La technologie HDR est actuellement la technologie la plus passionnante sur le marché des TV.
La technologie HDR est actuellement la technologie la plus passionnante sur le marché des TV.
En coulisse

Des couleurs vives pour votre téléviseur – Tout ce que vous devez savoir sur la technologie HDR!

Luca Fontana
Zurich, le 27.07.2017
Responsabilité de traduction: Anne Chapuis
Dans l’industrie télévisuelle, de nombreux termes techniques spécifiques sont utilisés à tout bout de champ. Je vais vous expliquer la raison pour laquelle vous devriez tendre l'oreille lorsque vous entendez parler de technologie HDR.

Le HDR influence l’expérience visuelle de manière significative

Les modèles dernier cri sont les téléviseurs de la nouvelle génération équipés de la 4K. La 4K offre une résolution d’image quatre fois meilleure que celle des téléviseurs classiques. Dans cet article, j'aimerais vous expliquer pourquoi le HDR est en effet la véritable nouvelle technologie fascinante sur le marché.

HDR est l'abréviation de l'anglais «High Dynamic Range». Il s'agit d'une image riche en contrastes restituant une plage de luminosité étendue avec un maximum de détails. Il garantit donc:

  • des valeurs de contrastes plus élevées (= différence maximale entre les noirs et les blancs)
  • un niveau de détails plus élevé
  • une gamme de couleurs plus étendue que jamais

Cela ne signifie cependant pas que la 4K est une caractéristique de moindre importance! En effet, pour pouvoir profiter de la technologie HDR, un téléviseur 4K est indispensable. Toutefois, de nombreux experts sont d'accord pour affirmer que le HDR influence plus l'expérience visuelle que la résolution quatre fois plus élevée. Une fois que vous y aurez goûté, vous ne pourrez plus vous passer de cette technologie. L'énorme gamme de couleurs, le noir profond, le niveau de détails encore bien visible même dans les scènes sombres – tout cela saute immédiatement aux yeux. Si vous souhaitez vous acheter un téléviseur 4K, vous devriez absolument choisir un modèle qui soit compatible avec la technologie HDR.

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Le choix du nouveau téléviseur doit être soigneusement réfléchi.

Qu'est-ce que le HDR et comment fonctionne-t-il?

Le HDR s'est déjà bien imposé dans le secteur de la photographie numérique

«HDR, n'est-ce pas le réglage que je peux activer sur mon appareil photo numérique pour faire de plus beaux clichés?» pourraient alors se demander certains d'entre vous. La réponse serait alors la suivante: correct, le HDR n'est pas tout nouveau et il s'est déjà établi dans la photographie numérique. Le problème de nombreux appareils photo numériques réside dans le fait que les photos sont souvent soit trop sombres (sous-exposition) soit trop claires (surexposition). Étant donné que la plupart des images numériques sont constituées de 256 niveaux de luminosité (soit 8 bits pour chacun des canaux de couleurs Rouge, Vert et Bleu), il n'est pas possible de représenter autant de niveaux de luminosité que ceux que l'on pourrait rencontrer dans la réalité. Ces images ne correspondent donc pas exactement ce que l'œil humain perçoit. Cela signifie donc que l'image nous paraît artificielle.

La technologie HDR apporte une solution à ce problème: l'appareil photo prend au moins trois photos dans un intervalle réduit, la première sous-exposée, la deuxième normalement exposée et la dernière surexposée, puis celles-ci sont combinées entre elles pour ne former qu'une seule image. Le résultat est une gamme chromatique impressionnante, une multitude de détails et un niveau de contrastes très élevé. Par conséquent, les images HDR sont tout simplement épatantes:

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Rayons de soleil, structures dans les nuages, brume sur l'eau – Impossible de capturer plus d'atmosphère.

Le HDR pour les téléviseurs? Bonne idée!

Techniquement parlant, le but serait de parvenir à améliorer les contrastes et la plage dynamique des téléviseurs HDR. Ou pour le dire plus simplement: la différence entre le point le plus sombre et le point le plus clair d'une image doit être aussi grande que possible. Plus le dégradé de couleurs est riche à l'intérieur du spectre, mieux c'est. Comme cela peut s'avérer très technique, on évoque uniquement un grand spectre de couleurs et plus de détails pour la commercialisation de la technologie HDR.

