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Puisque l'ultra haute définition ( UHD ) commence à arriver dans nos foyers, c'est le moment idéal pour s'interroger sur les enjeux et les impacts techniques et économiques de ce format. Je vous propose une suite d'articles qui permettront de comprendre ce qui est spécifié, comment les acteurs industriels se préparent à y répondre, quels sont les types de produits existants et ceux qui pourraient arriver sur le marché.

Cette première partie est dédiée à la description simplifiée des caractéristiques majeures exploités par les différents types de signaux vidéos ultra HD. Sont décrits les éléments suivants :

• 1.1 Résolutions et aspects d'images
• 1.2 Fréquences d'images
• 1.3 Le High Frame Rate ( HFR )
• 1.4 Espace colorimétrique - Wide gamut
• 1.5 Représentation colorimétrique
• 1.6 Représentation numérique, profondeur de couleur
• 1.7 High Dynamic Range ( HDR )
• 1.8 High Efficiency Video Coding ( HEVC/H.265 )
• 1.9 Connectique, interface - HDMI 2.0, Display port 1.3
• 1.10 Le HDCP 2.2
• 1.11 Les formats audio immersifs / 3D

Convention pour ce qui suit :

- La définition est caractérisée par le nombre total de pixels dans l'image exprimée en nombres de pixels. Ex. : 7 Mpixels.
- La résolution se caractérise par le nombre de pixels par unité de longueur, c'est en fait la densité de pixels de l'image. Celle-ci n'a rien à voir avec le nombre de pixels." La résolution s'exprime en dpi (dot per inch = point d'encre par pouce) pour une imprimante, ou en ppp (pixel par pouce) pour un fichier image.

L'ultra HD est l'appellation générique d'une multitude de format vidéos existants, chacun couvrant un domaine d'application différent ( télévision, Bluray, internet ). Dans chaque domaine d'application, des organismes adaptés ont ou vont précisés(r) les paramètres d'un format vidéo ultra HD ainsi que les appellations associées. Il y a donc de nombreux documents / standards / normes décrivant une forme de signal vidéo dite ultra HD.

Par exemple, dans le cas d'un signal télévisé, il existe une norme qui fait référence et qui est spécifiée par l'International Telecommunication Union ( ITU ). Il s'agit des recommandations en matière de paramètres de production et de diffusion télévisé de l'ultra haute définition ( Document ITU-R BT.2020-1 crée en 2012 et mis à jour en 2014 ). A partir de ce document, les Etats-Unis peuvent définir leur propre standard télévisé ultra HD, tout comme le font l'Europe et le Japon avec des paramètres différents. Mais dans tous les cas, les paramètres vidéos de chaque standard ultra HD télévisé devront faire partit de ceux recommandés par l'ITU.

Pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) stockés sur support physique optique ( Ultra HD Blu-ray ):

Les spécifications de l'ultra Blu-ray diffusées en janvier 2015 précisent qu'une seule définition d'image ( supérieure à la définition Full HD ) est admise :

• Définition : 3840 x 2160 pixels
Aspect d'image : 16/9è soit un rapport de forme de 1,77.

La définition d'image 4096 X 2160 n'est pas retenue pour l'Ultra Blu-ray.

Pour la diffusion TV ( Broadcasting c'est à dire via satellite ou TNT, Broadbanding c'est à dire via boîtier internet ou live via site internet ) :

Reprenant les recommandations de l'ITU en matière de production et de diffusion télévisé d'un signal ultra HD, l'organisme chargé de rédiger les standards Télévisuels, le SMPTE ( Society of Motion Picture and Television Engineers ), a crée en 2007 puis mis à jour en 2009 et 2013 les documents référencés SMPTE ST-2036-1, 2036-2, 2036-3 qui définissent, plus en détails, les différents paramètres de production d'un signal ultra HD télévisé. On parle alors de UHDTV qui se décline en deux définitions:

• Définition : 3840 x 2160 pixels (8.3 megapixels)
Aspect d'image : 16/9è soit un rapport de forme de 1,77.
Appellation générique du format de production : UHDTV1
L'UHDTV1 est alors diffusé dans des formats propre au Japon ( nommé Super-Hi-Vision 4K ), à l'Europe ( nommé UHD-1 ), aux Etats-Unis ( non définie ) avec des paramètres propres choisit parmi les recommandations de l'ITU.

• Définition : 7680 x 4320 pixels (33,2 megapixels)
Aspect d'image : 16/9è soit un rapport de forme de 1,77.
Appellation générique du format de production : UHDTV2
L'UHDTV2 est alors diffusé dans des formats propre au Japon ( nommé Super-Hi-Vision 8K ), à l'Europe ( nommé UHD-2 ), aux Etats-Unis ( non définie ) avec des paramètres propres choisit parmi les recommandations de l'ITU.

Pour information, le format UHDTV2 est basé sur les paramètres du format "Super hi-vision 8K" définit par NHK ( Media N°1 de diffusion télé au Japon ) pour la diffusion 8K via satellite au Japon.

A noter ici que les différentes définitions 4K issue du cinéma numérique ne pouvaient être retenues pour la diffusion TV du fait que l'aspect d'image unique retenue est le 16/9ème.

Pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) disponible en streaming ou via des sites de vidéo à la demande :

Le CEA met à jour en mai 2013, le document technique spécifiant les paramètres des formats vidéo numériques non compressés pouvant être exploités ( document CEA-861-F ) avec les définitions suivantes :

• Définition : 3840 x 2160 pixels
Aspect d'image : 16/9è soit un rapport de forme de 1,77.

• Définition : 4096 x 2160 pixels
Aspect d'image : 17/9è soit un rapport de forme de 1,90.

Ces deux formats de définition peuvent être exploités à différentes fréquences d'images par secondes ( voir plus bas ).

Le format de définition 4096x2160 existait déjà dans le monde du cinéma numérique, le CEA l'a donc porté comme format de définition possible pour usage domestique. Le DCI 4K ( spécifié par Digital Cinéma Initiatives et appelé communément 4K ) est un format répandue dans l'industrie du cinéma et prend comme définition 4096 x 2160 pour un rapport de forme de 1,90 (  aspect d'image de 17,06/9è ). A noter que les vidéos projecteurs Sony 4K possèdent des matrices compatibles jusqu'à la définition de 4096 x 2160 ( et pas seulement jusqu'à la définition 3840x2160 ).

Puisque le format de définition 4096x2160 n'est pas 16/9è, cela va poser quelques complications pour nos diffuseurs :
 
• 99% des téléviseurs actuels et à venir sont en 16/9è, une toute petite partie sera en 21/9è.
• on peut parier que la majorité des vidéo projecteurs à venir seront en UHD et la minorité ( haut de gamme ) ira jusqu'à la définition dite 4K.

En théorie, ce sont ces définitions d'images du standard CEA-861-F qui s'appliqueront mais, ... comme le monde internet à parfois tendance à privilégier ses propres besoins, on devrait s'attendre dans les premiers mois à des formats de vidéos dont les définitions et aspects d'images seront plus ou moins exotiques par rapport a ce que le CEA a spécifié.

Résumé des définitions, de leurs applications et des appellations associées :

Il faut distinguer la sémantique crée pour servir un discours de nature commerciale avec la sémantique propre aux normes techniques.

Dans le langage commercial, il y a des ambiguïtés qui ne servent pas le consommateur à décoder correctement le type de produit qui lui est proposé. On considère que tout ce qui a une définition d'au moins 3840x2160 peut être nommé Ultra HD ou UHD de manière générique, avec des spécificités supplémentaires en fonction des continents :

• En Amérique du Nord, les produits commercialisés ayant une définition de 3840x2160 ou 4096x2160 peuvent être nommés Ultra HD ou bien UHD ou bien 4K. Un téléviseur de définition 7680x4320 peut très bien être appelé Ultra HD ou bien UHD ou bien 8K.
• En Europe, seuls les produits commercialisés de définition 3840x2160 peuvent être appelés Ultra HD ou UHD. Les autres définitions ne sont pas prises en compte.

En résumé, dans le langage commercial, les américains ont agrégés des termes afin de ne plus permettre la distinction entre définitions ( ce qui crée une certaine ambiguïté de mon point de vue ) et les Européens ont nommé qu'une seule et unique définition.

De plus le terme 4K est employé pour identifier les produits commercialisés qui ne proposent qu'une augmentation de la définition ( 3840x2160 ) tout en conservant l'ensemble des paramètres de la norme Full HD. Il n'y a donc aucune relation entre le terme 4K qui renvoi à la définition du cinéma numérique et le terme 4K "commercial".

Derrière ces termes commerciaux "fourre tout" que sont Ultra HD, UHD et 4K, il existe une multitude de standards techniques aux appellations précises que je vous liste en fonction des définitions associées :

• QUAD HD/QUAD HDTV/4K2K sont les noms commerciaux associés au format vidéo QFHD ( Quad Full High Definition ) de définition 3840x2160 qui est désormais obsolète. Les premiers téléviseurs prototypes de définition 3840x2160 présentés dans les salons entre fin 2011 et mi 2013 ont ainsi été nommés. Les termes commerciaux Quad HD / Quad HDTV / 4K2K sont obsolètes et ont été remplacés par les terme commerciaux UHD ou Ultra HD.

• 3840x2160 est une définition 16/9è utilisé par :
- l'UHD-1 ( nom du format ultra HD de première génération pour les télévisions Européennes ),
- le Super Hi-Vision 4K ( nom du format ultra HD de première génération pour les télévisions Japonaises ),
- le format ultra HD, pas encore spécifié par l'ATSC ( 3.0 ), de première génération pour les télévisions en Amérique du Nord. Ce format pourrait s'appeler "4K UHD" ou "4K".
- l'Ultra HD Blu-ray.

• 4096x2160 est une définition non 16/9è utilisé par :
- le standard DCI 4K ( utilisé par le cinéma numérique ),

• 7680x4320 est une définition 16/9è utilisé par :
- l'UHD-2 ( nom du format ultra HD de deuxième génération pour les télévisions Européennes ),
- le Super Hi-Vision 8K ( nom du format ultra HD de deuxième génération pour les télévisions Japonaises ),
- le format ultra HD, pas encore spécifié par l'ATSC ( 3.0 ), de deuxième génération pour les télévisions en Amérique du Nord. Ce format pourrait s'appeler "8K UHD" ou "8K".

• 8192x4320 est une définition non 16/9è et exploité par aucun standard ( pour le moment ) que ce soit dans le monde du cinéma numérique, de la télévision ou pour application domestique. Les laboratoires R&D de NHK et JVC ont développé un système exploitant cette définition. A noter aussi que ce format de définition est le format de sortie le plus élevé autorisé par l'HEVC.

Pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) stockés sur support physique optique ( Ultra HD Blu-ray ):

Les fréquences admises par l'Ultra HD Blu-ray sont de :

• 2D : 23.976p, 24p, 25p, 50p, 59.94p, 60p ( si encodage en HEVC ) et 23.976p, 24p ( si encodage en AVC ),

A noter que même si aucun format UHD 3D n'est spécifié à ce jour ( janvier 2015 ), l'Ultra HD Blu-ray autorise les vidéos Full HD 3D :

• 3D: 48p (24p par œil) > Frame packet

Le HFR 3D ( 96p soit 48p par œil ) que Peter Jackson et James Cameron exploitent en captation 3D pour leurs films n'est pas spécifié pour le moment pour un usage domestique ( ni en définition Full HD, ni en définition UHD ).

Pour la diffusion TV ( Broadcasting c'est à dire via satellite ou TNT, Broadbanding c'est à dire via boîtier internet ou live via site internet ) :

Les fréquences admises par SMPTE en UHDTV1 et en UHDTV2 sont les suivantes ( mars 2014 ) :

Pour la diffusion 3D, le format n'est pas arrêté, c'est à l'étude. SMPTE préconise l'utilisation de la plein définition pour chaque image ce qui signifierait que les fréquences progressives de 50/60hz soient un minimum pour afficher cette UHDTV en 3D.

L'UHDTV est d’emblée du progressif alors que la télévision actuelle est diffusée en entrelacé à savoir des demi-images envoyées en mode entrelacé. Cela explique pourquoi l’UHDTV1@50p multiplie en théorie ( par rapport a un signal HDTV@50p ) le débit nécessaire par 8 (hors améliorations liées à l’HEVC) : 2*2 du fait du doublement du nombre de pixels en hauteur et en largeur et encore *2 du fait du passage au signal progressif.

Pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) disponible en streaming ou via des sites de vidéo à la demande :

Les fréquences admises par le standard UHD du CEA sont de 23.976/24/25/30/50/59.94/60 images/s uniquement en progressif.

Généralités :

Toute fréquence d'affichage supérieure à 60hz ( cas de la diffusion TV ) ou à 24hz ( cas de la diffusion cinéma ) est considérée comme HFR.

L'illusion de mouvement et l'origine du 24hz au cinéma :

Le phénomène de la persistance rétinienne est observé au XVIIIe siècle par le Franco-Irlandais Chevalier d'Arcy qui fabrique un disque rotatif sur le périmètre duquel est fixé un charbon ardent. À partir d'une vitesse de rotation de sept tours à la seconde, le charbon ardent donne l'illusion d'un cercle lumineux continu, « qu'il ne pouvait être attribuée qu'à la durée de la sensation ». Il en déduit que la perception de mouvement chez l'homme serait le résultat d'une vision persistante composée d'au moins 7 images par secondes.

C'est en 1891 que Thomas Edison et Dickinson présentent le premier film animé grâce à la première caméra ( nommée Kinétographe ). Les prises de vues varient de 18 images par seconde à 46 images par seconde grâce à un moteur asynchrone pouvant entraîner le mécanisme plus rapidement à la demande. Leur expérimentations montrent qu'Une cadence de moins de 16 images par seconde (trame/s) pouvait provoquer la perception d'images clignotantes. Le mouvement reste interprétable même à une taux de 10 images par seconde ou encore plus lent, mais le scintillement causé par l'obturation d'un projecteur de film devient distrayant en dessous du seuil de 16 images par secondes.

Avant 1926, les films muets étaient tournés et projetés à la vitesse maximale de 16 images par seconde. Avec l’arrivée du parlant (The jazz singer en 1927), l’industrie a du augmenter la cadence de défilement des images : à 16 images par seconde, il n’est pas possible de retranscrire les hautes fréquences sonores. La reproduction des aigus exige un défilement plus rapide de la piste optique sonore couchée sur la pellicule. Le choix s’est porté sur une cadence de 24 images par seconde, qui permet non seulement une bonne lecture du son mais aussi une retranscription assez naturelle des mouvements à l’écran. Le format 24 images par seconde est ainsi devenu la norme mais moins pour des raisons artistiques et techniques qu’économiques : ce choix résulte d’un compromis entre les contraintes de rythme de diffusion des images et des sons et le coût de la pellicule. L’industrie aurait pu adopter un standard à 48 i/s. La qualité de la projection aurait été très différente mais cela aurait fait exploser les coûts de production et de distribution. Tant que le cinéma a utilisé les supports argentiques, les tentatives de High Frame Rate, comme le procédé showscan (projection de films 70 millimètres à 60  images / seconde), ont échoué à cause de leur coût trop élevé. Du coup, le 24 i/s n’a jamais été remis en cause pendant près d’un siècle.

Pour nous donner l’impression d’un mouvement fluide et non saccadé, le mécanisme d’entraînement du projecteur doit présenter cette pellicule à la lampe lumineuse de l’appareil d’une façon particulière : non pas en continu, mais en immobilisant durant une fraction de seconde chaque image devant l’objectif du projecteur. Entre deux immobilisations, un obturateur vient s’interposer entre la lampe et la pellicule pour créer un noir qui empêche de voir le déplacement d’une image à l’autre. Autrement dit, à chaque seconde, 24 images alterneraient avec 24 « noirs » sur l’écran de cinéma. Alterneraient, car en réalité, c’est deux fois plus d’images et de noirs qui se succèdent, soit 48. C’est que l’obturateur passe non seulement entre les images, mais aussi une fois sur l’image elle-même. Pourquoi ? Simplement parce que c’est à partir d’environ 50 images par seconde que notre œil voit plutôt la projection comme une lumière continue.

On a longtemps invoqué un phénomène appelé « persistance rétinienne » pour expliquer l’origine de l’illusion du mouvement que l’on expérimente sur le grand écran. Cette explication a cependant été rejetée par les psychologues pour plusieurs raisons. D’abord parce que nous continuons d’avoir une impression de mouvement quand les images fixes nous sont présentées à un rythme aussi bas que dix images par secondes et même moins. Plus embêtant encore pour cette théorie, la persistance rétinienne n’apparaît qu’environ 50 millisecondes après la cessation de l’image. Or durant cette période, au moins deux images fixes sont vues par le spectateur lors d’une projection normale. Par conséquent la première image du film ne « persisterait » pas avant l’apparition de la deuxième, ce qui cause un sérieux problème à la thèse de la fusion des images persistantes pour assurer l’effet de mouvement…

L’illusion du mouvement au cinéma serait donc produite par un autre phénomène qu’on appelle l’effet bêta . Celui-ci se manifeste dès que deux images légèrement décalées sont présentées rapidement l’une à la suite de l’autre. Notre cerveau y voit alors automatiquement un mouvement, résultat du travail d’intégration des champs récepteurs des cellules rétiniennes et des différentes aires corticales visuelles impliquée dans la détection et l’orientation du mouvement. Nous sommes donc en quelque sorte victimes de l’effet bêta chaque fois que nous voyons des images fixes se succéder rapidement devant nous.

Les insectes, aux liaisons nerveuses ultra-courtes, perçoivent le monde en moyenne à raison de 300 images par seconde. Ils ne verraient, s'ils désiraient aller au cinéma, qu'une succession paresseuses d'images différentes mais parfaitement immobiles.

A quelle fréquence percevons nous la réalité :

Les études montrent que la plupart des êtres humains voient 66 images par secondes. C'est à cette fréquence que nos yeux perçoivent le réel. Les données vues doivent être filtrées par le cerveau qui, à l'aide de cartes mentales, transforme ces informations en réalité perçue ayant un sens. Nous savons désormais que le processus de traitement des données du cerveau humain est de 40 hz. Ce qui signifie que :

• La réalité perçue est vue comme réaliste par le cerveau si on l'abreuve d'au moins 40 images par secondes.
• le cerveau humain n'est parfaitement conscient que de 40 des 66 images que nos yeux captent.

En dessous de cette fréquence de 40hz, le cerveau saura que ce qui lui est envoyé n'est pas "réel".

Pourquoi avoir besoin de hautes fréquences d'affichages ?:

Les standards de vitesses d'images datent de plus de 60 ans pour le cinéma et la télévision. L'augmentation de la définition d'image et de la taille des diffuseurs a eu pour effet d'augmenter les défauts visibles à l'image. La définition dynamique de la HD est comparable à celle de la SD :

Dans les deux cas, malgré l'amélioration de la définition, il y a une grande différence entre la définition statique et la définition dynamique ce qui entraîne une sensation de nausée. L'accroissement de la définition statique doit ainsi être suivie aussi d'une amélioration de la définition dynamique ( ce qui n'a pas été fait lors du passage de la SD à la HD ). Il aurait été possible de réaliser un upscaling des fréquences d'origines mais dans ce cas on crée de la fausse HFR à l'écran avec des images captées à basse fréquences et donc contenant les défauts visibles. Il faut donc augmenter les fréquences de captations, de diffusions et d'affichages en même temps.

Ci dessus, la même scène en mouvement est captée à des fréquences différentes : On constate des différences de netteté notamment sur les sabots du cheval et en arrière plan. Le zoom montre bien qu'il est inutile d'augmenter la définition d'image si la fréquence de captation n'est pas suffisante. C'est pour cette raison que les démonstrations d'écrans UHD en magasin se font généralement sur des vidéos ne comprenant que des scènes statiques ...

• Le laboratoire R&D Orange Labs a réalisé des tests sur une échelle normée allant de 0 à 100 : ils ont relevé un gain de 10 points apporté par l'augmentation de la définition ( passage de la même séquence en UHD par rapport au Full HD ) et un gain de 20 points pour le passage de 60hz à 120hz ( quel que soit la définition utilisée ). Autrement dit, l'amélioration de la fréquence d'image amène un gain supérieur à l'amélioration de la définition d'image.

Une des problématiques à traiter est que contrairement aux récepteurs des cellules rétiniennes qui permettent à l'oeil de distinguer plusieurs objets évoluant à plusieurs vitesses sans effets de rémanence et de flous, une caméra ne possède que des paramètres identiques pour toute l'image captée quel que soit le nombre d'objets évoluant dans l'image et leur vitesse relative. Ainsi la fréquence de captation et donc d'affichage sur l'écran doit être adaptée à de nombreuses situations. Si la vitesse de captation n'est pas adaptée à la scène filmée, on risque de voir à l'affichage des artefacts comme le flickering ( saccades ), les effets stroboscopiques, ou encore les flous de bougés lors de mouvements rapides qui engendrent une perte de précision à l'image.

• D'après le laboratoire R&D de la NHK ( Japan Broadcasting Corporation ) qui a réalisé des tests selon un processus normé, les résultats démontrent qu'il faut une fréquence :
supérieure à 80hz pour éviter un maximum de saccades,
supérieure à 100hz pour éviter les effets stroboscopiques,
supérieure à 200hz pour éviter les flous de bougés lors de mouvements rapides.

C'est pour ces raisons que la fréquence unique de fonctionnement du Super Hi-Vision 8K a été définie à 120hz.

• Le laboratoire R&D de Sony a réalisé des tests de fréquences de séquences vidéos comprises entre 60 et 480 hz :
Il faut un minimum de 250 hz pour annuler tout effet de saccades et de flous de bougés lors de mouvements rapides. C'est ce qui a amené Sony à définir la fréquence de 240hz, compatible avec les fréquences de 24 et 60 hz, comme haute fréquence à favoriser. Le choix d'une fréquence élevée réduisant considérablement les effets de bougés permet d'augmenter l'efficacité de l'algorithme prédictif du HEVC et donc de réduire le temps d'encodage en HEVC tout en améliorant la qualité d'image.
 
• La fréquence progressive de 50p n’est pas suffisante pour les scènes rapides ( travelling, sport, ... ). De plus les premiers tests de captations à 60hz en UHD pour des matchs de foot ont mis en évidence des interférences gênantes liées à des phénomènes de battements avec la fréquence secteur. ATEME et Orange planchent sur une solution intermédiaire qui consisterait à faire du 120p mais en entrelacé (une demi-image 120 fois par seconde) qui apporterait les bénéfices du 120p en perception des mouvements, et éviterait d’augmenter la bande passante nécessaire par rapport au 50 ou 60p, du fait que la vidéo soit encodée avec des “variable bit rates” qui s’adaptent au débit disponible.

• Voici la même séquence rapide filmée par le laboratoire de la BBC à 100 images par secondes avec un temps d'ouverture de la caméra de 1/320 s ( a gauche ) et filmée à 50 images par secondes avec un temps d'ouverture de la caméra de 1/200 s ( à droite ) :

Le laboratoire R&D de la BBC insiste sur le fait que le 140hz ( en progressif ) est la limite basse pour éviter l'augmentation des artefact de type motion-blurr et judder. Cela est notamment du au rapprochement de la distance de visionnage qui rend ces artefacts plus visibles. C'est pour cette raison que mi 2014, le SMPTE modifiera de nouveau ses standards UHDTV pour ajouter de nouvelles hautes fréquences ( 100Hz et 120/1,001 Hz ). Au final le choix de la fréquence reviendra aux diffuseurs en fonction de la bande passante disponible et des capacités de leur matériel de captation.

• Au cinéma, James Cameron va filmer Avatar 2 & 3  en 48 hz ( au lieu de 24hz ). Peter Jackson à tourné le Hobbit 1, 2 et 3 à 48 images/s.

Les problématiques à prendre en compte :

Même pour des résolutions HD, le flou de mouvement du à la camera réduit la résolution perceptible :

•Lorsque la camera effectue un pan/travelling sur une scène.
•Contrainte de vitesse maximale de travelling vs perception.
•Désagréable lors de changements de plans fixe / mouvement.

Il est nécessaire de réduire le shutter camera (durée d’ouverture) et de trouver l'équilibre :

•Une définition tranchante « comme un rasoir » n’est pas forcement meilleure… nécessité pour l’oeil de percevoir le mouvement.
•Il faut que le système visuel humain effectue la « fusion » des images.

Les différentes problématiques à prendre en compte pour la production de contenus sont :

• Le flicker du display, autrement dit la fréquence de rafraîchissement du backlight du téléviseur qui est indépendante de la fréquence de captation du contenu diffusé.
• Le shutter camera (durée d’ouverture) pour obtenir des images avec détails.
• La capacité du système visuel humain pour fusionner les images.
• Les problématiques d’éclairage, plus le temps d'ouverture est faible, moins de lumière est captée par la caméra ce qui impose des conditions d'éclairages adaptées.
• La conversion de standards entre SDR et HDR.
• La performance globale au bruit, autrement dit trouver les bons paramètres de compressions.

