La 3D sur nos TV, HDMI 1.4, MediaPlayer, mythes et réalités

Bonjour,
Ce weekend j'ai pu tester de façon intensive une PopCorn HOUR A210 avec le nouveau firmware supportant les format mk3d (http://3dvision-blog.com/tag/mk3d/)

Ceci a piqué ma curiosité et m'a amené à faire quelques recherches sur ce qui se cache vraiment derrière ces technologies et acronymes liés à la 3D stéréoscopique. Après quelques recherches et expériences je suis arrivé aux conclusions ci-dessous. Ces conclusions tordent le coup à pas mal de mythes et de légendes que l'on peut lire sur pas mal de forums, français et anglo-saxons. Je me permets donc de poster ici un petit article regroupant les informations principales.

Je me limite volontairement à l'affichage d'un image stéréoscopique sur un TV qui possède nativement cette fonction et qui est fournis avec ces propres lunettes, sinon cet article serait interminable.

Concept de base
Dans tout système visant à reproduire une vision stéréoscopique il y a un concept de base, toujours le même, amener 2 yeux du spectateurs 2 images différentes.

Pour y parvenir le système de reproduction envoie 2 images sont de façon alternées, soit polarisée. Des lunettes au niveaux de chaque œil filtre la bonne image. (des procédés auto-stéréospécifiques existent également).

Ce mécanisme est géré par la TV 3D et on va admettre ici qu'il fonctionne. Cette article va se focaliser sur les différentes façon de stocker ces 2 images et de les envoyer au système de reproduction.

Le Blu-ray 3D et son mécanisme de transmission
Le BL3D est la méthode que nous vendes les fabricants pour envoyer a nos écrans une image 3D. Si on comprends la chaine de décodage et la chaine de transmission du BL3D alors les problèmes et limitations des autres méthodes apparaissent immédiatement.

Le blu-ray 3D contient un nouveau type de fichiers, les fichier siff. Ce sont eux qui sont lu par les lecteurs blu-ray 3D. Ces fichiers siff contiennent (en très gros)2 choses :

• Les fichiers m2ts qui sont les fichiers des blu-ray "de base". Dans ce m2ts on va retrouver l'image de l'oeil gauche encodée en h.264 le son les sous-titres,....
  
• Un ficher qui contient la différence entre l'image de l’œil droite et celle de l’œil gauche, encodée en h.264

En utilisant un subtile mécanisme de virtualisation des fichiers une lucarne sur ces fichier siff permet au lecteur non 3D de voir les fichier m2ts afin d'assurer la rétrocompatibilité.

Pour extraire les images gauche et droite des ces fichiers il faut donc :

• Décompresser l'image de l’œil gauche
  
• Décompresser la différence entre l’œil gauche et le droite
  
• Reconstituer l'image de l’œil droite
  

Cette opération nécessite donc la décompressions de 2 flux et la capacité de stocker 3 flux décompressé, ce n'est donc pas une petite affaire.

Ensuite le lecteur doit acheminer ces 2 images au diffuseur (notre TV). Pour ce faire il utilise le câble HDMI qui le relie à la TV.
Pour ce faire il utilise une trame spécifique appelée "Frame Packing Frame". (Une trame contenant un paquet de trame). Pour faire simple il s'agit d'une grosse image de 1920 x 2205 pixels. Cette trame contient l'image de l’œil gauche, 45 lignes de noir et l'image de l’œil droite.

Le fait que cette trame soit normalisée et fasse partie de la norme HDMI 1.4 est la source de bien des confusions, j'y reviendrais plus loin.

C'est cette trame qui est acheminée a nos TV. Le fait de recevoir ces 45 lignes de noir et un nombre impaire de lignes fait que nos TV passent en mode 3D et activent leur lunettes. L'interlassage des 2 images et leur diffusion seleon le mode 3D supporté par la dalle est toujours effectués par la TV jamais par le lecteur.


