SDI, NDI, et NDIHx et autres tourelles.

Les protocoles de transmission de signaux audiovisuel de production audiovisuelle.

Les principaux protocoles utilisés dans la production audiovisuelle sont contraints par le type de câblages :

  • BNC (SDI 3G, 6G, 12G)
  • Ethernet : 1Go, 10Go
  • Fibre optique

Historiquement le SDI a été créé par les acteurs de l’audiovisuel afin de transporter l’audio et la vidéo sur des distances plus ou moins longues en mode digitial.

Le SDI est spécifiquement dédié à la vidéo et la production vidéo professionnelle. Cela sous-entend l’utilisation de matériel spécifique avec des couts assez exorbitants. Un hub VIDEO SDI commence à 1500 €, alors qu’un hub informatique coute à peine une centaine (100€) euros.

Les cameras utilisées généralement dans le grand public sont HDMI, et dans les versions professionnelles sont SDI, voir la fibre optique. La encore la fourchette HDMI se situe entre une centained’euros et quelques 1000 à 2000 €, alors que leur pendant SDI varie de 3000 à XXXXX.

Le câblage HDMI existe dans diverses versions avec des débits différents et des longueurs maximales à ne pas dépasser. Comme pour le SDI, il existe de nombreux convertisseurs, amplificateurs de signaux, permettant d’allonger les distances. Pour les très longues distances il convient d’opter pour la fibre optique.

Si le câblage SDI est solide en termes de connectique, il n’en est pas de même du HDMI, qui n’est pas ancré à la camera ou à la régie. C’est du grand public qui fonctionne, certes, mais qui n’est pas professionnel ou dénote dans un environnement pro.

Les studios utilisent un mix de cameras dslr HDMI, dans un environnement SDI, avec son lot de convertisseurs HDMI/SDI fragiles par leur alimentation, fragiles par des câbles hétérogènes de factures diverses.

A coté de cela les studios disposent d’un réseau local en 10/100/1go relié en fibre optique avec un matériel informatique hétérogène utilisé pour la bureautique et la régie vidéo et le streaming.

Le streaming est un accélérateur de digitalisation grand public.

C’est en 2016 que le streaming s’est retrouvé dans le grand public, avec notamment le Facebook Live. C’est aussi à cette époque qu’a été rendu public le protocole NDI avec dans l’idée de permettre à n’importe quelle source vidéo sur un réseau local d’être streamé vers d’autres postes. La vidéo IP existe depuis longtemps, puisque depuis les débuts d’internet on diffuse de la vidéo.

Dans le milieu de la surveillance la vidéo sur IP est utilisée aussi depuis de nombreuses années.

La plupart des réseaux locaux, plus encore depuis l’avènement de l’internet, utilisent un adressage IP pour le transport de données. Avec au début différentes normes de câblages (dont le BNC) avant de basculer sur la norme « RJ45 » et l’Ethernet.

LE RJ45 existe dans différentes normes de cables que l’on peut appeler cat5, cat5a, Cat 6, cat 7. Ces normes expriment la qualité du câblage et de ses possibilités, que l’on peut résumer en débit de données … les plus récents peuvent ainsi atteindre les 40Go / s, proche de la fibre optique.

LE RJ45 n’est cependant pas grand-chose sans le matériel actif, le hub, le switch.

Les hubs informatiques existent dans plusieurs versions et avec un nombre de connexion de 5 à 100. Les plus récent disposent de la faculté de véhiculer et alimenter électriquement des équipements (POE). On reste cependant dans les prix raisonnables à quelques centaines d’euros pour des systèmes plus importants.

Cette évolution avec le POE (Power on Ethernet) a été générée par des système de type NAS, de type vidéo surveillance, et bien d’autres équipements reliés à l’informatique dont le besoin électrique n’est pas très élevé, cela facilite l’installation d’équipements sans prise électrique.

Avec l’informatisation de la vidéo surveillance, il s’est également fait ressentir le besoin de sécuriser les protocoles de transfert d’images (compressions) et les codex. La vidéo surveillance a également généré un engouement vers des cameras tourelles que l’on retrouve aujourd’hui dans les foyers, comme à la télévision.

De la vidéo surveillance à la production audiovisuelle digitalisée.

Ces tourelles vidéo exploitent la aujourd’hui la Full HD, le 4K, … et disposent très souvent d’une prise RJ45. Les tourelles à bas prix <100 € il ne faut pas compter sur une exploitation en production vidéo, hormis peut être la surveillance de la maison … 😊

On en trouve à tous les prix, de 50€ à plusieurs 10.000 €.