Le Rec.2020 ( ou BT.2020 ) :

Le Rec. 2020 est définit le 23 août 2013 par l'International Télécommunication Union ( ITU ) comme espace colorimétrique retenu pour l'UHD. Il couvre 75,8% du diagramme C.I.E. ( et permet de bénéficier du rendu colorimétrique du cinéma  ) alors que le Rec.709 de l'HDTV ne recouvre que 35,9% de ce diagramme C.I.E..

A l'intérieur de l'espace colorimétrique Rec.2020, les coordonnées du blanc sont définies par le standard international D65. Le D65 correspond à une lumière naturelle en plein jour à midi en zone tempérée, donc une température du blanc d’environ 6 500 K. D'après Joe Kane, le standard D60 serait plus réaliste pour fixer les coordonnées du point blanc dans la zone couverte par le Rec.2020. Le standard D60 correspond à une lumière du jour de milieu de matinée / milieu d’après midi, ayant une température du blanc d'environ 6000 K, donc un peu plus "chaude" que le standard D65.

L'image ci dessous montre que la représentation réelle des couleurs des objets nous entourant dépasse bien souvent l'espace colorimétrique du Rec.709 mais est toujours contenue dans l'espace colorimétrique Rec.2020 :

Le Rec.2020 autorise l'utilisation des signaux RGB ou YUV ( en 4:4:4, 4:2:2, et 4:2:0 ). Enfin, le Rec.2020 est supporté par les formats d'encodages HEVC/H.265 et AVC/H.264. A noter que dans un premier temps les premières sources UHD ou 4K risquent d'être encodées selon l'espace colorimétrique Rec.709 en raison de sa large généralisation dans nos équipements.

Pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) stockés sur support physique optique ( Ultra UH Blu-ray ):

Les spécifications de l'ultra Blu-ray diffusées en janvier 2015 précisent que les espaces colorimétriques suivants sont autorisés :

• BT.709 ( vidéo forcément non HDR ),
• BT.2020 ( vidéo en HDR ou non HDR ).

Pour la diffusion TV ( Broadcasting c'est à dire via satellite ou TNT, Broadbanding c'est à dire via boîtier internet ou live via site internet ) :

Le standard UHDTV de SMPTE retient toujours le Rec.2020 somme cible référence pour l'UHDTV1 et UHDTV2. Le Rec.709 reste quand même autorisé pour le déploiement de l'UHDTV1 jusqu'en 2017 ( date de sa possible suppression ) du fait de sa généralisation dans la totalité des diffuseurs. Selon SMPTE, aucun diffuseur du marché grand public ne permet actuellement d'afficher l'espace colorimétrique Rec.2020. En mars 2014, SMPTE précise que des travaux sont actuellement menés pour spécifier la bonne façon de convertir des formats de colorimétrie de sources vidéos non Rec.2020 en UHDTV Rec.2020.

Pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) disponible en streaming ou via des sites de vidéo à la demande :

Il semblerait que pour un long moment les fournisseur de services de vidéo à la demande ou de streaming, obligé de "taper" dans leur stock de vidéos existantes, se contenteront du Rec.709. le Rec.2020 devrait voir le jour sur internet lorsque la télévision aura adopté cette norme, c'est à dire pas avant 2017 au plus tôt.

Rappel sur le signal YCbCr :

Comme vous le savez sans doute, les images en couleur sont reproduites sur pratiquement tous les écrans en combinant rouge, vert et bleu (RVB en Français ou RGB en anglais). Le signal RVB peut être transformé en une autre représentation appelée YCbCr, qui se compose d'un canal de luminosité en noir et blanc (Y) et deux canaux dits de différence de couleur (Cb et Cr). Après cette transformation, le signal YCbCr peut être connu en tant que :

• 4:4:4 parce que, pour tous les quatre pixels de Y sur chaque ligne horizontale du signal vidéo, il y a aussi quatre Cb et Cr pixels sur les lignes paires et quatre Cb et Cr pixels sur les lignes impaires. Comme cela fait beaucoup de données et que le système visuel humain est beaucoup plus sensible à la luminosité que à la couleur, on a tendance à réduire le nombre d'infos Cb et Cr pour obtenir un signal en 4:2:2 ou 4:2:0.

 
• 4:2:2 parce que, pour tous les quatre pixels de Y sur chaque ligne horizontale du signal vidéo, il y a deux pixels Cb et Cr pixels sur les lignes paires et deux Cb et Cr pixels sur les lignes impaires. Cela équivaut à couper la définition horizontale de l'information de couleur de moitié.

• 4:2:0 parce que, pour tous les quatre pixels de Y sur chaque ligne horizontale du signal vidéo, il y a deux pixels Cb et Cr pixels sur les lignes paires et aucun Cb et Cr pixels sur les lignes impaires. Cela équivaut à couper la définition horizontale et verticale de l'information de couleur de moitié.

Dans les deux cas ( 4:2:2 et 4:2:0 ), les informations de couleur sont reconstruites en utilisant l'interpolation, dans lequel un processeur vidéo recrée les pixels manquants mais avec moins de précision.

Remarque : Une image vidéo en UHD 4:2:0 a ses 2 plans de chroma Cb et Cr en définition 1920x1080, donc il n'y a pas besoin de les downscaler en définition Full HD, ils sont nativement à cette définition ( aucune perte d'info de chroma lors du passage UHD vers Full HD ). Seul le plan Y' de définition 3840x2160 doit être downscalé en définition Full HD ( ce qui rend cette opération de downscale très rapide ). Au final, après downscale, les 3 plans Y'CbCr sont donc en Full HD, donc en 4:4:4. Autrement dit, un signal vidéo UHD en 4:2:0 donne du Full HD en 4:4:4 après downscaling ( merci à Emmanuel Piat pour cette explication ).

Pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) stockés sur support physique optique ( Ultra HD Blu-ray ):
 
Les spécifications de l'ultra Blu-ray diffusées en janvier 2015 précisent que seule la représentation YCbCr 4:2:0 sera exploitée.

A noter que les films disponibles en Blu-Ray ou DVD sont tous distribués en YCbCr 4:2:0.

Pour la diffusion TV ( Broadcasting c'est à dire via satellite ou TNT, Broadbanding c'est à dire via boîtier internet ou live via site internet ) :

Le standard UHDTV de SMPTE autorise les trois représentations possibles en YCbCr. Jusqu'à présent, les captations se faisaient en 4:2:2, plus rarement en 4:4:4 et la diffusion se faisait en 4:2:0. Le consortium DVB, qui spécifie les paramètres type des signaux UHD télévisé exploitable en Europe, a fixé en janvier 2014 le 4:2:0 comme unique représentation possible lors de la phase d'introduction de l'UHD-1. Des négociations sont en cours pour que l'UHD-1 ( 2ème phase qui devrait voir le jour à partir de 2017 ) puisse être distribué en 4:2:2, voie en 4:4:4.

Pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) disponible en streaming ou via des sites de vidéo à la demande :

Du fait de la problématique liée à la faible bande passante internet disponible chez la majorité des consommateurs, la représentation en 4:2:0 restera longtemps le format de représentation référence sur le net.

Généralités :

La profondeur de couleur est le nombre de bits utilisés pour représenter la luminosité d'une composante de couleur ( rouge, vert ou bleu ). La norme actuelle est de 8 bits, ce qui représente 256 mesures de luminosité pour chaque composante de couleur. La couleur finale d'un pixel étant un mélange de rouge, de vert et de bleu ; un pixel est donc encodé sous 24 bits.

Le Rec.2020 :

Le Rec.2020 définit un encodage d'une composante de couleur, appelé aussi profondeur de couleur, sur 10 bits ou 12 bits. Exploiter l'espace colorimétrique Rec.2020 revient à encoder un pixel sur 30 bits ( 3x10 bits ) ou 36 bits ( 3x12 bits ) pour les données décrivant sa luminance et par conséquent sa colorimétrie.  La profondeur de couleur sur 8 bits est définitivement abandonnée par l'espace colorimétrique Rec.2020 permettant ainsi de lisser les dégradés de couleurs et éviter le phénomène connue sous le nom de Banding :

A gauche : profondeur de couleur 8bits ( généralement exploité via le Rec.709 ).
Au milieu : profondeur de couleur 10 bits ( minimum envisagé via le Rec.2020).
A droite : profondeur de couleur 12 bits ( maximum envisagé via le Rec.2020).

Pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) stockés sur support physique optique ( Ultra HD Blu-ray ):

Les spécifications de l'ultra Blu-ray diffusées en janvier 2015 précisent deux profondeur de couleur autorisées :

• 8 bits si encodage en AVC,
• 10 bits si encodage en HEVC.

Pour la diffusion TV ( Broadcasting c'est à dire via satellite ou TNT, Broadbanding c'est à dire via boîtier internet ou live via site internet ) :

Le consortium DVB, qui spécifie les paramètres type des signaux UHD télévisé exploitable en Europe ( l'UHD-1 et UHD-2 ), a fixé en janvier 2014 une profondeur de couleur unique de 10bits pour la phase d'introduction de l'UHD-1. Le 8 bits est donc abandonné définitivement pour les futures chaînes UHDTV diffusées en Europe. Des négociations sont en cours pour que l'UHD-1 ( 2ème phase qui devrait voir le jour à partir de 2017 ) puisse être distribué aussi en 12 bits. Cet abandon du 8bits permet d'anticiper l'arrivée d'une autre fonctionnalité attendue de l'UHDTV à savoir le High Dynamic Range ( HDR ). Le HDR fonctionne avec un résultat dégradé sur des signaux vidéos dont les primaires sont encodées en 8 bits d'où l'officialisation du 10 bits minimum.

Pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) disponible en streaming ou via des sites de vidéo à la demande :

Du fait de la problématique liée à la faible bande passante internet disponible chez la majorité des consommateurs, le codage en 8 bits restera longtemps le format de représentation référence sur le net.

Rappel :

L'imagerie à grande gamme dynamique (high dynamic range ou HDR) regroupe un ensemble de techniques numériques permettant de représenter ou de mémoriser de nombreux niveaux d'intensité lumineuse dans une image. D'abord développée pour les images générées par ordinateur, la technique s'est ensuite adaptée à la photographie numérique et concerne désormais aussi la vidéo. Que ce soit pour un appareil photo ou pour une caméra vidéo, la problématique reste la même : différents paramètres ( temps d'exposition, ouverture, sensibilité ) sont ajustés ( automatiquement ou par l'utilisateur ) au moment de la captation d'image pour obtenir une photo/vidéo. Ces paramètres ne permettent jamais aux capteurs numériques de mémoriser la pleine échelle de lumière d'une scène/paysage.

L'obtention d'une photographie HDR peut se faire avec un appareil traditionnel en prenant plusieurs photos SDR (Standard Dynamic Range) d'une même scène/paysage puis en les fusionnant avec un logiciel. Si la technique est bien réalisée, on obtient alors une image aussi bien détaillée dans ses zones claires que sombres. La photo ( prise en HDR ) ci dessus montre qu'il y a un rapport de 5000 entre la partie la plus sombre et la partie la plus claire de l'image, ce qu'aucun capteur numérique n'est capable de retranscrire de façon lisible en une seule prise de vue.

HDR en vidéo :

Bénéficier des effets de la technologie HDR implique certaines conditions :

1 - Il faut réaliser la captation en HDR ( et en une seule prise de vue contrairement à la photographie ) à l'aide d'un jeux de deux caméras, d'un miroir et de filtre assurant la captation en sous exposition et en sur exposition en même temps. Il est impératif d'utiliser des caméras vidéos capable d'exploiter une profondeur de couleur d'au moins 10 bits sous peine de ne pas pouvoir extraire des informations utiles pour la partie HDR.

2 - La seconde condition concerne l'obligation d'un traitement spécifique des deux flux vidéos afin d'obtenir une vidéo "classique" accompagnée de ses données HDR. On commence par apporter des corrections géométriques aux deux vidéos ( celle surexposée et celle sous-exposée ) pour être en mesure de les fusionner. Puis, on va analyser les composantes Y ( luminance ) de chacune des deux vidéos pour séparer les informations communes de celles spécifiques à chaque vidéo. Les informations communes de luminance sont fusionnées dans un 1er canal ( SDR ou non HDR ) qui deviendra la composante de luminance Y de la vidéo finale. Les informations de luminance spécifiques aux deux vidéos sont fusionnées dans un 2nd canal ( lui aussi SDR ). Enfin des informations de synchronisation utiles pour la colorimétrie en cas d'affichage HDR sont extraites en métadonnées. Les deux canaux de luminance sont encodés et compressés ( séparément ) puis fusionnées avec les données de couleur pour obtenir un seul flux vidéo ( intégrant les métadonnées HDR ).  Il ne reste plus qu'à convertir la vidéo finale ( choix de la définition, de la profondeur de couleur, de l'espace colorimétrique ) puis la stocker avant de pouvoir la distribuer.

Les données HDR sont donc composées d'un canal de luminance supplémentaire ainsi que de métas-données entourant le flux vidéo "classique". Cette séparation de la luminance permet de garantir une compatibilité descendante. Ainsi, un diffuseur SDR ( Standard Dynamic Range ) ne peut pas être upgradé en HDR ( High Dynamic Range ) mais il pourra afficher ( de façon non HDR ) un média encodé en HDR.

3 - le diffuseur ( téléviseur ou vidéo-projecteur ) doit satisfaire des caractéristiques minimales ( non standardisées à ce jour ) pour être compatible HDR.  

Les promesses chiffrées du HDR :

Voici tout d'abord des valeurs de luminosité ( exprimées en nits ) mesurées dans un scène sombre et ensoleillée. On remarque clairement les différences de gammes entre les valeurs les plus faibles et les plus élevées :

L'image ci-dessous permet de comparer la pleine échelle de lumière mesurable, celle visible par le système visuel humain et celle capable d'être reproduite par des diffuseurs SDR ( Standard Dynamic Range ) actuels ( téléviseurs et vidéo projecteurs de cinéma ). On remarque clairement l'écart immense entre ce que le système optique peut percevoir et ce qui lui est retransmis par la télévision ou au cinéma :

Valeurs de blanc et noir standardisées :

• Valeurs de blanc : La norme au cinéma est de 48 cd/m2 et entre 80 et 120 cd/m2 pour les téléviseurs. Un moniteur LCD affiche au mieux 300 cd/m2 ( ou 300 nits ), les meilleurs téléviseurs actuels ( non HDR ) vont jusqu'à 1500 cd/m2 et les premiers moniteurs HDR permettent d'atteindre les 5000 cd/m2.
• Valeurs de noir : La norme au cinéma est entre 0,01 et 0,03 cd/m2 et entre 0,005 et 0,01 cd/m2 pour les téléviseurs. Les meilleurs téléviseurs actuels ( non HDR ) vont jusqu'à 0,001 cd/m2. La limite de perception humaine étant à 0,00001 cd/m2.

Augmenter la dynamique des images visible à l'écran fait partit des nouveaux aspects que l'industrie de l'audiovisuel à tenu à prendre en considération lors des spécifications de l'ultra HD. Il s'agit ici d'augmenter le réalisme des images et donc l'immersion du spectateur en définissant de nouvelles valeurs normés pour les valeurs crêtes de blanc et noir affichable. L'accroissement de ces valeurs augmentera ainsi le contraste du diffuseur qui reposait jusqu'alors sur des normes vieillissantes.

Voici une image extraite d'une séquence filmée et encodée en HDR ( caméra F65 Sony, 1080p à 25 images/s, Rec.709 ) et diffusée depuis un moniteur professionnel SIM2 HDR47E S 4K équipé d'un système HDR :

Voici la comparaison simultanée d'une même séquence vidéo traitée ( comprendre encodée ) à la fois classiquement ( SDR ) et traitée en HDR ( démonstration réalisé par 4ever sur un moniteur HDR SIM2 ):

Problématiques liées aux diffuseurs :

En pratique, augmenter la gamme dynamique de nos diffuseurs implique des problématiques différentes entre téléviseurs et vidéos projecteurs :

• pour les téléviseurs, on sait que seule la technologie OLED pourrait permettre de tels niveaux de contraste. Le problème c'est que l'OLED vieillit mal et rapidement ce qui génère une instabilité en matière de colorimétrie. Les laboratoires chimiques comme BASF cherchent des matières organiques de substitution afin de réduire les coûts de fabrication et de maîtriser les dérives temporelles en matières de colorimétrie mais du coup, ces nouveaux composés organiques s'avèrent moins intenses en luminosité. Le HDR aura donc un effet maximum sur des téléviseurs Oled première génération, puis viennent ensuite les téléviseurs Oled avec des composés organiques de substitutions et enfin les téléviseurs LED dont la gamme dynamique de contraste est sensiblement diminué par rapport à l'Oled. Autrement dit, préférer un téléviseur OLED si le HDR vous est primordial.
• En vidéo projection, aucune technologie existante ne permet de diffuser de l'HDR correctement. Il faudra attendre la généralisation de la technologie full laser avec des niveaux de luminosité fantastique pour égaler ce que l'on verra sur un téléviseur OLED.
• Quel que soit le diffuseur ( Téléviseur ou vidéoprojecteur ), augmenter la gamme dynamique de contraste revient aussi à augmenter proportionnellement la consommation électrique ! A tel point que le consortium DigitalEurope est en cours de discussion avec l'Union Européenne afin de définir le niveau maximum d'illumination ( et donc de consommation électrique ) autorisé pour les téléviseurs commercialisés sur le sol Européen. De même, l'industrie vidéo qui depuis quelques années a fait beaucoup d'effort pour communiquer sur les aspects "Vert" de ses productions commence à intégrer la nécessité de concevoir des produits intégrant des limites en matières de consommation d'énergie. Il est néanmoins probable que les pics de contraste et de luminosité varient en fonction du type de diffuseur : autrement dit, les modèles haut de gamme iront plus loin que les modèles d'entrée de gamme.
• Dernière chose, le HDR ne marche que sur des médias encodés en 10 bits. Il faut donc que le diffuseur ( télévision, écran PC, vidéo-projecteur ) soit capable d'adresser chaque pixel en 10 bits. Si les électroniques des vidéos projecteurs supportent le 10 bits voir le 12 bits pour les haut de gamme, ce n'est pas le cas des téléviseurs dont + de 95% sont équipées de dalles adressables qu'en 8 bits.

L'autre partie du problème est la fonction de transfert opto- électronique ( OETF ) utilisée pour convertir des images optiques de la caméra en signaux électroniques et la fonction ( inverse ) de transfert électro-optique ( EOTF ) utilisée pour convertir les signaux électronique en image à l'écran. Toutes deux sont actuellement basées sur la notion de gamma utilisée dans tous les téléviseurs. Nos diffuseurs se comportent de telle manière que lorsque l'amplitude du signal d'entrée est faible, il ne réagissent que très peu à ce signal ou à ses variations de faibles amplitudes et ne les reproduisent pas. Le gamma est une correction mathématique opérée pour relier l'amplitude de la luminance (en volt) d’un signal de télévision et la luminance (en cd/m²) réelle de l'image sur un diffuseur. Cette correction a néanmoins des inconvénients car, si le gamma est réglé trop haut ( > 2,4 ), les détails des scènes sombres ne seront pas affichés. A contrario, un gamma réglé trop bas ( <1,8 ) et l'on perdra la densité des noirs affichés. De plus, un gamma mal réglé peut intensifier le phénomène de banding visible sur les parties lumineuse d'une scène à fort contraste ; ce phénomène étant en majeure partie liée à la profondeur de bit utilisé pour encoder un signal vidéo. Les questions liées à la profondeur de bit et au Banding dépendent donc du gamma utilisé sur l'afficheur. Malgré la possibilité de modifier manuellement le gamma de nos diffuseurs, il n'y a pas de réglage standard ( ou recommandé ) en fonction de l'espace colorimétrique exploité par la vidéo que l'on regarde. Ni l'espace colorimétrique Rec.709, ni le Rec.2020 ne spécifient un EOTF. Un gamma de 2.4 est spécifié dans le Rec.1886, et le Rec.2020 l'utilise pour l'instant.

Le Dolby vision :

Afin de réduire le Banding, notamment lors des valeurs élevées de luminance, la société Dolby développe une nouvelle EOTF appelée quantification Perceptuelle (PQ). Dolby affirme que ce système peut améliorer les dégradés de couleurs dans l'affichage des hautes lumières, des reflets du soleil ou des feux d'artifice, ainsi que les détails à bas niveaux de lumière. En fait, la société affirme qu'une profondeur de couleur de 12 bits en PQ équivaut à une profondeur de couleur de 14 bits en EOTF basé sur le gamma.

Sur l'image ci-dessus, le trait en pointillé représente la limite au dessus de laquelle du banding apparaît et en dessous de laquelle le banding n'apparaît pas.
La courbe en verte représente une profondeur de couleur de 10 bits en PQ, du banding peut alors apparaître.
La courbe en noir représente une profondeur de couleur de 12 bits en PQ, du banding ne peut pas apparaître.

Voici les projections de résultats attendus par la technologie Dolby Vision associées à l'espace colorimétrique Rec 2020 :

Standardisation du HDR :

Basé sur les travaux expérimentaux de Dolby et de l'EBU ( publiés en juin 2013 ), ainsi que sur des propositions techniques de la BBC, de Philips ou encore de Technicolor, le SMPTE a décidé de formaliser trois spécifications qui permettront l'exploitation d'un standard HDR open source ( SMPTE-2084,2085,2086 ). Cela impacte d'abord les diffuseurs qui devront avoir les capacités d'afficher les nouvelles valeurs crêtes de blanc et de noir attendues. Cela affecte ensuite la façon dont les signaux vidéos UHD et UHDTV sont préparés ( masterisés ) avant d'être distribués. Enfin cela affecte la captation d'image vidéo.

Le 10 septembre 2014, le SMPTE a officialisé le standard HDR au travers de la norme SMPTE ST2084 qui définit la façon de convertir les médias existants non HDR en HDR ( donc hors broadcasting ). C'est dans cette norme que l'on retrouve le gamma du HDR ( basée sur la solution PQ de Dolby vision ).

En novembre 2014, le SMPTE a officialisé le standard HDR au travers de la norme SMPTE ST2086 qui définit la façon dont les données HDR doivent être présentées en métas-données. C'est dans cette norme que l'on retrouve la solution de Technicolor qui garantit la compatibilité des médias HDR avec des diffuseurs non HDR.

Le consortium HDMI a établi la norme HDMI 2.0a en avril 2015 qui autorise les médias encodés en HDR à transiter via le câble HDMI.

Le 30 janvier 2015, le CEA publie la norme "HDR Static Metadata Extensions" nommé CEA-861.3. Cette norme spécifie comment coder et décoder ( comprendre afficher ) les métadonnées ( structures de données ) de type HDR sur des vidéos à usage domestique. Cette norme du CEA est compatible avec les normes SMPTE ST 2084 et SMPTE ST 2086 tout en contenant des dispositions pour les futurs EOTFs HDR ( PQ de DOLBY, ... ). Les exigences de cette norme complètent la CEA-861-F.

Le 27 août 2015, le CEA a produit une directive à l'attention des fabricants TV, fournisseurs de contenus et distributeurs, ayant pour objectif d'assister les revendeurs et le consommateur à reconnaître facilement quels diffuseurs seront en mesure d'afficher du contenu Ultra HD avec HDR. Un TV, moniteur ou projecteur peut être désigné comme diffuseur compatible HDR s'il répond aux attributs minimaux suivants :
• Inclut au moins une interface capable de prendre en charge la signalisation HDR tel que défini dans le CEA-861-F, et prorogé par le CEA-861.3,
• Reçoit et traite les métadonnées statiques HDR compatible avec le CEA-861.3 pour la vidéo non compressée,
• Reçoit et traite le profil multimédia HDR10* en IP, HDMI ou provenant d'autres sources de diffusion vidéo. En compléments, d'autres profils multimédias pourront être supportés,
• Applique de manière appropriée une fonction de transfert électro-optique (EOTF) avant d'afficher une image.

* Le profil HDR10 est celui qui sera exploité sur l'ultra HD Bluray ( 10 bits par couleur, 4:2:0 pour les vidéos compressées,  Rec.2020, compatible SMPTE 2084 et 2068 ).

La liste des téléviseurs compatibles HDR10 ( au jour de septembre 2015 ) serait donc celle-ci, sachant qu'une TV UHD compatible Dolby Vision est également compatible HDR10 :
• LG EG960V et EF950V
• Panasonic CX850
• Samsung JS9500
• Sharp UH30
• Sony XBR 930C / 940C (2015 update)
• Vizio R-series
• Hisense 65H10/65XT910

Pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) stockés sur support physique ( Ultra HD Bluray ):

Les spécifications de l'ultra Blu-ray diffusées en janvier 2015 précisent les types d'HDR autorisés :

• HDR open source ( voir normes SMPTE-ST2084 et SMPTE-ST2086), donc avec des pics de luminances compris entre 1,000 nits et 10,000 nits.
• HDR propriétaires, donc possibilité d'encoder les vidéos avec le système Dolby Vision ou le système Philips HDR.

