Non, ce n'est pas la persistance retinienne

[BAISIN]

Pour ceux qui ont connu PIF Gadget, il y avait PIF Poche, avec une scène de PIF et HERCULE, dessinée sur chaque page, décomposée. Il suffisait de faire glisser les pages assez rapidement, pour reconstituer cette scène de type TAUMATROPE, ou CINECITYSCOPE, bref du cinématographe sur la BD. Et la persistance rétinienne de mes petits yeux de gosse de 9-10 ans( en 1972, 1973), gosse que j' étais, à cette époque, constatant le phénomène, mais ignorant, à cet âge là, de petit garçon, que ça s'appelait comme ça !

[mutantape]

Bonjour,

Tout a fait. Permettez-moi de développer votre commentaire.
La prise de vue cinéma ou vidéo est un échantillonnage. En cinéma ou en vidéo, perception rétinienne ou pas, l'oeil reçoit une succession d'images fixes, n'en déplaise à mutantape. Ces images ne contiennent aucune information de mouvement.
Si entre deux image successives, un élément n'a plus la même place, le cerveau considère qu'il a bougé, et reconstitue le mouvement par interpolation. Si entre les deux images, l'élément a fait un zigzag, on n'en saura jamais rien et on "verra" un mouvement linéaire, parce que l'échantillonnage n'est pas assez rapide pour reconstituer le signal (Shannon...).
Et la roue semble s'arrêter de tourner parce qu'entre deux images successives, le rayon "suivant" a pris exactement la place de son prédécesseur, et le cerveau ne voit pas la différence (stroboscope...).

bb

C'est bien à cette idée que je m'oppose. Oui, contrairement à l'intuition, la succession d'images fixes contient effectivement toute l'information du mouvement continu, pour tout mouvement "de fréquence inférieure à 12 Hz".

La théorie de l'echantillonage le démontre de façon incontestable : il n'y a PAS de perte d'information par rapport au signal continu, à partir du moment où on echantillonne à au moins deux fois la plus grande fréquence contenue dans le signal. Pour ceux qui ne veulent pas se plonger dans les maths, dites vous simplement que tout comportement fantaisiste qui aurait pu exister entre deux echantillons a déjà été impitoyablement été eliminé à la phase d'avant, lorsque l'on a decidé de filtrer à 12 Hz, car ce mouvement rapide entre deux echantillons representerait obligatoirement des composantes de fréquence beaucoup plus élevée: le zigzag ne peut pas exister(dans une chaine de transmission conforme à la théorie). Pour tout mouvement de rapidité inférieure à cette fréquence, l'interpolation entre echantillons que l'on fait n'est pas une reconstitution approximative, c'est une recupération exacte du mouvement d'origine (à une correction en sin(x)/x près).

Le signal echantilloné (la séquence d'images fixes) contient TOUTE l'information du mouvement continu, mais n'est PAS égal à ce mouvement d'origine. D'ou les différences mentionnées si on refilme un ecran.

Pour repasser au mouvement continu, "déséchantilloner" en quelque sorte, il faut un bloqueur + un filtre passe bas. On retrouve alors l'information d'origine sous sa forme d'origine.
Le bloqueur, c'est le projecteur de cinema, assisté je le concède, d'un peu de persistance rétinienne quand il s'agit d'un projecteur mécanique avec une extinction au changement d'image.
Le filtre passe bas, c'est la lenteur de réaction du système nerveux et de ses circuits de traitement.

Mais le point important, c'est que le cerveau ne resynthétise pas une sensation artificelle de mouvement à partir d'image fixes, il ré-extrait l'information du mouvement continu d'origine qui a bel et bien été transmise intacte dans l'information qu'il reçoit.

Les roues qui tournent à l'envers sont une simple violation des recommandations de la théorie : on a laissé penetrer dans la chaine un mouvement plus rapide que 12 hz (roue tournant à plus de 12 tours/seconde à priori).

Evidement le format HFR du Hobbit à 48 i/s permet de restituer correctement une palette plus large de mouvements naturels (jusqu'à 24 Hz).