Les fabricants de ces tourelles fournissent une connectique USB, et ou (HDMI, SDI, RJ45, Wifi). Pour diriger ces tourelles on utilise des protocoles particuliers (PELCO, OnVif) PTZ. Elles peuvent tourner en général à 359° à l’horizontale, et 170° à la vertical, elles peuvent zoomer sur base optique et sur base digitale.

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La transmission vidéo Ethernet se fait pour la plupart en format RMTP, protocole ancien et non évolutif, soit par SRT, soit encore par NDI ou NDIHx (NDI=H264, NDIHx= H265).

L’exemple des tourelles montre d’une façon simple l’intérêt du NDI/NDIHx et du POE

  • SDI : câblage, alimentation, câble PTZ
  • HDMI : câblage, convertisseur sdi, alimentation, câblage PTZ
  • USB : distance max 10m, alimentation, (parfois câblage PTZ)
  • RJ45 : câblage, alimentation (parfois câblage PTZ),RTMP
  • RJ45Poe : câblage, (parfois câblage PTZ), RMTP
  • RJ45PoeNDI : câblage
  • RJ45PoeNDIHx : câblage
  • RJ45PoeSrt : câblage

Le protocole NDI

Le NDI et son penchant NDIHx (taux de compression plus important) offrent un choix important, permettant en régie d’utiliser plus de sources vidéo, et permettant la commande à distance de l’ensemble de paramètres d’une ou plusieurs cams sur un câble unique à la sortie de chaque camera.

Il existe des cameras avec NDI nativement, il existe des convertisseurs qui convertissent le SDI ou le HDMI en NDI (Birddog par exemple).

L’utilisation de convertisseurs est souvent une solution « pansement ». Convertir du HDMI vers du SDI, Convertir du SDI en NDI, Convertir du NDI en SRT, etc … La conversion de protocoles et/ou codec est parfois indispensables, mais il faut limiter son usage. Un convertisseur est un point de fragilité d’un système.

A ce même titre les rallonges de câbles fragilisent le signal électrique à chaque interconnexion, le convertisseur fragilise la production vidéo, latence, tension électrique, synchronisation.

La production d’un signal NDI / NDIHx en sortie de camera jusqu’en régie passe par un matériel actif qui est le hub. C’est de l’informatique classique. Le point de fragilité du NDI réside dans le volume de données transporté.

De la full HD 1080 à 60  images seconde génère un flux de 120 Mo / seconde, en mode Hx le flux tombe à 25Mo / seconde. Il est donc important de calibrer les sources par rapport au réseau dont on dispose. Si vous disposez d’un flux de 1go disponible, vous pouvez y insérer en théorie jusqu’à 8 sources full HD en NDI et 40 sources en NDIHx.

Cependant il s’agit de théorie, et en théorie tout va bien. Il faut garder de la marge sur votre réseau, d’autant que d’autres utilisateurs de votre réseau informatique consomment de la bande passante. Enfin il ne faut pas oublier la bande passante sortante que l’on doit utiliser en streaming.

Le NDI / NDIHx offre une multitude d’avantages dans une production vidéo.

Si le cout d’acquisition peut paraitre cher, le cout d’exploitation reste inférieur au cout d’une production HDMI ou/et SDI, avec la fiabilité informatique en plus.

Les régies vidéos, en particulier en cette période crise sanitaire, ont tendance à basculer vers le tout numérique, voir à s’installer sur le cloud. LA encore le NDI joue son rôle avec des outils de conversion digitaux avec une sortie SRT. Medialooks, et d’autres, proposent des solutions permettant de traiter la vidéo sécurisée avec des temps de latence se tenant en moins d’une seconde, laissant la possibilité aux équipes de production de travailler à partir de leur domicile en considérant qu’une latence de moins d’une seconde est pratiquement pas perceptible.

Pour s’en convaincre les chaines de télévision utilisaient jusqu’à il y a peu (quelques années de cela tout de même) les satellites pour réaliser des duplex avec des correspondants à l’étranger comme les USA par exemple. Même si on ne le percevait pas avec le satelite une latence était bel et bien existante, mais on ne pouvait la percevoir par le fait du jeux d’acteur entre les correspondants et les journalistes en plateau.

Avec des latences inférieures à une seconde, les chaines de télévision utilisent plus facilement internet. Même s’il ne s’agit pas d’NDI, mais de SRT, le principe est le même, le digital a largement pris le pouvoir.