Pour la diffusion TV ( Broadcasting c'est à dire via satellite ou TNT, Broadbanding c'est à dire via boîtier internet ou live via site internet ) :

Le consortium DVB, qui spécifie les paramètres type des signaux UHD télévisé exploitable en Europe, a fixé en janvier 2014 que l'HDR ne ferait pas partit des paramètres figés lors de la phase d'introduction de l'UHD-1. En revanche, l'HDR est d'ors et déjà officialisé pour que l'UHD-1 ( 2ème phase qui devrait voir le jour à partir de 2017 ) puisse être distribué avec des signaux compatible avec cette fonctionnalité.

Pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) disponible en streaming ou via des sites de vidéo à la demande :

Il est vraisemblable de penser que nos moniteurs informatique ( comme nos autres diffuseurs ) seront équipés petit à petit de la fonctionnalité HDR et donc équipés d'électroniques pouvant afficher des vidéos encodés sur 10 bits. On peut supposer que des vidéos HDR seront aussi disponible en téléchargement sans difficulté majeures pour les diffuseurs. Dans tous les cas, les vidéos dites HDR devront respecter la norme CEA-861.3 et par conséquent la norme CEA-861-F.

Généralités :

L'augmentation des pixels liée à l'ultra HD augmente la taille des informations qu'il faut pouvoir traiter et encoder :

Le schéma ci dessus montre qu'il y a 40 fois plus de données à enregistrer entre une vidéo de définition SD et une vidéo de définition UHD-1. Pour pouvoir diffuser ces vidéos ( via support physique ou via broadcasting ou via Broadband ) il est nécessaire d'exploiter un format de compression plus performant que ceux actuellement utilisés.

Le HEVC :

Le 13 avril 2013, le High Efficiency Video Coding ( HEVC/H.265 ) est devenu le standard de compression vidéo sans perte retenu pour l'UHD. Il succède à l'Advanced Vidéo Coding AVC/H.264 (de 2003) avec un taux de compression deux fois meilleur à iso qualité ( 1 pour 250 environ ). A noter que par rapport au MPEG-2 (1994), le gain passe à 75%. Côté expérimentation des débits nécessaires, l’UHD ( 4:2:0 / 8 bits / 60hz ) encodé via HEVC est regardable avec un débit entre 12 et 20 Mbit/s contre un débit compris entre 24 et 45 mbits/s, pour ce même signal encodé en AVC :

Après un an d'expérimentations pour comprendre et définir les bonnes pratiques à son exploitation, le HEVC version 2 ( HEVC Range Extension ou HEVC-RExt ) est standardisé en Juillet 2014. Les évolutions concernent l’extension des espaces couleurs (au-delà du 4:2:0 et du 10 bits/couleur) pour l’intégration dans l’amont des chaines de production, à la gestion intégrée de la 3D, à celle de plusieurs définitions dans un même codec et enfin, d’un profil avec des frames JPEG2000 éditables qui sont utilisées pour certaines productions.

Voila un tableau récapitulatif des différents profils autorisés en version 1 et 2 du HEVC :

Les trois profils initiaux de la version 1 ( 2 pour la vidéo, un pour l'imagerie non visible dans ce tableau ) n'exploitent que le 4:2:0 en 8 ou 10 bits. La version 2 apporte des profils exploitants le 4:2:2 et le 4:4:4 sur 8, 10,12 et 16 bits.

Voila un tableau récapitulatif des différents niveaux autorisés en HEVC ( pas de nouveaux niveaux entre la version 1 et 2 mais certaines caractéristiques internes aux niveaux ont évoluées ) :

Le HEVC définit 13 niveaux de qualité d'encodage ce qui signifie qu'il est utilisable à des définitions inférieures à celles de l'UHD, y compris sur des signaux entrelacés, les trois derniers niveaux étant réservés pour le traitement des vidéos en 8K. A partir du niveau 5 on autorise la définition de l'UHD. Le Blu-Ray actuel à un débit maximum autorisé pour le flux vidéo de 40Mbit/s ce qui correspond au niveau 5.1 pour l'UHD@HEVC.

La contre partie est que l'encodage HEVC nécessite 10 fois plus de puissance de calcul que l'AVC à l'encodage et 2 à 3 fois plus de puissance que l'AVC au décodage. C'est essentiellement due aux évolutions des algorithmes de compression d'image listées ci dessous :

L'exploitation du HEVC va être bénéfique dans de nombreux domaines d'applications puisque l'on peut ainsi diffuser la même qualité de vidéo avec 2x moins de débit nécessaire ( et déployer plus de chaînes sur un même transpondeur satellite ou sur un multiplex de la TNT par ex. ), où alors augmenter la qualité vidéo par deux en conservant un débit identique ( diffuser une vidéo Full HD au lieu d'une vidéo HD Ready sans coûts supplémentaires pour le consommateur par exemple).

Le fabricants majeurs comme Apple et Microsoft garantissent déjà la compatibilité de leur produit avec le HEVC. Le HEVC est aussi compatible avec la plupart des formats de fichiers vidéos informatiques comme le conteneur de fichier Matroska ( MKV ) ou le nouveau conteneur MPEG  ( en cours de développement ).  Les téléviseurs récents haut de gamme sont tous compatibles HEVC et son adoption va continuer à s'étendre vers d'autres types de produits ( décodeurs stellites, amplis HC, lecteur Blu-Ray, scalers, ... ).

Si le HEVC peut être exploité avec des signaux qui ne sont pas UHD ou UHDTV, l'UHD et l'UHDTV ne peuvent exister sans HEVC.

Salut,
 
topic à suivre donc !

Il existe deux standards d'interfaces permettant de transporter un signal UHD :

Le DisplayPort 1.2 :

Cette interface a été spécifié en décembre 2009 par le consortium VESA. Il supporte le 4096 x 2160 pixels sur 60 Hz au maximum et sur un seul écran via son débit de 21,6 Gb/s. Cette connectique est présente dans le monde PC sur les cartes graphiques.

Le DisplayPort 1.3 :

Le DisplayPort 1.3 est officialisé le 15 septembre 2014 : il est capable d'offrir une bande passante de 32,4 Gbit/s au total ( sur quatre canaux, à hauteur de 8,1 Gbit/s par canal ). il peut supporter :
• Un flux UHD/4K à 60 i/s ( en 4:4:4 / 12bits ),
• Un flux UHD/4K à 96 i/s ( en 4:2:0 / 10bits ),
• Un flux UHD/4K à 120 i/s ( en 4:2:0 / 8bits ),
• Deux flux 4K à 60 i/s ( en 4:2:0 / 8bits ),
• Un flux UHD/8K à 60 i/s ( en 4:2:0 / 8bits ).

A noter que les signaux YCbCr en 4:2:0 sont désormais supportés pour s'aligner avec les spécifications du HDMI 2.0 puisque les deux interfaces seront "interconnectables". Les premiers matériels compatibles display port 1.3 verront le jour en 2015.

Le DisplayPort 1.4 :

• Cette interface a été spécifié en mars 2017 par le consortium VESA.
• La connectique dispose de 4 canaux, chacun permettant le transfert de 8,1 Gb/s, soit un débit VIDEO total de 25,92 Gb/s.
• Il supporte le 7680 x 4320 pixels en 60 Hz et 10 bits, en 4:4:4 au maximum et sur un seul écran.
• Il est compatible HDR ( et donc compatible Rec.2020 et 10 bits par extension ) et supporte l'USB-C.

Le HDMI 2.0 :

Cette interface en version 2.0 a été spécifiée le 04 septembre 2013 par le consortium HDMI. Le débit maximum atteint 18 Gb/s, contre 10,2 Gb/s pour le HDMI 1.4a, soit un débit suffisant pour la transmission de la plupart des contenus vidéo UHD ( 3840 x 2160 pixels ) et 4K ( 4096 x 2160 pixels ) à 60 images/s.

Rmq : comme l'a fait remarqué Joe Kane, la représentation en YCbCr 4:2:0 n'est spécifiquement autorisé que depuis l'HDMI 2.0 et on peut se demander pour quelle raison :
- la tendance est désormais de supprimer ce type de représentation pour l'UHD et passer à des représentations plus qualitatives ( 4:2:2 voir 4:4:4 ).
- cette représentation est la seule autorisée sur nos platines Blu-Ray depuis 2006, ce qui signifie que le HDMI 1.3 et 1.4 n'ont pas eu d'autre choix que de transporter ce type de signal ... alors qu'il n'était pas autorisé.

Quelle est la bonne version HDMI que mon appareil doit avoir pour visionner une vidéo UHD ?

Le tableau ci dessous met en relation les types de signaux UHD/4K en 2D avec la version HDMI requises sur l'appareil :

l'HDMI 1.4a supporte quelque signaux UHD : la majorité des signaux UHD à 24/25/30hz, ainsi que le 50/60hz encodé en 4:2:0 avec une profondeur de couleur de 8 bits uniquement.  A contrario, le HDMI 2.0 ne permet pas de passer certaines vidéos UHD ( celles en 50/60hz encodées en 4:4:4 avec une profondeur de couleur de 10 ou 12 bits ). Il faudra attendre que le consortium HDMI définisse un nouveau standard HDMI ( HDMI 2.1 ou 2.0b ? ).

Le piège du HDMI 2.0 compatible sur les téléviseurs :

Fin 2013, SONY a diffusé un tableau expliquant les types de signaux UHD compatibles sur les téléviseurs de la marque. Cela a crée beaucoup de d'interrogations dans les diverses communauté du home-cinéma car SONY a introduit la notion de niveaux ( Level ) A,B,C qui ne sont pas spécifiés dans la norme HDMI 2.0 ou dans le standard UHD.

Voici une synthèse que j'ai réalisé et qui compare les signaux UHD ( ou 4K ) permises par les 2 norme HDMI ( 1.4 et 2.0 ) aux signaux UHD ( ou 4K ) autorisés dans les "Levels" SONY :

• Level C = appareil équipé en HDMI 1.4 intégrant les performances du standard HDMI 1.4.
• Level B = appareil équipé en HDMI 2.0 intégrant les performances du standard HDMI 1.4.
• Level A = appareil équipé d'HDMI 2.0 intégrant les performances du standard HDMI 2.0.

En regardant de plus près le tableau ci-dessus, on s'aperçoit de quelques bizareries concernant les types de signaux UHD permis par SONY :
• Je confirme que le hdmi 1.4 passe un signal UHD ou 4K à 50/60 hz en 4:2:0 8 bits. Sony ne l'autorise que dans son level B ( téléviseurs équipés en hdmi 2.0 mais avec la bande passante du hdmi 1.4 ).
• En 24/25/30hz, le hdmi 1.4 permet de passer un signal UHD encodé en 4:2:2 12 bits mais Sony n'en tient compte dans aucun de ses levels ...  
• Toujours en 24/25/30hz, le hdmi 2.0 full bande passante autorise le 4:4:4 10 et 12 bits mais Sony n'en tient pas compte et limite au 4:4:4 / 8 bits  son level le plus avancé ... pourquoi ?

Seul le Level A permet de passer ( presque ) tous les types de signaux UHD permis par le standard HDMI 2.0. L'exemple type est l'achat d'un téléviseur dit compatible HDMI 2.0 ( correspond au Level B chez Sony ): vous ne pourrez pas regarder les signaux UHD encodés en 4:2:0 10 bits, c'est à dire les programmes diffusés par satellite en UHD.

Après coup, on comprend mieux que c'est une solution technique et commerciale acceptable pour SONY, leur permettant d'occuper le terrain en commercialisant des produits qui sont HDMI 2.0 "compatibles" le temps que les puces électroniques full HDMI soient disponibles en grand nombre et à moindre coût. je n'en veux pas spécialement à SONY car ils ont quand même décidé de communiquer, de façon alambiqué,  alors que leurs concurrents restent muets.

[color=#ff0000]Faîtes donc très attention car jusqu'à fin 2015 il existera de nombreux téléviseurs UHD/4K ( toutes marques confondues ) qui seront estampillés "HDMI 2.0" et qui ne pourront passer que la moitié des types de vidéos UHD. [/color] Nicolas, responsable du site Hdfever à écris un article à ce sujet ( http://www.hdfever.fr/2014/08/06/t [...] -ultra-hd/ ).

Connecteurs HDMI 2.0 :

Les connecteurs HDMI1.4a et HDMI 2.0 sont identiques ( de type A ) et cela à trois conséquences :

• Si cela est prévue dès la conception de l'appareil, il est techniquement possible d'upgrader un appareil HDMI 1.4 pour le rendre compatible ( en partie ) avec la norme HDMI 2.0 . C'est d'ailleurs ce que propose Sony sur certain de ses vidéo projecteurs, téléviseurs, amplis haut de gamme.
• Le format UHD n'est pas lié à l'HDMI 2.0 exclusivement : certain appareils équipés en HDMI 1.4a sont capable de transporter un signal vidéo UHD ( encodé en 4:2:0 8 bits ). C'est le cas des lecteurs Oppo 103-U, 105-U, 103-D, du Toshiba BDX6400 ( liste non exhaustive ).
• Un appareil équipé en HDMI 2.0 pourra sans problème communiquer avec un appareil équipé en HDMI 1.4a ( ou inférieur ) à condition que le signal vidéo à transporter reste dans les possibilités de traitement de l'appareil équipé en HDMI 1.4a ( ou inférieur ).

Câbles HDMI 2.0 :

La norme HDMI concerne principalement les appareils et non les câbles. L'indication de version est dépassée, et même interdite depuis le début d'année 2012 par le consortium HDMI. La labellisation "Câble HDMI 1.4" n'est qu'un argument commercial. Seuls des labels High Speed ( classe 2 ) et Standard ( classe 1 ) sont désormais autorisés. Mais avec l'arrivée de l'UHD, les débits que doivent supporter le câble HDMI sont désormais au delà des spécifications initiales de la classe 2 :
- La classe 1 autorise une fréquence de 74,5 Mhz, soit un débit allant jusqu'à 2,23 Gbit/s ( permettant la quasi totalité des vidéos en full et HD Ready en 2D ).
- La classe 2 autorise une fréquence de 340 Mhz, soit un débit allant jusqu'à 10,2 Gbit/s ( permettant tous les signaux full et HD Ready en 2D et 3D ainsi que tous les signaux UHD en 4:2:2 et 4:2:0 jusqu'à 30hz ).

Les fabricants de câbles n'ont pas attendu que le consortium HDMI mette à jour les débits autorisés par la classe 2 et commercialisent déjà des câble high speed ( classe 2 ) autorisant une bande passante de 18 Gbit/s ( maximum à ce jour ). Tous les câbles HDMI de classe 2 sont donc compatible avec des appareils HDMI 1.4a et 2.0 mais ne sont pas tous capable de passer le débit maximum de 18Gbit/s possible avec l'HDMI 2.0. Si vous possédez déjà un câble HDMI ( de classe 2 ) et que vous envisagez de l'utiliser sur un nouvel équipement HDMI 2.0, commencez par vérifier le débit garantit par le fabricant du câble ( sur le site web par ex ) puis comparez le résultat avec le tableau suivant pour connaître le type de signaux que vous pourrez passer:

Voici le même tableau pour tous les standards vidéos 2D et 3D de définition verticale 720 ( HD ready ) ou 1080 ( Full HD ) :

La gestion de l'ARC ( Audio Return Channel, la possibilité de récupérer le son de votre téléviseur ou décodeur TNT pour le traiter via HDMI vers un ampli ) a été introduite avec le HDMI 1.4 ce qui a eu comme conséquence le rajout d'un câble spécifique à la gestion de l'ARC. Vérifiez donc avant de réutiliser votre ancien câble HDMI de classe 2 ) qu'il n'a pas été acheté avant 2010 auquel cas il vaut mieux le changer car l'ARC est largement déployé sur les appareils récents.

Longueur de câble HDMI 2.0 :

Le dernier point concerne la longueur de câble et les câbles passifs et actifs. Les spécifications ne précisent pas de limite de longueur "officielle" en terme de câble HDMI. En revanche, l'industrie a suffisamment de recul pour savoir :
- qu'à partir de 7,5m, une atténuation du signal apparaît pouvant entraîner des saccades de l'image, ou bien un écran noir du fait que le signal n’arrive tout simplement pas du tout. Au delà de 7,5m, plus on augmente la longueur du câble, plus le signal subit une atténuation.
- 15 mètres semble être la distance maximale proposée par la plupart des fabricants de câbles HDMI dit "Passif" avant que l'atténuation devienne trop grande. C'est à partir de cette distance que l'on trouve les premiers câbles HDMI dits "Actif".
- 20 mètres semble être la limite maximale pour qu’un signal HDMI passe correctement par un seul et même câble dit "Passif" et il n'existe que quelque références de câbles HDMI passif de cette distance et le tarif est en conséquence des technologies employées ...

Pour des longueurs de câbles comprises entre 5m et 20m, les fabricants exploitent généralement des sections de câbles de diamètres différents en utilisant l'unité de mesure AWG. Celle-ci fonctionne à contrario d’une échelle classique : un câble AWG 26 aura un diamètre de 0,4 millimètres alors qu’un câble AWG 24 aura un diamètre de 0,5 millimètres (26 et 24 correspondent en fait au nombre de passage de la machine : la tréfileuse). En d’autres termes, plus le câble est fin, plus le nombre de passages dans la machine est important. Un câble de plus gros diamètre sera donc de meilleure qualité, car la section des fils de cuivre à l’intérieur sera plus grande. L'AWG 24 permet de garantir le transport de signaux HDMI sur des distances de câbles allant jusqu'à 15m ( jusqu'à 20m si associé à d'autres technologies ) alors que l'AWG30 ou plus ne permet pas de dépasser les 5m.

Au delà de 15m, il existe la solution des câbles dits "Actif" : Il s’agit de câbles qui intègrent un amplificateur de signal, comme ce que l’on trouve dans certains boitiers Switch ou splitter HDMI pour permettre de transférer un signal HDMI sur des câbles de grande longueur sans perdre en qualité, ou pire le signal tout en entier.

Autre solution pour pouvoir envoyer un signal HDMI sur de très longues distances, les professionnels de la haute définition ont crée la technologie qui répond au nom de « HDBASE T ». Il s’agit en fait de faire passer le signal HDMI sur un câble Ethernet. Concrètement, ce système repose sur un émetteur et un récepteur. Le signal HDMI que vous souhaitez envoyer partira de votre appareil HD vers l’émetteur Ethernet par le biais d’un câble HDMI 1.4 ; Celui-ci transformera en fait le signal HDMI en signal Ethernet. Le signal Ethernet supporte en effet très bien les longues distances. Un câble Ethernet partira ensuite de votre émetteur pour aller jusqu’au récepteur qui se chargera de retransformer le signal Ethernet en un signal HDMI. Du récepteur, il ne vous restera plus qu’à brancher un autre câble HDMI 1.4 jusqu’à votre écran.

Le HDMI 2.0a :

Le 8 avril 2015, la norme HDMI 2.0a est officialisée par l'HDMI Forum avec pour avancée la prise en charge du HDR (High Dynamic Range). la nouvelle norme HDMI 2.0a s'appuie sur le standard CEA-861.3 publié en janvier dernier par la Consumer Electronics Association. Un flux vidéo HDR contiendra un noyau vidéo classique avec lequel seront véhiculées des méta-données – interprétables uniquement par un contrôleur HDMI 2.0a – afin de recomposer les images HDR. Un téléviseur non compatible affichera l’image à marge dynamique réduite – sans tenir compte des méta-données – avec la même qualité que celle d’un disque Blu-ray actuel. Tous les câbles HDMI dits HighSpeed sont dores et déjà compatibles HDMI 2.0a.

Rappel :

Le procédé HDCP (High-Bandwidth Digital Content Protection), traduisible par Protection des contenus numériques haute définition, est un procédé électronique et logiciel élaborée par Intel destiné à contrôler les flux numériques vidéo et audio haute définition.

Si un équipement non compatible HDCP est utilisé pour lire du contenu protégé, trois cas sont observés :
- Dans le meilleur des cas ( si les ayants droit du contenu n'ont pas activé de protection HDCP ), le contenu pourra être restitué en haute définition,
- Les ayants droit ont activé un verrouillage partiel ou total : L'image ou le son peuvent être restitués en simple définition,
- Dans le pire des cas, le visionnage est purement et simplement interdit.

Toute la chaîne (lecteur Blu-ray, amplificateur home-cinéma, switch ou répéteur, carte graphique d'un ordinateur, écran de télévision ou d'ordinateur, vidéoprojecteur ) doit être certifiée HDCP ( au même niveau de version ). Le HDCP est principalement exploité par les interfaces et liaisons DVI, HDMI ou DisplayPort. Les dispositifs HDCP doivent soit restreindre les caractéristiques des flux audio et vidéo, soit interdire totalement leur lecture. Par exemple, les lecteurs Blu-ray ne pourront restituer les contenus à leur définition maximale qu'en cas de conformité avec les spécifications HDCP.
 

La version 1.0, qui apparaît en février 2000 évolue jusqu'à la version 1.4 ( juillet 2009 ).
La version 2.0, qui apparaît en octobre 2008 n'est pas une évolution des version HDCP 1.x dans le sens ou les mécanismes de protections et restrictions sont différents. Elle évolue jusqu'à le version 2.2 apparue en février 2013.

HDCP 2.2 :

Le HDCP 2.2 est essentiellement destiné à protégéer les contenus aux formats UHD ou 4K ou 8K. Un appareil non HCP 2.2 ( par ex compatible avec HDCP 2.0 ) ne peut pas être upgradé en 2.2 avec un firmware, car le systèm de protection est dans un composant électronique. En revanche
vous pourrez afficher une image Full HD sur un téléviseur UHD compatible HDCP 2.0 raccordé avec un lecteur Bluray UHD compatible HDCP 2.2.

Les interfaces suivantes supportent le HDCP 2.2 : HDMI, DVI, DISPLAYPORT, USB, MHL, ETHERNET, MIRACAST, BLUETOOTH, WIFI, WIDI.

Le 5 septembre 2014, Digitaleurope publie le logo UHD pour tout produit commercialisé en Europe. Une des exigences minimale étant que le produit estampillé UHD doit être compatible HDCP 2.2. C'est une garantie pour le consomateur qui verra ce logo UHD sur un produit. Mais attention : la plupart des télévisions actuelles ne sont pas compatibles HDCP 2.2, il faudra attendre les gammes 2015 pour voir se généraliser cette compatibilité HDCP 2.2.

Rappel sur les standards de restitution audio ( 2D ou non immersifs ) existants en home-cinéma :

Voici les principaux formats de restitutions audio présents dans le monde du Home-Cinéma :

Je cites ci-dessous un article de Jean-Pierre Lafont ( http://www.lafontaudio.com/dossiers/5+1.htm ) qui explique l'origine du format de son 5.1 :

Introduction aux formats audio 3D ou immersif :

Quelque définitions s'imposent, et cela tombe bien car SMPTE a publié ( dans une présentation PDF datée de novembre 2014 ) un lexique et la sémantique adaptée pour définir un format audio immersif :

• Son : une perturbation de pression dans l'air qui peut être perçu par l'ouïe contrairement au terme Audio qui définit une représentation électrique d'un son ( et donc qui est inaudible ).
• Champ sonore : espace acoustique créé par reproduire simultanément une ou plusieurs sources audio en deux dimensions dans le plan horizontal.
• Champ sonore immersif : espace acoustique où le son peut être reproduit à partir des trois dimensions.
• Son immersif : son qui est expérimenté dans un champ sonore immersif.
• Système de son immersif : système sonore qui est capable de produire du son immersif.

Il existe deux approches d'encodage audio pour les sons immersifs, l'une est basée sur les canaux, l'autre est basée sur les objets :

• Canal ( sous entendu : audio ) : collecte d'échantillons audio distinct séquencés qui est destiné à être livré à un seul haut-parleur ou un tableau de haut-parleurs. Voici l'exemple d'un format audio basé sur 5 canaux qui sont restitués à travers 14 enceintes ( en tenant compte du caisson de basse ):

Quel est l'intérêt d'une approche basée sur les canaux audio ?
• Flux de travail, outils et techniques déjà établies.
• Facile à restituer et à contrôler.
• Assure un contrôle artistique direct de chaque haut-parleurs.
• Stockage efficace (de nombreux événements dans un petit nombre de canaux).

• Objet ( sous entendu : audio ) : Audio ( de n'importe quelle durée ) associé à des métadonnées qui décrivent la façon dont il doit être reproduit dans un champ acoustique. Ces métadonnées décrivent la position, la propagation, les caractéristiques de mouvement et d'autres informations de rendu. Les objets peuvent se déplacer dans le champ sonore, être reproduits dans une position unique, ou par un haut-parleur spécifique. Un objet peut être définit à se comporter un peu comme un canal. Voici l'approche utilisé pour encoder un objet audio :

Quel est l'intérêt d'une approche basée sur les objets audio ?
• Apporte de la valeur à l'expérience de cinéma, car cela change la façon de raconter des histoires.
• Libère la création audio du cinéma en mettant l'accent sur l'intention artistique.
• Simplifie la chaîne de production/livraison et la lecture, par un package unique.
• Flexibilité de restitution, dans tout environnement quel que soit les configurations de haut-parleur.