En résumé : par rapport aux téléviseurs classiques, les téléviseurs HDR peuvent restituer encore plus de couleurs et plus de détails grâce au niveau de contrastes élevé. Les couleurs paraissent plus vives, plus saturées, mais naturelles. Naturelles, surtout parce que l'image affichée correspond plutôt à la réalité que perçoit l'œil humain. Plus le nombre de couleurs que votre téléviseur peut restituer est important, plus l'image paraîtra naturelle. Plus la palette de contrastes est élevée, plus les détails seront perceptibles. Imaginez-vous une ruelle sombre et effrayante sous la pluie. Grâce à la technologie HDR, même en cas de conditions de luminosité difficile, tous les détails sont visibles et ne sont pas «absorbés» par l'obscurité. Même dans les zones plus claires de l'image, les détails sont plus nombreux.

Cela est-il alors utile d'introduire le HDR pour les téléviseurs? La réponse ne peut être que la suivante: oui, absolument! Car de la même manière que le HDR a révolutionné la photographie (numérique), il offre également aux fabricants de téléviseurs de nouvelles possibilités permettant de créer de belles images pour le cinéma à la maison. Un téléviseur n'étant pas équipé de cette technologie est en effet contraint de réduire considérablement l'étendue des contrastes existante ou de n'en représenter qu'un extrait très limité. Les téléviseurs avec HDR disposent d'une richesse de détails bien plus importante: avec les prises de vue de nuages, il est possible de distinguer les structures les plus fines. Avec les téléviseurs «normaux», de tels détails disparaissent, car ils sont simplement saturés.

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Dans une grotte de glace, vous distinguerez à tout moment la surface friable et cristalline. Même les détails les plus infimes restent bien visibles et ne sont ni absorbés ni saturés.

Différents formats HDR: «HDR10» face à «Dolby Vision»

Attention, cela se complique! Les écrans sans HDR restituent une profondeur de couleurs de 8 bits pour chaque couleur Rouge, Vert et Bleu avec chacune 256 niveaux de luminosité. Si vous faites le calcul pour déterminer combien de couleurs peuvent ainsi être représentées (256 x 256 x 256), cela fait en tout 16,7 millions de couleurs. Cela vous impressionne? Ce n'est encore rien!

Sur le marché, il existe différents formats capables de restituer du contenu HDR, les deux plus populaires et les plus utilisés sont les formats «HDR10» et «Dolby Vision». La première différence essentielle réside dans le nombre de couleurs pouvant être représentées. Le format «HDR10» offre une profondeur de couleur de 10 bits, alors que le «Dolby Vision» peut afficher une profondeur de couleur allant jusqu'à 12 bits. En effectuant le même calcul que précédemment, on obtient 1,07 milliard de couleurs avec le «HDR10» et 69 milliards de couleurs (!) avec le «Dolby Vision».

La deuxième grande différence réside dans l'utilisation des métadonnées. Afin de donner une apparence plus naturelle à l'image pour le spectateur, le téléviseur doit connaître la nature et la valeur des pixels enregistrés. Les zones bleues nécessitent par exemple une luminosité maximale inférieure à celle des zones vertes ou rouges. Ces informations sont fournies au téléviseur par lesdites métadonnées. Concernant les Blu-ray Ultra-HD/4K, ces informations sont enregistrées sur le disque, et pour les services de streaming comme Netflix, elles sont contenues dans les données transmises. Sans ces informations, l'image risque de renforcer des détails inutiles par erreur ou de les rendre trop sombres. Le «HDR10» transmet les métadonnées une seule fois, c.-à-d. de manière statique pour l'ensemble du contenu. En revanche, le «Dolby Vision» transmet les données scène par scène, voire si nécessaire image par image, c.-à-d. de manière dynamique. Le «HDR10» doit par conséquent trouver un compromis dans la métadonnée pour la totalité du film. Le «Dolby Vision» n'a pas ce problème, ce qui semble indiquer qu'il fournit la meilleure expérience visuelle.

«HDR10»

  • Utilisation de métadonnées statiques
  • Contraste de 1:1 000 (1 000 nits*)
  • Profondeur des couleurs de 10 bits
  • 1,07 milliard de couleurs

«Dolby Vision»

  • Utilisation de métadonnées dynamiques
  • Contraste allant jusqu'à 1:10 000 (10 000 nits*)
  • Profondeur des couleurs de 12 bits
  • 69 milliards de couleurs

*pour faire simple: plus la quantité de nits est élevée, plus la luminosité d'image maximale est importante.

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À noter les différents tons de rouge de la peau ainsi que les nombreux détails derrière Mad Max.
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La version «HDR10» est légèrement plus rouge ce qui donne l'impression que l'image est un peu plus sombre.

Comment puis-je savoir quel format HDR le téléviseur prend en charge?

