Format d'image

Les premiers films du cinéma sont tous issus des rouleaux du film souple transparent en nitrate de cellulose de 70 mm de large, non perforé, inventé en 1888 par l'Américain John Carbutt et commercialisé dès 1889 par l'industriel George Eastman (créateur de Kodak). Seuls les films d'Émile Reynaud, les premiers dessins animés du cinéma, n'utilisent pas ce support, mais une bande de 70 mm de large, faite de carrés de gélatine reliés les uns aux autres, avec une unique perforation pour chaque dessin, qui sert à entraîner le mécanisme et non à être entraînée par lui.

Le format des premiers films, ceux produits dès 1891 par Thomas Edison et réalisés par William Kennedy Laurie Dickson affiche ¾ de pouce en largeur, soit 19 mm, découpé dans les rouleaux Eastman, perforé puis recouvert sur une face d'émulsion photosensible. Cette pellicule est à défilement horizontal, elle comporte une seule rangée de perforations latérales au pied de l'image, et les photogrammes sont parfaitement circulaires, à la manière des jouets optiques, avec un diamètre de ½ pouce (soit environ 13 mm)[1].

Comme elle manque de résolution et de stabilité, Edison et Dickson la portent à 35 mm en coupant par la moitié les rouleaux Eastman de 70 mm. Ils choisissent cette fois le défilement vertical et des photogrammes au format rectangulaire. La pellicule reçoit d'abord une seule rangée de perforations rectangulaires, puis une deuxième afin d'améliorer la stabilité dans le couloir de prise de vues. « Edison fit accomplir au cinéma une étape décisive, en créant le film moderne de 35 mm, à quatre paires de perforations par image[2]. »

Les frères Lumière, dans la course qui s'est lancée depuis l'apparition du film Eastman, évitent la contrefaçon industrielle et le conflit commercial avec Edison, dont les 2x4 perforations rectangulaires par photogramme ont fait l'objet de nombreux brevets internationaux, en optant pour une seule perforation ronde de chaque côté des photogrammes. Le rapport d'image de leurs films est à peu près le même que chez Edison : 18 mm (la hauteur de quatre perforations) × 24 mm (la largeur disponible entre les deux rangées de la perforation), soit un format 4/3 (1,33:1), rapport courant dans les supports photographiques de l'époque, et qui s'imposera plus tard pour un temps en télévision.

Dans les années héroïques du cinéma (les années 1890), d'autres formats, avec ou sans perforations, tentent leur chance : 38 mm, 48, 51, 54, 60, 63, 68, 70 et même 75 mm, avec autant de ratios image différents !

Lorsque le cinéma devient parlant, on tire le son (codage analogique optique) sur la pellicule positive, entre l'image et les perforations de gauche (vues en projection). Cela a deux effets : il faut décaler l'axe optique des caméras pour le recentrer sur le photogramme décalé sur la droite (afin de réserver cet espace pour le tirage), et le format d'image devient presque carré. L'Academy of Motion Picture Arts and Sciences (académie américaine du cinéma) définit en 1929 un nouveau standard : le format 1,375:1, appelé « format académique ».

Ce n'est que bien plus tard que l'Allemand Oskar Barnack a l'idée d'utiliser ce film cinéma dans un appareil photo, le Leica, en choisissant un défilement horizontal. C'est le film 135 que l'on charge parfois encore dans les appareils « 24 × 36 mm ».

Le Cinéorama de Raoul Grimoin-Sanson, présenté à l'occasion de l'Exposition universelle de 1900 à Paris, se compose d'un écran couvrant 360°, éclairé par dix appareils de projection synchronisés.

En 1927, Abel Gance imagine pour son fameux Napoléon de projeter simultanément trois films sur triple écran afin de dépasser les limites habituelles du cadre (une sorte de split screen géant). Le procédé, baptisé Polyvision offre un rapport de 4,00:1.

Dans les années 1950, pour concurrencer l'arrivée de la télévision, on invente les formats larges afin de renforcer le côté spectaculaire des projections de cinéma par rapport au « petit écran »[3]. Ils sont essentiellement de deux types :

• les formats dits « Large » (entre 1,5 et 2 pour 1) 1,66:1 (Europe), 1,75:1 (Italie) et 1,85:1 (États-Unis)[4], obtenus en diminuant la hauteur des photogrammes par modification de la fenêtre de prise de vues des caméras et de la fenêtre de projection, et en agrandissant un peu l'image à la projection pour récupérer l'espace perdu en hauteur, grâce à un objectif à plus courte distance focale sur le projecteur ;
• les formats dits « Panoramique» (supérieur à 2) de type CinemaScope (35 mm à défilement vertical anamorphosé) / VistaVision (non anamorphosé à défilement horizontal au tournage) Todd-AO (70 mm à défilement vertical sans anamorphose), pour les plus utilisés de la période argentique.