Il existe une troisième approche dite hybride qui mélange le meilleur des deux mondes, c'est à dire l'approche basé sur les canaux audio et l'approche basée sur les objets audio. Il existe enfin une grosse différence entre les deux approches notamment au niveau de l'amplificateur censé restituer le format audio :

Dans une approche basé sur les canaux, le critère prédominant à une juste restitution est le nombre et le type de haut parleurs, alors que dans une approche basé sur les objets audio, le critère principal est la position géographique exacte dans l'espace de restitution.

L'autre contrainte ( ou liberté créative, selon le point de vue ) du format basé sur les objets audio ( qui est donc basé sur la position d'objets dans un espace prédéfinis ), est de situer une position de référence égocentrée ou allo-centrée :

l'ingénieur du son doit définir des coordonnées pour chaque objet audio qu'il doit encoder, ce qui suppose un point de référence qui est soit égocentrée ( on replace l'objet audio par rapport à la position d'un être humain situé dans la scène ) soit allo-centrée ( on replace l'objet audio par rapport à la position d'un autre objet audio de la scène ). Bien évidemment la même question se pose au niveau de la restitution à domicile du fait de la configuration de haut-parleurs renseignés, de leur position, de la position d'écoute qui est forcément différente de la position d'origine définie à l'encodage, etc .. . Autrement dit, un objet audio placé à 2m de la position d'origine ( définie à l'encodage ) avec un angle de 56° à gauche ne sera pas forcément restitué comme l'ingénieur du son l'a souhaité du fait de votre position d'écoute dans l'espace acoustique de retranscription ...

Vers un duel de format audio immersif ?

Alors que les négociations progressent pour tous les différents standards liés à l'image, 2 des acteurs impliqués dans l'établissement des nouveaux formats audio ont d'abord privilégier une approche plus radicale et moins ouverte. Pour comprendre la situation, revenons en Février 2013, lorsque NATO et l'Union Internationale des Cinémas (UNIC) ont publiés les exigences des exposants de cinéma pour les technologies sonores immersives : leur but est de s'assurer que quel que soit le système de restitution audio adopté par les exploitants de salles de cinéma, ils pourront être en mesure de lire la bande son immersive quand un studio la fournit. Autrement dit, la bande son des films numériques livrés ( sur support DCP ) par les studios chez les exploitants de salles de cinéma doit avoir été mixé et être encodé dans un format unique ( et si possible ouvert ) indépendant du format de restitution sonore ( Dolby Atmos, DTS-UHD, Auro 3D ... ).

En mars 2013, le groupe de travail TC-25CSS ( CSS pour Cinema Sound System ) est crée au sein du SMPTE ( organisme de standardisation ) avec comme objectif de développer un format unique, interopérable de fichier de distribution pour son immersif, exploitant les objets audio, format dédié à l'industrie du cinéma numérique. Les avantages financiers et opérationnels sont immédiatement évidents : les mêmes médias Digital Cinema Package ( DCP ) portant une bande-son à base d'objets audio pourraient être joué dans n'importe quel cinéma n'importe où dans le monde. Le groupe de travail TC-25CSS conduit donc le processus de normalisation afin d'aboutir à une norme en 2014.

Deux organisations contribuent d'entrée au choix de normalisation du format audio à base d'objets que conduit le SMPTE :
• Dolby Laboratories, dont la proposition est basée sur Atmos,
• Les partisans du MDA Cinéma groupe, qui comprend DTS, Doremi laboratoires, laboratoires ultra-stéréo, QSC, Barco et Auro Technologies. La proposition du Groupe MDA est basée sur Multi-Dimensional Audio, un format audio PCM non compressé qui dérive de recherche initié au SRS Labs et raffiné par DTS.

En avril 2013, DTS Inc. et Barco annoncent avoir développé conjointement le premier format de mixage audio exploitant l'approche basé sur des objets audio. Le Multi-Dimensional Audio ( MDA ) semble répondre aux exigences du NATO et de l'UNIC puisque conçu pour figer une structure et des pratiques communes à tous les prochain formats de restitution audio numérique à venir. La volonté de DTS Inc. et de Barco est clairement d'imposer le MDA ( destiné initialement à usage domestique ) comme un standard pour l'industrie du cinéma numérique ... d'autant plus que Dolby, concurrent de DTS Inc. est très bien positionné auprès de l'organisme international SMPTE. A noter que en janvier 2014, DTS a annoncé que le format de mixage MDA serait libre de droits.

Parmi les autres propositions, on retrouve celle de NHK ( diffuseur principal au Japon ), qui a mis au point un système 22.2 canaux appelé Super Hi-Vision Sound, composé de neuf haut-parleurs de plafond ( dont une voie centrale au plafond ), 10 haut-parleurs surround et trois haut-parleurs au pied de l'écran pour reproduire les traces, bruits de voiture et les chutes d'objets.

Voici un tableau récapitulatif des différents formats audio immersifs existants ( monde du cinéma numérique ) :

Même si les formats audio home-cinéma sont calqués sur ceux existants dans l'industrie du cinéma numérique, pour une fois, le consommateur final ne devrait pas faire partit des dommages collatéraux puisque le DTS-UHD ( appellation non arrêtée par DTS ) et le Dolby Atmos devraient équiper nos récepteurs home-cinéma. Il a de fortes chances que le format unique choisit par le SMPTE soit aussi celui dans lequel sera mixé nos pistes sons sur le futur bluray UHD.

Principe de l'approche basé sur les objets audio - Multi-Dimensional Audio ( MDA ) - PCM+ :

Dans le monde réel, nous écoutons des sons en provenance de de toutes directions et d'un nombre infini de points dans l'espace, les objets produisent leurs propres sons et nous les entendons. Pour entendre ces sons au cinéma, à la maison, ou sur une tablette, nous avons besoin de les capter, de les encoder, et les reproduire en utilisant des haut-parleurs, et malheureusement ce processus n'est pas parfait et est soumise aux limites des techniques de mixage et de traitements sonores. Ce que le MDA cherche à faire est de fournir des outils qui permettent à un ingénieur du son d'émuler la façon dont nous entendons les sons en réalité.

La principale percée présenté par le format MDA est une re-conceptualisation de l'audio en objets sonores situées dans un espace à trois dimensions, plutôt que des sons ancrés à une configuration spécifique de canal ou de haut-parleur, comme c'est le cas dans les formats stéréo et surround traditionnels. En d'autres termes, quand un ingénieur du son doit mixer les éléments d'une bande sonore de film ou de musique, au lieu de choisir quelles enceintes vont reproduire tel ou tel instrument ou effet sonore, l'ingénieur du son doit se préoccuper de placer un objet ( instrument, effet sonore ) ou un groupe d'objets dans un espace tridimensionnel. Dans un système MDA, chaque objet (ou groupe d'objets) a sa propre identité, leur permettant d'être indépendamment manipulés dans le processus de mixage, quel que soit le nombre de canaux ou de haut-parleurs associés avec le format de lecture. Au final, l'ingénieur du son gère une base de données définissant une expérience audio plus naturelle.

La structure traditionnelle en PCM d'une bande son étant toujours exploitée en captation, mixage et restitution, l'ingénieur du son ajoute des métadonnées qui contiennent la localisation de tous les objets audios mixés dans l'espace à trois dimension. L'association du format sonore PCM avec le format de mixage MDA donne un nouveau format sonore appelé PCM+.

A la restitution, le décodeur de la bande son va lire les informations du PCM+ et placer les différents objets audio encodés dans l'emplacement approprié en fonction des autres objets audio ainsi qu'en fonction de la position d'écoute. En conséquence, le nombre de haut-parleurs dont vous disposez  vont travailler de la même manière que les pixels sur un écran vidéo : plus vous possédez d'enceintes et plus l'écoute sera précisément détaillée. Le plus important étant que quel que soit le nombre de haut-parleurs, vous ferez l'expérience d'une représentation visée initialement par l'ingénieur du son. Le niveau d'immersion fournie étant limité ou complété par le nombre d'enceintes.

Un autre avantage du système MDA est que l'auditeur final peut également repositionner ou accentuer un objet ou un groupe d'objets désigné comme débloqué dans une bande-son de façon indépendante.  Autrement dit, au lieu de modifier le niveau sonore de chaque enceinte ou le niveau sonore global de toutes les enceintes, l'utilisateur va pouvoir changer soit le niveau sonore soit le positionnement de chaque objet audio indépendamment du volume sonore global.

Parmi les scénarios possibles, imaginons que vous regardiez un match de football via satellite ou tnt. L'ingénieur du son va d'abord déclarer des groupes d'objets isolés comme les commentateurs sportif Français, les commentateurs sportifs Anglais, les supporteurs dans un virage du stade, les deux entraîneurs, les joueurs et les arbitres. En cours de jeu, vous pouvez choisir le commentaire sportif Français ou anglais, vous voudrez peut-être savoir ce que les joueurs disent sur le terrain plus clairement, ou peut-être vous voulez renoncer à l'ensemble des commentaires et juste entendre la foule ou les arbitres. Et pourquoi pas vous placer vous dans le public ou à l'extérieur du public. Ou, que diriez-vous de placer votre position d'écoute à proximité des entraineurs et de placer le message sonore des entraîneurs à votre gauche et ceux des joueurs à votre droite ? Bien sûr, si vous voulez obtenir l'intégralité de l'écoute MDA et de son expérience interactive, vous devrez disposer d'un amplificateur home-cinéma pouvant lire les métadonnées de localisation spatiale codée et pouvant les distribuer dans votre environnement d'écoute en conséquence.

Au final, avec une approche basé sur les objets audio, l'ingénieur du son n'a pas à s'inquiéter d'avoir à refaire un mixage par format sonore. L'approche objet audio garantit un seul mixage pour plusieurs formats de restitution ce qui réduit les coûts de production et améliore l'efficacité du travail de mixage !  

DTS:X :

Lors du CES 2011, DTS Inc. a annoncé un nouveau format audio à usage domestique le DTS NEO X qui permet de convertir des signaux sonores stéréo, 5.1, 6.1 ou 7.1 en 9.1 ou 11.1. Cela est rendue possible avec des enceintes placées en hauteur permettant d'ajouter la dimension verticale au champ sonore restitué.

Lors du CES 2014, DTS Inc. a présenté la première démonstration d'un décodeur DTS NEO X ( à base de puce Cirrus Logic ) intégrant l'approche basé sur des objets audio ( grâce au format de mixage MDA ) et rebaptisé momentanément DTS-UHD pour l'occasion. Le DTS-UHD ( rebaptisé DTS:X ) est le premier format de restitution audio basé sur des objets conçus pour le grand public. Ce format basé sur des objets audio accroît le réalisme grâce à un rendu spatial plus précis, l'ajout d'enceintes placées en hauteur ajoutant ainsi une dimension verticale du champ sonore, et la capacité à s'adapter à toutes les configurations home-cinéma. Bien évidemment la compatibilité descendante est garantie et il est possible de décoder un simple flux audio DTS avec un décodeur DTS:X. Le consommateur peut ainsi upgrader ( ou pas ) son système d'enceintes actuel ( 5.1 /7.1 / 9.1 / 11.1 / etc ) selon ses goûts, le décodeur DTS:X adaptant les signaux audio ( des objets ) en tenant compte de l'installation finale.

Le DTS:X est en fait un codec à lui tout seul ( c'est à dire un dispositif capable de compresser et décompresser un signal audio numérique ).

Lors du CES 2015, DTS Inc. a annoncé son nouveau format sonore immersif, le DTS:X ! Ce format est basé sur les objets audio et remplacera le DTS-HD Master Audio ( DTS-HDMA ). Les amplificateurs home-cinéma des marques suivantes : Anthem, Denon, Integra, Krell, Marantz, McIntosh, Onkyo, Outlaw Audio, Pioneer, Steinway Lyngdorf, Theta Digital, Trinnov Audio, and Yamaha devraient sortir des produits intégrant le format DTS:X dès 2015. Les autres marques ( Sony, Harman Kardon, ... ) non rien annoncés vis-à-vis de ce format audio immersif mais il est fort probable qu'elles l'intègre dans leur produit dès 2016.  Le nouveau format audio immersif de DTS est en cours d'intégration dans les chipset des marques Cirrus Logic, Analog Devices et Texas Instruments.

Comme le Dolby Atmos, le DTS:X est une technologie de reproduction surround capable de diffuser un mixage basé sur les objets audio dans une installation sonore traditionnellement construite sur des positions d'enceintes fixes. Il intègre les caractéristiques suivantes :
• 32 enceintes maximales,
• technologie MDA permettant au ingénieurs du son de placer les objets audio n'importe ou n'importe quand,
• technologie Neural:X permettant de repartir tout signal sonore ( stéréo à 5.1 d'origine ) sur toutes les enceintes quel que soit le nombre utilisé,
• technologie Headphone:X permettant de simuler une reproduction 7.1.4 dans un casque audio stéréo,
• fréquence d'échantillonnage maximum des bandes‑son DTS:X est fixée à 96 kilohertz.

Dolby Atmos :

Dolby Atmos fonctionne avec trois éléments principaux :

• Plan audio : c'est le schéma de disposition des canaux, à nouveau en 5.1 ou 7.1, donc en gros le même que dans les anciens formats Surround. Les canaux individuels sont statiques à l'intérieur du plan.
• Objets audio: ce sont des objets ou des groupes d'objets indépendants que l'on fait évoluer à travers le plan audio.
• Métadonnées: ce sont les données de localisation des objets audio dans le plan audio ainsi que leur durée de vie.

Voici des objets audio tel que visualisés sur le logiciel de mixage Dolby Atmos :

La source audio est évidemment encodé en Dolby Atmos et peut être du 2.0, du 5.1 ou du 7.1. A noter que le Dolby Atmos est un format lossless ( ce qui signifie que chaque canaux est compressé avec un taux de compression suffisamment bas pour qu'aucune perte ne soit audible par l'oreille humaine lors de la restitution ) puisque basé sur un flux Dolby True HD ( lui même format lossless ) sur lequel a été ajouté des métas données supplémentaires pour les objets audio :

• Si votre amplificateur est compatible Dolby Atmos, quand le signal Dolby TrueHD est décodé, les objets audio et les métas données seront décodées.
• Si l'amplificateur n'est pas compatible avec Dolby Atmos, le flux audio Atmos peut être décodé par la source (un lecteur compatible Dolby Atmos) en LPCM jusqu'à 32 canaux ( si le transport du flux se fait via HDMI 2.0 ).
• Si vous n'avez pas d'ampli ou sources compatible, le flux encodé en Dolby Atmos sera retraduit en Dolby True HD ( si le signal source provient d'un lecteur bluray par exemple ) ou en Dolby Digital plus ( si le signal source provient d'un décodeur satellite / tnt par exemple ).

Un câble HDMI avec la bande passante de la norme 1.4 suffit pour transporter un flux en Dolby Atmos. Les premiers amplis compatibles Dolby Atmos ont été annoncé par Onkyo / Pioneer / Yamaha / Denon et Marantz pour fin 2014, début 2015.

Les objets audio ( 128 au maximum ) sont attribués par le moteur Atmos, en fonction du nombre de haut-parleurs réel. 24 HP pour le premier plan vertical + 10 HP pour le second plan vertical sont pilotable au total en application home-cinéma ( 34 HP au total ). Dans une installation home-cinéma classique, deux haut parleurs supplémentaires sont un minimum pour avoir les effets du Dolby Atmos. La majorité des amplificateurs home-cinéma ne gérant pas plus de 11 canaux, on obtient alors les 5 configurations possibles :

• une installation 5.1 devenant 5.1.2 ( .2 = 2 enceintes en hauteur ) ce qui est différent d'une installation 7.1 classique.
• une installation 5.1 devenant 5.1.4 ( .4 = 4 enceintes en hauteur ) ce qui est différent d'une installation 9.1 classique.
• une installation 7.1 devenant 7.1.2 ( .2 = 2 enceintes en hauteur ) ce qui est différent d'une installation 9.1 classique.
• une installation 7.1 devenant 7.1.4 ( .4 = 4 enceintes en hauteur ) ce qui est différent d'une installation 11.1 classique.
• une installation 9.1 devenant 9.1.2 ( .2 = 2 enceintes en hauteur ) ce qui est différent d'une installation 11.1 classique.

Evidemment si vous possédez un amplificateur gérant plus de 11 canaux, vous pourrez ajouter autant d'enceintes que l'ampli peut en piloter, le Dolby Atmos les exploitera. Quel que soit le nombre d'enceintes, le Dolby Atmos n'autorise qu'un seul canal LFE donc l'emploi d'un seul caisson de basse.

Puisqu'il est nécessaire d'ajouter des haut-parleurs ( au moins 2, idéalement 4 ) pour recréer une nouveau plan sonore vertical, deux types de solutions existent :

• ajouter des hauts parleurs intégrable dans le plafond.
• ajouter au dessus de vos enceintes principales des enceintes ( appellées Add-on ) dirigées vers le haut du plafond, permettant au son produit par ces enceintes de se réflêchir au plafond jusqu'à la zone d'écoute. Vous aurez ainsi l'impression que le son vient d'en haut.

Enceinte Add-on Atmos de marque KEF :

Une liste de films ayant une bande son encodés en Dolby Atmos est disponible ici : http://www.dolby.com/us/en/experie [...] ovies.html

Barco Auro 3D :

L'Auro-3D est le format Immersif qui a révolutionné l'industrie du cinéma avec un véritable son 3D. Auro-3D est également le premier format de son 3D amené en home-cinéma, avec l'introduction de récepteurs audio-vidéo en Janvier 2014. Notez que Auro-3D n'est pas un format classique surround, mais un format immersif. Quelle est la différence ? Les formats surround, comme les formats 5.1 et 7.1 sont des formats à 2 dimensions ( X et Y ) en utilisant un plan auditif autour de l'auditeur. Ce ne sont pas des formats audio 3D ( X, Y, Z ) permettant d'envelopper complètement  l'auditeur.

Tout comme l'est le DTS-UHD, l'Auro-3D est un codec ( c'est à dire un dispositif capable de compresser et décompresser un signal audio numérique ). Un autre point commun est que l'Auro-3D, l'Atmos ou le DTS-UHD sont des formats hybrides, ce qui signifie qu'ils combinent l'approche basée sur les objets audio et l'approche basé sur les canaux audio. Néanmoins, l'exploitation de l'approche basé sur les objets audio diffère pour l'Auro-3D : Si le Dolby Atmos utilise à 90% l'approche basée sur les objets audio, l'Auro-3D exploite majoritairement l'approche basé sur les canaux audio considérant le son à trois dimensions plus naturel que si l'on essaie de recréer artificiellement l'environnement réel avec l'approche basée sur les objets audio. Les tolérances et l'évolutivité des réglages d'enceintes est beaucoup plus faible que ce que la plupart des gens croient, et cela ne peut pas être compensé par un rendu basée sur les objets audio sans affecter la qualité audio.

Une installation avec seulement deux enceintes en hauteur (comme l'Atmos 5.1.2 avec 2 haut-parleurs de hauteur de côté) ne peut pas reproduire un environnement sonore 3D complet : le simple survol d'un avion n'est pas crédible car l'avion serait aussi présent derrière l'auditeur dans les enceintes surround. Vous devez avoir au moins 4 haut-parleurs en hauteur par dessus un système surround. D'autre part, certaines personnes pensent que plusieurs haut-parleurs est toujours mieux et plus immersif. Cependant, ajouter des haut-parleurs supplémentaires au-delà du minimum nécessaire pour créer un champ sonore 3D (qui dépend de la taille de la pièce d'écoute et la taille du sweet spot), va ajouter des difficultés en matière de rendu, de phasage, de workflow et cela à un coût. En outre, la localisation précise des sons est absolument pas l'aspect le plus important dans une expérience immersive. La recherche scientifique a prouvé que la couleur du son est la clé pour atteindre un son naturel. Pour cette raison, le format Auro-3D a choisi d'offrir un son de haute définition pour chaque canal combiné avec une disposition de haut-parleur unique ce qui permet l'expérience sonore immersive la plus naturelle.

Bien sûr, il y a des facteurs plus importants que la localisation précise des sons. Plus de 90% de ce que nous entendons dans la vie réelle est réfléchie en 3 dimensions autour des objets, et ne provient pas de la source directe. La reproduction de ces réflexions devrait être fait lors du rendu dans les systèmes à base d'objets audio, mais c'est impossible en raison de la puissance de traitement nécessaire. C'est la raison pour laquelle les sons natifs enregistrés par canal en utilisant le système Auro-3D sonnent beaucoup plus naturellement que dans un système à base d'objets audio. Les réflexions les plus importantes ne viennent pas d'en haut mais bien de l'avant et des côtés. Pour cette raison, le champ unique "stéréo verticale" est un bien meilleur choix pour recréer ces réflexions autour des sources 3D en mouvement.

La précision verticale est aussi importante que la précision horizontale, mais la localisation verticale est traitée par notre cerveau d'une manière différente de celle horizontale. Notre système auditif est orienté horizontalement et étant donné que nous n'avons pas une oreille au-dessus de notre tête, nous ne sommes pas en mesure de localiser des sources sonores fantômes entre deux haut-parleurs placés verticalement l'un au-dessus de l'autre. Pour cette raison, plusieurs couches verticales de haut-parleurs sont nécessaires en complément de la couche inférieure qui est idéalement positionnée le plus proche possible du niveau de l'oreille. Cela crée une propagation verticale plus naturel de l'énergie sonore, ce qui crée une expérience d'écoute plus naturelle.

Une autre différence importante est le nombre de voies frontales. Au cinéma, Dolby Atmos utilise les 3 voies habituelles ( gauche / centre / droit ) et pour les grands écrans monte jusqu'à 5 voies dans un plan horizontale unique. En revanche, Auro-3D utilise six voies frontales sur deux plans verticaux. En cinéma numérique, l'Auro-3D monte jusqu'à 26.1 ( 3 plans verticaux d'enceintes dans ce cas ).

Application en Home-cinéma :

• Auro-3D est un format lossless ( compressé sans pertes audibles ).
• Le signal source est encodé en 5.1 / 7.1 et permet de restituer du 9.1 / 10.1 / 11.1 / 13.1 ( 24 enceintes adressables au maximum ).
• Auro-codec est le codec permettant une séparation des voies de 100%. N'importe quel flux Auro-3D inclue un mixage 5.1 ( transmis en PCM ) garantissant une lecture possible si l'amplificateur n'est pas compatible Auro-3D.
• Un câble HDMI avec la bande passante de le norme 1.4 suffit pour transporter un flux Auro-3D
• Auro-3D s'est associé avec MBS pour commercialiser les premiers amplificateurs compatibles : Auriga ( 15 000 euros ), Crux et Mensa ( tarifs inconnus ).

Une liste de films ayant une bande son encodés en Auro-3D est disponible ici : http://www.barco.com/en/Auro11-1/m [...] ro%2011-1?

Standard audio immersif pour la télévision UHDTV :

l'ITU a publié en février 2014 une recommandation pour un système sonore évolué pour la production de programmes ( voir document ITU-R BS.2051 ). Ce document ne spécifie pas un format sonore immersif spécifique mais les recommandations à respecter pour en standardiser un. Il décrit notamment ce que doivent contenir les métas-données, les positions et les configurations des haut-parleurs, les possibilités d'interaction entre le format sonore évolué et le consommateur.

Il n'existe pas encore de standard audio immersif ( au sens unique et de portée mondiale ) propre au monde de la télévision, mais les différentes standardisations nécessaires sont en cours :

En 2008, le SMPTE a officialisé les caractéristiques qu'un signal dit immersif doit pouvoir exploiter an association avec une vidéo UHDTV ( voir document standard SMPTE ST 2036-2 ).

L'AES3-2003 est spécifié comme le standard de communication dédié au transfert de données audio numériques à la captation ( couches physique et liaison du modèle ISO, par exemple entre les micros et la console d'enregistrement ), et un système multi-canal 22.2 est définit sur trois plans verticaux  (haut, milieu et bas), comprenant 22 canaux pleine bande et deux canaux LFE. En outre, les paramètres suivants sont spécifiés pour l'audio :
• Le taux d'échantillonnage : 48, 96 Khz
• profondeur de bits : 16, 20, 24
• Nombre de canaux: 24 (pleine largeur de bande)

Le format audio étant hybride, il sera possible d'utiliser l'approche basé sur les objets audio.

Le mixage et la structure de fichier sera surement celle qui est en train d'être définie par le groupe de travail TC-25CSS ( voir plus haut ). Ainsi le cinéma numérique et la télévision se rejoindront pour le format de mixage audio immersif.

Le mode de compression doit être idéalement sans perte mais la bande passante étant limité en broad casting, il est possible d'utiliser des compressions dites "sans pertes audibles" qui sont psycho acoustiquement transparente et ne permettant pas de distinguer de différence avec le signal brut non compressé.

Le signal audio transmis devra pouvoir s'adapter aux configurations multiples que l'on retrouve chez les consommateurs ( casques, barre de son, système home-cinéma, enceintes murales, ... ).

Le MPEG-H 3D audio :

De son côté MPEG, a lancé un nouveau standard ( le MPEG-H ), composé d'une partie système, d'une partie vidéo et d'une partie audio. La cible de ce format est l'ultra HD dans le sens ou le MPEG-H veut s'imposer comme le format de "container" type pour l'ultra HD.

