Vidéo High Dynamic Range (HDR)

Qu’est-ce que la vidéo High Dynamic Range (HDR)

La technologie vidéo HDR pour High Dynamic Range (imagerie à grande gamme dynamique en français) constitue le prochain grand pas en avant pour reproduire ce que l’œil nu voit en couleurs et en contraste entre les blancs les plus lumineux et les noirs les plus sombres. La vidéo HDR consiste à recréer un réalisme d'image depuis la caméra jusqu’à la distribution et l’écran, en passant par la post-production.

Sur le plan technique, la norme vidéo HDR ne se limite pas à des niveaux d'intensité lumineuse plus élevés et de noir plus bas. La norme HDR prend également en charge une palette de couleurs plus étendue, de nouvelles fonctions de transfert, une plus grande profondeur de bits et des métadonnées statiques et/ou dynamiques.

Le point positif est que la vidéo HDR va s’inscrire dans la durée. Le point négatif est que le manque de consensus de l'industrie autour des formats vidéo HDR risque fortement de perdurer.

Avec de multiples formats et normes, des implémentations à une et deux couches et différentes options d'écran, le paysage vidéo HDR actuel présente peu de règles précises et strictes, et un large éventail de perspectives. Notre objectif est de vous aider à vous faire une représentation concrète et pratique du panel de possibilités offertes par la vidéo HDR.

Comment la HDR améliore-t-elle la qualité de la vidéo ?

Voir, c'est croire, mais vos yeux regardant actuellement une page Web et non les moniteurs d'un laboratoire menant des expériences vidéo de pointe, la meilleure façon d'expliquer avec des mots ce qu’est la vidéo HDR est dès lors de décrire ce qu’elle fait. Voici les principes de la technologie vidéo HDR :

  • Elle crée des contrastes plus définis et des couleurs plus riches.
  • Elle augmente la gamme dynamique (c’est à dire la luminosité maximale et les niveaux de noir).
  • Elle élargit l'espace colorimétrique (espace de couleurs étendu).
  • Elle améliore la fidélité de l'image (profondeur de couleur de 10 bits et 1024 nuances de couleur).
  • Elle effectue des mises à jour vers une fonction de transfert opto-électronique.
  • Elle offre des métadonnées statiques et dynamiques.

Ensemble, ces différents éléments aboutissent à un résultat significatif : la vidéo HDR offre une telle amélioration de la qualité de l'image que les téléspectateurs ne peuvent plus revenir en arrière une fois qu'ils en ont fait l'expérience. Voir ci-dessous pour une comparaison entre les qualités des images vidéo SDR et HDR.

Comparaison entre SDR et HDR

Que faut-il savoir sur les formats vidéo HDR ?

La vidéo HDR est un mélange de technologie propriétaire, de normes ouvertes, de recommandations techniques et de lignes directrices de l'industrie. Même si les formats HDR ont été normalisés, des questions subsistent quant à la maîtrise des valeurs du contenu HDR, telles que les valeurs de blanc maximum, les valeurs de gris moyen, les problèmes de gammes de couleurs/espaces colorimétriques et le transport des métadonnées. En gardant cela à l’esprit, voici ce que vous découvrez en examinant de près le paysage du format vidéo HDR.

Format Proposé par Métadonnées Fonction de transfert Cible(s)
HDR avancé Technicolor et Philips Dynamique HLG ou PQ Diffusion TV, Blu-ray et VOD
Dolby Vision Dolby Laboratories Dynamique PQ Diffusion TV, Blu-ray et VOD
(mise en œuvre distincte pour le cinéma numérique)
HDR10 Dolby, adopté pour la norme SMPTE ST-2084 Statique PQ Diffusion TV, Blu-ray et VOD
HDR10 avec métadonnées dynamiques SMPTE 2094-x
-10 = Dolby
-20 = Philips
-30 = Technicolor
-40 = Samsung
Dynamique PQ Diffusion TV, Blu-ray et VOD
HDR10+ Samsung,
20th Century Fox,
Panasonic
Dynamique PQ Diffusion TV, Blu-ray et VOD
Hybrid Log Gamma (HLG) BBC et NHK Aucun HLG Diffusion
Diffusion TV, Blu-ray et VOD
Diffusion TV, Blu-ray et VOD
Diffusion TV, Blu-ray et VOD
Diffusion TV, Blu-ray et VOD
Diffusion TV, Blu-ray et VOD
Diffusion TV, Blu-ray et VOD
Diffusion TV, Blu-ray et VOD

LED, OLED et pourquoi la vidéo HDR est « pointilleuse » en matière de nits à propos de la couleur.

Remarquez la différence dans le graphique de l'espace colorimétrique. L'espace colorimétrique Rec.2020 étend considérablement la gamme de l'espace colorimétrique affiché, produisant des couleurs beaucoup plus vives et réalistes que la vidéo HDR peut afficher. L'espace colorimétrique Rec.2020 tire parti des capacités des écrans à LED et OLED pour afficher des couleurs plus vives et saturées, telles que nous les observons dans le monde réel.

La plupart des écrans vidéo HDR actuels ont une luminosité de 1000 nits. Que sont les nits ? Les nits sont une unité de mesure du volume maximal de la couleur blanche, ou luminance, mesuré en candelas par mètre carré. Les écrans de la gamme dynamique standard sont généralement de 100 nits, alors que la norme SMPTE ST-2084 spécifie une luminance allant jusqu'à 10 000 nits.

Quelles sont les perspectives de l'industrie en ce qui concerne la commercialisation de la vidéo HDR ?

Pour que la vidéo HDR puisse conquérir le grand public, les parties différentes prenantes devront adhérer à chaque étape de la chaîne d'approvisionnement des médias, de la création du contenu à sa lecture. D’une part, dans l'état actuel des choses, de nombreux fournisseurs de télévision payante, de fournisseurs de services par contournement et de radiodiffuseurs ont une position attentiste.

D'autre part, certaines entreprises ont déjà franchi le pas, comme c'est le cas de nombreux fournisseurs de vidéo en streaming et de studios proposant du contenu vidéo HDR.

Simultanément, plusieurs facteurs influent sur l'adoption de la vidéo HDR par le grand public :

  1. Le nombre d'écrans compatibles HDR disponibles
  2. Le type de formats vidéo HDR pris en charge par ces écrans
  3. La rétrocompatibilité avec les écrans antérieurs utilisant l'espace colorimétrique Rec.709
  4. La disponibilité du contenu HDR auprès des studios et de divers distributeurs, y compris les services par contournement, les radiodiffuseurs et opérateurs de télévision payante

La vidéo HDR est souhaitable et inévitable, mais son déploiement sera progressif. Par exemple, aux États-Unis, Dish, DirecTV et Comcast ont diffusé les retransmissions des Jeux olympiques d’hiver de PyeongChang 2018 en 4K et en HDR, mais seulement…

  • avec certains équipements,
  • pour quelques événements seulement,
  • et avec un délai de temporisation.

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