ou ancien
  • Espace de couleur de sortie pour la gamme HDTV, cinéma numérique (P3), ACES et Log C wide
  • Différents rapports d’aspect standard
  • Résolution de sortie
  • Netteté de la sortie d’image
  • Réduction de bruit

Avec le SDK ARRIRAW, vous pouvez également appliquer un fichier de look ARRI personnalisé, offrant des options CDL et 3D LUT.

Quelle est la différence entre les modes de décompression et les versions de traitement dans le SDK d’ARRIRAW?

Les différents algorithmes ARRI De-Bayer (ADA) contrôlent la reconstruction des canaux de couleur.

  • ADA-5 HW est le dernier algorithme de décodage utilisé dans les caméras ALEXA à partir de SUP 11.0. Il offre des améliorations pour les prises de vues bluescreen vfx et réduit le bruit ainsi que le repliement du spectre.
  • ADA-5 SW est un algorithme amélioré de filtrage en baie basé sur ADA-5 HW
  • ADA-3 HW est l’algorithme de décomposition matérielle de la caméra utilisé dans les caméras ALEXA dans les versions SUP 7.0 à SUP 10.0.
  • ADA-3 SW est un algorithme logiciel amélioré de désancrage basé sur ADA-3 HW. Selon le contenu de la scène, il peut fournir plus de détails que l’ADA-3 HW.
  • ADA-2 SW est un algorithme logiciel de Bayer hérité.
  • ADA-1 HW est un algorithme de décomposeur matériel de caméra hérité, utilisé avant SUP 7.0.

La version de traitement contrôle les transformations de couleur appliquées aux données décomposées. La version 5.0 représente l’état le plus récent du traitement des couleurs intégré à l’appareil. On peut aussi utiliser les versions précédentes pour permettre la correspondence d’une sortie avec du métrage déjà traité. ADA-3 HW / SW est disponible uniquement en combinaison avec la version 4.0 de traitement.

Pourquoi les données ARRIRAW sont-elles produites en tant que Log C pour le classement?

Les images encodées en Log C dans l’espace colorimétrique à large gamme de couleurs spécifique à ALEXA / AMIRA offrent toute la latitude de la caméra dans un espace colorimétrique non restreint. La notation Log C ressemble à la notation d’un négatif de film numérisé. C’estt très efficace et convient à tous les coloristes habitués à classer les films.

Passer de ARRIRAW à des fichiers codés Log C 12 bits ne signifie aucune perte d’informations. On stocke les données ARRIRAW en utilisant un codage de journal 12 bits.

Puis-je utiliser ARRIRAW pour un pipeline ACES?

Oui, vous pouvez. ARRIRAW SDK et ARC peuvent générer des fichiers Open EXR avec un espace colorimétrique ACES. ARRI a fourni des IDT à toutes les entreprises partenaires. Les profils ALEXA / AMIRA sont donc déjà disponibles dans la plupart des outils prenant en charge les données ARRIRAW et le pipeline de couleurs ACES.

Pourquoi ai-je besoin de tables de conversion lors du classement des séquences ARRIRAW?

Lorsqu’on visionne directement les images de Log C, elles semblent plates avec des couleurs désaturées. Pour obtenir une image avec une caractéristique de niveaux de gris et une reproduction des couleurs visuellement correcte, on doit mapper le métrage Log C et le transformer en espace colorimétrique cible.

On peut appliquer cette conversion avec une table de consultation 3D (LUT), créée à l’aide du générateur ARRI LUT. Une table de conversion unidimensionnelle peut prendre en charge le mappage des tons. L’image résultante aura au moins une caractéristique d’échelle de gris appropriée pour l’affichage.

La transformation en espace colorimétrique cible nécessite toutefois une table de conversion 3D. Ce type de table de conversion contient à la fois l’échelle de gris et la transformation de couleur.

Dans l’application de classement, la table de conversion est appliquée au chemin de visualisation / sortie. La correction des couleurs est préalablement appliquée sur l’image Log C; le résultat de cette opération est converti dans l’espace colorimétrique cible à l’aide de la table de conversion.

ARRIRAW converter (source : ARRI)
ARRIRAW converter (source : ARRI)

ARRIRAW Converter

L’application ARRIRAW Converter (ARC) fournit une interface utilisateur graphique pour le SDK de référence d’ARRI. Outre la version graphique du convertisseur ARRIRAW, un outil de ligne de commande (CMD) pour le traitement d’images ou de séquences d’images est disponible pour Mac OS X, Windows et diverses distributions de Linux. Pour répondre aux différents besoins, nous fournissons notre chaîne de traitement ARRIRAW de référence via l’application gratuite  ARRIRAW Converter (ARC)  et via un outil de ligne de commande gratuit pour différents systèmes d’exploitation.

 

Source : ARRI

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ERIC GORON
Gérant (Visual Sequence) - Directeur technique - Formateur
ARRI Certified Camera system - Certified Trainer Davinci Resolve Studio 18

Eric travaille depuis 2005 pour de nombreux prestataires dans le monde du sport automobile, du football et de la télévision. Il réalise depuis 2020 des émissions de télévision sur la chaîne Monaco Info, ainsi que des clips musicaux pour différents artistes.
Fondateur de la société Visual Séquence, il propose son expertise ARRI Alexa Mini LF et la location de matériel spécialisé pour le cinéma, la publicité et le clip musical. Il intervient également dans plusieurs centres et écoles en France.

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