|
|
|
LA HAUTE DEFINITION |
|
|
 |
||
|
|||
|
:: SOMMAIRE Cliquez sur la partie qui vous intéresse pour y accéder directement.
1. La définition d'une image 2. Les images en mouvement 3. Haute Définition analogique 4. Télévision numérique 5. Haute définition numérique
:: INTRODUCTION : La révolution de l'image et du son
L’arrivée du DVD, du Home Cinema, et enfin des écrans plats vous a déjà habitué à une image de meilleure qualité que celle de la télévision "traditionnelle". La Haute définition va encore plus loin avec une qualité d’image 3 à 4 fois supérieure à celle d’une image DVD. Le bénéfice de la Haute Définition est d’autant plus flagrant qu’elle est présente dans toutes les étapes de production et de diffusion, du tournage des images HD à leur réception dans les foyers :
Dans ce cadre, le HD Forum a pour but de coordonner l’action de tous les acteurs professionnels concernés (production, diffusion, réception) afin d’optimiser la chaîne de production, de diffusion et de restitution sur le parc de téléviseur HD. :: 1. La définition d'une image La manière de capter et d'afficher des images dépend entièrement de la perception de la réalité visible par les êtres humains, c'est la base de la science du traitement des images. L'oeil humain perçoit un nombre fini de détails
. Il suffit pour s’en rendre compte de regarder au loin un monument quelconque
et de s’en rapprocher progressivement. Cette propriété est mise à profit (parmi beaucoup d’autres) pour la télévision : si vous vous approchez de votre téléviseur jusqu’à presque coller l’œil dessus, vous remarquerez que l’image est constituée de petits points de couleur papillonnant et s’allumant plus ou moins intensément suivant la composition de l’image. A une distance normale de votre téléviseur (qui a été définie comme étant égale à 7 fois la diagonale pour la télévision standard), vous ne percevez plus ces petits points, l’image vous apparaît comme un tout continu. 1.2. Les détails dans une image En analogique (c’est à dire un signal physique), plus la définition sera basse, plus l’image apparaîtra floue, comme une photo ratée par exemple. En numérique (l'image est représentée par une suite de chiffre binaire), plus la définition sera basse, plus le nombre de pixels sera faible.
Une projection au cinéma est schématiquement une suite de diapositives prises à instants réguliers, tous les 1/24ème de seconde. 2.2. Le mouvement à la télévision La représentation du mouvement à la télévision est beaucoup plus subtile qu'au cinéma. Principe de l'écran à tube cathodique : Le vide a été fait à l'intérieur du
tube. A une extrémité,
un canon à électrons émet un mince faisceau orientable en
hauteur et en largeur. A l’autre extrémité, le faisceau d’électrons
vient frapper l’écran à proprement parler. Là,
l’énergie des électrons est convertie en lumière par
des "luminophores". L'image de télévision : Pour afficher une image de télévision, le faisceau d’électrons va balayer l’écran de la gauche vers la droite en constituant des lignes. Pour assurer la continuité de l’image pour l’œil du téléspectateur, la télévision utilise une propriété des luminophores :
Images entrelacées : A chaque passage du faisceau d’électrons, une image différente est affichée, ce qui permet de représenter le mouvement. Cependant, les premiers tubes cathodiques étaient loin d’avoir les performances requises pour permettre ce
type d’affichage. La vitesse de balayage de l’écran par le
faisceau d’électrons était limitée par l’électronique
de l’époque (années 40). Les ingénieurs vont alors
recourir à une ruse : l’affichage entrelacé. Ainsi, quand on dit la télévision en Europe est en 50Hz (standards PAL et SECAM), cela veut dire qu’une demi-image (une ligne sur deux) de télévision est transmise tous les 1/50ème de seconde. Quand une image est entièrement transmise à chaque fois, on parle d'affichage progressif (ainsi le cinéma est progressif). Les normes NTSC, PAL et SECAM étant les standards de la télévision analogique ou numérique, leur définition est appelée définition standard (SD). Elle est de 625 lignes (entrelacées) à 50Hz pour le PAL et le SECAM, et de 525 lignes entrelacées à 60Hz pour le NTSC. :: 3. Haute Définition analogique
A la fin des années 80, un nouveau standard
de télévision sensé apporter une image de
meilleure qualité est apparu : le HD-Mac, mis
en avant par la Communauté Européenne. L’absence d’équipements professionnels,
de réseaux de diffusion et de récepteurs grand public
(les rares récepteurs disponibles étaient lourds
et encombrants) ont conduit à l’échec global
du plan HD MAC.
