thumb|Réalisation des images d'une vidéo en 2016, impliquant une caméra et un cadreur.
Le terme vidéo désigne à la fois d'une part, l'ensemble des techniques permettant la constitution d'un signal électronique produisant ou retransmettant des s animées et d'autre part, la restitution et l'affichage de ces images ainsi que ce signal lui-même par métonymie. Plusieurs paramètres d'un signal vidéo sont : "cadence image / trame", "définition", "standard couleur éventuellement associé", "composition" analogique ou numérique, format d'image, télétexte, synchronisation, données associées, etc.
Le substantif peut également désigner l'activité commerciale : édition de vidéogrammes (sur des supports physiques comme, historiquement, la vidéocassette, le laserdisc, les fichiers informatiques, le DVD, le disque Blu-ray), distribution de ces supports, souvent aujourd'hui via Internet (streaming (diffusion de flux), consultation à la demande).
Les différents formats du signal vidéo conditionnent son type d'exploitation : .
Dans l'univers numérique, la vidéo se caractérise par des normes et paramètres spécifiques complémentaires définissant notamment l'échantillonnage, le débit de données, la définition de l'image, le codage, le type d'algorithmes de compression. Les normes comme MPEG et Digital Video Broadcasting ainsi que diverses autres spécifications d'exploitation ou de connectique comme le format HDMI notamment, peuvent lui être associées.
Le mot « vidéo » provient du latin « video » signifiant « je vois », apocope de vidéophonie ou de vidéogramme. Le substantif vidéo s'accorde en nombre mais employé comme adjectif, le mot reste toujours invariable. Selon les rectifications orthographiques du français en 1990, l'adjectif adopte désormais la règle générale et s'accorde dès lors, en nombre.
Principes techniques en vidéo analogique
Balayage Deux types de balayage électronique peuvent s'appliquer pour un signal vidéo. Historiquement, le plus ancien appliqué en télédiffusion est dit « entrelacé » et celui plus particulièrement adapté à l'univers vidéo informatique est de type « progressif ».
Balayage par entrelacement
L'image affichée par un téléviseur à tube cathodique ou un écran vidéo de type analogique exploite une succession de balayages linéaires, partant du haut à gauche de l'écran et finissant en bas à droite. Aux origines de la télévision, la performance des éléments phosphorescents du tube est limitée et la bande passante disponible pour la télédiffusion, significativement limitée. Le plus souvent, on observe un phénomène de scintillement, perçu par l'œil humain selon la cadence ou . La solution la plus simple pour accélérer la cadence de balayage impose également d'augmenter la cadence des images, ce qui est coûteux en bande passante pour la retransmission. Une solution plus astucieuse consiste à omettre une ligne sur deux, pour chaque image à afficher, permettant ainsi de doubler la cadence de balayage, tout en conservant la même bande passante. Ainsi, une première passe affiche toutes les lignes impaires en deux fois moins de temps que pour une image entière et la seconde passe affiche les lignes manquantes paires : le principe du mode entrelacé. Le même nombre de lignes composant l'image est respecté et l'écran est balayé deux fois par le faisceau cathodique pour afficher chaque image. Le terme « trame » (« field » en anglais) désigne une passe de balayage, soit le signal d'une « demi image ». Une image pleine (« frame » en anglais) est donc constituée de deux trames, puisqu'il faut deux balayages pour composer chaque image affichée à l'écran en mode entrelacé.
La caméra ou la source d'images vidéo dont le fonctionnement est précisément adapté au mode entrelacé du même type de téléviseur, exploitent le même mode de balayage. Chaque trame ou demi image n'affiche pas le même contenu car il est décalé dans le temps. Si un sujet se déplace très rapidement entre l'intervalle de deux trames, il occupe une position différente sur chacune des deux trames. Lors d'un arrêt sur image au cours d'un montage vidéo analogique, le phénomène de zigzag peut apparaître lors de l'affichage des deux trames en image pleine. Le problème est totalement résolu à partir des années 1970 dans les studios de télévision professionnels avec l'utilisation de circuits de compensation et correcteur de base de temps ou TBC.
