Au cinéma, à la télévision et en vidéo, le terme « format d'image » est une formule désignant le « rapport géométrique » de l'image ou de l'écran. Ce facteur ou du latin ratio, désigne les proportions du rectangle d'affichage, parfois appelé « rapport de cadre » dont la formule en anglais est « ». Il fixe le rapport entre la largeur et la hauteur d'un photogramme ou d'un écran. Par convention, ce rapport largeur/hauteur s'écrit « largeur »:« hauteur » ou largeur/hauteur. Cette donnée peut être déterminée par des mesures dimensionnelles ou, dans le cas des signaux vidéo ou d'affichage informatique, du nombre de pixels affectés aux deux dimensions, déterminant ainsi la définition d'écran.
Au cinéma, les formats d'image historiquement exploités pour la projection de pellicule argentique sont majoritairement 1,85:1 et 2,4:1, ce dernier étant également connu sous le terme de « format large anamorphosé x2 ». Les principaux formats antérieurs sont : le format natif du cinéma muet (1,33:1), appelé 4/3 à la télévision ou sur les supports vidéo ; le format académique ou classique (1,37:1) ; le CinemaScope (2,40:1) ; le Todd-AO (2,20:1), négatif de tournage de dimension et exploitation sur copies ; la VistaVision (initialement 1,50:1 et depuis les années 1980, fixé entre 1,60:1 et 2,00:1).
La technologie numérique apparue depuis les années 1990 permet aux projecteurs de cinéma de s'adapter à tous types de rapports géométriques de l'image tournée, en respectant le format dit natif souhaité par les réalisateurs.
Historique Depuis les origines du cinéma, de nombreux formats se sont succédé ou ont coexisté. Ceux-ci dépendent du format de la pellicule employée lors de la prise de vues, mais aussi du format de restitution en visionnement direct ou en projection. Les deux formats ne sont pas toujours identiques, ils correspondent à différentes périodes, différentes contraintes techniques ou volontés artistiques.
Premiers films Les premiers films du cinéma sont tous issus des rouleaux du film souple transparent en nitrate de cellulose de 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 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 , 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 )..
Comme elle manque de résolution et de stabilité, Edison et Dickson la portent à en coupant par la moitié les rouleaux Eastman de . 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. Selon une historienne américaine du cinéma :
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 : (la hauteur de quatre perforations) × (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'impose provisoirement plus tard à la télévision.
Dans les années héroïques du cinéma (les années 1890), d'autres formats, avec ou sans perforations, tentent leur chance : , 48, 51, 54, 60, 63, 68, 70 et même , 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 « ».
Le format « académique » Après les années 1970 et rarement, certains réalisateurs choisissent eux-mêmes de tourner dans un format proche du 4/3 (1:33 ou 1:37) puis ils supervisent les copies et transferts en d'autres formats comme le 16/9 ou préconisent de préserver le ratio d'origine. Le ratio proche du 4/3 est qualifié par l'industrie du cinéma comme « format académique » ou Academy Ratio. En dehors des longs-métrages anciens ou sortis avant 1980, on peut citer notamment les films Shining et Full Metal Jacket de Stanley Kubrick, The Artist de Michel Hazanavicius, Elephant de Gus Van Sant, The Grand Budapest Hotel de Wes Anderson, The Lighthouse de Robert Eggers. Pour la télévision dès les années 1950, les téléfilms, séries, fictions, émissions musicales, concerts et spectacles ont été tournés et produits dans le format 1:33 ou 1:37, jusqu'à ce que les écrans de format 16/9 remplacent les écrans [4/3] au début des années 2000.
Formats larges 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 4:1.
Dans les années 1950, pour concurrencer l'arrivée de la télévision, les chercheurs élaborent les formats « larges » afin de renforcer le côté spectaculaire des projections de cinéma par rapport au « petit écran » télévisuel.. 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)De nos jours, le 1,75:1 n'est plus utilisé au cinéma et le 1,66:1 tend à disparaître, au profit du 1,85:1, imposé par l'industrie américaine., 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 ( à défilement vertical anamorphosé) / VistaVision (non anamorphosé à défilement horizontal au tournage) Todd-AO ( à défilement vertical sans anamorphose), pour les plus utilisés de la période argentique.
Le défaut de tels formats panoramiques dont l'objet consiste à obtenir une image plus vaste en projection, auquel seul le échappe, nécessite de multiplier d'autant, l'agrandissement des photogrammes dont la résolution s'estompe au fur et à mesure, bien que notamment depuis l'introduction des technologies numériques, 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, on subit donc une perte de résolution moins importante en hauteur qu'en largeur ; en revanche, on observe une déformation de certains reflets ou rayons lumineux de l'optique.
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, la comprimant 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 standard. À la projection, l'image est désamorphosée par une lentille de même format pour obtenir une image très large. En 1953, on note que le scientifique français Henri Chrétien cède son brevet à la 20th Century Fox.
Le VistaVision, procédé américain inventé dans les années 1950, nécessite l'utilisation d'une caméra spéciale : la pellicule 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 standard à défilement vertical). De cette manière, l'image présente un rapport très allongé de 5/3, soit 1,666:1, qui est très proche du fameux nombre d'or. À cette époque le problème consiste à 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 consiste à réduire optiquement l'image du négatif sur un positif à défilement vertical au format 1,85:1 ou CinemaScope ou, au contraire, de l'étendre ou la gonfler sur un positif , comme c'est cas pour les films Sueurs froides () d'Alfred Hitchcock, Les Dix Commandements de Cecil B. DeMille et bien d'autres longs-métrages encore. Un des premiers films tournés dans ce procédé est La Cuisine des anges. Le VistaVision est utilisé durant au début du vingt-et-unième siècle mais 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 croisent 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 ( arrondissement) entre 1962 à 1967. Considéré comme impressionnant, le Cinérama est toutefois complexe à mettre en œuvre lors des tournages; de plus, en projection, la jonction entre les trois images est trop perceptible ; le Kinopanorama russe, quasiment similaire au Cinérama, est exploité à partir de 1959 dans plusieurs salles à travers le monde, dont la salle parisienne du même nom jusqu'en 2002.
En hommage à Abel Gance, l'ancienne salle de vision privée du Royal Monceau à Paris est spécialement équipée pour la projection du triptyque de Napoléon en cinéma numérique (aspect ratio 4:1)Plate-forme cinéma numérique, 1er juillet 2011 - 30 juin 2019..
Films en relief vignette|Lunettes à deux couleurs (rouge et bleu) pour la vision en relief.
Des procédés de cinéma en relief dit aussi « stéréoscopiques » dont l'expression « 3D » – pour « trois dimensions » se généralise dans les années 1930 aux États-Unis existent depuis les origines du cinématographe. Le relief nécessite historiquement le port de lunettes à deux couleurs différentes (anaglyphe). Dès lors, s'il est adapté pour le noir et blanc, il dénature en revanche les films en couleur.