La communauté européenne a renoncé à imposer une norme qui pourrait être rejetée par les industriels. Elle a alors choisi de favoriser la création d’une norme commune par consensus au sein d’un organisme européen : le DVB Group. Aujourd’hui, le DVB a très largement dépassé le simple cadre européen pour devenir le principal organe de normalisation de la télévision numérique au niveau mondial. La numérisation du signal a de nombreux intérêts :
Le MPEG2 a été le premier standard de vidéo numérique à avoir permis la diffusion de télévision numérique. La numérisation "brute" d'un signal de télévision occupe un débit considérable : 270 Mbps pour un signal SD. Il est donc impossible de transmettre directement un signal vidéo numérique. Comme le mp3 réduit la taille des fichiers musicaux, le MPEG2 va réduire la taille des fichiers vidéos (il prend aussi en charge le son). Le MPEG2 permet de passer de 270 Mbps pour un flux vidéo brut à 3.5 à 6 Mbps pour un flux encodé. Méthodes d'encodage : On peut diviser les méthodes de compression en deux catégories :
Utilisations du MPEG2 : Encodage offline (en différé) :
Encodage temps réel :
Débit fixe et débit variable :
Au milieu des années 90,
le DVB Group a publié les premières normes de diffusion de télévision
numérique à destination du grand public. Basés sur la compression
numérique MPEG2 pour la vidéo, le DVB-S (pour satellite) et DVB-C
(pour câble) sont rapidement devenus des standards mondiaux de diffusion. Par la suite, DVB Group a publié la norme DVB-T qui est celle de la TNT en France et plus généralement en Europe. :: 5. Haute Définition numérique Le MPEG2 a été normalisé en 1995. Depuis 10 ans que cette norme existe, les connaissances en traitement du signal ont énormément progressé ainsi que la puissance de calcul de l’électronique. Il a été possible d’augmenter les performances du MPEG2 de 30%, mais pour pouvoir aller plus loin, il a été décidé de créer une nouvelle norme de télévision numérique inspirée du MPEG2 et beaucoup plus performante (et gourmande en puissance de calcul) : le MPEG4. Utilisations du MPEG4 : Il existe plusieurs versions du MPEG4 : le MPEG4 part 2, disponible depuis 2000 environ, sert à la diffusion sur Internet. C’est de cette norme que sont dérivés tous les standards d’Internet les plus populaires :
L'adaptation de cette norme pour les contraintes de la télévision (encodage temps réel) a reçu plusieurs noms du fait des diverses collaborations qui ont présidé à la naissance de cette nouvelle norme :
Le MPEG4 H264 a d’abord été créé pour remplacer avantageusement le MPEG2 dans les systèmes vidéos :
Mais il va aussi permettre le lancement de services innovants :
Performances du MPEG4 : Par rapport au MPEG2, le MPEG4 permettra à terme une économie d’environ 50% des données à transmettre (sur la base de la SD). On attend par ailleurs des gains supplémentaires d’environ 30% au cours des années à venir. 5.2. Haute Définition numérique La principale évolution qui a permis l’arrivée le TV Haute Définition vient de l’informatique : Les technologies de la télévision sont figées pour des années en raison de la nécessaire compatibilité du signal diffusé avec l’ensemble des postes TV des téléspectateurs, y compris les plus anciens (phénomène connu sous le nom d’ "effet de parc"). L’informatique, au contraire, n’est pas bridé par ces contraintes. Les ordinateurs et les logiciels ont un cycle de vie très court de l’ordre de 4 à 5 ans au plus, pour cette raison, les ordinateurs personnels utilisent systématiquement les dernières innovations technologiques. Alors que les innovations technologiques dans le domaine des écrans de télévision stagnaient (hormis quelques innovations annexes comme le doublement de la vitesse de balayage), les écrans de PC, eux utilisaient le meilleur de la technologie pour améliorer le confort d’utilisation. Ces écrans restaient de tailles relativement modestes (inférieure à 60 cm de diagonale), l’apparition des écrans plats a permis d’envisager la création de modèles d’écrans de grande taille spécifiquement dédiés à un usage de télévision. Rappelons tout de même qu’il existe de grandes différences entre un moniteur et un téléviseur ; ne serait-ce que la distance utilisateur-moniteur qui est plus de trois fois inférieure à la distance utilisateur-téléviseur. 