La partie son de ce standard ( MPEG-H 3D audio ) est conçue pour transmettre un son 3D immersif ( avec différents plans sonores verticaux ) à partir d'un modèle classique 5.1. Ce standard accepte autant les formats audio basés sur les canaux ( comme Auro 3D par ex. ) que les formats audio orientés objets audio ( comme le Dolby ATmos par ex. ). Le nombre maximum de canaux est de 22 + 2 canaux LFE pour la reproduction des basses fréquences.

Le MPEG-H devrait être spécifié à la mi-2015.

Le Dolby AC-4 :

Côté grand public, le codec Dolby Digital Plus permet de coder l’audio multicanal jusqu’au 7.1. Avec l’arrivée de la norme de codage HEVC de l’image, Dolby propose un pendant pour la compression audio appelé Dolby AC-4. La norme AC-4 a été normalisée à l’ETSI (European Telecommunications Standards Institute) en avril 2014 (normes DVB) et devrait être déployé en 2015. Comme la rétrocompatibilité n’est pas assurée avec le parc de décodeurs existants, Dolby le positionne comme un codec susceptible d’être embarqué avec les puces de décodage HEVC.

L'AC-4 offre de nouveaux algorithmes de codage, en particulier sur la voix. Dolby annonce une qualité de type TNT en 5.1 à 96kbps, un équivalent du signal stéréo MPEG-1 layer 2 à 192kbps représente 40 à 64kbps, la voix serait codée à 24kbps. D’autres caractéristiques sont proposées : le streaming adaptatif pour faire évoluer la qualité du signal en fonction du débit internet disponible, la gestion native du Loudness, un mécanisme de synchro avec la vidéo, le rehaussement du niveau de dialogue (pour le faire ressortir en particulier sur les TV d’entrée de gamme) et la gestion de la dynamique. Enfin, Dolby annonce plus d’accessibilité (notamment l’audio description), de l’interactivité entre le spectateur et le contenu, une plus grande immersion et l’adaptabilité aux systèmes de reproduction cible.

http://www.etsi.org/deliver/etsi_t [...] 10101p.pdf

N1 mec !

A suivre.

IWH (:

Sympa le topic ! DRAP!

Après un aperçu technique des caractéristiques majeures des signaux UHD, il est important de comprendre quelles sont les causes expliquant l'existence des différentes normes ou standards à travers le monde, mais aussi de comprendre quelles sont les différences entre ces standards.

Les éléments suivants sont traités dans cette deuxième partie :
• 2.1 Rappel à propos des normes et des standards
• 2.2 Quels acteurs jouent un rôle dans les spécifications
• 2.3 Les normes et standards de l'ultra HD

On confond souvent norme et standard. Il existe pourtant une réelle différence entre ces 2 concepts :

• Norme : Une norme désigne un ensemble de spécifications décrivant un objet, un être ou une manière d’opérer. Il en résulte un principe servant de règle et de référence technique. Une norme est le résultat d'un consensus élaboré par un processus dit de normalisation au sein d'un organisme national ou international.
• Standard : Le standard résulte d’un consensus plus restreint que pour la norme, il est élaboré entre des industriels au sein de consortiums et non par des organismes nationaux ou internationaux.
• Le document issue d'un standard est appelé référentiel, celui issue d'une norme est appelé spécification. Tous deux formalisent les caractéristiques techniques essentielles d'une technologie ainsi que les pratiques à respecter à sa mise en œuvre.

C'est ainsi que le Blu-Ray ou le HDMI sont des standards établis par des consortiums alors que le Rec.2020 ou le Rec.709 sont des normes établies par un organisme international ( ITU ).

Il est important de signaler que les anglo-saxons utilisent le terme de « standard » pour désigner une norme ... . De plus, dans le langage courant, on a tendance à parler de standard à partir du moment où un document ( référentiel ou spécification ) a une diffusion large. Ce qui m'amène à prendre comme convention de simplifier les termes pour la suite de ce document. Merci donc de bien vouloir me pardonner si je parle de standard pour une norme et vice versa.

Généralités :

Historiquement, et ce pour encore quelque temps, il y a plusieurs familles distinctes d'organismes / consortiums industriels qui œuvrent chacun dans leur coin à spécifier des normes aux buts différents. Tout comme la SD et la HD, l'Ultra Haute Définition n'échappe pas à ce principe d'organisation, on distingue dès lors trois groupes :

• Ceux qui préparent et normalisent les standards de la télévision de demain ( UHDTV ),
• Ceux qui préparent et normalisent les standards de production vidéo non télévisé ( UHD ),
• Le groupe le plus nombreux est celui des acteurs qui préparent et normalisent les standards communs aux deux mondes.

Puisque l'industrie du divertissement audio vidéo est dite "conduite par le marché", et il convient de tenir compte des trois pratiques de consommation suivantes :

Les acteurs définissant les standards pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) stockés sur support physique optique ( remplaçant du Bluray, ... ) :

On retrouve principalement :

• Le Consumer Electronics Association ( voir le document CEA-861-F ) qui a spécifié les limites du format UHD ,
• La BluRay Disc Association ( BDA ) qui a en charge notamment de choisir parmi les limites spécifiés de l'UHD quels paramètres techniques seront favorisé pour la production des futurs BluRay UHD/4K,
• Le centre de recherche Movie Labs crée comme joint venture par 6 studios hollywoodiens dont la mission est d'étudier et identifier les technologies audio visuelles qui modifient la façon dont on consomme le contenu que les studios produisent. Ils ont établis des recommandations sur le type de signal et la façon dont celui ci doit être traité par la platine BluRay UHD/4K.

On retrouve évidemment tous les acteurs des standards dits transverses :
 
• Le consortium international Video Electronics Standards Association ( VESA ) pour la norme d'interface numérique Display port,
• Le consortium HDMI pour la norme d'interface numérique High-Definition Multimedia Interface,
• Le groupe de travail international MPEG pour la spécification de la norme HEVC. Ils coopèrent avec le groupe de travail Joint Collaborative Team on Video Coding (JCT-VC) qui est un groupe d'expert en codage initié par l'organisme international ITU. A noter que c'est la société MEPG LA ( non affiliée avec MPEG ) qui gère les droits de License des différentes normes établies par le groupe de travail MPEG,
• L'organisme International Telecommunication Union ( ITU ) a spécifié les recommandations à l'exploitation, entre autre, des espaces colorimétriques Rec.2020 et Rec.709,
• La Society of Motion Picture and Television Engineers ( SMPTE ) qui est une organisation internationale de professionnels de la télévision et qui spécifie entre autre le High Dynamic Range ( HDR ) et indirectement le High Frame Rate ( HFR ),

Les acteurs définissant les standards la diffusion TV ( Broadcasting c'est à dire via satellite ou TNT, Broadbanding c'est à dire via boîtier internet ou live via site internet ) :

Généralités :

C'est la que ca se complique un peu ... sinon ce serait pas drôle : Il existe plusieurs pays ou régions dans le monde ( USA, Europe, Japon, Corée du Sud, Chine, brésil ) qui ont montré un intérêt flagrant à exploiter l'UHDTV ( avec un planning de diffusion différent ). Mais, chaque région géographique a hérité d'une infrastructure télévisuelle qui lui est propre, liée à des contraintes spécifiques ( fréquence de rafraîchissement à 50hz en Europe, 60hz aux USA, norme et fréquences de de diffusion différentes, accords techniques et commerciaux, etc ). Hors les coûts conséquents du passage à l'UHDTV ne permettent pas d'unifier ou standardiser les infrastructures en place et obligent chaque région à réaliser un passage en douceur vers l'UHDTV en tenant compte des spécificités locales.

Voici la répartition des standards de diffusion terrestre pour la télévision numérique :

Voici la répartition des standards de diffusion par satellite et câblée pour la télévision numérique :

Toutes les régions ont de commun que :

• C'est la Society of Motion Picture and Television Engineers ( voir documents référencés SMPTE ST-2036-1, 2036-2, 2036-3 ) qui a définit les différents paramètres qu'un signal ultra HD télévisuel peut exploiter. Il s'agit ici de recommandations Worldwide. Chaque région étant libre de fixer les paramètres qui lui conviennent le mieux parmi ceux autorisés par le SMPTE.
• On retrouve évidemment tous les acteurs des standards dits transverses cités plus haut.

AMERIQUE DU NORD :

• La North American Broadcasters Association ( NABA ) coordonne les acteurs de la spécification de l'UHDTV pour l'Amérique du nord.
• L'Advanced Television Systems Committee ( ATSC ) a la responsabilité de définir les paramètres retenus des signaux UHDTV pour l'Amérique du Nord.
• La Consumer Electronics Association ( CEA ) a pour vocation à harmoniser les futurs appellations des produits commercialisés comme UHD aux USA grâce à la mise en place de recommandations techniques minimales et de logos pour que le grand public soit correctement informé.

EUROPE :

• L'Union Européenne de Radio-télévision  ( EBU ou EUR ) coordonne les acteurs de la spécification de l'UHDTV pour l'Europe.
• Le consortium européen Digital Vidéo Broadcasting ( DVB ) a la responsabilité de définir les paramètres retenus des signaux UHDTV pour l'Europe.
• Les laboratoires R&D comme celui de la BBC ( angleterre ) ou comme celui d'Orange Labs ( France ) étudient la compréhension des interactions entre les paramètres améliorant les facteurs d'immersion et de réalisme de l'UHDTV ( High Frame Rate, High Dynamic Range, HEVC ).
• Le consortium Français 4EVER a pour but de démocratiser l'accès au contenu l'UHDTV et de généraliser l'exploitation du codec HEVC.
• L'organisation DIGITALEUROPE a pour vocation à harmoniser les futurs appellations des produits commercialisés comme UHD en Europe grâce à la mise en place de recommandations techniques minimales et de logos pour que le grand public soit correctement informé.

JAPON :
 
• Le Minsitère Interne des Communications du Japon ( MIC ) définie les orientations, finance et coordonne les tâches et les objectifs à atteindre.
• Le groupe de travail NexTV-F a pour but de déployer et faire connaître le Super Hi-Vision auprès du public Japonais.
• Le consortium Japonais Association of Radio Industries and Businesses ( ARIB ) a la responsabilité de définir les paramètres retenus des signaux UHDTV pour le Japon.
• Les laboratoires R&D de la Japan Broadcasting Corporation ( NHK ), de JVC, de Sony et Panasonic ont mis au point l'ensemble des moyens expérimentaux permettant la captation, l'encodage et la diffusion en Super Hi-Vision 8K.

A noter que pour le Japon, on ne parle pas de UHDTV mais de Super Hi-Vision 4k et 8K ( technologie initiée par la NHK ).

Les acteurs définissant les standards pour les vidéos ( films, concerts, documentaires ) disponible en streaming ou via des sites de vidéo à la demande :

On retrouve principalement le CEA qui a spécifié les limites du format UHD ( voir le document CEA-861-F ). Evidemment les fournisseurs de vidéo à la demande comme Netflix sont supposés exploiter des formats de vidéo UHD validés par le CEA pour la diffusion de leur contenu dits UHD. Mais plus qu'ailleurs, les acteurs de l'internet établissent souvent leurs propres pratiques essentiellement basées sur la problématique de débit accessible par leur client. Il en résulte des taux de compression vidéo par forcément dans les limites recommandées ... même si les premiers résultats démontrent qu'une vidéo vendue comme UHD et vue depuis Netflix est au moins aussi bonne qu'un Blu-Ray ( donc avec une qualité perçue équivalente à du full HD ).

On retrouve évidemment tous les acteurs des standards dits transverses cités plus haut.

Voici un tableau comparant les caractéristiques des différents standards UHD ( standards télévisés, commerciaux, domestiques, interfaces ) :

Maintenant que les acteurs sont identifiés, il est important de comprendre leur vision et les conséquences en termes de conception des nouvelles normes ou standards et donc de comprendre quels sont les critères économiques, pratiques et techniques qui sont pris en compte.

Voici à présent la description détaillée de certaines des organisation citées dans la deuxième partie :
• 3.1 Bluray Disc Association, Movie Labs, Sony - Que sait on du Bluray UHD
• 3.2 European Broadcasting Union ( EUR ou EBU ) - Europe
• 3.3 4ever - France
• 3.4 Digital Video Broadcasting ( DVB ) - Europe
• 3.5 Digitaleurope - Europe
• 3.6 NexTV-F - Japon
• 3.7 Consumer Electronics Association ( CEA ) - Amérique du nord

Movie Labs :

Pour rappel, Movie Labs ( Motion Picture Laboratories, Inc ) est un centre de recherche crée ( comme joint venture ) par 6 studios hollywoodiens ( Paramount, Sony Pictures, Twentieth Century Fox, Universal, Walt Disney, et Warner Bros. ). Leur mission est d'étudier et identifier les technologies audio visuelles qui modifient la façon dont on consomme le contenu que les studios produisent. Movie Labs est un des acteurs moteurs au sein de la BluRay Disc Association ( BDA ) pour spécifier le futur BluRay 4k/UHD. La position des studios hollywoodiens est donc significative et prioritaire et permet de sentir les évolutions du futur BluRay.

Vous trouverez les trois documents décrivants les positions de Movie Labs en ce qui concerne le futur BluRay UHD/4K sur leur site : http://www.movielabs.com/ngvideo/

• Les studios confirment le souhait de la résolution UHD comme résolution minimale, avec la possibilité de conserver la résolution 4K pour les diffuseurs acceptant ce format ( vidéoprojecteurs ). Dans le cas ou le diffuseur et la source ont des résolutions différentes ( un film BluRay 4k affiché sur un téléviseur UHD par exemple ), ils n'encouragent pas la mise à l'échelle de l'image 4K par le lecteur BluRay pour être affiché en UHD par la télé. Autrement dit, pour les studios, c'est la télé qui doit s'adapter à leur film ( ce qui est logique si on prend leur point de vue ).
• Ils souhaitent voir normées les fréquences MINIMALES suivantes pour le futur BluRay :
2D: 24p, 25p, 30p, 48p, 50p, 60p, (96p), (100p), (120p)
3D: 48p (24p par œil), 96p (48p par œil), 120p (60p par œil)
Il semble donc que Peter Jackson et James Cameron aient réussit à convaincre les studios pour la 3D HFR !!!
• Les studios souhaitent une norme colorimétrique en CIE XYZ et que ce soit le lecteur et non pas le téléviseur qui fasse la conversion dans le format colorimétrique que le téléviseur possède. Pour rappel la norme CIE XYZ a été spécifié dans les années 1930 puis a évolué. Le diagramme CIE XYZ est plus étendue que le diagramme CIE du Rec.709, de la norme P7 du cinéma digital, et celui du Rec.2020.
• HDR : les studios souhaitent que les lecteurs puisse transformer le signal en conséquence quand ils sont raccordés à un diffuseurs HDR. La cible maximale définie par les studios est de 10 000 cd/m2 pour la pleine luminosité et 0,005 cd/m2 pour l'image la plus noire possible. Ceci donnerait alors un taux de contraste de 2 000 000:1 ! Pour rappel, la luminosité affichable par les téléviseurs actuels ( non HDR ) varie jusqu'à 900 cd/m2 pour les meilleurs. Nos téléviseurs vont devenir de vrais lampes halogènes ...
• Le futur BluRay doit être encodé sur au moins 12 bits ( ils parlent même de 14 et 16 bits ) et compatible avec la représentation YCbCr 4:2:0, 4:2:2 et 4:4:4. Ils expliquent qu'ils sont en train d'étudier l'impact précis à utiliser uniquement du 4:2:2 ou du 4:4:4 en lieu et place du 4:2:0.

En ce qui concerne les droits et le piratage et, basé sur leur expérience du Bluray, les principales menaces qu'ils ont identifiées sont :
• les applications de rip qui quand elles marchent pour un titre, marchent pour tous les titres ( “hack one, hack all” ).
• la disponibilité des rips qui se fait souvent le jour même de la sortie commerciale voir même plus tôt en fonction des délais de commercialisation autorisé dans certain pays.
• les captures sauvages en salles de cinéma qui représentent la menace la plus difficile à éradiquer et la plus dangereuse pour les studios.

Les studios préconisent donc d'utiliser l'état de l'art en matière de protection de contenu ( pardon pour les possibles imprécisions dans ce qui suit n'étant pas un pro de la sécurité ) :
• droits cryptés par clé aléatoire AES 128 bits au minimum, résistant aux attaques des deux côtés de la transmission.
• mémorisation des droits sur le lecteur avec date de péremption et obligation d'être connecté pour récupérer de nouvelles dates pour les droits.
• Ajout de droits spécifiques sécurisés pour l'accès à la mémoire interne du lecteur.
• Système anti décryptage individuel et changeant dans le temps ( le fait de posséder une partie de la clé sur un appareil ne permet pas de récupérer l'autre partie sur un autre appareil ).
• Système de protection des logiciels ( comprendre firmware des lecteurs ) afin qu'une attaque ne soit pas portable d'un même lecteur à un autre de même type.
• Système évolué de mises à jour indépendants des composants du firmware en cas de failles avérées ( ma compréhension, c'est qu'ils veulent que les mises à jour se fassent aussi fréquemment sur nos futurs lecteurs qu'il y a de mises à jour dans le logiciel AnyDVD HD par exemple ).
• Système de surveillance et de remontée de faille de sécurité afin de garantir l'évolution des systèmes anti-piratage.
• Système de reconnaissance et de révocations automatiques de périphériques suspects. En cas de matériel suspecté, les droits sont automatiquement détruits puis régénérés. De plus il y aurait  récupération des données d'identification du périphérique suspect.
• HDCP 2.2 ou mieux sur la connectique HDMI.
• Les autres sorties vidéo ne sont plus sélectionnables par l'utilisateur, un système de droits contenu dans chaque BluRay autoriser ou pas l'ouverture des connectiques arrières autres que HDMI.
• OS et outils de développement de firmware imposés et testés.
• compatibilité avec le système CINAVIA.

Janvier 2014, la BDA ( BluRay Disc Association ) confirme qu'un groupe de travail composé de 17 compagnies ( dont Sony, Technicolor, Dolby, Fox et Disney ) étudient les possibilités techniques pour le futur Bluray UHD/4K. Le président de 20th Century Fox pense que les plateformes de vidéo à la demande ( VOD ) proposeront des packs ( un film 4K serait vendu avec sa version pour mobile, sa version pour tv HD ).  

Avril 2014 lors du salon américain NAB 2014, Sony à présenté l'état de l'évolution des spécifications du futur Bluray UHD/4K  :

http://pro.sony.com/bbsc/video/cha [...] volution/#

• Ils confirment qu'ils s'orientent, dans un premier temps, plutôt vers le format BDXL 100Go ... mais ce n'est pas encore figé.
• Confirmation de la Sortie des premiers lecteurs BluRay 4k/UHD pas avant mi 2015 ( en même temps que la sortie commerciale de l'Archival Disc ).
• Beaucoup de paramètres du signal vidéo restent à spécifier ( fréquences, codec, profondeur de couleur, type de signal YCbCr, compatibilité HDR ou pas ).
• Les deux résolutions attendues seront permises sur le futur BluRay ( Ultra HD et 4K ) et plus tard, peut être, aussi le 8K.
• Annonce de la compatibilité avec les formats audios 24bits à 192Khz ( pour les films ).
• Un Bluray HI-RES AUDIO pour concurrencer les SACD/DVD-Audio/CD : ils pourront contenir +7h de son en très haute qualité, offrir jusqu'à 5 pistes ( PCM-stéréo, 2.0 DD, 5.1 DD, 7.1 Dolby True HD, ). Que ce soit pour stocker un concert en UHD/4K ou un album CD accompagné de vidéos, ce BluRay HI-RES AUDIO permettra, si inséré dans un PC, d'accéder à des fichiers audio supplémentaires ( Flac, MP3 ) que l'utilisateur pourra télécharger gratuitement.

Septembre 2014, au salon IFA de Berlin, Victor Matsuda, président du comité de promotion de la Blu-ray Disc Association, a déclaré que les spécifications finales du Blu-ray 4K sont attendues pour mi 2015 entraînant une possible commercialisation pour la fin de l'année 2015.
http://www.blu-ray.com/news/?id=14923

Hormis la définition ( de 3840 par 2160 pixels ), le Blu-ray UHD/4K devrait inclure :
• la compatibilité HFR ( jusqu'à 60 images par secondes ),
• l'acceptation de vidéos ayant une profondeur de couleur de 10 bits,
• un espace colorimétrique étendue, notamment grâce au Rec.2020,
• Une dynamique d'image augmentée de 100% ( relatif à la compatibilité HDR ),
• l'encodage en HEVC/H.265 alliant une compression plus efficace et une profondeur de couleur plus grande.

Le nouveau format fonctionne sur des disques Blu-ray existants avec une capacité de 50 Go, a déclaré Ron Martin, vice-président du laboratoire Hollywood de Panasonic et un membre de la BDA. La BDA est actuellement en train d'étudier la possibilité de porter la capacité du futur support optique de 66 Go à 100 Go.
Les nouveaux lecteurs Blu-Ray 4K seront en mesure d'extraire des données à partir de disques à une vitesse de 50 ou 60 mégabits par seconde, et peut-être jusqu'à 100 Mbps, a déclaré M. Martin. "C'est plus ou moins le double du Blu-ray actuel" a t-il dit. La nouvelle technologie permettra également la mise à jour de la gestion des droits numériques (DRM) pour empêcher la copie non autorisée.
Les lecteurs Blu-ray 4K seront en mesure de détecter l'encodage en BT.2020 et d'utiliser la meilleure gamme de couleurs si elle est disponible, même si actuellement, les téléviseurs modernes ne disposent pas encore de cette capacité.

Janvier 2015, au salon CES de Las Vegas, Victor Matsuda, président du comité de promotion de la Blu-ray Disc Association, a déclaré que :

• le nom officiel du prochain standard sera Ultra HD Blu-ray, les spécifications sont presque toutes arrêtées,
• le support physique sera le BD-XL capable de lire des disques optiques de 66 Go ( dual-layer disc ) et de 100 Go ( triple-layer disc ),
• le débit maximum sera de 108 Mbits ( cas de l'ultra HD Blu-ray de 66 Go ) et de 128 Mbits ( cas de l'ultra HD Blu-ray de 100 Go ),
• la définition maximale de la vidéo sera de 3840x2160 ( la définition 4096x2160 du format DCI 4K cinéma n'est pas retenu ),
• le format vidéo retenue est le format YCbCr 4:2:0 ( comme le Blu-ray ),
• la profondeur de couleur maximale des signaux vidéo sera de 10 bits dans un premier temps,
• en plus du Rec.709, l'espace colorimétrique étendue Rec.2020 est autorisé ( strictement associé à une profondeur de couleurs de 10 bits ),
• la compatibilité avec la norme HDR du SMPTE ( voir normes SMPTE-ST2084 et ST2086 notamment ) est validée, ce qui signifie que les lecteurs pourront aussi transmettre la partie de la vidéo non HDR à des diffuseurs non HDR en cas de lecture d'un film HDR,
• les fréquences des vidéos iront jusqu'à 60 im/s ( mais la compatibilité HFR à 48 im/s ne fait pas encore partit des spécifications ),
• la norme de compression principale sera le HEVC dans sa version 2 ( Extension range ),
• les formats 3D seront acceptés mais, dans un premier temps, uniquement ceux existants pour la définition Full HD ( rien n'est spécifié en 3D UHD ),
• les lecteurs auront un port HDMI 2.0 compatible HDCP 2.2,
• les lecteurs sont rétro compatibles avec le format Blu-ray ( on pourra donc lire nos Blu-ray actuels ),
• Les formats audio supportés sont équivalents à ceux du Blu-ray avec en plus la prise en charge des formats audio immersifs ( DTS:X, Dolby Atmos, Auro 3D ).

Parmi les options que les distributeurs pourront implémenter sur ce support Ultra HD Blu-ray :

• une solution HDR propriétaire ( Dolby Vision et Philips HDR ),
• la fonctionnalité Digital Bridge, qui permet de copier le contenu d'un Ultra Blu-ray sur une interface de stockage ou bien d'exporter une copie en HD ou SD sur un élément portable ( téléphone, tablette, etc ),

Enfin le logo officiel sera dévoilé lorsque la License commencera vers mi 2015.

Ci dessous, voici les combinaisons de formats de médias lisibles depuis un prochain lecteur ultra HD Blu-ray :

L'EBU ou l'Union Européenne de Radio-télévision ( UER en français ), créée en 1950, est la plus importante association professionnelle de radiodiffuseurs nationaux dans le monde avec 75 membres actifs dans 56 pays d’Europe, d’Afrique du Nord et du Proche-Orient, et 45 membres associés dans 25 pays d’autres régions du monde. Canal plus, France télévision, TF1, Radio France, europe 1, ...  sont membre de l'EBU. L'EBU est à l'origine de la création du concours eurovision de la chanson.

Installée à Genève, elle agit pour le compte de ses membres, négocie les droits de diffusion des grands événements sportifs, exploite les réseaux Eurovision et Euroradio. L’Union organise des échanges de programmes, stimule et coordonne des coproductions, fournit tous les services opérationnels, commerciaux, techniques, juridiques et stratégiques utiles à ses membres.