[mutantape]

Je reformule l'explication sous un autre angle d'attaque:

Les electroniciens connaissent bien la transformée de Fourier qui permet de passer de la representation temporelle d'un signal à une representation en fréquence et phase. Quand on l'applique, on ne se contente pas d'extraire cette information spécifique en laissant un residu quelconque, on prend toute l'information du signal et on la met sous une autre forme, sans rien perdre. La preuve en est qu'en appliquant la transformée inverse sur les courbes de fréquence et de phase, on retrouve le signal temporel d'origine.

De même le fait de passer du signal continu au signal echantilloné est une forme d'encodage ou d'encryptage qui conserve l'information d'origine dans la bande passante limitée considérée. Et on peut l'inverser pour retrouver le signal d'origine.

Si on filme un ecran, on travaille sur la forme intermédiaire "encodée", qui est différente du signal de départ, il est donc normal qu'on n'obtienne pas le même resultat.

L'intuition dit que l'on perd de l'information en passant du monde réel à une suite d'images fixes, et c'est vrai, mais cette perte est clairement identifiée comme étant celle des mouvements plus rapides que 12 Hz, ni plus, ni moins.

Pour les mouvements plus lents, la suite d'images fixes est une representation complète du mouvement d'origine. L'infinité de points de la courbe continue reliant deux echantillons n'apporte aucune information supplémentaire, elle se déduit entièrement de ceux-ci. Elle ne peut apporter de surprise, les zigzags ont été rabotés (car > 12 Hz).Et pour ces mouvements l'oeil reçoit autant d'information que s'il regardait la scène réelle, il n'a plus qu'à terminer sa remise en forme (l'inversion de l'échantillonnage), et rien à inventer.

Les effets de battement sont en fait de l'aliasing, ou en français, du repliement de spectre. Ils existent dans le signal physique qui arrive à l'oeil parce que les fréquences trop élevées (> 12 hz) ont été rabattues sur des fréquences plus basses par le repliement, ce qui a endommagé l'information d'origine. Pas besoin de supposer un traitement interne particulier, tout est déjà là, à l'entrée de la cornée, le bon comme le mauvais.

[mutantape]

Un autre cas intéressant un travelling rapide de 1S
en cinéma se compose de 24 images floues.
Le même en animation de 24 images parfaitement nettes
L' oeuil/cerveau voit pas de différence
Moi ce qui m'interpelle le plus c'est l'absence de "bruit" dans l'ouie ou la vision

Je pense que l'oeil voit la différence; Si on réduit l'ouverture de l'obturateur pour avoir des images plus nettes, le mouvement va apparaitre saccadé, bien que la cadence d'image n'ait pas changé. Si tu disposes d'un camescope avec reglage de l'obturateur, et que tu regardes le resultat sur un televiseur dépourvu d'interpolation d'image 100 Hz ou plus, tu verras que c'est beaucoup moins fluide, si tu obture au 1/125 que si tu passes au 1/50 ou 1/25 Bon en fait si tu descends trop bas tu vas aussi avoir du judder, ce qui peut brouiller les choses. Mais j'ai un camescope qui filme en 50p, et si j'obture au 1/50 cest fluide (au prix d'une image moins piquée) alors qu'au 1/100 ou 1/125 ça l'est moins( je parviens quand même à avoir la netteté du 1/125 et la fluidité du 1/50 en simultané en utilisant un televiseur 100 Hz).

Pour les animations je pense que là aussi le mouvement est moins naturel, mais comme le contexte ne l'est pas vraiment, le cerveau l'accepte plus volontiers.

Qaund au bruit, le traitement interne peut jouer, mais surtout par rapport à quoi dire que c'est bruité ou non ? On ne peut jamais avoir d'autre référence que ce qui nous arrive par l'intermédiaire de nos sens, de toutes façons.

[bb95]

Bonjour,

l'interpolation entre echantillons que l'on fait n'est pas une reconstitution approximative, c'est une recupération exacte du mouvement d'origine (à une correction en sin(x)/x près).

Une récupération exacte, à quelque chose près... J'abandonne, parce que là, vous me sciez.

bb

[mutantape]

D'accord je reconnais que la formulation n'est peut être pas des plus heureuses.