De la 3D dans un mkv ou du DVB-x
Il est possible de mettre de la 3D dans un mkv. On constitue un fichier vidéo qui contient 2 images côte a cote, un pour l’œil gauche et l'autre pour l’œil droite. Cette image est compressée pour elle même, on perds donc la possibilité de n'encoder que la différence entre l’œil gauche et l’œil droite.
Pour visualiser ce mkv il faut le décompresser et l'envoyer au TV.
Ceci se fait au moyen de notre fameux cable HDMI. Il faut envoyer dans ce cable les images dans un format normalisé. Et c'est la que les problèmes commencent car en HDMI la norme HDMI 1.3 prévois du 1080p 24/50/60 et du 720p/50/60.

Mais 2 images en HD ça fait du 3840 * 1080 ou du 1920 * 2160 donc ça passe pas. On va donc réduire la résolution de chaque œil pour que le résultat rentre dans une image 1920 * 1080. Ce sont tous ses formats side-by-side ou top bottom qui regardé tel quels montrent 2 images tassées sur l'écran. On déclare en suit à le TV que ce sont des images 3D et la TV va enclencher son mécanisme de restitution 3 mais avec la moitié de la résolution par œil.

C'est très pratique car toute chaine de transmission qui peut faire passer du full-hd peut faire passer de la 3D dans la moitié de la résolution.


le mk3d et la force des Popcorn A200 C200 A210
(visiblement aussi supporté par d-link mais pas testé par votre serviteur)

Le mk3d est un format qui contient un fichier h264 classique avec une image 3D encodée en side by site, bottom up, ou autre variante.
La déférence c'est que dans l'entête du fichier on déclare que le fichier est stéréoscopique et comment sont réparties les informations de l’œil gauche et de l’œil droite.

Alors ça change rien me direz vous, car c'est juste une information pour le lecteur,... En effet ça change rien et TOUT.

Car si le lecteur sait que les 1920 premiers pixels sont pour l’œil gauche et les les 1920 pour le droit, alors il peut constituer 2 images de 1920 par 1080. Et ces 2 images il peut les mettres l'une sous l'autre, puis ajouté 45 lignes de noir, et envoyé une image de 1920 sur 2205 sur son interface HDMI. Et ça c'est un truc connu,.... c'est le frame packing de la norme HDMI 1.4 et ça nos tv savant le traiter,...

J'ai donc recompressé quelques BD3D en side by side full en 3840 * 1080, mis le flag 3 stéréoscopique avec la dernière version de MKV merge et balancé le tout dans la C200.

Et Ô miracle la TV passent toute seule en 3D et en full HD 3D svp.


Et maintenant tordre le coup à certaines idées reçues lues ici ou la

La box blabla n'est que HDMI 1.3 donc impossible de faire de la full 3D avec
(Vrai) et Faux. Stricto senso le frame packing fait partie de norme HDMI 1.4 donc tout périphérique HDMI 1.4 DOIT supporter le frame packing. Mais il n'y a aucune différence électrique entre le HDMI 1.3 et le 1.4. Si la puce est capable de monter à 1920 x 2205 on peut envoyer une image dans ce format.


un BL3D est bien meilleur que n'importe quoi d'autre car c'est le lecteur qui gère l'alternance des images
Faux archi faux le lecteur envoie une trame de type "Frame Packing Frame". C'est ensuite le processeur de la TV qui se charge de l'affichage.

Mon filme est a 24 images secondes. Donc l’alternance 3D n'est qu'a 48HZ
Faux, le flux HDMI qui remonte à la TV est à 24fps. Le processeur image de la TV va afficher 5 fois l'image gauche et 5 fois la droite à 120Hz (Testé sur ma samsung avec un oscillo et un photo transistor)

Pouquoi la PS3 peut décoder les BL3D et pas mon média player xxx)
Car la PS3 a un processeur suffisamment puissant pour décoder le format MVC encapsulé dans le fichier siff par soft. Puis il est possible de faire passer une trame HDMI de 1920 x 2205 sur le hardware existant.