En principe lorsqu'un fournisseur parle de HDR, la plupart du temps il est question du format «HDR10». Le format est le résultat d'une initiative des géants des téléviseurs Samsung, LG et Sony et a été adopté en 2015 par l'organisme industriel de la CTA («Consumer Technology Association»). Cette initiative exige que les téléviseurs arborant le label HDR doivent atteindre certaines valeurs relatives à la différence entre les zones claires et les zones sombres. J'y reviendrai plus loin. Alors que le «HDR10» est en quelque sorte une technologie dont la licence d'utilisation est gratuite pour tous les fabricants, des droits de licence sont à verser pour le format «Dolby Vision» de Dolby. Ce dernier point est entre autres une des raisons pour laquelle la plupart des fabricants de téléviseurs misent de préférence sur le format «HDR10».

Une autre raison éventuellement encore plus importante qui fait pencher la balance pour le «HDR10» est certainement la puissance des écrans disponibles. Pour obtenir le label convoité HDR, une luminosité d'image d'au moins 1 000 nits et une valeur de noir maximale de 0,05 nit est exigée pour les écrans LCD classiques. Par contre, pour les écrans dits OLED, une luminosité d'image de «seulement» 540 nits est exigée, pour une valeur de noir maximale de 0,0005 nit (!). Ici encore, on constate que ce qui compte pour le format HDR c'est la différence entre les zones claires et les zones sombres. Afin d'atteindre les 1 000 nits, resp. les 540 nits exigés, les fabricants sont obligés de développer de nouvelles technologies pour le rétroéclairage des écrans pixels. Et cela à un coût.

Les [téléviseurs QLED] de Samsung(https://www.digitec.ch/fr/s1/page/das-neue-samsung-tv-line-up-2017-5005 "Plus d'informations concernant QLED"), qui font partie de la catégorie des téléviseurs LCD comptent actuellement parmi les écrans les plus lumineux sur le marché des téléviseurs. Ils atteignent une luminosité (non négligeable) allant jusqu'à 2 000 nits. À l'inverse de Samsung, la plupart des fabricants misent sur les téléviseurs OLED avec leurs modèles haut de gamme (cliquez ci pour en savoir plus sur les téléviseurs OLED). Contrairement aux écrans QLED de Samsung, la luminosité de l'image des écrans OLED est quelque peu moindre, cependant ils sont plus aptes à restituer un «véritable» noir (encore une fois: plus la différence entre les zones claires et les zones sombres est importante, plus l'image HDR est de qualité). Comme les téléviseurs OLED atteignent rarement la limite des 1 000 nits et les téléviseurs QLED de Samsung ne dépassent pas les 2 000 nits, les possibilités du format «Dolby Vision» sont encore loin d'être exploitées. C'est la raison pour laquelle de nombreux fabricants ne voient pas encore l'utilité pour le moment de payer des droits de licence pour le «Dolby Vision». Cependant, l'exception confirme la règle!

En effet, le pionnier des téléviseurs OLED de LG mise sur le «Dolby Vision» pour sa nouvelle gamme 2017. Comme ce format HDR interprète les métadonnées de la manière la mieux adaptée pour l'image au moyen d'algorithmes complexes dans l'appareil, quelle que soit la quantité de nits ou de couleurs que l'écran est capable de restituer, le résultat est, paraît-il, aussi convaincant sur un téléviseur OLED avec 600 nits que sur un téléviseur QLED deux fois plus lumineux.

Okay, de quoi ai-je besoin pour pouvoir profiter de la technologie HDR ?

Les deux procédés («HDR10» ou «Dolby Vision») fonctionnent uniquement si le signal vidéo correspondant contient réellement les informations nécessaires. Votre téléviseur en direct normal n'émet pas de signaux HDR, mais «uniquement» des signaux Full-HD ou 4K étant donné que la taille des fameuses métadonnées est trop importante. Le format HDR «HLG» («Hybrid Log Gamma») pourrait sûrement résoudre ce problème, mais cela n'est pas encore pour demain. Grâce à la technologie de conversion ascendante, les téléviseurs de la nouvelle génération peuvent étonnamment bien convertir les contenus Full-HD dans le format haute résolution 4K. Pourquoi n'est-il pas également possible d'élargir l'étendue des contrastes et des couleurs ultérieurement? Les fabricants de téléviseurs expliquent que les détails absents lors de la transmission sont plutôt difficiles à inventer avec la technologie dont nous disposons aujourd'hui. Le résultat se traduirait par des images colorées artificielles et des différences de luminosité erronées.