L'EBU collabore étroitement avec les unions sœurs des autres continents que sont l’ABU (Asia Pacific Broadcasting Union), la NABA (North American Broadcasters Association), l’URTNA (Union des radios et télévisions nationales d’Afrique), l’ASBU (Arab States Broadcasting Union) et l’OTI (Organización de la Televisión Iberoamericana).

Voici une liste non exhaustive des principaux partenaires de l'EBU pour la définition des standards UHD/UHD TV/4K en Europe :

On retrouve :
• EBU qui coordonne les travaux ( MOA ) entre les différents membres.
• DVB qui s'occupe de définir les normes de diffusion des formats UHD TV par satellite, TNT ou câble.
• MPEG qui s'occupe de définir les bonnes pratiques à l'exploitations du HEVC.
• SMPTE et ITU qui standardisent les technologies ( HDR, HFR, Rec.2020 ) employées par les formats UHD et UHDTV.
• CEA qui s'occupe de définir le format UHD ( pour diffusion autre que par satellite, TNT ou câble ).

L'EBU a recensé l'état de pensée actuel des industriels à propos de l'UHD et de ses implications :

• l'industrie se concentre essentiellement à la promotion d'écrans UHD d'entrée de gamme ( produits low costs ) qui génèrent des marges de profits maximales. L'industrie reste frileuse sur les technologies à associer aux écrans UHD tant que les compagnies de broadcasting n'auront pas définit de standards globaux.
• Les compagnies de broadcasting aimeraient bénéficier d'un large facteur d'amélioration visible à l'écran pour justifier les coûts de changement d'infrastructure.
• Les studios de productions de films souhaitent voir la qualité de diffusion de leur production améliorée mais demandent aussi des systèmes intégrés de prévention contre le piratage.  

L'EBU à pris note de l'évolution du marché, cependant, l'UHDTV est un développement à long terme. L'industrie se concentrent sur l'augmentation de la résolution seulement et cela n'est pas suffisant. Selon l'EBU, il est temps d'établir les normes et tracer les technologies qui peuvent être appliquées en 2017/18 ( en matière de production, de distribution et d'environnement ). Un des projets de l'EBU est de rendre l'UHD immersive en combinant raisonnablement plusieurs facteurs :

• Augmenter la dynamique d'image,
• Augmenter la fréquence d'affichage,
• Augmenter la résolution d'affichage,
• Augmenter le diagramme des couleurs,
• Augmenter l'immersion audio,
• Augmenter les possibilités de services,
 
Voyons en détails les facteurs qui permettront de restituer de la vidéo UHD convaincante.

Augmenter la dynamique d'image :

Une des questions que l'EBU souhaite vois standardiser concerne la dynamique d'image ( Higher Dynamic Range ou HDR ). Cette technique consiste à mixer en temps réel deux versions de chaque  image ayant un réglage de luminosité différente :

•  La première version de l'image est traitée avec une luminosité/sensibilité faible de façon à rendre visible les parties très claires de l'image finale ( ne pas crâmer les blancs ).
• La deuxième version de l'image est traitée avec une luminosité/sensibilité élevée de façon à rendre visible les parties sombres de l'image finale ( déboucher les noirs ).
• On mixe les deux versions d'image en temps réel avant de les diffuser.

 
Les avantages et contraintes sont les suivantes :

• Le gain attendu est une image plus détaillée, quel que soit la distance de visionnage.
• A contrario, un effet trop prononcé peut affecter la perception des couleurs de l'image finale.  
• Requiert une profondeur de couleur de 10 bits à minima ce qui augmente le nombre de données à traiter ( ainsi que le débit ) de 20% environ ( par rapport à un signal 8 bits ).
• Le gain n'est visible pour le consommateur que si employé sur un diffuseur équipé en technologie Oled.
• Cette technologie HDR existe dans le monde de la photographie mais n'est pas spécifié pour le domaine télévisuel. Il va falloir une certaine puissance de calcul pour réaliser le traitement d'image en temps réel.
• Enfin, pour que l'effet soit maximal, il faut augmenter l'échelle de luminance que le diffuseur final doit retranscrire. Historiquement, l'industrie a choisit de caler la valeur d''intensité du blanc à 80 candela/m2 sur un téléviseur. On peut désormais aller plus loin et augmenter l'échelle des intensités lumineuses et par conséquent la dynamique visible à l'écran :

Augmenter la fréquence d'image :

nous parlons ici d'augmenter les fréquences à 120hz maxi au lieu de 60hz ( Higher Frame Rate ou HFR ).

Les avantages et contraintes sont les suivantes :

• Permet à l'œil de reconnaître des détails à l'image qui ne peuvent l'être à de plus basses fréquences.
• N'a pas de conséquences sur la distance de visionnage.
• Requiert 20% de données en plus à traiter ( même conséquence sur le débit ).
• Nécessite une nouvelle version de l'HDMI qui n'est pas capable de passer un signal de résolution UHD au delà de 60hz.

Augmenter la résolution d'image :

Nous parlons ici de passer à la résolution UHD au lieu de la résolution Full HD.

Les avantages et contraintes sont les suivantes :

• Génère plus de détails à l'image.
• Contraint la distance maximale de visionnage.
• Requiert 50% de données en plus à traiter ( même conséquence sur le débit ).

Augmenter le diagramme des couleurs :

Nous parlons ici d'adopter la norme Rec.2020 au lieu de la norme habituelle Rec.709.

Les avantages et contraintes sont les suivantes :

• Fournit plus de détails dans l'image.
• N'a pas de conséquences sur la distance de visionnage.
• Peut affecter la perception de la résolution d'image.

Augmenter l'immersion audio :

Nous parlons ici d'augmenter le nombre de canaux audio et leur placement dans un nouveau format de diffusion audio 3D. Les images étant de plus en plus grandes, cela nécessite une localisation latérale ET verticale des messages sonores.

Les avantages et contraintes sont les suivantes :

• Procure une expérience auditive plus réaliste.
•  Autorise l'utilisation de canaux discrets ou hybrides ( permettrait de passer du 7.1 ou 9.1 ).
• Le prochain format audio doit être utilisable quel que soit la taille du diffuseur ( TV ou Vidéo Projecteur ).
• Pourrait nécessiter une nouvelle version de l'HDMI.
• Pourrait nécessiter de nouveaux décodeurs audio.

Pour atteindre ces objectifs, l'EBU se propose de réaliser les actions suivantes :

• Plaidoyer pour un système véritablement immersif auprès de l'industrie et des partenaires UHD.
• Elaborer des normes dites "ouvertes".
• Harmoniser les normes concurrentes si elles existent.
• Faire le bon choix pour l'UHDTV à plus long terme
• Ne pas "embrouiller" le consommateur.
• Créer une expérience globale.
• Définir les applications.
• Améliorer les services HD.
• Démontrer et atteindre la compréhension du lien entre les paramètres techniques.

Voici une synthèse de l'impact des différentes technologies liées à l'UHD en matière de réalisme :

http://www3.ebu.ch/cms/fr/home

Un consortium Français 4EVER ( for Enhanced Video ExpeRience ) regroupant industriels ( France télévision, Orange, Technicolor, Ateme, ... ) et académies ( Insa Rennes, Télécom Paris ) et financé par l'état ( Oséo ) a été créé en juin 2012 pour une durée de trois ans avec comme objectifs de démocratiser l'accès au contenu UHD et de généraliser l'exploitation du codec HEVC/H.265, que ce soit en mobilité, au cinéma, à la télévision ou sur internet.

Réalisation en 2013 :

Codage/encodage temps réel en Full HD/50hz via HEVC/H.265 de matchs de Roland Garros 2013 et diffusion sur 3 type de réseaux différents ( IPTV, Satellite, internet ).

Réalisation en 2014 :

Codage/encodage temps réel en Full HD/50hz via HEVC/H.265 de matchs de Roland Garros 2014 et diffusion sur 3 type de réseaux différents :
-  IPTV,
- Satellite ( DVB-S2 ),
- TNT ( DVB-T2 ).

Tests menés par 4Ever :

Les principaux résultats de 4EVER seront le prototypage de codecs HEVC et la contribution à la définition du format UHD. Cela nécessitera des évaluations subjectives tant pour valider le gain apporté par HEVC que pour qualifier le gain apporté par l’UHD vs. la HD. Les 9 partenaires du consortium valideront régulièrement les avancées des travaux sur le terrain en mettant en œuvre des chaines de bout-en-bout permettant des captations/diffusions de contenus HD ou UHD, à partir des prototypes de codecs HEVC développés.

Les récents tests réalisés par 4EVER ont démontré que le gain qualitatif jugé subjectivement entre une vidéo Full HD et la même vidéo en SD est important. Le gap entre une vidéo UHD et la même en FUll HD est jugé moins important ( moitié moins qu'entre FUll HD et SD ) mais l'apport du HEVC accroît subjectivement la gain qualitatif par rapport à la même vidéo encodée en AVC :

De même des tests menés par 4EVER ont démontré qu'une vidéo UHD encodée en HEVC avec un débit compris entre 12 et 16Mbits/s est jugées bonne voir excellente :

4EVER apporte une forte contribution aux processus de standardisation :

• a fournit des résultats pour définir l'HEVC@HD, et l'HEVC@UHD-1 phase 1
• est en train de fournir des résultats pour l'UHD-1 phase 2, notamment en ce qui concerne l'HFR ( High Frame Rate ), le WCG ( Wide Color Gamut ) et le HDR ( High Dynamic Range ).

En prévision de la fin de mission de 4EVER ( mai 2015 ), une action est en cours pour permettre l'arrivée de 4EVER-2 ( pour une durée de 2 ans ) avec pour objectif de continuer l'évaluation des nouvelles technologies liées à l'ultra HD, commencer à s'intéresser aux formats sonores immersifs, réaliser 4 démonstrations visibles sur les 2 ans.

http://www.4ever-project.com

Crée en 1993, DVB est un consortium européen composé de 194 membres qui édicte des suites complètes de technologies de diffusion de télévision numérique par satellite, par câble et par antenne radio sous forme de « pré-standardisation ». Ces normes sont utilisées dans de nombreux pays dans le monde. DVB est à l'origine des normes de transmission DVB-S et DVB-S2 ( via satellite ), DVB-T et DVB-T2 ( via TNT ), DVB-C et DVB-C2 ( via câble ) ainsi que de normes de multiplexage, d'encodage, de sous titrage, d'interfaçage, ou encore de diffusion par internet ( DVB-IPTV ). Ses principaux concurrents sont les normes ATSC (utilisées aux États-Unis et au Canada) et les norme ISDB (utilisées au Japon et au Brésil).

C'est DVB qui a délégation de l'EBU pour figer les paramètres des deux signaux télévisés UHDTV1 et UHDTV2. Pour la transmission des deux signaux UHDTV via satellite, TNT ou câble, DVB prévoit une introduction progressive en trois phases, liée à la disponibilité des décodeurs HEVC et à la bande passante qui devrait augmenter au cours des années à venir. Voici la road map dévoilé par DVB ( au travers d'un document de l'EBU datant du 18 mars 2014 ) :

Rmq : ce qui est en gras est arrêté définitivement et ne sera plus modifié.

On notera que la première phase de l'UHDTV1 est arrêtée et les paramètres du signal vidéo figés ( pour application dès 2014 ) :
• diffusion en 4:2:0 sur 8 ou 10bits ( l'autorisation du 10 bit permet d'anticiper l'arrivée du HDR lors de la phase 2 ). Il restera possible de capter en 4:2:2 ou en 4:4:4 même si la diffusion est en 4:2:0.
• diffusion en Rec.709 ( l'EBU précise fin 2014, qu'aucun diffuseur du marché n'exploite le Rec.2020 ).
• diffusion en 60Hz maximum ( 50 Hz pour la France ).
• diffusion sans HDR ( puisqu'en cours de spécification par SMPTE ).
• avec les formats audio déjà validés par DVB ( 2.0, 5.1 entre autre mais pas mieux que 5.1 ).
• encodé grâce au HEVC 1ère version ( c'est à dire en 4:2:0 et 8 ou 10 bits ).

Le processus d'adoption HEVC dans les normes DVB est déjà bien avancé, avec l'achèvement d'une nouvelle version de TS 101 154. Cette spécification fournit une «boîte à outils» pour la vidéo et le codage audio dans les applications DVB basé sur le flux de transport MPEG, utilisé pour le câble, le satellite et la radiodiffusion hertzienne ainsi que de nombreux systèmes IPTV. Le TS 101 154 v2.1.1 récemment finalisé définit des points de conformité HEVC pour l'UHD-1 phase 1 (résolution 2160 x 3840 à 50 ou 60 images par seconde) et le Full HD 1080p. Au total, cinq points de conformités ont été définies pour HEVC:

• HD 1080p, 8 bits, 50fps
• HD 1080p, 8 bits, 60 images par seconde
• HD 1080p, 8-bit ou 10-bit, 50fps
• HD 1080p, 8-bit ou 10-bit, 60 images par seconde
• 2160p UHD-1 Phase 1, 8-bit ou 10-bit, 50 ou 60 images par seconde

Il est prévu que les nouveaux décodeurs et IDTV capables de supporter l'HEVC conforme à DVB sera déployé à partir de début 2015, avec des services de streaming qui peuvent commencer encore plus tôt que cela. DVB travaille actuellement sur de nouvelles améliorations pour permettre l'UHD-1 Phase 2 qui sera lancé en 2017/18, et comprenant des fréquences plus élevées et une gamme dynamique plus élevée (HDR).

La phase 2 de l'UHDTV1 est en cours de négociation selon DVB et n'est pas standardisée ( cible = 2017 ) :
• le 10 bits devient la profondeur de couleur minimale. Des négociations sont en cours pour valider aussi le 12, voir le 14 bits.
• le 4:2:0 resterait le format de diffusion mais la captation serait possible en 4:2:2 ou en 4:4:4.
• Le Rec.709 est abandonné définitivement pour être remplacé par le Rec.2020,
• diffusion en 120Hz maximum ( 100 Hz pour la France ),
• la diffusion en HDR est permise.
• Les formats audio seraient au delà du 5.1. et basé sur les objets audio. On peut imaginer des formats comme le Dolby Atmos ou l'Auro 3D en 7.1 possible donc !
• encodé grâce au HEVC 1ère version ( c'est à dire en 4:2:0 et 10 bits ), voir grâce au HEVC 2ème version ( c'est à dire au delà de 10 bits ).

A noter que la norme HDMI 2.0, limitée à 60hz maxi, devrait alors faire l'objet d'une évolution pour accepter les fréquences à 100/120Hz.

La phase 3 concerne l'UHDTV2 ( 8K ) et comprendrait ( en 2020 ) :
• une profondeur de couleur sur 10, 12, 14 bits ?
• Le Rec.2020 est le standard de colorimétrie.
• diffusion en 120Hz maximum ( 100 Hz pour la France ),
• la diffusion en HDR est permise.
• le 4:2:0 resterait le format de diffusion mais la captation se ferait en 4:2:2 ou en 4:4:4.
• Les formats audio seraient au delà du 5.1. et basé sur les objets audio. On peut imaginer des formats comme le Dolby Atmos ou l'Auro 3D en 7.1 possible donc !
• encodé grâce au HEVC 2ème version uniquement.

http://www.dvb.org/

Digital Europe, est une association qui regroupe des acteurs majeurs de l’industrie numérique : Alcatel-Lucent, et Nokia mais aussi les américains Apple et Microsoft, le chinois ZTE, le sud-coréen Samsung. Europe, Sony et Panasonic Europe, ... ainsi que les syndicats du numériques des principaux pays de la zone euro ( syntec-numérique pour la France ).

Cette organisation fait principalement du lobbying auprès du parlement européen ( leur siège social est situé à 15mn à pied de ce parlement ). Leur champ d'action est donc limité à cette zone. Leurs actions visibles du grand public ont été par exemple de définir les logos Full HD et HD Ready pour les produits vendus en Europe et de clarifier ainsi les différences entre appareils sur le marché Européen.

Le 30 septembre 2013, Digital Europe à définit les caractéristiques qu'un produit estampillé Ultra HD doit posséder pour être vendu en Europe :

• Resolution: 3840 x 2160 Pixels au minimum,
• Aspect d'image : 16:9,
• Colorimetrie: ITU-R BT.709 au minimum,
• Profondeur de couleur : 8 Bit au minimum,
• Fréquences : 24p/25p/30p/50p/60p,
• Audio: PCM 2.0 Stereo,

Ceux qui ont lus le début de l'article se rendent compte du décalage entre ce que promettent les différentes normes et ce qui est retenu dans un premier temps par les industriels :

• L'espace colorimétrique Rec.2020 a été définit très récemment et aucun appareil à ce jour n'intègre cet espace ... si les fabricants veulent pouvoir vendre des produits estampillés Ultra HD en Europe, il faut donc accepter que la transition vers le Rec.2020 prendra un peu de temps et autoriser le Rec.709 largement utilisé par les téléviseurs et vidéo projecteurs actuels.
• Les fréquences de 100 et 120hz sont principalement destinées à la 3D ( 2x50hz et 2x60hz ) . 100hz et 120hz en Ultra HD demanderait une bande passante supérieure à ce que le HDMI 2.0 autorise. Il y aura surement une spécification hdmi 2.x pour venir définir de nouvelles exigences mais pour le moment il serait inutile de considérer ces fréquences sérieusement alors qu'il n'y a aucune source 3D frame packet en Ultra HD disponible sur le marché.
• Enfin, la profondeur de couleur 8 bits permettra à une grande majorité de fabricants d'écrans ultra HD de vendre leurs produits.

Le 5 septembre 2014, Digitaleurope publie le logo UHD pour tout produit commercialisé en Europe :

En plus des exigences minimales déjà listées ci-dessus, Digitaleurope à ajouté de nouvelles exigences :

• Signal vidéo direct : le signal vidéo entrant doit être le même que celui affiché au niveau définition et fréquence sans traitement intermédiaire,
• Représentation colorimétrique : le produit doit accepter les vidéos représentées au mieux en 4:2:0 ( pour des fréquence de 50p/60p ) et celles représentées au mieux en 4:2:2 ( pour des fréquences en 24p/25p/30p ),
• Protection de contenu : le produit doit posséder au moins un port HDMI supportant le HDCP 2.2,

Voici une roadmap concernant l'avenir de l'UHD et les dépendances entre les technologies supportant l'UHD ( selon Digitaleurope ) :

Comment les industriels voient l'avenir de ces technologies dans le secteur grand public ? :

• La roadmap est découpée temporellement en deux parties : 2013 à mi 2016, période réservée à la transition vers l'UHD et l'UHD-1 / mi 2016 à mi 2019, période de transition vers l'UHD-2. On note dans l'aspect paramétrage qu'aucun des futurs standards que seront capable de déployer les industriels ne sont connus ( espace colorimétrique, fréquences, profondeur de couleur, format audios ).
• Fin 2013 : généralisation des composants pour encodage/décodage HEVC d'un signal UHD à 30Hz maxi.
• Mi 2014 : généralisation des composants pour encodage/décodage HEVC d'un signal UHD à 60Hz maxi, début de généralisation de l'HDMI 2.0 sur les écrans TV.
• Mi 2015 : évolution du codec HEVC, évolution de la norme HDMI, environnements de production vidéo UHD en live opérationnels pour le satellite et la TNT.
• Fin 2015 : remplaçant du Blu Ray Disc compatible UHD et 4K ( fréquence d'affichage inconnue ), apparition des écrans TV 8k équipé d'une nouvelle norme HDMI.
• Mi 2016 : déploiement généralisé d'un nouveau type de connectique en supplément de l'HDMI, généralisation des décodeurs compatibles UHD-1 avec la future norme de réception satellite.
• Fin 2016 : généralisation des composants pour encodage/décodage HEVC d'un signal UHD à 120Hz maxi.
• Début 2018 : apparition des écrans TV 4K IDTV.
• Mi 2018 : évolution de la norme HDMI en vue de l'UHD-2.
• Mi 2019 : déploiement généralisé d'un nouveau type de connectique en supplément de l'HDMI pour supporter les débits de l'UHD-2.

http://www.digitaleurope.org/

Le Japon a décidé de faire de l’UHDTV2 le futur standard de sa télévision numérique et a mis en place un programme permettant d’y arriver d’ici 2020. Vingt-et-une entreprises japonaises de différents univers (broadcast, électronique grand public, télécom, etc.) se sont réunies afin de créer un groupe de travail ( NexTV-F ) portant sur le développement et la promotion des TV Ultra HD 8K au Japon et dans le reste du monde.

La NHK, qui s'est déjà essayée à la 8K avec son système Super Hi-Vision fait évidemment partie du lot, tout comme SkyPerfect JSAT qui a déjà annoncé des diffusions en 4K pour 2014, ainsi que Sony, Panasonic, Toshiba, Fujitsu, NEC et KDDI. L'ambition étant de permettre aux industriels japonais de prendre les devants et d'être les premiers à diffuser cette technologie et de ne surtout pas se faire voler la vedette par les deux cousins sud-coréens, LG et Samsung.

C'est d'ailleurs devenu une cause d'intérêt national, puisque ce consortium est soutenu par le Ministère des Affaires intérieures et des Communications japonais qui a débloqué pour 2013 un budget de 3,1 milliards de yens (soit 24,3 millions d'euros). Le Ministère des Affaires Internes et de la Communication aimerait donc démarrer la diffusion 4K en juillet 2014, puis ensuite effectuer des tests de diffusion en 8K en 2016. L'objectif étant d'être prêt à diffuser les Jeux Olympiques de 2020 se déroulant à Tokyo en 8K.

A noter que les Japonais ne reconnaissent pas les standards UHD-1 et l'UHD-2 ( spécifiés par DVB et donc valables essentiellement pour l'Europe ) mais parlent de Super Hi-Vision ( SHV ) qui se décline en 4K et 8K. Le format de diffusion Super Hi-Vision 4K utilisera le HEVC, devrait fonctionner à 60hz,  mais pas en Rec.2020.  Le format de diffusion Super Hi-Vision 8K sera diffusé en 4:2:0 à 10 bits minimum, à une fréquence unique de 120hz et exploitera le Rec.2020 et le HEVC. Selon NHK, le format Super Hi-Vision 8K est le format de résolution ultime pouvant être distingué par l'œil humain ( au delà notre système visuel ne décèlerait aucune différence ).

Voici la roadmap concernant l'avenir de la Super Hi-Vision ( selon le Ministère Interne des Communications, en date d'avril 2014 ) :

On s'aperçoit que le Ministère Interne des Communications a raccourci les délais initiaux de début de diffusion en SHV 4K de 2 ans et ceux pour la SHV 8K de 4 ans ! Pour ce faire, 45 millions de dollars sur trois ans ( dont 30 millions pour un essai de transmission SHV 8K grandeur nature ) seront injectés pour tenir les délais. Evidemment, c'est par satellite que se fera l'introduction de ces deux formats de diffusion :
• 2014 : début de transmission en 4K en vue de tests et de familiarisation.
• 2016 : généralisation de la diffusion 4K pour les jeux olympiques de Rio. Début de transmission en 8K en vue de tests et de familiarisation.
• 2020 : généralisation de la diffusion 8K pour les jeux Olympiques de Tokyo.

Voici une roadmap concernant l'avenir des standardisations nécessaires à la Super Hi-Vision ( selon NHK ) :

Comment NexTV-F pense atteindre ce but ? :

• Fin 2014 : standardisation du format audio 22.2 canaux.
• Mi 2016 : standardisation de l'encodage 3D audio, premiers essais de distribution de contenu via un nouveau type de réseau.
• Mi 2018 : standardisation du nouveau type de transmission par câble: FDM/TDM, standardisation de la transmission par satellite utilisant la bande de 21Ghz.
• Mi 2019 : standardisation du nouveau type de transmission par TNT : ISDB-T, standardisation internationale de la transmission par satellite utilisant la bande de 21Ghz.

Voici une roadmap concernant l'avenir des équipements nécessaires à la Super Hi-Vision ( selon NHK ) :

http://www.nextv-f.jp/

La Consumer Electronics Association (CEA) est un organisme de normalisation et un syndicat professionnel pour l'industrie de l'électronique grand public aux États-Unis. La mission du CEA est de développer l'industrie de l'électronique grand public et réunie 2000 entreprises majeurs de cette industrie. Le CEA fait autorité dans l'industrie pour les études de marché et les prévisions, les enquêtes de consommation, les nouveaux réglements, les normes techniques, les ressources de formation.

Le CEA a crée le CES ( Consumer Electronics Show, le plus grand salon d'électronique grand public au monde ) en 1967, salon qui s'est d'abord tenu à New York. De 1978 à 1994, il y eut deux éditions du CES par an : un CES d'hiver (Winter Consumer Electronics Show ou WCES) en janvier à Las Vegas, et un CES d'été (Summer Consumer Electronics Show ou SCES) en juin à Chicago. A partir de 1995, face au déclin du CES d'été à Chicago, le CEA décide de remplacer le CES d'été par un salon itinérant.