Disons qu'on retrouve l'information d'origine, multiplée par une courbe en sin(x)/x, et que si on fait une precompensation de cette courbe dans le domaine échantillonné, on retombe sur l'information exacte.
On peut donc retrouver cette information de départ, on n'est pas condamné à n'en reconstruite qu'une approximation.

Si on ne fait pas de compensation, cette courbe va introduire une petite perturbation, apparement pas critique si on en croit l'expérience du cinéma argentique, mais participe aussi à l'effet passe bas necessaire à la restitution (c'est vrai, j'oubliais cet effet, le bloqueur d'ordre 0 que réalise le projecteur fait aussi filtre passe bas, on est donc d'autant plus proche d'une reconstitution objective complete du mouvement de départ avant même que l'oeil n'intervienne. Il n'a vraiment besoin que de faire un peu de passe-bas en plus)

A travers la chaine de transmission echantillonnée que constitue l'ensemble caméra + film + projecteur, l'oeil garde finalement le contact avec le mouvement continu d'origine, même si la chaine peut introduire certaines "colorations" au sens ou une chaine de reproduction audio analogique colore le son par la personnalité de l'amplificateur et des enceintes, en fonction de ce qu'on peut compenser ou pas.

[bb95]

Bonjour,

D'accord je reconnais que la formulation n'est peut être pas des plus heureuses.

Disons qu'on retrouve l'information d'origine, multiplée par une courbe en sin(x)/x, et que si on fait une precompensation de cette courbe dans le domaine échantillonné, on retombe sur l'information exacte.
On peut donc retrouver cette information de départ, on n'est pas condamné à n'en reconstruite qu'une approximation.

Mais si !

Parce que l'approximation, elle existe dès le départ. Avant même l'échantillonnage, vous ne pouvez avoir qu'une approximation de l'information d'origine, en raison des incertitudes inhérentes à tout système de collecte de l'information. Donc vous allez reconstruire "exactement" une approximation.

bb

[mutantape]

Ce ne sont que des perturbations du second ordre qui ne changent en rien l'idée de base selon laquelle l'information de mouvement a effectivement été préservée jusque dans le signal physique terminal qui arrive à l'oeil et qu'il n'y a donc pas besoin de faire appel à un effet physiologique additionnel pour le recréer.

Dans le modèle mathématique de la théorie, l'information est restituée de façon exacte, dans les limites de la bande passante considérée, et si on ne tient pas compte du bruit. On peut rapprocher un peu plus la théorie du monde matériel en tenant compte des effets d'un echantillonage non instantané, de l'instabilité de la cadence d'image, du bruit de quantification, etc.

Mais la réalité physique n'est evidement jamais aussi propre, et l'oeil humain lui même ne reconstitue pas l'image exacte de la scene : defaut de la lentille, bruit de fond de la rétine, elimination de l'information non pertinente par les circuits de traitement. Après tout il est lui-même un systeme de collecte de l'information, et par ailleurs la realité physique elle-même n'est pas définie de façon infiniment précise (principe d'incertitude).

Alors oui la reconstitution réelle dans le monde physique n'est pas une copie exacte, on rajoute du bruit et une certaine coloration due aux particularités du systeme. Mais dans une oeuvre d'ingéniérie correctement conçue, ces petites dérives restent negligeables et ne remettent pas en cause le principe de base. Et le raisonnement sur le modèle mathématique permet de voir clair au travers de toutes les petites vissicitudes de son incarnation physique, qui viennent brouiller le tableau et empêchent de discerner les points vraiment significatifs, le véritable comportement sous jacent.

[pa.babao]

La théorie de l'echantillonage le démontre de façon incontestable : il n'y a PAS de perte d'information par rapport au signal continu, à partir du moment où on echantillonne à au moins deux fois la plus grande fréquence contenue dans le signal.

La théorie de l'échantillonnage concerne la totalité d'un signal. Sur une vidéo, on commence par faire un échantillonnage temporel (25 images par seconde, par exemple). Est-ce toujours reconstructible parfaitement? Pour cela il faudrait analyser la quantité d'information max qu'on pourrait avoir dans une séquence visuelle...
Ensuite on fait un échantillonnage à la Fourier et on quantifie les échantillons, en introduisant un bruit de quantification, en plus de la captation par matrice avec des profondeurs de couleurs qui sont elles-mêmes quantifiées.