Le défaut de tels formats panoramiques, auquel seul le 70 mm échappe, est que pour obtenir une image plus vaste en projection, il faut multiplier d'autant l'agrandissement des photogrammes dont la résolution s'estompe au fur et à mesure, bien qu'aujourd'hui le grain soit le plus souvent imperceptible du fait des progrès des pellicules argentiques. Le CinemaScope pallie en partie ce défaut : l'image est plus agrandie dans un sens que dans l'autre, il y a donc une perte de résolution moins importante en hauteur qu'en largeur ; par contre, on observe une déformation des reflets dans l'objectif.

Le CinemaScope est basé sur l'invention de l'Hypergonar par le Français Henri Chrétien en 1926. Il s'agit d'une lentille cylindrique qui anamorphose l'image, c'est-à-dire la comprime horizontalement (généralement dans un rapport de 2:1 pour une image finale d'un rapport de 2,35:1), faisant ainsi entrer un espace filmé plus grand qu'avec un objectif normal, la pellicule utilisée étant le 35 mm standard. À la projection, l'image est désamorphosée par une lentille identique pour obtenir une image très large. Henri Chrétien céda son brevet à la 20th Century Fox en 1953.

Le VistaVision, procédé américain inventé dans les années 1950, nécessite l'utilisation d'une caméra spéciale : la pellicule 35 mm circule dans le sens latéral (horizontal, plutôt que de haut en bas comme c'est le cas normalement) et les photogrammes occupent la surface comprise entre 8 perforations (au lieu de 4 dans le 35 mm standard à défilement vertical). De cette manière, l'image présente — sans adjonction d'un quelconque accessoire optique — un rapport très allongé de 5/3, soit 1,666:1, qui est très proche du fameux nombre d'or. Le problème était de faire admettre aux directeurs de salle l'achat d'appareils de projection coûteux pouvant également faire défiler la pellicule horizontalement, de gauche à droite, un choix économiquement non viable. La solution la plus généralement adoptée a été de réduire optiquement l'image du négatif sur un positif à défilement vertical au format 1,85:1 ou CinemaScope, ou de la gonfler sur un positif 70 mm, comme ce fut le cas pour Sueurs froides (Vertigo) d'Alfred Hitchcock, Les Dix Commandements de Cecil B. DeMille, et bien d'autres encore. Un des premiers films tournés dans ce procédé était La Cuisine des anges. Le VistaVision est encore utilisé de nos jours, exclusivement pour la prise de vues de séquences à effets spéciaux.

Durant les années 1960, d'autres procédés ont attiré un large public, mettant en œuvre trois pellicules se déroulant en synchronisme dans trois caméras bloquées l'une contre l'autre, dont les trois objectifs se croisaient pour filmer un espace trois fois plus vaste que le champ normal :

• le Cinérama, technique américaine nécessitant un écran courbe et trois projecteurs, exploitée à Paris à partir de 1952 dans la salle du même nom avenue de Wagram (devenue ultérieurement le théâtre de l'Empire), ou le Gaumont Palace de la rue Caulaincourt (18^e arrondissement) de 1962 à 1967. Bien qu'impressionnant, le Cinérama était difficile à mettre en œuvre lors des tournages et, en projection, la jonction entre les trois images était trop visible ;
• le Kinopanorama russe, quasiment identique au Cinérama, fut exploité dans plusieurs salles à travers le monde, dont la salle parisienne du même nom, pendant quelques années à partir de 1959.

En hommage à Abel Gance, l'ancienne salle de vision privée du Royal Monceau à Paris était spécialement équipée pour la projection du triptyque de Napoléon en cinéma numérique (aspect ratio 4:1)[5].

Lunettes à deux couleurs (rouge et bleu) pour la vision en relief.

Des procédés de cinéma en relief dit aussi « stéréoscopiques » (l'expression « 3D » – pour « trois dimensions » – se généralise dans les années 1930) existent depuis longtemps. Il y eut d'abord le relief avec port de lunettes à deux couleurs (anaglyphe). S'il convenait parfaitement pour le noir et blanc, il dénaturait par contre les films en couleur.