Les studios dans lesquels j’opère ont bien compris l’intérêt de ces protocoles, dans un usage de conférences avec des intervenants externes, ou en réalisant des duplex entre Marseille et Montpellier. Grace à ces protocoles de compression et de transfert de données de regie à régie, de régie à intervenant externe, les conversations entre deux plateaux sont pratiquement naturelles.

Le NDI/NDIHx dispose donc d’un avantage en terme de transmission de vidéo en réseau local.

Newtek, qui a développé le concept du NDI, a clairement vu cette bascule de la transmission vidéo sur IP. Tentez de brancher un PC derrière un mélangeur classique, et vous comprendrez que cela n’est pas aussi simple, car les PC, les Mac, ont tous une connectique particulière et un encodage différent.

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La vision et la « mission » de Newtek est de permettre à chaque source sur un réseau informatique LAN d’être une source vidéo, sous condition quand même, mais à peu de chose pres c’est cela.

Newtek met ainsi en œuvre des outils logiciels autour de ce protocole d’encapsulage vidéo, et aussi des tourelles de « visio-conférence ».

L’entreprise met également à disposition des constructeurs de cameras vidéos et d’accessoires vidéos du code permettant d’intégrer nativement ce protocole dans le matériel des industriels de l’image.

Les logiciels proposés autour du NDI sont pour le « public » un outil NDI Studio (visualiser une source NDI), NDI Scan converter (outil pour diffuser ce qui se passe sur un ordinateur), et NDI VirtualInput (outil qui permet de convertir une source vidéo en Webcam).

Ces outils, gratuits, permettent de s’intégrer facilement dans n’importe quel PC/Mac recent avec suffisamment de mémoire et s’intègrent relativement facilement dans les outils couramment utilisés sur le marché logiciel et sur les conférences (Zoom, Teams, Skype…)

La transformation digitale de la production audiovisuelle

Cependant, il faut pas se leurrer, le basculement d’une production « classique » vers une production audiovisuelle digitale, est difficile, d’autant qu’il s’agit d’impliquer des techniques pas forcement adapté aux techniciens de l’audiovisuel.

L’approche est d’autant plus difficile, que le numérique permet de se libérer de taches parfois complexes et consommatrices d’énergies et aussi, d’une part du personnel.

Cette marche, parfois forcée, est indispensable, autant dans les grandes structures de production que des petites unités. Si l’investissement peut paraitre « lourd », le gain économique se fait dans les couts de production, tant au niveau physique, tant au niveau facilité d’utilisation.

Il doit s’agir d’un projet réfléchi.

Au dela du NDI, la régie doit obligatoirement être digitale. Vous aurez du mal à intégrer des cameras NDI dans une régie de type BMD qui raisonne SDI et éventuellement HDMI. Il existe cependant des outils de conversion « reverse » permettant de basculer du NDI vers le SDI/HDMI par le biais de passerelles.

Encore une fois, un convertisseur est un « pansement ».

Pourquoi aller vers la digitalisation et l’informatisation de la production audiovisuelle ?

On peut parfaitement se contenter d’une production full sdi, en studio ou non. Il faut néanmoins considérer d’être à certains moments être bloqué simplement à cause d’une crise sanitaire. Il faut aussi considérer d’autres éléments purement business, économique. En effet, au lieu d’avoir une concurrence purement locale, vous aurez également une concurrence dématérialisé pour les agences de production audiovisuelle ayant pris le virage informatique, et pouvant à distance produire du contenu audiovisuel, que ce soit dans un bureau parisien, ou quelques part dans le cloud.

Les protocoles que ce soit le NDI, ou plus largement le SRT, permettent d’avoir des temps de latence très bas, y compris lorsque la camera se trouve en nouvelle zeelande et la régie vidéo au fin fond de la creuse, ce n’est pas forcement le meilleurs exemple, mais vous devinez les capacités de ces protocoles.

L’entreprise VizRT, propriétaire de Newtek, réalise de nombreuses produtions vidéo en direct avec un studio et son présentateur installé en Norvège, un studio à Sandiego (USA) et son intervenant, et un réalisateur à Paris.

Ces outils logiciels permettent à l’ensemble d’une chaine de télévision de réaliser leur production, à distance.

On voit aussi depuis la crise sanitaire et le confinement de nombreuses productions migrer sur le cloud ce qui laisse penser que le mouvement va encore accélérer et devenir globale.

A un moment donnée, vous passerez par le NDI.

Gilbert Wayenborgh
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