Combien pèsent les fichiers FullHD, 4K, 8K ?

Beaucoup de personnes se préoccupent de connaître le poids de leurs rushes issus d'une caméra ou de plus en plus souvent, d'un smartphone. C'est un critère qui peut s'avérer déterminant tout comme celui de réduire le poids d'un fichier à l'export d'un montage, pour en faciliter sa diffusion sur YouTube ou Vimeo. La recherche sur les termes "poids 4K" génère d'ailleurs sur magazinevideo un trafic régulier provenant de Google ! Raison supplémentaire pour revenir sur cette notion.

La question du poids est une question que les utilisateurs de vidéo se posent pour au moins trois raisons :

-Soit parce qu'au tournage, ils désirent savoir combien de cartes mémoire emporter.

-Soit parce qu'ils possèdent un mobile qui dispose d'un enregistrement 4K (voire 8K) et sont angoissés à l'idée de saturer la mémoire de leur smartphone.

-Soit au montage à l'export, les utilisateurs souhaitent savoir quel sera le poids du fichier qu'ils vont exporter. Parfois ils constatent que ce poids est considérable (surtout en 4K) et veulent savoir comment le réduire.

Nous allons donc étudier tout ceci en détail. Suivez le guide !

En soi, retenez que c'est le débit (bitrate en anglais) et non la résolution (la taille de l'image) ou encore la fréquence (fps) qui joue sur le poids du fichier, et encore moins le codec (H264, XAVC...) ou l'extension (.MOV, .MP4). C'est facile à comprendre car c'est constant, sans exception : à savoir plus le débit est élevé, plus le fichier pèse, et plus l'espace disponible de l'espace de stockage (carte ou mémoire interne) se réduit d'autant. Le fait que chaque image soit compressée et ne soit pas brute, ne change rien au problème : un fichier compressé, ça pèse... plus ou moins ! :)

Pour se fixer les idées, voici quelques chiffres : une minute de vidéo UHD ("4K") pèse environ 375 Mo, soit 30 Go ou 45 Go par heure (en 60 Mbps / 100 Mbps). En FullHD en 50p (en AVCHD), c'est 3 à 4 fois moins lourd car la caméra enregistre généralement au débit de 28 Mbps. Avec ce débit plus léger, 1 heure en FullHD 50p pèse environ 12 Go. Notez qu'on est assez proche d'un ancien format, le HDV, qui plafonnait à 13 Go de l'heure (à 25 Mbps). Pour baisser le débit encore davantage, il faut choisir du FullHD 25p, à 24 Mbps : 10,8 Go seulement. Enfin, pour du 720 25p au débit d'environ 17 Mbps, on se limite à du 7,6 Go/heure.

Retenez aussi qu'une confusion fréquente consiste à croire que seule la résolution a un impact sur le débit. Cette idée (fausse) vient du fait que les grandes résolutions comme l'UHD ou le vrai 4K DCI (ou le 8K) sont nécessairement associées à des débits élevés pour pouvoir compresser une image en 3840x2160 ou 4096 x 2160. C'est pourtant bien le seul débit qui joue sur le poids. Pour preuve, on peut trouver du FullHD avec un haut débit de 100, 150, voire 200 Mbps et dans ce cas, le poids du fichier FullHD sera tout aussi élevé qu'un fichier 4K, voire plus ! De même des fréquences très élevées telles que celles rencontrées au ralenti entre 96 et 240 im/s (ou en ultra ralenti à 960 im/s par exemple comme sur le Galaxy S9) vont augmenter énormément le débit. Et réduire d'autant l'espace de stockage disponible.

Comme on le voit, on peut tirer une première conclusion : filmer dans la magnifique et tentante résolution 4K (UHD) est exigeant en termes de nombre de cartes mémoire à emporter ou de capacité de stockage de chacune d'elles, si on effectue un voyage lointain (certes, en temps de confinement, la question se pose moins !) ou pour toutes occasions où on n'a pas envie de se retrouver à cours d'espace disque.

De préférence, il faut éliminer toute carte de 16 ou 32 Go à moins de ne jamais filmer en UHD / 4K, la limite étant respectivement de 19 et de 40 minutes à 100 Mbps en UHD et de 12 et 27 minutes à 150 Mbps en vrai 4K (*) ! Sinon il faut opter pour une carte de 64 Go ou 128 Go. Vous passerez dans ce cas à 1H20 ou 2H45 en UHD à 100 Mbps et 56 minutes et 1H50 en vrai 4K à 150 Mbps.

Conclusion : la capacité maximale d'autrefois - cartes de 64 ou 128 Go - devient aujourd'hui le seuil plancher pour démarrer. Heureusement les prix ont beaucoup chuté. C'est moins sensible sur les cartes de 128 ou 256 Go, en revanche les cartes de 64 Go se décrochent aujourd'hui pour des prix démarrant aux alentours de 25€.

