Le méchant caché derrière vos problèmes de stockage NAS

Si vous disposez d'un support physique et que vous aimez effectuer des sauvegardes de ces supports sur votre propre serveur personnel à l'aide d'un NAS, vous avez peut-être remarqué quelque chose d'un peu étrange en ce qui concerne la taille des fichiers.

Plus précisément, lorsque vous encodez des films classiques plus anciens à partir d'un DVD, d'un Blu-ray (ou même d'un VHS), le fichier compressé final peut être considérablement plus volumineux qu'un film plus moderne, alors qu'est-ce que ça donne ?

Film Grain : la beauté qui brise les codecs

La réponse est assez simple : le grain du film.

Selon la Society of Motion Picture and Television Engineers (SMPTE), le grain du film est intrinsèquement aléatoire et « aucune image n'a le même grain » ou la même taille d'imperfection, ce qui signifie que les codecs ne peuvent pas facilement trouver des motifs répétitifs à réduire.

C'est contrairement aux images capturées numériquement, car il n'y a aucun grain de film. C'est relativement prévisible et de nombreux pixels d'une image ne changent pas pendant plusieurs images, ce qui permet une compression efficace. Le film est chaotique au niveau des pixels. Chaque image contient des millions de variations uniques qui résistent aux raccourcis sur lesquels les codecs s'appuient pour fonctionner.

Le grain d'un film n'est pas du « bruit » dans le sens où nous l'utilisons en vidéo numérique. Il s'agit d'un enregistrement physique de la façon dont le photon a frappé les minuscules cristaux d'argent de la pellicule. Ce motif de grain unique d'une image à l'autre constitue une partie importante de la sensation organique et texturée des films et des émissions créés avec le film.

Les codecs que nous utilisons recherchent des redondances spatiales (dans l'image) et temporelles (dans le temps) dans le cadre de la stratégie de compression. Comme l'explique cet article fascinant de Medium sur la compression vidéo, « la compression vidéo dépend beaucoup de la redondance spatiale et temporelle… le grain du film est tout le contraire en raison du caractère aléatoire ».

Le problème du codec et du conteneur

De toute évidence, il s'agit d'un problème connu et vous pouvez faire quelque chose lors de la phase d'encodage lors de la réalisation des sauvegardes. Il existe aujourd’hui trois options principales pour encoder une vidéo, et elles ont différents niveaux de réussite lors de l’encodage de vidéo avec un grain de film naturel.

• H.264 (AVC) : ce codec vieillit ces jours-ci, mais il bénéficie d'un support presque universel, même sur les appareils les moins chers, avec un décodage matériel dédié pratiquement garanti. Il reste donc extrêmement populaire et courant. Cependant, c'est assez inefficace lorsqu'il s'agit de préserver le grain d'un film dans un fichier compressé. Attendez-vous donc à des sauvegardes volumineuses.

• H.265 (HEVC) : il s'agit du successeur du codec ci-dessus, et en supposant que votre appareil le prenne en charge, il s'agit probablement du codec que vous regardez sur les principaux services de streaming. HEVC offre des tailles de fichiers nettement plus petites pour la même qualité que l'AVC, mais le grain lui-même peut ne pas être suffisamment net et préservé dans le produit final.

• AV1 : Dernier chouchou de la compression vidéo grand public, avec une prise en charge croissante de la compression et de la décompression matérielle, l'AV1 intègre une technologie spécifique pour gérer le grain. Selon un article d'Andrey Norkin et Neil Birkbeck, l'outil de synthèse de grains AV1 peut réduire les débits jusqu'à 50 % sur les images riches en grains.

Selon Netflix, il utilise déjà AV1 et sa fonction de synthèse de grains pour restaurer les films classiques à leur état approprié sur le service.

Équilibrer la qualité et l'espace sur votre NAS

Sachant ce que vous faites concernant l'impact du grain sur la compression, vous avez probablement déjà pensé à des moyens de la combattre, mais parlons ici de quelques stratégies explicites :

• Si vous utilisez quelque chose comme Handbrake ou FFmpeg, vous souhaiterez rechercher des préréglages adaptés au grain ou des options de préservation du grain.

• Vous pouvez également essayer d'utiliser un encodage en deux passes, ce que je fais toujours de toute façon. La compression d'une vidéo en deux passes donne généralement un fichier plus petit et de meilleure qualité. Donc si vous avez le temps, optez pour cette option.

• Vous pouvez également choisir de filtrer le grain, tout comme James Cameron l'a fait de manière controversée pour la sortie 4K de Extraterrestres. Cependant, cela peut conduire à une perte de l’apparence et de la convivialité du film. Pensez donc à utiliser un filtre à grains plus doux ou, bien sûr, l'option de synthèse de grains dans AV1.

La synthèse de grain d'AV1 fonctionne en supprimant tout le grain avant la compression, mais elle enregistre les métadonnées sur l'apparence du grain dans le fichier. Ensuite, lorsque vous le lisez, le grain est synthétisé en temps réel sur la base de ces métadonnées. Cela a préservé l'apparence du film sans la taille gonflée.

Préserver le film sans remplir vos disques

Le grain du film n'est pas un défaut et il ne doit pas être supprimé d'un film. C'est du moins mon avis (et celui de nombreux autres cinéphiles). Si vous souhaitez retirer tout le grain, c'est votre préférence personnelle, mais vous n'avez pas besoin de dépenser une fortune en stockage pour le conserver.

En utilisant un encodage intelligent ou les dernières fonctionnalités de codec pour préserver les céréales, vous pouvez avoir votre gâteau granuleux et le manger. Vous pouvez même vérifier votre réussite en comparant la vidéo compressée avec le DVD ou le Blu-ray original. Si le grain est toujours le même, c'est fait !