Balayage progressif Lorsque l'affichage n'est pas entrelacé et que chaque image vidéo est complète ou pleine, il s'agit du mode balayage progressif. À partir de la fin des années 1980, ce mode d'enregistrement est exploité pour les vidéos tournées en HD TV ou en D-cinéma destinés à être transférés et projetés en 35 mm.
Selon les zones géographiques, la cadence 25 ou 30 images progressives 25p, 30p ou la cadence doublée 50p / 60p est exploitée par les caméras.
Les normes vidéo et télévisuelles internationales
Historiquement, le signal vidéocomposite exploité pour la télévision connaît de multiples variantes durant le . Deux formats principaux subsistent à compter des années 1980 : le 525 lignes et le 625 lignes. Chaque norme peut être associée à un standard couleur combiné dans le signal vidéocomposite.
Normalisation UIT-ITU : A = 405 lignes - Royaume-Uni (1936-1985) B = 625 lignes - (Europe) EBU-UER, Asie, Afrique, Australie (1950-) C = 625 lignes - Belgique, Italie, Hollande, Luxembourg - VHF - (1953-1978) D = 625 lignes - Australie, Outremer, Europe de l'Est, Chine (1948-) E = 819 lignes France / Monaco / Vatican (1948-1984) F = 819 lignes Belgique / Luxembourg (1953-1983) G = 625 lignes (Europe) EBU-UER, Asie, Afrique (1961-) H = 625 lignes (Europe) Belgique, Pays de l'Est, Malte (1961-) I = 625 lignes - Irlande, UK, Hong Kong, Macao, Falkland et Afrique du sud (1962-2002) J = 525 lignes - Japon - Asie (1950-2011) K/K1 = 625 lignes Australie, Outremer, Europe de l'Est, Chine (1961-) L = 625 lignes France, Monaco, Luxembourg (1961-2011) M = 525 lignes - Amérique, Asie (1941-2015) N = 625 lignes - Amérique du Sud (1951-)
Les standards de diffusion couleur Associés aux normes de télévision, historiquement, trois standards couleurs analogiques apparaissent : le NTSC, le SECAM puis le PAL.
Depuis les origines de la télévision en noir et blanc, seule la luminance définit l'image par un certain nombre de points horizontaux et aussi par trois facteurs de nuance de gris, ainsi que la cadence trame / ligne.
Lorsque la télévision couleur fait son apparition dans les années 1950-1960, les téléviseurs noir et blanc sont censés rester compatibles avec les signaux diffusés et ainsi, restituer une image satisfaisante. Le signal de luminance doit être préservé et un signal complémentaire que le téléviseur noir et blanc ne doit pas détecter est ajouté; en vertu de la compatibilité ascendante ou rétro compatibilité.
Selon les principes optiques de la couleur additive, les deux différences de couleur primaires Rouge et Bleu (R et B) où R'-Y et B'-Y, le symbole "prime" signifiant que les signaux subissent une correction propre à une courbe de gamma. Cette subtilité est censée corriger, à l'époque, un problème de mauvaise linéarité de restitution des tubes cathodiques afin, qu'en combinant le signal couleur avec la luminance, les informations des teintes verte soient correctement préservées et restituées.
Pour retransmettre ces deux signaux couleur complémentaires, un conflit de standard se fait jour ; tous les pays n'adoptent pas la même solution électronique pour télédiffuser les signaux de chrominance.
Aux États-Unis, en Amérique du Nord et d'autres pays asiatiques, le NTSC exploite le changement de phase, uniquement sur l'une des différences de couleur. Ce premier système mis en exploitation accuse une certaine diaphotie lors de la télédiffusion, phénomène corrigé en vidéo composite ainsi que par son concurrent plus récent, le standard SECAM français.