Le MediaPlayer fait appel à un chip incapable de décoder le MVC a ce jour. Le processeur n'a pas la puissance de calcul pour cette opération.

Le mk3d est une bonne alternative pour les MediaPlayer qui peuvent supporter de décoder un mkv de 3920 x 1080 et faire monter le résolution de leur interface HDMI à 1920 x 2205





référence http://www.best-3dtvs.com/what-is-frame-packing-3d/

Excellent article, je vais me coucher nettement moins con ce soir.

Une petite question tu utilises quoi pour encoder des BL3D en MK3V?

Autre question j'ai des MKV en 3D SBS dont ma TV Sony interprète comme signal 3D et switch automatiquement, mais en mode "Frame Packing Frame" en non pas en SBS. Ca t'est déjà arrivé?

En tous cas encore milles merci pour toutes ces explications.

Pour l'encodage j'utilise DvdFab (8.0.6.5) puis je repasse le tout dans mkvmerge 5.0.1 (GUI 5.0.1) pour mettrer le flag 3d sbs et générer le fichier mk3d.

Pour la sony aucune idée. Comment elle reçois le flux, via le C200 et l'HDMI ou elle reçoit directement le fichier par hdd ou DLNA.

Si tu passes par le C200 (et que firware et a jour), c'est clair que dès que le C200 identifie le fichier comme un fichier 3d (flag stéréoscopie mis ou .3DSBS. dans le nom du fichier) il va automatiquement passer en frame packing et la TV va switcher tout seule en 3D.

tres interessant ton post !
je viens de commander le popcorn a-300 pour lire mes mk3d et j'ai hate d'essayer ce que tu écris, car sur pc ce n'est pas concluant pour moi avec les sbs full hd et les bandes noires ça bouffe tout l'ecran, à moins que je m'y prenne mal.
merci pour ce retour

Bon choix, juste une chose la 3d ne marche pas en DLNA.
C'est soit du share réseau, soit sur le disque de la box, soit sur un disque usb connecté à la box.

Depuis le PC le mieux c'est un iso BL3D demaon tools ou équivalent, Power DVD 10, et une carte ati de la série 68xx.
Là ça marche vraiment bien !

j'ai testé stereoscopic player et des mkv full sbs avec mon ordi avec carte nvidia geforce 520, j'essaierai avec Powerdvd 10 par curiosité mais j'ai hate de recevoir mon popcorn.
Dans ton test en full side by side 3840 * 1080, il n'y avait pas un soucis de ratio à l'ecran avec les bandes noires ?
Merci

Avec la popcorn et le conteneur mk3d, non aucun soucis, la TV passe toute seule en mode 3D et c'est parti.

Sur le pc avec l'ati et stereosocopic player, pas de soucis non plus en HDMI 1.4. La tv passe aussi toute seule en mode 3D.

Parcontre en Full SBS, je n'ai jamais réussi a faire ce que je vouslais avec les cartes NVIDA dont je dispose.

Merci bibolette, je me suis permis de mettre le lien de ton test sur le forum français de Popcorn Hour suite à un post sur les mk3d.

Merci bibolette pour cette explication.

Je souhaite bientôt investir dans un popcorn A300 et j'avais du mal à trouver l'information sur la possibilité de lire les mkv 3d SBS.
En effet, les dune HD (comme bcp de players) ne semblent pas être en mesure de lires les diffuser. Il "downscale" le 3840x1080p en 1920x1080p avant de l'envoyer au diffuseur.
Cela provoque une division de la résolution par 2 (en hauteur ou largeur en fonction du SBS utilisé top/bottom ou right/left) mais l'image est affichée sur le diffuseur.

Es-tu sûr qu'en ajoutant le flag, via mkvmerge, afin de transformer le mkv 3d SBS en mk3d, que le popcorn ne fait pas la même chose ?
(C-a-d "downscaler" avant de diffuser).