5.3. La HD : pour quoi faire ? L'augmentation de la taille des écrans appelle naturellement à une augmentation de la qualité de l’image. De même que nous sommes moins sensibles à la qualité de l’image pour une photo en taille 10x15 que pour un format A4, nous sommes naturellement beaucoup plus exigeant avec un écran de 1m de diagonale qu’avec un écran de 20 cm. Ce point doit être cependant relativisé, la définition standard a été conçue pour être vue à une distance égale à 7 fois la diagonale de l’écran. De cette manière, quelle que soit la taille réelle d’un écran, la taille relative (c’est à dire la taille perçue) est la même. La HD, c'est la recherche de la qualité cinéma :
C'est le respect de ces paramètres avec une qualité acceptable qui amène à définir la qualité d'image de la HD. Les définitions de la HD : Trois paramètres essentiels sont à prendre en compte pour l'image :
Les modes de production / diffusion HD les plus courants sont : le 720p et le 1080i (50 ou 60Hz). MPEG4 et HD : HD ne veut pas dire systématiquement MPEG4. Les premiers réseaux de HD numérique au monde sont diffusés en MPEG2 : la TNT aux Etats-Unis, en Corée et au Japon. Cependant, le MPEG2 a un défaut majeur : une chaîne diffusée en HD occupe 5 à 6 fois plus de ressources qu’une chaîne diffusée en SD, la diffusion coûterait donc 5 à 6 fois plus cher (sans parler des problèmes de disponibilité de la ressource). Ainsi, aux Etats-Unis, en Corée et au Japon, seules les chaînes hertziennes historiques sont diffusées sur la TNT en MPEG2. La HD va donc permettre :
5.4. Quels programmes sur la HD ? Tous les programmes ne sont pas égaux devant la HD, en faisant référence au cinéma, on signifie aussi que les programmes les mieux adaptés à la HD sont d’abord :
Le cinéma : Le cinéma est le format le mieux adapté à la HD, depuis longtemps déjà la post-production des films (effets spéciaux, montage, étalonnage) se fait en Haute Définition Numérique. Il suffit de faire un "télé-cinéma" HD pour disposer de programmes de très bonne qualité et tout à fait adaptés à la HD. Le sport : Sous la pression des networks américains et japonais, la plupart des grands événements sportifs sont désormais tournés en HD :
Par ailleurs, la production nationale démarre
- TF1, M6 et Canal+ ont produit leurs premiers matchs de foot
en HD -
et devrait devenir systématique dès l’année prochaine
pour les rencontres importantes. Le documentaire : Proche du cinéma et de la fiction, le documentaire évolue sous la pression du marché international. Ainsi, le prochain numéro d’Ushaïa, tourné au Yémen, est intégralement tourné en HD (des essais avaient été fait lors de tournages précédents). Les documentaires de la BBC sont tous tournés en HD. Les autres formats : Ces formats sont pour l'essentiel :
Les émissions de plateau (divertissement, information, talk show…) doivent être repensées avec le passage à la HD. Outre le passage au 16/9 qui change la manière de cadrer l’image, les décors et le maquillage ne peuvent plus être traités de la même manière qu’en SD. La HD révèle tous les détails du décors et des visages qui auparavant étaient gommés par l’utilisation d’une lumière intense en SD. En conséquence, le moindre défaut se remarque immédiatement (l’anti-cernes du maquillage est visible). Les reportages d’information, eux, se retrouvent face à d’autres contraintes : le temps et les moyens de réalisation sont limités par les conditions de reportages (montage sur PC portable, délais très courts, transmissions à "bas débit"), en conséquence, il sera difficile de passer à la HD avant quelques temps. La HD est par contre une chance pour la fiction. Traditionnellement réalisée en pellicule 16 mm ou en vidéo, le passage à la HD numérique permet le passage à une qualité cinéma