Dès 1952, le procédé est perfectionné en utilisant des lunettes polarisantes, permettant ainsi la projection de nombreux films en couleur, comme Bwana Devil et L'Homme au masque de cire. Appelé « Natural Vision » chez Warner Bros., il a été exploité, entre autres, par Alfred Hitchcock qui l'utilisa pour son film Le crime était presque parfait en 1954).

Il nécessitait à la projection deux projecteurs, un écran métallisé et des copies droite et gauche parfaitement synchronisées, ce qui entraînait un coût supplémentaire (deux copies pour un film) et des complications. Si l'opérateur était amené à réparer une copie (généralement en supprimant l'image sur laquelle la copie s'est déchirée) il devait faire la même opération sur l'autre sous peine de désynchronisation et de maux de têtes pour les spectateurs. L'avènement du Cinemascope a considérablement fait chuter l'intérêt du public pour les films en relief.

Lors du retour à la mode de la 3D, principalement dans certains films d'horreur de séries B des années 1970-1980, l'anaglyphe plus économe et moins contraignant refit surface. Il est généralement utilisé uniquement sur quelques minutes de ces films. Certains réalisateurs prirent d'ailleurs avantage de la dénaturation des couleurs lors des séquences 3D.

Le procédé est utilisé encore aujourd'hui dans des parcs d'attraction tel que les parcs Disney ou à la Cité des sciences et de l'industrie de Paris, pour leurs attractions de cinéma en relief. À la projection en relief, les parcs ajoutent fréquemment un plancher flottant dans la salle afin de faire « sentir » aux spectateurs les émotions du film, mouvements de caméra, bougé, tremblements, etc. Les lunettes polarisantes sont également utilisées pour la nouvelle technologie de télévision 3D.

Le Futuroscope propose du cinéma en relief fonctionnant selon un troisième principe beaucoup plus complexe mais aussi plus efficace. Deux images différentes correspondant à l'angle de vue de chaque œil sont projetées alternativement sur un écran en forme de dôme, les spectateurs portent des lunettes à cristaux liquides qui, synchronisées avec la projection, opacifient alternativement chaque verre afin que l'œil ne perçoive que l'image qui lui est destinée.

Actuellement les films en relief font un retour dans les salles grâce au développement de la projection numérique. Classiquement, projeter un film en relief, demandait une installation lourde telle que l'utilisation d'un second projecteur et d'un système de synchronisation. En numérique, l'installation est beaucoup plus simple puisqu'il suffit d'ajouter un équipement spécifique au projecteur existant. Outre cette simplicité d'installation la projection numérique en relief permet de réduire les effets de scintillement en augmentant la fréquence d'obturation à 144 Hz soit 72 Hz par œil. Ce procédé est très en vogue à Hollywood car il permet de redonner à la projection en salle un avantage significatif par rapport à la télévision ou à la vidéo mais aussi parce qu'il n'est pas possible de pirater un film en relief en le filmant avec un caméscope. Trois systèmes sont en concurrence : Real D utilisant une polarisation circulaire, Xpan D utilisant un système actif et Dolby 3D utilisant un système passif basé sur le filtrage des couleurs.

C'est d'abord le format de la pellicule, sa largeur et son pas, qui détermine le format de l'image, auquel s'ajoutent les contraintes techniques : réserve(s) latérale(s) pour la ou les pistes sonores, utilisation éventuelle d'objectifs anamorphiques. On distingue deux manières d'impressionner la pellicule dans les caméras argentiques :

• la technique dite « de cache » (hard matte : la fenêtre de prise de vues est au format choisi, les barres noires qui séparent les photogrammes les uns des autres sont créées par le passage de l'obturateur qui masque la fenêtre 24 fois par seconde durant le déplacement d'un pas de la pellicule ;
• la technique dite « de recadrage » (soft matte : elle consiste à filmer avec les repères du format visé (en général au rapport 1,85:1) tout en impressionnant la pellicule avec une fenêtre de prise de vues plein cadre (1,37:1), la barre noire de séparation étant réduite à sa plus petite expression (les photogrammes sont pratiquement jointifs). Ce qui permet plus tard de mettre en vente deux versions du film : une version large (widescreen en anglais) (1,85:1), et une version « carré » (1:1 ⩽ Carré < 1,5:1) plein écran (fullscreen en anglais) (1,37:1) ; comme l'image est cadrée pour du 1,85:1, la version plein écran (fullscreen en anglais) contient parfois des éléments parasites comme des perches, câbles électriques… Cette technique est essentiellement utilisée aux États-Unis, car elle ne concerne de fait que les rapports 1,66:1 et 1,85:1.