Voici quelque analyses réalisées par le CEA quand aux motivations d'achats d'un écran TVHD :

• En haut à gauche : 60% des sondés ne remplaceront leur écran TV que lorsqu'il sera en panne. Une image plus belle et une taille d'image plus grande arrivent juste après comme motivation pour un achat d'un nouveaux téléviseur. Seul 20% ne remplaceront leur écran TV actuel par un écran connecté par internet.
• En haut à droite : 80% des consommateurs sont familiers avec les termes HDTV, Plasma ou LCD ou LED, 3D TV. 60% des consommateurs le sont avec  l'ultra HD ... et seulement 38% avec l'Oled dont les écrans existent pourtant depuis plus longtemps que ceux en ultra HD.
• En bas à gauche : La qualité d'image est le facteur déterminant à l'achat suivit de très près par le prix. Viennent ensuite la taille d'écran, la richesse des couleurs ( effet pop ) et la qualité du son. L'esthétique ( poids et finesse de l'écran ) interviennent peu comme critère motivant l'achat ...
• En bas à droite : en 2013, 57 ( milles ) écrans UHD se sont vendus aux USA, ce qui représente 1% des écrans d'au moins 55 pouces vendus. En 2017 on estime qu'il se vendra 4 millions d'écrans UHD et qu'ils représenteront 55% des écrans d'au moins 55 pouces vendus.

Le 16 septembre 2014, le CEA à définit les caractéristiques qu'un produit estampillé 4K Ultra HD doit posséder pour être vendu en Amérique du nord :

Après Digitaleurope et son logo UHD, voici que le CEA publie le logo pour le marché nord américain ainsi que les exigences minimales associées : http://www.ce.org/News/News-Releas [...] ition.aspx

La dénomination n'est pas Ultra HD ou UHD mais "4K ULTRA HD" puisque le standard commercial du CEA ne fait pas de distinction entre la résolution UHD ( 3840x2160 ) et la résolution 4K ( 4096x2160 ).

• Résolution : au moins 3840 pixels horizontaux ET au moins 2160 pixels verticaux.
• Aspect Ratio : 16:9 ou plus large ( 21/9è ). Un diffuseur de résolution 4096x2160 peut donc parfaitement obtenir le logo 4K ULTRA HD ( contrairement en europe ou la résolution est unique ).
• Colorimétrie : forcément compatible Rec.709 et peut aussi être compatible avec tout standard colorimétrique plus "large" ( Rec.2020 ).
• Profondeur de couleur : au moins 8 bits
• Upconversion : doit être équipé d'un système pour convertir les signaux vidéos HD en UHD.
• Entrées HDMI : doit avoir une ou plusieures prises HDMI supportant au moins la résolution native 3840x2160 à 24, 30 et 60hz. Au moins une des prises HDMI doit supporter le protocole HDCP 2.2
 
Parce que l'actuelle offre de contenu en UHD se fait via internet, le CEA a définit de nouvelles caractéristiques pour les TV UHD dites connectées ( a associer au logo 4K CONNECTED ):
 
• Codec vidéo : forcément compatible HEVC à minima mais peuvent décoder d'autres standard de compression.
• Codec audio : doivent pouvoir recevoir et reproduire des formats multicanaux ( sans préciser lesquels ).  
• Mode de réception : Ethernet ou Wifi.
• Services liés aux applications : le choix de la plate forme ( le langage de programmation utilisé et le design ) est laissé au choix du constructeur.

Cette dernière partie sur l'UHD a pour but de passer en revue les types d'appareils dits compatibles UHD ainsi que les projets connus des industriels dans chaque domaines. Les familles de produits suivantes sont traitées :

• 4.1 Distance de visionnage optimale pour l'ultra HD
• 4.2 Téléviseurs Ultra HD
• 4.3 Vidéo projection
• 4.4 Supports physiques ( optique ou disque dur ) pour les films
• 4.5 Matériel Home-Cinéma ( amplificateur et lecteur Bluray )
• 4.6 Les consoles de jeux
• 4.7 Mobilité - Téléphonie
• 4.8 Caméras et appareils photos
• 4.9 Broad casting - Diffusion TNT
• 4.10 Broad casting - Diffusion Satellite
• 4.11 Broad banding - Diffusion TV par internet
• 4.12 Streaming et vidéo à la demande ( VOD ) - Diffusion par internet

Principe du 1/60è de degré appliqué à la définition Full HD :

Des expériences ont permit de déterminer que le système optique humain est incapable de discerner des détails s'ils sont écartés d'un angle de 1/60°. Ca veut dire qu'à une distance de 3 fois la hauteur d'image, il faudrait environ 900 lignes progressives pour satisfaire la résolution de l'œil. on rencontre très souvent les cas d'applications suivants :
- La définition d'un film sur Blu-ray est perçue par l'œil comme 1080 lignes de définitions, soit 180 lignes de plus que ce que permet de capter l'œil humain ( a condition d'être placé à une distance de 3 fois la hauteur d'image ).
- La définition full HD ( 1920 pixels par 1080 lignes ) est diffusée par TNT et Satellite en entrelacée. L'entrelacé permet une reconfiguration de la bande passante disponible à la volée entre des images peu mobiles, dont la définition perçue sera alors proche des 1080 lignes théoriques, et du contenu plus agité, où sera plutôt privilégié une bonne analyse du mouvement au détriment de la définition, à laquelle l'œil est moins sensible dans ces conditions.

Principe du 1/60è de degré appliqué à la définition l'UHD :

Avec deux fois plus de pixels verticaux ( Full HD = 1080 lignes, Ultra HD = 2160 lignes ),  il faut donc être à 1,5 fois la hauteur d’un écran 16/9è UHD/4K pour satisfaire à la résolution perçue par notre œil ( et, par extension, à 0,75 fois la hauteur d'un écran 16/9è UHD/8K ). Au-delà de cette distance de 1,5 fois la hauteur de l'écran, la définition Full HD est largement suffisant, notre œil ne percevant plus les lignes supplémentaires de l'ultra HD.

Petit calcul : pour tout écran 16/9è, sa diagonale est égale à de racine carrée de (16*16) + (9*9) = 18,35. Donc, pour un écran de 1m de diagonale ( 40 pouces ), la hauteur sera de 9/18,35 = 0,49 soit la moitié de la diagonale. Donc, pour un écran 55 pouces, il faudrait en théorie être à une distance de visionnage de 1,5 fois la hauteur de (55/2) = 27,5 pouces, soit 1,04 m de l’écran, ce qui est… très près. Etre situé à une distance de visionnage de 3m d'un écran UHD nécessiterait donc un écran de 2x(3m/1,5) soit 4m de diagonale = 158 pouces, ce qui est énorme.

Il est intéressant de noter que le principe du 1/60è de degré s'est avéré démontré lors d'expérimentations subjectives réalisées par la NHK :

Pour une vidéo de définition 2K, la distance de visualisation procurant la meilleure sensation de réalisme est égale à 3 x la hauteur d'image.
Pour une vidéo de définition 4K ou 8K, la distance de visualisation procurant la meilleure sensation de réalisme est égale à 1,5 x la hauteur d'image.

Limitation du principe du 1/60è de degré :

Evidemment, le principe du 1/60è de degré ne s'applique que pour les personnes ayant 20/20 à chaque œil ce qui est rarement le cas selon l'âge de l'intéressé, s'il porte des verres correcteurs ou pas , etc ... Il faut aussi tenir compte du fonctionnement, encore mal compris, du cerveau, qui est capable d’interpoler la qualité d’une image vue sous plusieurs angles. Quand on regarde une TV, la tête bouge ! Donc, le cerveau enregistre plus d’informations sur l’image que sur une seule vue limitée par le nombre de cônes et bâtonnets que nous avons sur notre rétine. Bref, tout cela est compliqué et nécessite beaucoup d’expérimentation !

Il faut donc prendre ce principe du 1/60è de degré comme permettant de calculer la distance de visionnage minimale et non comme permettant de calculer la distance de visionnage optimale.

Equation simplifiée de la distance maximale :

Voici une mise en équation simplifié pour calculer la distance maximale en fonction de la diagonale de son écran et du type de définition affichée :
• Diagonale d'image ( en mètre ) d'un écran Full HD = 20 x la distance maximale de visionnage ( en mètre )
• Diagonale d'image d'un écran UHD/4K = 40 x la distance maximale de visionnage
• Diagonale d'image d'un écran UHD/8K = 80 x la distance maximale de visionnage

Petit calcul : un écran Full HD de 55 pouces de diagonale ( soit 139 cm ) pourra être visionné jusqu'à une distance maximale de 139/20=6,95m. Un écran Ultra HD de 55 pouces de diagonale ( soit 139 cm ) pourra être visionné jusqu'à une distance maximale de 139/40=3,47m.

Distance de visionnage / champs de vision :

Une autre façon d'aborder les relations entre distance de visionnage et diagonale de l'image, est de raisonner en champs de vision couvert par l'image. On estime qu'à partir de :
• 60° de champs de vision couvert par l'image, le spectateur ressent une immersion partielle dans le sens ou ce ressenti apporte un réalisme qu'il n'a pas avec moins de champs de vision couvert.
• 80° de champs de vision couvert par l'image, le spectateur ressent une immersion complète dans le sens ou il a l'impression d'être présent dans la scène visualisé.

Evidemment, cette relation ne tient pas compte de la définition d'image mais vient en complément du principe du 1/60è de degré. Voici les recommandations actuelles en matière de champs de vision couvert :
• THX recommande par exemple un champs de vision couvert d'au moins 36° pour son installation home-cinéma.  
• Une majorité de salle de cinéma offrent au moins 54° de champs de vision couvert.
• IMAX impose que les salles labélisées offrent un champs de vision de 70° !

Petit calcul : Un écran de 55 pouces visionné à une distance de 3m couvre un champs de vision de 23°. A cette distance de 3m, THX recommande l'utilisation d'un écran de 90 pouces de diagonale. Pour couvrir un champs de vision de 60° à la distance de visionnage de 3m, il faudrait un écran de 135 pouces de diagonales ( 3,44m ).

En pratique :

Rappelons ici que la distance de visionnage moyenne d'un écran Full HD en Europe est de 3m et il y a peu de chance que cette pratique soit modifiée avec des écrans UHD, surtout que leur grande taille de diagonale auxquels ils sont réservés va amener un facteur supplémentaire : au delà d'une certaine taille d'image et d'une certaine distance de visionnage, le spectateur aura un ressenti d'immersion plus important.

Ci-dessus le graphique que je vous suggères de consulter avant achat et reprenant :
• la distance minimale selon le principe du 1/60è de dégré et offrant un angle de vision de 61°,
• la distance maximale selon l'approche simplifiée expliquée au dessus et offrant un angle de vision de 19,3°,
• l'approche THX recommandant un angle de vision de 36°,
• l'approche cinéma recommandant un angle de vision de 54°,

En 2014, l'état du marché des écrans UHD montre que le 55 pouces est le cœur de cible des industriels et tendra à devenir l'offre d'entrée de gamme pour les années à venir ( 2015-2016). Si vous pouvez, n'achetez pas d'écran UHD plus petit que 55 pouces car cette diagonale est le minimum permettant de ne pas changer ses distances de visionnages habituelles. Evidemment, plus vous vous rapprochez de l'écran ou plus cet écran devient grand et plus la sensation d'immersion sera important. Ceux qui le peuvent financièrement, partiront plutôt sur un écran UHD de 70 pouces. Quand on sait que la diagonale moyenne des TV vendues en France en 2012 était de 33 pouces (elle augmente d’un peu plus d’un pouce par an; elle était de 38 pouces aux USA et 39 pouces en Chine), on voit le chemin qu’il reste à parcourir.

Généralités sur les écrans UHD :

L'intérêt immédiat de l'UHD sur un écran TV pour le consommateur est double :

• Cela permet de bénéficier d'une très grande taille d'image en conservant une excellente qualité, puisque la taille des pixels est suffisamment petite pour n'être pas perceptible. Autrement dit, en passant à l’Ultra HD, le consommateur peut diminuer le recul nécessaire sans pour autant sacrifier la qualité perçue.
• Le deuxième intérêt est à moyen terme : l'UHD permet d'envisager le développement de téléviseurs 3D Haute Définition sans lunettes ! ( la montée en pixel permettant de compenser la perte de netteté imposée par ce mode de diffusion ). Les industriels envisagent donc une "adoption" plus favorable de la 3D lorsque le parc commencera à être renouvelé par des écrans 4K-8K.

Environ 20 millions d'écrans se sont vendus en France sur 5 ans ( entre 2008 et 2012 ) pour un parc estimé à plus de 45 millions. A ce rythme, le parc d'écrans en France met donc 11 ans à se renouveler complètement.

Néanmoins, l'arrivée de modèles à bas coûts ( très souvent d'origine Chinoise )  va permettre un remplacement plus rapide du parc TVs, puisque l'on trouve déjà des modèles 55 pouces UHD à 1200 euros ... . Les fournisseurs de dalles UHD ne fabriquent pas de dalles natives à cette définition mais assemblent 4 dalles Full HD de petites tailles pour fournir un écran UHD ce qui permet de réduire la complexité de fabrication et donc les coûts de productions. Il est ainsi possible de fabriquer simplement des écrans de grandes diagonales, et le prix par pouces décline rapidement ( 300$/pouce en 2012, 75$/pouce en 2013 et 30$/pouce en 2014 ).

Enfin, l'arrêt de la commercialisation des écrans Full HD est programmée pour fin 2016 par les fabricants Coréens et Japonais. A partir de cette date, on ne devrait plus pouvoir acheter que des écrans UHD/4K ou acheter des écrans Full HD de marques chinoises.

Généralités sur les diffuseurs LCD et LED :

Comme vous le savez déjà, les signaux de type vidéo ont pour habitude de séparer les informations de luminance et de chrominance. Il faut ici garder à l'esprit que ces deux types d'informations ont été dissociées car l'œil humain est plus sensible aux différences de luminosité que de couleurs.

A la restitution sur nos téléviseurs, ces deux types d'informations sont traitées séparément. La luminance ( les informations relatives à la luminosité ) est traitée dans un téléviseur par un système appelé backlight tandis que la chrominance ( les informations relatives aux couleurs ) est traitée par un système appelé dalle, composé de plusieurs couches.

Nous allons essayer de regarder les différences de technologies entre les diffuseurs LCD et LED.

Diffuseur LCD :

La retranscription des couleurs d'une scène sur un téléviseur LCD est assuré par des cristaux liquides couleurs. Chaque pixel de la dalle est composée de cristaux liquides de couleur Rouge, Vert et Bleu.

La technologie LCD appliqué à la télévision a amené différents type de dalles LCD :

TN (Twisted Nematic) : Noir et blanc
Elle fut la plus répandue et la plus économique malgré des insuffisances dans le rendu des couleurs et leur contraste, ainsi qu’un fort traînage.

DSTN (Dual scan twisted nematic) : Noir et blanc
Cette technologie offre une meilleure stabilité de l’image grâce à l’introduction d’un double balayage.

TFT (Thin-film transistor) : couleur
Composée d'une matrice de transistors en film mince, trois par pixel de couleurs, qui permet de mieux contrôler le maintien de tension de chaque pixel, pour améliorer le temps de réponse et la stabilité de l’affichage. La technologie TFT dite à « matrice active », a permis d’obtenir des temps de réponse inférieurs à 10 ms. Le contraste reste toutefois limité à environ 300:1.

IPS (In-Plane Switching) : couleur
Développée par Hitachi en 1996, il perfectionne la technologie TFT en utilisant des cristaux liquides dont l’axe est parallèle au plan de l’écran. L’angle de vision est très large mais le nombre de transistors double, diminuant la transparence. Il est sujet au fourmillement pour les films.

MVA (Multi-domain Vertical Alignment) : couleur
A été introduit en 1998 par Fujitsu, qui améliore sa technologie VA, en intégrant plusieurs domaines de réfraction par cellule, augmentant ainsi la qualité du noir (<1 cd/m2), la réactivité et permettant d’améliorer fortement le contraste utile et des angles de vision homogènes.

PVA (Patterned Vertical Alignment) : couleur
Réalisé par la compagnie Samsung, où les couleurs noires atteignent 0,15 cd/m2 permettant un contraste de 1000:1. Les écrans MVA sont opaques au repos. Les écrans PVA sont plus sujets au fourmillement dans les films que les dalles TN et MVA.

Voici un tableau récapitulatifs des avantages/inconvénients des types de dalles :

La retranscription de la luminosité d'une scène sur un téléviseur LCD est assurée par des tubes à cathode froide ( technologie CCFL pour Cold Cathode Fluorescent Lamp ). L'exemple typique d'application industrielle rendu possible par le CCFL est le tube à néon. Le backlight d'un téléviseur LCD est donc composé de plusieurs tubes à néon placés horizontalement d'un côté à l'autre de notre écran LCD :

Diffuseur LED :

Sur un téléviseur LED, le backlight n'est plus assuré par des tubes à néons mais par des diodes électroluminescente ( LED pour Light-Emitting Diode ), qui ont l'avantage d'être plus petites et positionnable en plus grand nombre, moins fragiles, plus économes au final, offrant un meilleur contraste :

Evidemment, les industriels cherchent à optimiser la disposition des LED du backlight ce qui amène plusieurs types d'écrans LED :  

Edge LED : Les dels entourent le périmètre de l'écran (en partie ou en totalité). En moyenne on trouve entre 200 et 400 DELs. Ces LED encadrent et éclairent une seule plaque photoconductrice qui propage la lumière derrière l'écran principal.

Edge LED vertical : Ce type de rétroéclairage permet de réduire de façon significative la consommation d'énergie car il utilise une seule rangée de LED organisées sur trois plans qui est placée verticalement sur seulement un côté.

Edge LED Local Dimming : Les LED sont situées sur des rampes positionnées en bas de plusieurs plaques photoconductrices découpées en différentes zones. Chaque zone peut être gérée indépendamment des autres.

Full LED : Cette solution consiste à avoir des LED sur l'ensemble du panneau rétroéclairant. La source lumineuse éclaire directement l'écran ACL. Le nombre de LED est plus important que sur la technologie "Edge LED". L'uniformité de la luminosité et le contraste sont donc meilleurs puisque la lumière est retransmise directement. Le seul inconvénient est que la TV devient un peu plus épaisse qu'avec le "Edge LED.

Full LED Slim : Ce type de rétroéclairage diffusé en premier par LG regroupe les concepts de rétro-éclairage par l'arrière, par zone et tout en étant très fin. Chaque zone est une mini plaque qui est éclairée par le bas (comme une led edge) et la plaque conduit la lumière sur sa surface. Chaque plaque est suffisamment petite pour être comparable à une technologie "Full LED" et elles peuvent être réglées indépendamment les unes des autres.

Full LED Local Dimming :  Ce système de rétroéclairage présente les mêmes avantages que le Full LED simple, auquel s'ajoute la possibilité de traiter la luminosité des dels par zone. Ceci permet d'éclairer avec différentes luminosités une même image. Cela permet d'augmenter encore le taux de contraste.

Full LED Nano :  La nanotechnologie est à la base de cette nouvelle technologie. Les plaques de LED sont remplacées par un film réflecteur contenant une fine couche de résine et des nano-lentilles. Cela permet d'améliorer la diffusion des LED et de diminuer leur espacement. Il est ainsi possible d'augmenter leur nombre. Cette technologie permet également de réduire l'épaisseur générale de l'écran.

Full LED RGB :  Similaire au Full LED, il utilise des dels rouges, verts et bleus à la place des dels blanches. meilleur contraste et meilleur précision dans la gestion des couleurs affichées.

Voici le tableau comparatif des différents types de diffuseurs LED :

Voici un graphique montrant, pour les téléviseurs 4K vendus en 2014, quelle est l'origine des dalles exactes :

On constate par exemple qu'en 2014, Sony n'a pas fabriqué ses dalles mais a assemblé des dalles forunis par LG, Innolux, AUO.

Généralité sur les diffuseurs OLED :

Une diode électroluminescente organique ( OLED pour Organic Light-Emitting Diode) est un composant qui permet de produire de la lumière. La structure de la diode est relativement simple puisque c'est une superposition de plusieurs couches semi-conductrices organiques entre deux électrodes dont l'une (au moins) est transparente. Le terme organique vient du fait que les composés de l'OLED sont basés sur le carbone.

La propriété électroluminescente de l'OLED ne nécessite pas l'introduction d'un rétroéclairage ce qui confère à l'écran des niveaux de gris plus profonds et une épaisseur moindre. La flexibilité de ces matériaux ( FOLED pour Flexible organic light-emitting diode ) offre aussi la possibilité de réaliser un écran souple et ainsi de l'intégrer sur des supports très variés comme les plastiques.

La technique OLED possède de nombreux avantages par rapport aux LCD :
• Meilleur rendu des couleurs (100 % du diagramme NTSC).
• Meilleur contraste (jusqu’à 1 000 000:1).
• Lumière plus diffuse (moins directive) : angle de confort de vision plus étendu ( en vertical et en horizontal ).
• Consommation d'énergie équivalente au LCD ( gain d'énergie sur les scènes sombres, pertes sur les scènes claires ).
• Minceur et souplesse du support.
• Temps de réponse < 0,1 ms ( entre 3 et 30ms pour le LCD ).
• Enfin, le noir des OLED est « vrai », c'est-à-dire qu'aucune lumière n'est émise, contrairement aux LCD utilisant un rétro-éclairage qui a tendance à filtrer à travers la dalle dans les noirs. Les LCD perdent également la moitié de leur puissance lumineuse à la polarisation de la lumière plus encore 2/3 de leur puissance au passage des filtres de couleur : finalement, on perd 8/9 de la puissance lumineuse. En comparaison, la technique OLED est beaucoup plus économe.

Les OLED ont trois inconvénients majeurs :
• Le principal défaut des OLED est leur durée de vie : 14 000 heures pour les OLED bleues, 25 000 heures pour les OLED rouges, 40 000 heures pour les OLED vertes. On estime qu’il faudrait une durée de vie d’environ 50 000 heures pour qu’une dalle OLED puisse jouer le rôle de téléviseur. Cette faible durée de vie comparée aux écrans LCD et aux écrans plasma freine le développement commercial de cette technologie.
• Les matériaux organiques des OLED sont sensibles à l’humidité, d’où l’importance des conditions de fabrication et de leur confinement dans l’écran (notamment pour les écrans flexibles).
• Enfin, les OLED sont une technique propriétaire, détenue par plusieurs sociétés dont Eastman Kodak, ce qui pourrait constituer un frein au développement de la technique jusqu’à ce que les brevets tombent dans le domaine public.

Diffuseur OLED :

Types de dalles OLED :

Une Matrice Active OLED ( AMOLED pour Active-Matrix Organic Light-Emitting Diode) est un type d’écran qui associe une technique de matrice active et une technologie OLED. Cette technique permet la réalisation d’écrans de grandes dimensions, à forte définition et à plus faible consommation électrique par rapport aux écrans à matrices passives. Avec ce type de configuration, chaque pixel est commandé indépendamment des autres.

Parmi les AMOLED, citons les dalles LPTS ( pour low temperature polycrystalline silicon ) qui ont été majoritairement utilisée depuis 2007 jusqu'en 2013 pour produire des diffuseurs OLED d'une certaine taille. Malheureusement cette technologie limite la taille maximale de ces écrans à 40 pouces et reste exploitée pour les portables, tablettes et smart phones. Pour lever cette contrainte, d'autres type de dalles OLED utilisant l'A-SI ou l'OXYDE TFT ( Sony, Panasonic, LG ) ont fait leur apparition par la suite.

Une matrice passive OLED ( PMOLED ) est moins coûteuse à produire qu’une matrice active grâce à sa technique d’adressage qui ne requiert pas l’intégration de circuits sur chaque pixel. Ces écrans sont à faible définition et limités en dimensions, souvent entre 4 ou 5 cm avec l’affichage de simples caractères et sans mode vidéo.

Types de pixels OLED :

Le matriçage des pixels sur la dalle OLED est de deux types : RGB ou WRGB ( appelé aussi W-OLED ).

• RGB : Un pixel est représenté par un OLED vert, rouge et bleu. Panasonic et Samsung ont exploité ce matriçage sur leurs diffuseurs OLED. Le processus de matriçage est obtenu par impression, par laser, ou par évaporation.
• WRGB : Un pixel est représenté par quatre OLED blanches dont trois sont filtrées en vert, rouge et bleu. Exploiter de l'OLED blanc garantit une durée de vie identique entre OLED ( puisque l'OLED bleu est défaillant de ce point de vue ). LG et Sony ont exploité ce matriçage sur leurs diffuseurs OLED. Le processus de matriçage est obtenu par impression avec filtre de couleur.

Voici une comparaison entre la technologie RGB et WRGB :

Généralité sur les diffuseurs QDLED :

Ils sont minuscules, leurs dimensions se mesurent en nanomètres, soit en milliardièmes de mètre, mais ils sont sur le point de révolutionner des secteurs industriels aussi variés que la télévision, l’énergie ou le diagnostic médical. Les boîtes quantiques (QD pour Quantum Dots), ou nano cristaux semi-conducteurs, ont été découverts il y a une trentaine d’années et font depuis l’objet de recherches de plus en plus nombreuses, à mesure que leur potentiel se dévoile.