(*) référence durée cartes 16 et 32 Go : sur un GH5

En matière de codec, le codec prédominant est le H.264, en vigueur depuis bien des années. L'encodage H264 convient à la totalité des ordinateurs ou des smartphones et réduit le poids d’une seconde de vidéo 4K d'environ 50%, ce qui n'est pas si mal. Sans son aide, une seconde de vraie vidéo 4K (en 4096 X 2160) sans compression pèserait 650 Mo/s. Pour les matheux, ce calcul s'établit en multipliant le nombre d'images /seconde (25) par le nombre d'octets en 24 bits/pixel (3) par 8.800.000 pixels, qui correspond à la résolution du 4K. En effet, 8.800.000 x 3 = 26,4 Mo x 24 bits.

L'autre conclusion est que l'on observe deux tendances inverses. La première est de constater que les débits s'accroissent - 100 à 400 Mbps - pour préserver une qualité la meilleure possible. Cette tendance s'observe surtout en professionnel, mais comme un nombre croissant de produits sont à la frontière de l'amateur et du professionnel, les débits ont globalement tendance être proposés à des valeurs élevées.

La seconde conclusion est l'intégration de codecs de compression permettant une alternative au H264, codec le plus répandu. On trouve ainsi de plus en plus d'appareils qui proposent du H265 (HEVC), format de compression dont on sait qu'il est plus léger (de 50 au maximum) pour une qualité quasiment identique. Il est plus léger en taille mais plus compliqué à décoder, entraînant des difficultés de lecture sur les ordinateurs qui n'ont pas les propriétés adéquates pour le H.265. Beaucoup de possesseurs d'une Hero7, 8 ou 9 de GoPro par exemple ne parviennent pas toujours à lire correctement leurs rushes, si leur équipement informatique n'est pas assez puissant, surtout en présence de vidéos très mouvantes.

Le cas des smartphones

Si vous avez pour habitude de produire du contenu vidéo fréquemment, il faut examiner si vous ne risquez pas de saturer l’espace de stockage de votre mobile. Voyons dans le détail :

Il est souvent possible sur un mobile d'enregistrer en 720p mais le plus souvent c'est en 1080p ou 4K que les utilisateurs filment (pas de statistiques disponibles sur ce sujet). La bonne nouvelle est que le débit est un peu moins élevé sur un smartphone que sur un "photoscope" et les techniques de compression diffèrent un peu, de telle sorte qu'on dépasse rarement en FullHD 8 Go de l'heure en 1080/30p (= 130 Mo par minute). On se situe donc un peu au-dessous de l'espace occupé par un appareil photo ou une caméra vidéo (11 à 12 Go minimum). De même, en UHD / 4K, au lieu des 30 Go/heure sur un appareil photo à raison de 60 Mbps, un smartphone tourne plutôt autour de 50 Mbps, et totalise donc 22,5 Go maxi pour une heure. Une mémoire de 128 Go, courante aujourd'hui en milieu et haut de gamme, permet donc de stocker théoriquement environ 5 heures de vidéo UHD (il faut déduire le poids du système et des autres applications), ce qui n'est pas si mal.

Le 8K reste encore exceptionnellement rare mais il est amené à se développer, permettant de zoomer dans l'image notamment. C'est le cas avec le Samsung Galaxy S20 ou le Xiaomi Mi 10 équipé d'un capteur 108 Mp !). A 30 image/seconde, une vidéo 8K occupe environ 600 Mo/minute, soit 36 Go/heure, soit moins de 3 heures théoriques maximales de vidéo sur une mémoire de 128 Go. Mais bien souvent, les smartphones proposant la 8K étendent leur mémoire à 256 Go.

Indépendamment de la contenance, le problème des smartphones est leur mode privilégié de "consommation" de vidéos basé sur le partage. Or partager du 4K devient compliqué sans rogner sur la qualité. C'est pourquoi il est conseillé de décharger le contenu de son smartphone le plus souvent possible, ou de stocker / copier son contenu sur une carte mémoire qu'on insère dans le mobile. Par chance, un peu plus d'1 mobile sur 2 dispose actuellement d'un logement pour carte mémoire, et c'est une tendance à la hausse.

Poids du fichier de montage à l'export

Pour finir, abordons rapidement le cas du poids d'un fichier au montage. La logique n'est pas différente : c'est à dire qu'à débit plus élevé, poids plus élevé. On retrouve les codecs bien connus, dont le H.264 et des choix d'export et de compression automatique ou manuel, selon le degré de personnalisation des réglages du logiciel.

Il n'est pas rare de voir un utilisateur vouloir exporter son premier film qui fait 15mn et pèse déjà 30 Go ! Rien d'étonnant s'il exporte dans un format trop lourd (tel le ProRes 422 par exemple). Mais il suffit de changer de format et de choisir par exemple un débit d'environ 20 Mbps maxi. On peut même tenter 15 Mbps, si les scènes à encoder ne sont pas trop complexes.