NDI

Le NDI (Network Device Interface) est un protocole de transmission de vidéo sur réseau IP développé par NewTek. Lancé en 2015, il a révolutionné l’industrie de la production vidéo en permettant la transmission de vidéos de haute qualité via des réseaux Ethernet standards, sans nécessiter d’équipement spécialisé en SDI ou HDMI. Grâce à NDI, les vidéos, l’audio, et même les métadonnées peuvent être échangés facilement entre les dispositifs connectés sur un réseau local, rendant la production vidéo plus flexible et abordable.

1. Origine et contexte du NDI

Le protocole NDI a été introduit en 2015 par NewTek, une société américaine spécialisée dans les technologies de production vidéo. L’objectif était de créer une solution de transmission vidéo basée sur IP pour remplacer les câblages coûteux et complexes des protocoles traditionnels comme le SDI. Le NDI permet la transmission de vidéo et de flux audio de haute qualité via un réseau Ethernet standard. Il a d’abord été adopté dans les environnements de production vidéo en direct et les studios de télévision. Maintenant, il est devenu aussi populaire dans les événements en direct, le streaming, mais aussi les productions vidéo semi-professionnelles et amateurs.

2. Fonctionnement technique du NDI

Le NDI utilise le réseau IP standard pour transmettre les données vidéo et audio. Cela signifie qui contrairement au SDI ou HDMI, il n’a pas besoin de câblage spécialisé. Dans les débuts, il fallait impérativement utiliser un réseau Gigabit pour le bon fonctionnement. Maintenant, les nouvelles normes NDI permettent l’utilisation du wifi car il utilise une compression avancée des données.

NDI permet la communication bidirectionnelle, ce qui signifie qu’un périphérique peut envoyer et recevoir des flux vidéo et audio simultanément. Cette fonctionnalité est cruciale pour des applications telles que la gestion des retours vidéo en temps réel dans un studio de production.

3. Les versions et évolutions majeures du NDI

• NDI 1.0 (2015) : La première version a permis aux caméras, ordinateurs et autres dispositifs de se connecter entre eux sur un réseau local (LAN) standard. C’était une avancée majeure pour les studios, permettant la réduction du câblage et la simplification des installations. Il fallait impérativement être en Gigabit pour que cela fonctionne.
• NDI 2.0 (2016) : Introduit avec une meilleure efficacité de compression et une latence réduite, la version 2.0 a rendu possible la transmission de vidéos HD avec une latence de quelques millisecondes seulement.
• NDI 3.0 (2017) : Cette version a ajouté la prise en charge des résolutions UHD/4K, une amélioration des performances sur les réseaux à haute densité et l’introduction du NDI|HX. Cette version du protocole est optimisée pour la faible bande passante. Le NDI|HX utilise le codec H.264, permettant de transmettre la vidéo sur des réseaux moins performants.
• NDI 4.0 (2019) : Cette mise à jour a apporté le NDI Recording, qui permet d’enregistrer les flux NDI directement, et le NDI Tools, une suite d’applications pour faciliter la gestion des flux. Le NDI 4.0 a également optimisé les performances sur les réseaux avec des centaines de périphériques connectés.
• NDI 5.0 (2021) : Avec la version 5.0, la principale innovation a été l’introduction de la NDI Bridge, permettant de relier des réseaux NDI distants via Internet, et le NDI Remote, pour inclure des sources vidéo extérieures. Cela a permis de démocratiser encore plus la collaboration à distance dans la production vidéo.
• NDI 6.0 (2024) : Le version 6 permet la prise en charge de la vidéo HDR 10bit.

4. Structure d’un flux NDI

Un flux NDI transporte plusieurs éléments :

• Vidéo : Il supporte des vidéos en haute résolution (HD, 4K, et même 8K) avec une faible latence grâce à une compression intra-image optimisée.
• Audio : L’audio est intégré directement dans le flux vidéo, permettant une parfaite synchronisation entre la vidéo et l’audio.
• Métadonnées : Le protocole NDI transporte également des métadonnées, comme les noms des caméras ou des informations de timecode, utiles pour la gestion et le suivi des sources.
• Données de contrôle : Les dispositifs NDI peuvent transmettre des commandes et des informations de contrôle (comme les réglages de la caméra), ce qui est essentiel pour les productions multicaméras.