Comment tu vérifies la résolution aficher sur ton diffuseur au final ?

Par avance, merci de tes réponses.

Pour moi il ne downsacle pas car :
- la TV switch automatiquement en 3D, donc elle détecte bien le frame packing frame
- le TV affiche bien une résolution de 1920 par 1080 lors de la commutation comme avec un BL3D
- le frame packing frame n'est traité correctement par ma tv qu'un 1920 par 1080p24 et en 720p50, testé avec le PC et NVIDIA 3D TvPlay. Dans les autres résolutions elle ne switch pas en 3D.
- La qualité, à l'oeil est supérieure au SBS, (mais reste très légèrement en dessous de 3D TvPlay avec un iso)

Donc pas de mesure directe, je n'ai pas d'analyseur HDMI à 15'000.- mais un faisceau d’indices concordants.

Cool, tu es toujours sur le post car il était un peu ancien.

Je disais ça car je pense que le popcorn comme (quasi) tous les lecteurs actuels ne font pas du Frame Packing 3D mais sont compatibles Frame Packing 3D.
La compatibilité Frame Packing est bien expliqué à l'article suivant sur le site de référence que tu as mis lors de ton premier poste. Il faut alors aller sur la section : "What is Frame Compatible 3D?"

De plus, ont peut lire que les TV upscale les flux downscaler pour les repasser en full HD.

Je penche donc plus vers le processus suivant :

- Le flux est lu par le media player en 3840*1080p.
- Il est downscaler par le lecteur en 1980*1080p
- Le flux est envoyé par l'interface HDMI 1.3 vers le diffuseur.
- Ce dernier upscale les images en semi-résolution, via algorithme, vers des images full HD.

Ainsi, on a une image full HD restituée avec la bonne résolution... mais pas tout a fait avec la même précision !!!

Je pense, qu'il faudra attendre les prochaines puces Sigma pour espérer avoir une gestion du Frame Packing 3D et pas juste une compatibilité Frame Packing.

En attendant, il semblerait que le seul moyen de profiter véritablement du full HD 3D, c'est le lecteur Blu-ray 3D ou de brancher un PC comme tu l'as décrit ci-dessous.

@+

Hello,

Impossible d'être 100% affirmatif.

En effet j'ai essayé par tous les moyens d'envoyer une telle frame avec ma carte NVIDIA en touillant manuellment les settings sous linux. Et impossibe de créer une frame Half HD qui fasse commuter la TV automatiquement en 3D alors qu'il est facile de créer un frame full HD qui la fait basculer en 3D.

Maintenant ce qui est certain c'est que le mk3d à une grosse lacune, c'est que les images oeil gauche et oeuil droite sont compressées séparément, car la paire stéroscopique est traitée comme une seule image. Et cela pose quelques que soucis car il peut y avoir de légère différence entre l'oeuil et l'oeuil droite en l'absence de stéréo et ceci se voit.

Si on prends un BL iso et qu'on le passe tel quel cela marche bien.
Si on prends un BL iso et qu'on le recompresse, même beaucoup, mais que l'on reste en format siff, la perte d'effet stéréo est négligeable.
Si on recompresse ceci en SBS full HD et qu'on le rejoue, même avec le PC et stéréoscopic player les problèmes de ghosting surgissent.

Donc le mk3d même en full HD n'est pas une pannacée.
Il faut un format qui code la paire en codand oeil "gauche" et "gauche-droite", comme le siff. C'est seul moyen d'avoir 2 images gauche et droite rigoureusement identiques dans les zones non stéréo. Mais le décodage de ceci n'écessite de poivoir décoder deux flux full HD et de générer la différence, ce qui n'écessite du HEX buffering (6 buffers) contre du double buffering pour de la HD classique. Et là point de chip sigma capable de faire ceci.

Donc oui je suis d'accord la seule façon d'avoir du 3d 100% c'est le BL ou le PC et un format iso de type siff. C'est pour cela qu je n'ai toujours pas changé ma vielille A110.