Par Olivier Jouinot et Claire Mérienne Santoni, France Télévisions, innovations&développements
Production « low cost » de programmes via Internet et mix d’images 4K/HD ont donné un aperçu des technos de la télé de demain, présenté cet été par la BBC, lors des XXème jeux du Commonwealth à Glasgow en Ecosse, retransmis aussi en direct sur IP.
1 La régie IP
Le projet « IP Studio » a montré qu’une production TV avec des équipements informatiques standards, remplaçant des produits broadcast, dédiés et coûteux, sera bientôt possible en utilisant un réseau IP classique pour le transport des flux.
Seuls restent aux deux bouts de la chaîne caméras et micros, d'une part, et écrans et haut-parleurs, d'autre part (ainsi que le mélangeur audio qui reste traditionnel dans cette expérimentation).
Plusieurs sites furent impliqués dans l’expérimentation : l'Hydro, le stade d'athlétisme (avec 4 caméras Ultra HD), Hampden Park, le stade principal (1 caméra Ultra HD alimentant l'application Venue Explorer), le studio de production (Centre des Sciences de Glasgow, lieu de la démo), des locaux de la BBC à Londres (régie audio où sont mixés les commentaires) et 2ème régie de production en démo à Salford.
Réseau public managé
Ces lieux sont reliés par un réseau public managé "JANET" (Joint Academic Network), offrant un débit de 100 Gbs (mais des problèmes rencontrés lors du démarrage ont forcé l’équipe à travailler avec seulement 10 Gbs pour la liaison avec Londres, suffisant à l'expérience) et un réseau de fibre noire opéré par Virgin Media pour les liaisons avec les stades. Les switches réseau sont fournis par Cisco. Tous les signaux sont disponibles sur l'ensemble du réseau, en version U-HD et HD.
Quatre caméras Ultra-HD Sony F55 sont situées dans l'un des stades de la compétition. Les caméras ne disposant pas encore d'interface IP embarquées, leur flux SDI alimente des PC équipés de cartes vidéo. Un logiciel développé par la BBC réalise ensuite l'encodage et l’empaquetage des données en un flux RTP.
Deux qualités sont encodées simultanément; un flux U-HD en AVC Intra à 800 Mbps (les premiers essais débutèrent avec un flux à 1,2 Gbp, mais en raison de pertes de paquets et d’une trop grosse charge sur le mélangeur IP, le débit dut être abaissé), ainsi qu'un flux HD à 100 Mbps. Ces PC sont situés au plus proche des caméras.
La régie de production (située à quelques centaines de mètres du lieu de captation) est équipée d'une mosaïque alimentée par les flux RTP disponibles sur le réseau (les 4 caméras UHD ainsi que les retours des différents lieux de production).
Une application Web en Java développée par la BBC réalise la commutation des sources (le "mélangeur IP"), et un moniteur affiche la sortie programme. L'application peut gérer 3 flux RTP simultanés en entrée et 1 flux de sortie, une pré-sélection est donc nécessaire pour pouvoir passer "à l'antenne" une source qui n'est pas déjà dans ce flux RTP, un léger délai (temps d'ajout de la source au flux multicast) est donc nécessaire avant de pouvoir commuter une source.
Le réalisateur présélectionne chaque source sur une barre de premix avant de la passer "à l'antenne", seules les transitions "cut" sont possibles. Les commutations, parfaitement propres et instantanées, se font à l’image sur le flux HD et sont reproduites à l’identique sur la même image sur le flux U-HD, via des données de contrôle.
Dans la régie se trouvent deux points de contrôle qui assurent un monitoring en continu du réseau et enregistrent la totalité des données (qui permettront une analyse plus fine des résultats à la fin de l'expérience, mais qui permet aussi un ajustement au besoin chaque nuit des développements et réglages des différentes applications par les équipes de Londres). Ces points permettent également le contrôle des différentes applications, et la communication via Chat des ingénieurs qui "customisent" au fur et à mesure leur installation.
Ce genre d'installation est donc encore loin d'être "plug'n'play", d'autant que doit être optimisée en permanence la charge CPU des ordis, très sollicités compte tenu des débits utilisés.
Enfin, en aval de cette démonstration de production tout IP, les flux sont encodés pour transmission expérimentale en numérique terrestre (HEVC 35 Mbs) et en broadband (MPEG DASH HEVC 35 MBps). Deux écrans témoins affichent les résultats des 2 transmissions.
U-HD à 100 images / seconde
Plusieurs autres démonstrations ont été installées autour de ce studio tout IP. Une captation Ultra HD High Frame Rate: les images tournées à 100 images par seconde offrent sans surprise une plus grande fluidité des mouvements sur les images d'athlétisme présentées que leurs voisines à 50 images secondes. Plus surprenante est la faible augmentation de débit sur le flux encodé qu'elles génèrent : plus 8% en moyenne.
2 L'explorateur de stade pour ré-inventer le direct
L'appli web "Venue Explorer" permet au spectateur d'explorer et de zoomer de manière interactive dans une image panoramique de très haute résolution lors d'un évenement en direct, via un le flux MPEG DASH. La bande son s'adaptant automatiquement au choix retenu. Des infos en sur-impression peuvent aussi être fournies sur l'écran pour compléter (données sportives, background...).
Elle exploite les possibilités spatiales d'une image Ultra HD, additionnée à 9 images HD recouvrant la même zone de captation.
L'image source est une vue d'ensemble d'un stade qui se prête bien à ce dispositif puisque plusieurs compétitions s'y déroulent simultanément à différents endroits. Lors de la démonstration, le passage d'une définition à l'autre n'est malheureusement pas très fluide. L'interface développée en HTML 5 permet à l'utilisateur de choisir entre différents modes audio : mélange automatique suivant la sélection image ou choix parmi les sons des différentes compétitions en cours. Jusqu'à 10 composantes audio peuvent être intégrées au flux.
L'utilisation de méta-données superposées à l'image vient compléter le dispositif, en plus du nom des compétitions, l'utilisateur peut accéder à des informations contextuelles supplémentaires sur la discipline, les athlètes, etc.
A suivre !