5. Bande passante et performance

• Bande passante requise : Les besoins en bande passante du NDI varient en fonction de la résolution et de la version. Un flux NDI Full HD standard nécessite environ 100 Mbps, tandis que le NDI|HX, plus compressé, nécessite seulement 10 à 20 Mbps.
• Avantages du NDI|HX : En utilisant le codec H.264, et maintenant H.265, NDI|HX permet de réduire la bande passante de moitié, voire plus, sans affecter de manière significative la qualité de l’image. Cela le rend idéal pour les environnements à faible bande passante, comme les réseaux Wi-Fi.

6. Les avantages du NDI

• Flexibilité : Il permet aux caméras, ordinateurs, et autres sources vidéo de s’interconnecter facilement, ce qui réduit la complexité des installations.
• Économie : Il permet aussi de réduire les coûts liés aux câblages spécialisés, en utilisant des câbles Ethernet et l’infrastructure réseau existante.
• Qualité vidéo : Avec une transmission vidéo sans perte notable de qualité, il garantit une haute fidélité visuelle, même pour les résolutions élevées comme la 4K.
• Compatibilité multiplateforme : Il est compatible avec les systèmes Windows, macOS, Linux, et peut être utilisé avec de nombreux logiciels de streaming et de production vidéo, comme OBS, vMix, et les produits NewTek.

7. Inconvénients et limitations

• Dépendance au réseau : Le NDI nécessite un réseau stable et rapide pour une performance optimale. Sur un réseau local encombré, la latence peut augmenter.
• Bande passante élevée : Sauf pour le NDI|HX, le protocole NDI requiert une bande passante significative, surtout en résolution 4K. Cela peut être un défi sur des réseaux non dédiés ou avec plusieurs flux simultanés.
• Consommation CPU : Le traitement et la décompression des flux NDI peuvent solliciter significativement les ressources CPU et GPU, notamment lors de l’utilisation de résolutions élevées ou de multiples flux simultanés.

8. Applications et cas d’utilisation du NDI

• Production en direct : Dans les environnements de production en direct, comme les émissions de télévision, les sports et les événements en direct, il permet de connecter facilement les caméras, moniteurs et autres équipements.
• Éducation : Il est utilisé dans les établissements scolaires pour diffuser les cours, les conférences et les événements en direct.
• Streaming en ligne : Les streamers et créateurs de contenu utilisent le NDI pour intégrer facilement des flux de caméra et de gameplay dans des logiciels de streaming comme OBS.
• Événements hybrides et conférences : Il permet de diffuser des événements en direct tout en intégrant des sources à distance. Il facilite aussi les configurations multi-caméras pour les conférences.

9. NDI Tools : Des outils pour tout gérer

Voici les outils disponibles sur tous les systèmes d’exploitation:

• NDI Studio Monitor : Permet de visualiser n’importe quel flux NDI sur le réseau, pratique pour surveiller les flux en temps réel.
• NDI Screen Capture : Capture l’écran d’un ordinateur et le transmet comme un flux NDI. Cela permet d’inclure facilement des présentations ou des écrans de travail dans une production.
• NDI Virtual Input : Convertit un flux NDI en une source de webcam virtuelle, ce qui est utile pour l’intégration dans des logiciels de visioconférence.
• NDI Test Patterns : Fournit des modèles de test pour évaluer et calibrer les flux NDI dans un réseau.

Retrouvez l’intégralité des outils sur https://ndi.video/tools/.

10. Perspectives d’évolution

• NDI 6 : NewTek continue de travailler sur des solutions NDI compatibles avec des résolutions ultra-haute définition comme la 8K. Cela s’oriente aussi sur le support de la vidéo HDR (High Dynamic Range) pour offrir des images plus dynamiques et réalistes.

• Cloud et production décentralisée : Avec la tendance croissante des productions cloud, le NDI devrait s’intégrer davantage dans les solutions de production décentralisées et les services de streaming basés sur le cloud.

Résumé

Le NDI a transformé le monde de la production vidéo. Il permet une transmission simple et abordable de vidéos sur réseau IP standard. Depuis sa création en 2015, il a évolué pour prendre en charge des résolutions et des fonctionnalités avancées (NDI|HX, NDI 6, NDI Bridge). Il est aujourd’hui essentiel dans des secteurs variés, allant de la télévision au streaming en ligne. Le NDI continue d’évoluer et de répondre aux exigences modernes de la production vidéo. Il offre flexibilité, économie, et qualité dans des environnements de plus en plus connectés.