sans (trop) augmenter les coûts de tournages. Navarro (TF1), Kaamelott (M6) ont été réalisés en HD. La publicité française a une grande tradition de qualité dans ses prises de vue, la grande majorité des spots sont tournés en 35mm ce qui permet un passage facile à la HD. Les annonceurs se sont montrés très intéressés par la HD qui permettrait d’augmenter l’impact publicitaire des spots. Quoi qu’il en soit, la diffusion HD sera progressive, les chaînes ne commençant à diffuser que quelques heures de HD par semaine avant d’arriver au bout de 4 ou 5 ans (le temps de remplacer le matériel) à 100 % en HD. 5.5. La HD et le téléspectateur L'écran plat : Aujourd’hui, la plupart des écrans plats vendus en France ne sont pas HD. Cependant, une part grandissante des ventes se fait sur des écrans affichant une résolution HD minimale (au moins 720 lignes). De plus, la majorité des écrans plats peuvent accepter un signal HD en entrée. Aux Etats-Unis et au Japon, la présence d’une offre HD a poussé le marché vers les écrans HD. Ce phénomène devrait se reproduire en Europe avec le lancement des offres payantes HD vers la fin 2005 / le début 2006. Devant le flou des spécifications de la HD, l’organisme européen EICTA (dont le Simavelec est membre) a labellisé des spécifications a minima pour les écrans :
DVI et HDMI : ce sont deux formats de prise vidéo numérique, DVI vient du monde informatique, alors que le HDMI a été spécifiquement créé pour la TVHD. HDCP : Il s’agit d’un format de données permettant un échange de données vidéos protégées contre le piratage entre les différents appareils de la maison : décodeurs, écrans plats, lecteurs DVD HD... Ce label de l’Eicta s’appelle "HD
ready",
il doit fournir la garantie au consommateur que sont écran
est capable d’afficher tous les programmes HD disponibles
en Europe avec un gain de qualité minimal par rapport à la
SD.
Ce label correspondrait à une très faible part du marché (y compris aux Etats-Unis et au Japon), il représenterait aussi la définition maximale qu’attendra jamais un téléviseur. En effet, à partir de 1.60 m de diagonale ce qui représente une limite en raison de l’espace disponible dans les logements, la différence avec des résolutions supérieures est à peine perceptible. Les téléspectateurs achètent des écrans plats d’abord pour avoir une image plus stable qu’avec leur écran à tube et une télé plus grande et qui prend moins de place. Le besoin d’une meilleure qualité ne vient qu’avec le DVD qui pour une même résolution a une qualité bien supérieure à la TV numérique standard. La réception des offres HD: Les chaînes en HD ne seront disponibles, au moins dans un premier temps, qu’au travers des offres payantes qui pourraient être lancées fin 2005 / 2006 dès la disponibilité des décodeurs MPEG4 HD :
Le téléspectateur devra être équipé d’un décodeur MPEG4 HD (entièrement compatible avec le MPEG2 et le MPEG4 SD, et donc avec les offres standards existantes) connecté au téléviseur via un câble HDMI ou DVI. Un téléviseur standard reçoit un signal analogique provenant de son tuner ou d'une source externe. Dans le cas d'un décodeur numérique (Satellite ou Terrestre) ou d'un DVD, le signal numérique est converti en signal analogique avant d'être envoyé vers le téléviseur. Lorsque le diffuseur souhaitera appliquer un haut niveau de protection anti-piratage (protection contre l’enregistrement et la distribution sur Internet), il enverra un signal au décodeur qui activera la protection HDCP. Les données ne pourront être lues qu’avec un écran compatible HDCP (et ne pourront donc être détournée sur un PC). Au démarrage de la HD, les chaînes HD reçues par le téléspectateur, ne seront en HD "native" qu’une partie du temps, le reste est "upconverti". Cette opération consiste à partir des sources du programme SD à augmenter artificiellement le nombre de pixels vers un format HD avant sa diffusion. Si le résultat reste inférieur à de la HD "native" (prises de vues en HD), il est néanmoins supérieure à de la simple SD et même au DVD. |
||
 |
|||