En 35 mm, un procédé des années 1950, le Superscope, équipe les caméras d'une fenêtre de prise de vues spéciale qui donne, sans anamorphoseur, une image au rapport 2:1, en impressionnant la pellicule sur toute sa largeur utile (sans laisser la réserve pour le son, réserve inutile au niveau du négatif), mais en n'utilisant qu'une faible partie de la surface photosensible (les barres de séparation sont énormes), ce qui représente d'une certaine façon un gâchis. Les copies sont tirées ensuite avec des fenêtres du type CinémaScope et une optique anamorphique. Ce format se retrouve plus tard sous l'appellation « Super 35 mm ».

Durant les années 1960, le Techniscope propose de réduire ce gâchis en utilisant des caméras modifiées dont le pas est de deux perforations par photogramme au lieu de quatre, qui donne directement un rapport d'image de 2,40:1 (2,33:1 au lancement du procédé), donc une image beaucoup plus large que haute sans aucune anamorphose, avec là aussi une quasi-absence de la barre de séparation des photogrammes. Le procédé permet une économie de 50 % sur le budget de la pellicule négative. Pour l'exploitation en salles, les copies sont en revanche tirées au pas de quatre perforations par image et les photogrammes sont compressés en largeur (anamorphose du type CinémaScope).

Le 70 millimètres est un format de projection double de taille par rapport à la pellicule standard de 35 millimètres. Lors de la prise de vues, la pellicule négative est différente. Pour des raisons économiques, elle ne mesure que 65 mm de large, les cinq millimètres économisés servant aux futures pistes sonores qui sont absentes sur le négatif. Les pas du 65 mm et les pas du 70 millimètres, tous deux à défilement vertical, sont les mêmes : 5 perforations par photogramme, de manière à obtenir là encore une image rectangulaire très large sans procédé optique anamorphoseur, au rapport de 2,2:1. L'image est d'une netteté parfaite, contrairement aux procédés anamorphiques. On ne tourne plus dans ce format que de façon exceptionnelle, pour des raisons de coût.

L'IMAX utilise du film 70 mm, mais à défilement horizontal, au pas de quinze perforations par photogramme.

Il arrive que des films tournés en Scope sur pellicule 35 millimètres soient tirés en 70 millimètres par agrandissement (ou gonflage), car il reste des projecteurs 70 mm dans des salles de prestige. Cette pratique était très répandue avant le son numérique, le 70 mm offrant en effet un très bon son sur six pistes. Il arrive aussi que des copies de films tournés en 65 mm soient tirées en 35 mm scope, les salles 70 mm étant peu répandues et ces copies coûtent moins cher que des copies 70 mm.

Au moment de la projection, le projectionniste sélectionne une fenêtre de projection adéquate (cette pièce, facilement amovible, offre plusieurs spécimens) car la partie noire des photogrammes peut être dégradée, rayée, piquée, et la fenêtre doit éviter la projection de rayures ou points blancs parasites hors de l'écran. Il choisit bien entendu l'objectif le mieux adapté. Ainsi, l'image est plus agrandie en 1,85:1 qu'en 1,37:1 ; si une image 1,37:1 était projetée avec un objectif 1,66:1, le haut et le bas dépasseraient de l'écran ; si une image 1,85:1 était projetée avec un objectif 1,666:1, l'image serait moins haute que l'écran.

Pour le format 2,39:1, l'image sur la pellicule est « anamorphosée », c'est-à-dire qu'elle est compressée dans le sens de la largeur, sauf dans le cas d'une pellicule VistaVision (prise à l'horizontale) ; elle est décompressée lors de la projection, ce qui explique que les halos de lumière paraissent elliptiques.

Le choix du format n'est pas seulement dicté par la technique : il est aussi financier et commercial. Les formats les plus larges sont souvent plus coûteux à produire, ainsi comme l'image capture un champ plus large, cela impose de maîtriser un espace plus important (décors plus grands, placement du matériel plus contraignant). Par ailleurs, la part du marché vidéo et des diffusions à la télévision dans les revenus d'un film est de plus en plus importante et certains formats s'accommodent mal d'un écran 4/3 (1,33:1). Les chaînes de télévision émettant de plus en plus au format « large » 16/9 tv numérique (TNT, câble, ADSL, satellite) pour s'adapter au nouveau format de téléviseurs, on constate une quasi-disparition du format « carré » 4/3 tv dans les nouvelles productions.