On s'éloigne pas mal, a priori, de la simple application théorique en fait...

[mutantape]

Pour recentrer la discussion, il s'agit de voir ce qu'apporte ou perd la spécifité du cinéma, par rapport par exemple à la technique precedente la plus proche qui était la photo, specificité qui est de remplacer une image fixe unique par une sequence de telles images dans le but de restituer le mouvement.

Ton signal de départ, ce n'est pas la réalité tridimensionelle à 360° avec une rapidité de mouvement illimitée, une dynamique lumineuse extremement élevée, et un bruit uniquement limité par les phénomènes quantiques.

Non ton signal d'origine, c'est la realité vu à travers l'angle limité du cadrage et de l'objectif d'une caméra, avec un seul oeil pour eliminer la 3D, auquel tu superpose un bouillonnement granuleux continu qui represente le grain d'une photo qui serait prise en continu, et duquel tu élimines les mouvements trop rapides que l'oeil n'est de toutes façon pas capable d'analyser de manière précise.

On veut ne considérer que le delta qu'apporte le sequençage d'image qui se produit derrière ce point de départ et sa faculté à reproduire le mouvement utile qui s'y trouve (le bouillonement lui-même n'étant pas un signal que l'on cherche à reproduire mais bien un bruit parasite).

Je ne m'interesse donc pas au grain de la pellicule, ni aux bruit de quantification divers, il préexistent et ne sont pas introduits par cette technique spécifique de séquençage d'image qui définit le principe du cinéma

Je pense que l'axe des temps et les deux axes spatiaux sont tres différent. D'une part, l'echantillonage temporel existe des la naissance du cinéma,alors que l'echantillonages spatial (CCD, CMOS) est beaucoup plus recent (je ne considère pas le bouillonnement aléatoire du grain comme une forme d'échantillonage). D'autre part dans les axes spatiaux on travaille de façon tres différente. En particulier on respecte l'exigence la théorie d'avoir un filtre passe-bas, soit du fait de la resolution limlitée de l'objectif, soit par la presence d'un brouilleur conçu pour bloquer les détails fins (de frequence spatiale supérieure à la moitié de la fréquence d'echantillonage du capteur). D'autre part les echantillons au lieu d'être ponctuels sont tres larges pour recupérer le maximum de lumiere (modelisable par un coup de sin x / x encore une fois).Ce sont des mondes assez différents et orthogonaux donc plutot indépendants. Et je pense que ça continuerait à l'etre, et l'analyse à rester valable, si chaque image était en fait un hologramme representant une scéne en 3D (mais ok je n'ai pas de preuve mathématique de cela).
On a bien traité la totalité du signal : chaque echantillon temporel est une image 2D intégrant la totalité de l'information "spatiale 2D" du signal de départ (là encore dans les limite de la bande de fréquences spatiales -la définition-que le systeme a été conçu pour reproduire), et la suite des echantillons temporels reconstitue l'evolution de cette scene dans le temps.

Il y a a la théorie mathématique simple de base, qui permet de comprendre le coeur du phénomène,et apres on peut l'étoffer avec les bruits de quantification, les temps d'échantillonage non nul, pour obtenir quelque chose de moins intuitif, mais qui permettra de calculer d'assez pres le comportement d'un produit réél. La théorie peut se rapprocher d'assez près de la réalité. mais pour essayer de comprendre un principe de base comme ici, ce n'est pas nécessaire.

Le bruit n'est que cela : du bruit, et dans un systeme normalement conçu, il sera faible devant le signal utile. Il ne remet pas en cause les idées de base. Un épiphénomène, rien de plus .

P.S. par ailleurs dans ta matrice tu n'as qu'une seule quantification, qui est la représentation de la luminosité d'un sous pixel rouge, vert ou bleu par un nombre: il en decoule directement la discretisation des niveaux de couleurs, ce ne sont pas deux opérations cumulées. La transformation de l'image continue d'origine en une matrice de pixels,elle, n'est pas une quantification, c'est un echantillonage, et cette opération n'est en principe pas censé introduire du bruit (dans le modèle théorique en tous cas).