Outre un téléviseur HDR, vous avez donc besoin d'une source adaptée. Actuellement il s'agit principalement des Blu-ray 4K Ultra HD. Depuis 2015, de tels disques doivent au minimum prendre en charge le format «HDR10». Vous les reconnaîtrez au logo HDR apposé sur leur pochette noire. Par ailleurs, votre téléviseur ainsi que votre lecteur Blu-ray 4K Ultra HD auront impérativement besoin d'une interface HDMI actuelle avec la version HDMI 2.0a. C'est d'ailleurs la raison pour laquelle les anciens appareils ne peuvent pas être équipés avec la technologie au moyen de mise à jour logicielle. Examinez donc en détail la fiche technique du téléviseur afin de déterminer le nombre d'interfaces HDMI existantes fonctionnant avec la version la plus récente.

Le portail populaire de streaming Netflix offre également un nombre non négligeable de contenus HDR pour lesquels l'abonnement Premium est obligatoire. Netflix reconnaît à cet égard automatiquement le format HDR que votre téléviseur prend en charge et l'indique à chaque fois à côté de la durée du film: «Full-HD», «HDR» (ce qui signifie «HDR10») ou «Dolby Vision». Bien que la plupart des contenus HDR sur Netflix soient disponibles en format «HDR10», la liste de contenus «Dolby Vision» s'allonge de plus en plus. Tendance: à la hausse.

Sources HDR en résumé

  • Téléviseur en direct: plutôt non
  • Portails de streaming: plutôt oui
  • Blu-ray Ultra-HD/4K: Oui
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Netflix dispose de plus en plus de contenus HDR.

Conclusion

Lorsque vous achetez un nouveau téléviseur, vous optez donc toujours pour les modèles «Dolby Vision» les plus chers, c'est juste? Ce n'est malheureusement pas aussi simple que ça. En gros, le «Dolby Vision» est le HDR pour les utilisateurs avancés. Le format est programmé de telle manière qu'il est compatible avec les écrans avec une luminosité allant jusqu'à 10 000 nits. Le problème est que l'intensité lumineuse de la plupart des écrans de téléviseur n'est pas encore si claire. Étant donné que le format «Dolby Vision» à l'opposé du format «HDR10» interprète en tous les cas de manière dynamique les métadonnées pour obtenir les meilleurs résultats, il restituera toujours une meilleure qualité que le format concurrent, indépendamment des nits et des couleurs. Par ailleurs, tous les téléviseurs «Dolby Vision» prennent également en charge le format «HDR10».

Le «Dolby Vision» est donc sans aucun doute le format du futur. Néanmoins le «HDR10» suffit pleinement aujourd'hui. À noter encore: au final, quel que soit le format qu'utilise votre téléviseur, si je peux m'exprimer ainsi, la qualité HDR est sacrément géniale. Les puristes parmi nous qui, malgré la quantité minime de contenus «Dolby Vision», souhaitent se procurer un avant-goût de ce que l'avenir nous réserve iront certainement jeter un œil sur les téléviseurs OLED de LG compatibles avec le format «Dolby Vision».

Mise à jour du 12/9/17

Par souci d'exhaustivité: Samsung et Panasonic vont miser sur le format HDR HDR10+. Ce format est basé sur le format HDR10, mais comme pour le format Dolby Vision, il doit avoir recours aux métadonnées dynamiques. Chez Samsung, tous les modèles de téléviseurs Ultra-HD de l'année 2017 sont déjà compatibles avec le nouveau format, les téléviseurs fabriqués en 2016 ont récemment été mis à niveau via firmware. Chez Panasonic, on ne sait pas encore quels seront les téléviseurs compatibles au format HDR10+. Lors de l'IFA 2017, le studio de cinéma 20th Century Fox a par ailleurs annoncé qu'il prendra en charge le format HDR10+. Nous en saurons davantage lors du CES en janvier 2018. Dans un premier temps, la seule source de contenus HDR10+ sera Amazon, qui en Suisse ne parvient pas encore à marquer autant de points que Netflix avec une vaste offre similaire (ce dernier propose déjà des contenus Dolby Vision). Mais cela viendra. Très prochainement, les Blu-ray UHD devraient également prendre en charge le format HDR10+, cependant rien n'est encore sûr. _

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Luca Fontana
Luca Fontana
Editor, Zurich
Vivre des aventures et faire du sport dans la nature et me pousser jusqu’à ce que les battements du cœur deviennent mon rythme – voilà ma zone de confort. Je profite aussi des moments de calme avec un bon livre sur des intrigues dangereuses et des assassins de roi. Parfois, je m’exalte de musiques de film durant plusieurs minutes. Cela est certainement dû à ma passion pour le cinéma. Ce que j’ai toujours voulu dire: «Je s’appelle Groot.»

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