Le format est aussi un choix artistique, correspondant à ce que le réalisateur désire montrer au spectateur. Ainsi, un format « carré » du type 1,37:1 permet des cadrages plus serrés, la vision du spectateur étant focalisée sur le sujet central de l'image (comme dans Rosetta des frères Dardenne en 1999) et ne pouvant pas s'échapper sur les côtés. Le format académique 1,37:1 permet également d'avoir une image plus « verticale » qui peut, par exemple, évoquer l'enfermement ou l'envol (comme dans De bruit et de fureur de Jean-Claude Brisseau en 1988).

Un format large permet au contraire de représenter de vastes paysages (comme les westerns), ou de mettre en scène de nombreux personnages (comme dans Usual Suspects de Bryan Singer en 1995). Le cinéaste André Téchiné a utilisé le CinémaScope pour plusieurs de ses films, notamment J'embrasse pas (1991). Il a déclaré en 1994 que cette utilisation était faite dans l'idée d'obtenir deux gros plans dans le même cadre « et de filmer ce qui se passait entre les gens et les choses, l'air et la distance qui les sépare[6]. »

Dans le film Le Mépris (lui-même en CinémaScope), Jean-Luc Godard fait dire à Fritz Lang à propos du CinémaScope : « Ce n'est pas fait pour des hommes, c'est fait pour les serpents, pour les enterrements[7]. »

Stanley Kubrick ne tourna que deux films en 70 mm et 2,20:1 : Spartacus et 2001, l'Odyssée de l'espace. Pour le reste de sa filmographie, il resta attaché à des formats plus carrés, avec une certaine préférence pour le 1,66:1, qui avait assez longtemps survécu dans les salles européennes à la différence du marché américain[8]. Pour les diffusions télé et vidéo de son vivant, il revenait autant que possible au négatif, qui avait été exposé plein cadre, en 1,37:1 (tournage dit en open matte) pour tirer des masters vidéo 4/3 sans bandes noires, en ouvrant l'image. Après la disparition de Kubrick, les écrans « large » 16/9 devinrent la norme et les films qui s'y prêtaient sont disponibles aujourd'hui dans des masters vidéo en 1,66:1 (5/3) ou 1,77:1 (16/9), supervisés avec l'accord de la famille de Kubrick.

• L'IMAX est limité aux salles équipées pour ce procédé. Sa particularité est d'avoir une résolution d'image dix fois supérieure au 35 mm. Il s'agit d'un procédé à défilement horizontal, en 70 mm. L'écran peut donc être beaucoup plus grand, ce qui a un effet immersif saisissant. Son format d'image est de 1,43:1 en version plane ;
• L'Omnimax lui adjoint l'utilisation d'un objectif fisheye et n'a pas de format à proprement parler, puisque l'image sur la pellicule est un disque (légèrement tronqué sur le dessus), projeté sur une demi-sphère (vu sous un angle solide de 2π stéradians par le spectateur). Par exemple : La Géode à Paris ou le Futuroscope de Poitiers projettent en Omnimax.

• Super Héraclorama ;
• Circlorama (onze projecteurs, 1958) ;
• Cinemiracle (en) ;
• Thrillerama ;
• Wonderama ;
• Circarama ;
• Quadravision.
• Nexus

• Gérard Duquesne, Technologie de l'opérateur projectionniste : cinéma et vidéo, Dujarric, Paris, 1995 (ISBN 978-2-85947-092-0).
• Jean Vivié, Projection des images animées et reproduction des enregistrements sonores, Dujarric, 1982.
• Alain Besse, Salles de projection, salles de cinéma : Conception, réalisation, exploitation, Éditions Dunod, Paris, 2006 (ISBN 978-2-10-049673-0).
• Recommandations techniques CST, SMPTE, normes Afnor NF S 27100 (projection numérique), normes ISO.

• Format de pellicule cinématographique
• Format 70 mm
• CinemaScope
• Cinérama
• Image numérique
• Format de papier

• (en) in70mm.com - Site de référence sur les formats larges.
• Les formats cinématographiques - Onlydigital.fr.
• Petite histoire des formats de films - Cinémathèque de films amateur de Marseille.
• Christopher Guyon, « Ratios de cadre et format d'image au cinéma – Comment Choisir ? », Devenir-realisateur.com, 20 avril 2019.
• (en) Aspect ratio calculator (calculer le format d'image en ligne]