En France, en Afrique francophone et dans les pays d'Europe de l'Est, le SECAM (Séquentiel de Couleur A Mémoire) exploite la transmission alternée de l'information rouge et bleu grâce à un composant mémoire.
Le reste du monde exploite le standard PAL Phase Alternating Line, lequel distingue des deux différences retransmises simultanément mais en exploitant des phases distinctes, pour chaque donnée de couleur.
Le signal de chrominance (NTSC, SECAM ou PAL) est ensuite combiné dans une sous-porteuse avec le signal vidéo Y (luminance, signal noir et blanc).
Le nombre de lignes, la cadence de balayage, le type de modulation positive ou négative à l'émission, font partie des normes de télévision suivant chaque zone géographique et ne doit pas être confondu avec les standards vidéo couleur (PAL, SECAM, MESECAM et NTSC).
Le capteur optique
Les premières caméras fonctionnent sur le même principe que les téléviseurs à tube cathodique en analysant l'image formée par l'objectif à l'aide d'un tube de caméra dont le fonctionnement est proche de celui de la cellule photo électrique. À partir de la fin des années 1970, les caméras vidéo commencent à être dotées d'un capteur photographique de type CCD ou CMOS.
Définition de l'image et fréquence de balayage
Différents formats d'image vidéo définissent principalement la fréquence de balayage vertical de l'image.
405 lignes (standard anglais abandonné) noir et blanc 525 lignes : définition 4/3 utile = 720 x 480 (standard américain) couleur NTSC et PAL-N 625 lignes : définition 4/3 utile = 768 x 576 (standard européen) couleur PAL, SECAM et NTSC-4.43 819 lignes : définition 4/3 utile = 1024 x 768 (standard français abandonné) noir et blanc
Il existe une différence entre le nombre de lignes composant l'image et le nombre de lignes affichées. Une différence de 49 lignes en et de 45 lignes en apparait. Ces lignes « perdues » pour l'image vidéo sont toutefois nécessaires ; elles représentent le délai pour que le faisceau d'électrons balayant le tube cathodique puisse remonter du bas de l'image vers le haut. Cette caractéristique n'existe pas avec les écrans LCD ou les dalles plasma mais cet écart subsiste pour assurer la compatibilité ainsi que l'exploitation de certains services. Les lignes libérées sont ainsi mises partiellement à profit. On y trouve éventuellement les signaux de télétexte, de sous-titrage ainsi que le time-code utilise pour les équipements vidéo professionnels.
On distingue deux fréquences de balayage de l’image : le balayage vertical, s'effectuant du haut vers le bas de l'écran, lequel sert à composer la trame ou l'image complète. Il s'effectue 25, 30, 50 ou 60 fois par seconde ; le balayage horizontal, s'effectuant de gauche à droite pour chaque ligne composant l'image. La fréquence de balayage horizontal est donc égale à la fréquence verticale, multipliée par le nombre de lignes et divisée par deux à cause de l'entrelacement.
Ce qui donne les valeurs suivantes : Fh() = 50 x 625 / 2 = Fh() = 60 x 525 / 2 =
Ce résultat n'est pas dû au hasard. Si les fréquences horizontales sont presque les mêmes en et en , cette formule permet d'exploiter des circuits électroniques simplifiés pour effectuer simultanément le balayage horizontal et ainsi réaliser des économies lors de la fabrication des équipements.
Couleur Les spécialistes connaissent les particularités spectrales et limites du cerveau et de l'œil humain, lequel marque une très nette préférence optique pour certaines couleurs. Le spectre chromatique de l'œil exploite trois couleurs primaires. Cela permet par mélange additionnel ou soustractif, de recréer à peu près toutes les autres couleurs et teintes du spectre visible. Le cinéma en couleur exploite les mêmes principes en utilisant sur la pellicule, des émulsions à plusieurs couches, dont chacune est sensible à une couleur primaire.