Les QD peuvent fournir une alternative pour des applications telles que la technologie d'affichage ( on parle alors de QDLED ). Le QDLED est assez similaire à l'OLED car il n'y a pas besoin de backlight dans un diffuseur à base de QDLED. Contrairement au LED, le QDLED peut être déposé sur de grandes surfaces et sur des substrats flexibles ou non plats. L'émission de lumière de l'OLED à tendance à se dégrader et l'OLED est sensible à l'humidité et à l'oxydation. Les QDLED ont l'avantage de ne pas se dégrader, ce qui en fait des candidats idéal pour les écrans de télévision. Un QDLED est en même temps photo-active (photoluminescent) et électro-actif (électroluminescent).

Les avantages sont les suivants :
• A rendement lumineux égal, le QDLED consomme 30 à 50% moins d'énergie que le LED.
• Le QDLED est 50 fois plus lumineux que le LCD.
• Le QDLED, comme l'OLED, est soluble dans des solvants aqueux ou non aqueux ce qui lui permet d'être déposé par impression ou évaporation sur des supports flexibles et plastiques.
• Le QDLED est inorganiques, offrant le potentiel de durée de vie améliorée par rapport à OLED.
• Le QDLED restitue 140% de l'espace colorimétrique sRGB quand le LED n'en restitue que 98% maximum.

Il y a un inconvénient :
• Les QDLED de couleur bleu nécessitent un contrôle de synchronisation de haute précision lors de la réaction : la lumière du soleil contient une luminosité à peu près égales de rouge, vert et bleu, un pixel d'un diffuseur doit donc produire une luminosités égales en bleu, rouge et vert. L'œil humain nécessite de percevoir un bleu environ cinq fois plus lumineux que le vert, ce qui nécessite 5x plus de puissance pour le QDLED bleu.

Diffuseur QDLED :

Il n'y a pas encore de diffuseur exploitant le QDLED uniquement ! Néanmoins, pour ses écran haut de gamme, Sony utilise des quantum dot de la société QDvision (led de couleur qui éclaire un nano cristal) pour obtenir le rétroéclairage très précis RGB des écrans dit "triluminos". Il s'agit donc ici d'un backlight à base de QDLED au lieu de LED et non d'un diffuseur QDLED ( sous entendu sans backlight et uniquement à base de QDLED ).

Le résultat à l'image est une restitution plus importante de nuances de couleurs dans un espace de couleur étendue :

Les écrans incurvés :

Le concept de base part sur le fait qu'un écran plat déforme l'extrémité des images affichées. En effet, la distance entre l'œil et le centre de l'image observée est mois grande que la distance entre l'œil et les extrémités de l'image observée. Les écrans incurvés affichent des images qui sont en tous points à égales distances de l'œil ... ce qui a pour inconvénient de ne favoriser qu'une seule et bonne position pour regarder ces écrans. Autrement dit ce ne sont pas des écrans à réserver aux familles nombreuses ( à moins que chaque membre ait son écran incurvé dédié ! ).

Cette technologie a pour la première fois été présentée par LG fin 2013. Ce concept est utilisé depuis longtemps dans les salles de cinéma IMAX qui ont la particularité d'avoir des écrans incurvés.

La fonctionnalité d'upscaling :

Cette fonctionnalité permet la conversion automatique des vidéos Full HD ou de plus basses définitions à la définition UHD, permettant ainsi d'afficher tous types de vidéos en plein écran. Même si tous les téléviseurs ne sont pas équipés de cette fonctionnalité en 2013, cette fonctionnalité devrait se généraliser à la plupart des téléviseurs UHD. Citons Sony et son système 4K-X Reality Pro, Sharp et son système Icc Purios, Toshiba et son système Cevo Engine, ou encore Samsung et son système Quad Detail Enhancement Technology.

Le Multi-View ( service à venir avec l'UHD ) :

Cette approche Multi-View, qui était présenté à l'IFA à Berlin en Septembre 2013 (voir photo ci-dessus), n'est pas révolutionnaire en soit du fait que, la combinaison de différents angles de vues est également techniquement possible en Full HD. Cependant, dans le monde de l'UHD - où
l'écran UHD peut être considérée comme un tableau de 4 écrans complets de définition Full HD - ce concept est montré pleinement et fournit au public une nouvelle expérience visuelle qui va révolutionner la façon de consommer le sport télévisé.

L'UHD Multi-View offre le meilleur des deux mondes : la liberté de pouvoir visionner n'importe quel coin du terrain comme si on était dans le stade, ainsi que la valeur ajoutée d'une couverture télévisé moderne, comprenant des ralentis, des gros plan, différentes perspectives.

Technologie SXRD ( transmissif et réflectif ) :

• 2013 : Du côté de la vidéo-projection, le salon IFA 2013 démontre que seul Sony et JVC ont des modèles compatibles UHD, Sony se payant même le luxe d'adopter la définition du cinéma numérique directement ( 4K ) et non pas la définition à usage domestique ( UHD ). Avec une simple source Blu-Ray ( donc en full HD ) upscalé par le vidéo projecteur, le niveau de netteté ( stabilité d'image ) et de piqué est tout simplement bluffant. Le très haut de gamme Sony VPL-VW1000ES et son remplaçant le Sony VPL-VW1100ES sont concernés. A noter que le VW1100ES est équipé en HDMI 2.0 et compatible HDCP 2.2. Fin 2013, Sony commercialise le petit frère du 1100ES, le 500ES,  premier VP en dessous des 10000 euros supportant de la 4K 60 Hz en entré et prêt pour les futures normes.
• 2014 : A l'IFA de Berlin, Sony présente le VPL-VW300ES, troisième vidéoprojecteur 4K de la gamme Home-cinéma de SONY. L’essence du 500ES est conservée mais Sony a décidé de retirer quelques options afin de trouver un bon compromis entre pertes d’éléments et préservation de la qualité de l’image ( pour un tarif inférieur au 500ES de 30% ).

Si Sony peut déjà se permettre de commercialiser des matrice SXRD en 4K, ce n'est pas le cas des autres fournisseurs de matrices pour vidéo projection dans le domaine grand public en partie du fait que l'électronique en amont des puces DLP et LCD n'a pas la bande passante et puissance suffisante pour traiter un signal UHD ou 4K.

Technologie LCD ( transmissif ) :

• 2013 : Seiko et Epson ont produit la première matrice LCD 4K fin 2009 d'une taille de 1,64 pouces intégrant la technologie C2 fine d'Epson et d'un inter pixel de 9 micron. Nec a utilisé une version améliorée de cette matrice LCD 4K dans un modèle tri-lcd destiné au marché professionnel début 2013. Aucune annonce d'Epson au sujet d'un éventuel projecteur 4K grand public à venir exploitant la technologie LCD. Il faudra donc attendre au plus tôt mi 2014 pour voir ce qu'il en est.
• 2014 : Aucun vidéoprojecteur UHD ou 4K de prévu en technologie LCD.

Technologie DLP ( réflectif ) :

• 2013 : Texas Instrument produit déjà des panneaux mono-DLP 4K pour le monde professionnel ( Barco, Christie et Nec ). Le problème étant la taille de ce panneau DLP ( voir image ci dessus ) qui est trop gros pour être installé sur des vidéo projecteurs grand public. Texas Instrument a annoncé être en mesure de produire à grande échelle des panneaux 4K de taille réduite d'ici fin 2015.
• 2014 : Aux dernières nouvelles de Texas Instrument, il n'y aura pas de darkchip 5 ( panneau DMD 4k pour le grand public ) en préparation ...
Le problème est lié aux spécifications de formes qui empêche TI de placer 4 x plus de miroirs ( 4k = 4 x plus de pixels que le Full HD ) dans la même surface que pour la darkchip 4. Plus les surfaces des miroirs sont importantes et plus ils renvoient de la lumière et moins il y a de contraste. Plus leur surface est petite et moins ils renvoient de lumière. Pour faire un chip DMD 4K il faut donc respecter une surface minimale (pour conserver un bon ratio lumens/contraste ),ce qui signifie un DMD d'une taille supérieure. La conséquence étant alors pour l'intégrateur de prévoir une optique en conséquence ( grande taille ) et cela coûte cher. Il existe la puce TI pour le cinéma digital 4K mais c'est rédhibitoire pour sortir des appareils compacts et donc peu chers. J'ai bien peur que nous ne voyons pas de VP équipé en DLP 4K et coutant - de 10 000 euros avant un bout de temps ...

Technologie D-ILA et LCOS ( réflectif ) :

• 2013 : Grâce au système E-Shift, JVC doublait déjà la définition full HD ( verticale et horizontale ), en décalant l'image projetée d'un demi pixel dans sa diagonale, créant ainsi l'illusion de la définition UHD. Le système E-Shift 2 a introduit un scaler pour améliorer encore le traitement d'image.  L'E-Shift 3 que l'on devrait découvrir dès le mois de décembre 2013 accepte désormais les signaux 4K et UHD en entrée. JVC se concentre sur sa technologie propriétaire ( D-ILA ) et à travaillé à la réduction de l'inter-espace entre deux pixels de façon à reproduire une image typé film.
• 2014 : Epson annonce l'arrivée d'une nouveauté baptisée EH-LS10000 qui est radicalement différente de ce que le constructeur nous avait habitué ces dernières années. Nous retrouvons des panneaux réflectifs LCOS associés à la technologie laser. Il s'agit ici d'un "faux" 4k à l'instar de JVC et son E-Shift.

Généralités :

Aujourd'hui, la très grande majorité des films tournés en numérique le sont au moins en définition 2K et de plus en plus en définition 4K ( obligatoire pour une édition Blu-Ray 3D ). Notons néanmoins que sur une liste des dix plus grands succès du box-office de 2013, huit d'entre eux ont été acquis avec un film ou une caméra 2K. Hormis les effets spéciaux qui sont majoritairement réalisés en définition 2K, toute la chaîne de diffusion cinématographique numérique est capable de travailler en définition 4K et l'édition Blu-ray des productions cinématographiques récentes est toujours réalisée à partir d'un master 4K lorsque cela est possible. Le problème initial est que le format actuel du Blu-Ray n'est pas compatible UHD ou 4K.

Les supports physiques de type disque optiques autre que Bluray :

le Violet-Ray ( mis au point en 2010 par Sony et une université Japonaise ), présenté au départ comme possible successeur du Blu-Ray est resté à l'état expérimental. Les ondes violettes et ultraviolettes plus courtes sont absorbées fortement par le plastique utilisé dans la fabrication des disques, et il est difficile de fabriquer à faible coût des lentilles de qualité supérieure. De plus, la plupart des plastiques s’altèrent sous les rayons ultraviolets, changeant de couleur et se fragilisant.

le disque holographique polyvalent ( HVD ) est un support permettant de stocker 3,9To. Il s'agit d'un laser bleu-vert qui lit un hologramme stocké sur le disque. L'effacement et l'écriture bit par bit ne sont pas encore au point, ce qui fait que le disque est très adapté aux médias de type WORM (gravure unique, lecture infinie) ... et pas adapté à une utilisation grand public qui souhaite avoir un support de stockage unique permettant de lire des films du commerce mais aussi de sauvegarder/écraser des données personnelles.

le BDXL est une évolution des spécifications du Blu-Ray qui porte la capacité de stockage à 100Go ( triple couche ) ou 128Go ( quadruple couche )au lieu des 50Go initialement prévu. Evidemment, nos platines actuelles ne peuvent pas être upgradées vers une compatibilité au BDXL. Il faudrait remplacer tout le parc de lecteur Blu-Ray et les 100 ou 128Go deviendront alors une limite lors de l'arrivée de la définition UHD-2 ( 8K ).

En septembre 2013, Sony et Panasonic annoncent qu'ils collaborent au développement d'un futur support de stockage de 300Go réservé au monde professionnel ( prévus pour commercialisation vers mi 2015 ). Ce support présente toutes les caractéristiques nécessaires pour stocker les vidéos de format UHD/4K mais aussi de format 8K. En mars 2014, le nom de ce support est présenté : l'Archival Disc.
• Le principal avantage est qu'il n’y aura pas besoin d’un lecteur spécifique à l'Archival Disc. C’est toujours le rayon laser bleu-violet avec son ouverture numérique de 0,85 et sa longueur d’onde de 405 nm du Blu-ray qui sera exploité sans aucune modification.
• Dans un premier temps, ce sont donc 300 Go de données sur trois couches par face ( 50Go par couche ) qui pourront être sauvegardés, alors qu’un Blu-ray se limite actuellement à 128 Go au maximum sur quatre couches avec la technologie BDXL. Par la suite, l’Archival Disc pourrait atteindre une capacité de stockage de 500 Go, pour culminer à 1 To.
• Même si les premières commercialisations sont destinées aux professionnels de l'archivage, l’Archival Disc pourrait être également employé pour stocker des films en Ultra HD ou 4K, ou encore servir de support pour les jeux vidéo les plus riches en graphismes. Et cela tombe plutôt bien, puisque Sony est également le constructeur de la PS3.

Les supports physiques de type disque dur commercialisés :

Commercialisé d'abord aux USA par Sony le 15 juillet 2013, Le FMP-X1 est le premier lecteur multimédia 4K fournis avec 10 films ( Ces films seront issus du catalogue de Sony Pictures principalement ) en qualité UHD dans son disque dur de 2To. Il est évidemment possible de raccorder un disque dur externe. On peut ensuite accéder, depuis le serveur, à la plateforme VOD de Sony qui proposera des films à l'achat ou à la location en UHD dès la fin de l'année.

Red Digital Cinema a commercialisé son lecteur 4K, le Redray player 4K qui est fournis avec un disque dur de 1To et est capable d'upscaler toute source vers l'UHD. Un service de VOD en 4K sera aussi disponible via la plateforme Odemax.com.

La société NanoTech sort son premier lecteur Android 4k qui pourra diffuser de l'UHD en 30 Hz. Pour cela le boitier va être animé par le tout dernier processeur de chez Nvidia, le Tegra 4, un processeur Cortex A-15 4 cœurs qui permettra en plus de profiter des derniers jeux 3D Android via la plateforme NVIDIA TegraZone. Niveau équipement le boitier comporte 16 Go de stockage, du Bluetooth 4.0, du WiFi MIMO, un port Gigabit Ethernet, un port USB 2.0, un port USB 3.0, un lecteur de carte Micro SD ainsi qu’un port HDMI. Chose intéressante, Nanotech annonce que pour l’instant son boitier décode l’UHD basée sur le codec H.264, mais qu’une mise à jour automatique et gratuite se fera quand le codec H.265 sera finalisé et disponible.

Commercialisé en août 2014, le remplaçant du FMP-X1, le FMP-X5 permet d’accéder à la vidéo à la demande Ultra HD de Sony ( L’offre 4K de Sony se compose actuellement de plus de 200 films UHD ) en streaming grâce au codec HEVC/H.265. Il n’embarque pas de disque dur pour télécharger d’éventuels films ou documentaires, mais dispose de deux ports USB 2.0, un port Ethernet, le Wi-Fi et deux sorties HDMI. Ce boitier permet également d’accéder à la VOD 4K de Netflix.

Les nouveaux amplis audio/vidéo, lecteurs Blu-Ray, PC Home Cinéma, etc ... sont déjà prêts à upscaler les sources vidéos en 4K/UHD. Et c'est tant mieux car il va falloir s'en contenter en attendant les formats natifs qui vont mettre du temps à arriver.

Lecteur Blu-Ray 2013 :

Les lecteurs Oppo 103-U, 105-U, 103-D sont capable d'upscaler une vidéo Full HD en UHD à 24hz, tout comme le Panasonic BDT500. Les futurs  lecteurs Sony, LG, Samsung, Panasonic, ... seront doté de cette capacité.

Lecteur Blu-Ray 2014 :

Le lecteur Panasonic BDT700 ( remplaçant du BDT500 ) est capable d'upscaler une vidéo full HD en UHD à 24hz. L'Oppo 105-D, le Sony BDP-S7200, les Pioneer BDP-LX58 et BDP-LX88 en font de même.

Ampli audio/vidéo 2013 :

Sony à prévue une mise à jour pour tous leurs amplificateurs AV 2013. Celle-ci permettra de faire transiter un signal 2160/50p et 2160/60p via HDMI Passthrough. Pour rappel ces amplificateurs sont à l’origine équipés d’un port HDMI 1.4.

Ampli audio/vidéo 2014 :

La généralisation de l'hdmi 2.0 font que la majorité des amplis audio-vidéo 2014 sont désormais capables de passer un signal UHD jusqu'à 60 hz. En revanche, seul les amplis Onkyo 2014 disposent aussi de la compatibilité HDCP2.2 qui sera exigée pour passer un signal vidéo en provenance du futur lecteur Bluray UHD.

Ampli audio/vidéo 2015 :

les amplis 2015 intègrent désormais le minimum de normes requises pour s'équiper en toute tranquillité ( HDMI2.0a, HDCP2.2, HDR et Rec.2020 compatible, DTS:X, Dolby Atmos, Auro 3D). Voici un tableau récapitulatif des modèles d'amplis intégrés et pré-amplis commercialisés en 2015 :

miam miam

drap, très bon FP
 
XaT

Sony a confirmé que sa PS4 ne permettrait pas de jouer en 4K ( la console peut néanmoins upscaler photo et vidéo à cette définition, lire des vidéos encodés en 4K ou en UHD ) ce qui tend à démontrer qu'il ne sera pas possible de jouer en UHD ou en 4K, sur une console de cette marque, avant une hypothétique PS5 ( donc pas avant 2020 si on se réfère aux périodes d'introduction d'une nouvelle console chez Sony ).

Du côté de Microsoft, la prochaine Xbox One supporterait non seulement la 3D, mais également l’affichage Ultra HD pour les vidéos ET les jeux. Commercialisée le 22 novembre 2013, cette console ne devrait pas avoir de jeux exploitant réellement cette définition avant 2015.

Les Smartphones et tablettes ne sont pas en reste. Ainsi, Paul Jacobs, PDG de Qualcomm, a déclaré au CES que ces appareils seront capables de capter, lire et envoyer des vidéos en Ultra HD dès cette année, et ce, grâce aux nouveaux processeurs Snapdragon 600 et 800.

De son côté, LG a présenté lors du MWC 2013 du streaming avec upscaling depuis un Smartphone. L’image est alors automatiquement mise à l’échelle sur le téléviseur Ultra HD avec une précision étonnante.

Nokia, de son côté, a lancé une rumeur concernant ses prochains Lumia qui pourraient être adaptés à l’Ultra HD. L’information est partie de son blog sur lequel le constructeur évoque le vieillissement du codec H.264 et son intérêt pour le H.265, codec de l’Ultra HD.

Le consortium MHL vient d’annoncer la spécification 3.0 du standard MHL (Mobile High-Definition Link) qui apporte une prise en charge de l’UltraHD, soit du 2160p à 30 images par seconde. Les travaux se sont également portés sur le son, avec en point d’orgue la compatibilité surround 7.1 (Dolby TrueHD et DTS-HD). Cette interface filaire qui sert de trait d’union entre smartphones (via leur port microUSB) et moniteurs ou téléviseurs haute définition (via une entrée HDMI compatible) supportait jusqu’alors la définition Full HD. 330 millions de terminaux mobiles sont aujourd’hui compatibles MHL. Il s’agit du standard de connectique mobile-TV le plus largement adopté.

Année 2013 :

La SD Association qui gère les standards des cartes mémoire SD annonce l'arrivée de la nouvelle norme, l'UHS Class 3, qui sera attribuée à des cartes SD capables de tenir un débit constant minimum de 30 Mo/s en écriture. Ce standard a été mis au point pour répondre aux besoins des appareils capables de filmer en définition UHD. Ce standard sera compatible avec les cartes de type SDXC et SDHC UHS de Class 1 et 2.

Dans le domaine grand public, le seul moyen de créer du format UHD/4K natif est de s'équiper de caméra JVC ou Sony haut de gamme qui encodent en HEVC/H.265 et donc à 60 images/s au format UHD ou au format 4K.

Canon est le seul constructeur à avoir lancé un appareil photo reflex qui filme en définition UHD/4K à 25 images par seconde. Disponible depuis l’an dernier, l’EOS-1D C est un petit bijou de technologie qui a un prix : 12 000 euros.

De nombreux objectifs et caméras sont maintenant disponibles pour le cinéma numérique, y compris ceux de RED, Sony et
Canon. Astro, JVC et TV Logic fournissent leur caméra professionnelle avec un moniteur LCD acceptant 4 connexion HDMI ou SDI. Sony fournit sa caméra professionnelle avec un moniteur UHDTV de 30 pouces acceptant 4 HDMI ou 4 3G-SDI.

Il y'a de nombreux codecs disponibles pour le cinéma numérique : l'AVC Ultra ( Panasonic ) qui offre jusqu'à 400 Mbps et le XAVC ( Sony ) récemment introduit,  sont déjà compatible avec Avid et Adobe.

Année 2014 :

Panasonic propose sa caméra HC-X1000 capable d’enregistrer en 4K à 60p sur une seule carte SD, la seule au monde à faire cela d’après eux (le Canon EOS 1C le fait en 30p seulement). Panasonic propose aussi sa caméra sportive A500 capable d’enregistrer en 4K/30p. Elle concurrence plus ou moins la dernière GoPro Hero 4 qui capte aussi les vidéos en 4K. Enfin, Panasonic présente le concept de “4K Photo” qui consiste à extraire des photos de 8 mpixels de vidéos tournée en 4K avec leurs appareils Lumix (le compact LX100, le bridge FZ1000 et l’hybride GH4).

L’américain RED a présenté à l'IBC 2014, son capteur RED DRAGON 6K avec une version améliorée de son calibrage couleur et une meilleure dynamique. Avec 19 millions de pixels, cette caméra peut aussi servir de très bon appareil photo, ce qui pourra être notamment utile pour faire des photos en plateau pendant les tournages de fiction ou de direct. A noter que la saison 2 de House of Cards a été tournée avec une RED EPIC R3D 5K. La première saison avait aussi tournée en RED mais en 2K.

De son côté, Sony a lancé le caméscope PXW-FS7, doté d’un capteur CMOS Super 35 en 4K. Il enregistre la couleur en 4:2:2 et en 10 bits, ce qui en fait un caméscope de qualité pour des tournages aussi bien en extérieur qu’en studio. Il complète une gamme déjà très fournie de caméras 4K qui vont du cinéma à la TV. Sony est probablement le constructeur dont la gamme de caméras 4K est la plus fournie avec en haut de gamme l’excellente F65 et en entrée de gamme des caméscopes qui frôlent le marché grand public, sans compter les smart phone Xperia Z2 et Z3 qui captent la vidéo 4K (en 30p). Les caméras professionnelles comme les F65 et F55 de Sony supportent le Rec.2020.

Les caméras Phantom de Vision Research ( la Flex4K ) servent en particulier à la captation de compétitions sportives et pour la publicité grâce aux ralentis jusqu’à 1000 images par seconde en 4K.

Aja, un spécialiste des enregistreurs vidéo a lancé sa caméra Cion 4K au dernier NAB. Elle capte des vidéos 4K jusqu’à 120 fps, avec des sorties 3G SDI (quatre coax qui permettent d’envoyer l’énorme débit de 12 Gbits/s qui sort de la caméra au format RAW). Elle enregistre aussi en interne sur cartes SSD (jusqu’à 512 Go) ou via une sortie USB 3 ou Thunderbolt au format Apple ProRes utilisé notamment dans le logiciel de montage FinalCut Pro. Son capteur est un format APS-C, de la taille des capteurs d’appareil réflex d’entrée/milieu de gamme chez Canon.

ARRI a annoncé sa première vraie caméra supportant la 4K à CINEC après l’IBC 2014. C’est une caméra dotée d’un capteur CMOS géant de 6560 par 3102 pixels sur 65 mm de diagonale (51,2 x 23,3 mm) de type ‘6K’. Non seulement, il permet de capter des images encore meilleures que celles de la 4K, mais avec de grands pixels permettant de bien fonctionner en basse lumière et de générer une belle dynamique. Gros inconvénient : qui dit très gros capteur dit optiques adaptées et très volumineuses et chères. Cette caméra servira sans nul doutes à de grosses productions cinématographiques.

Matrox a présenté la Mojito 4K, une carte graphique de lecture 4K récupérant un signal 3G-SDI (coaxial en provenance de caméras) en entrée et supportant les logiciels d’Adobe sous Windows, un rendu des couleurs en 10 bits et la génération de vidéos en 60p. NVidia a des offres du même genre ( Quadro K6000 GPU ). Elles sont utilisées par tous les acteurs de la production et de la production dont les offres sont de plus en plus bâties sur des architectures PC standard.

Pour rappel, voici les différents modes de diffusion des contenus vidéos :

La qualité de diffusion variera entre les différents acteurs :

• La qualité d'image du contenu et donc l'encodage sera le facteur clé de différenciation.
• Doté d'une grande capacité de diffusion, les opérateurs satellites sont actuellement particulièrement bien placés pour diffuser un large éventail de contenus UHD à de nombreux téléspectateurs, avec une qualité d'image optimale.
• La qualité du contenu IPTV UHD par fibre optique devrait être tout aussi bon, mais accessible à un nombre beaucoup plus limité de maisons.
• Même chose pour la diffusion OTT, avec des joueurs à la pointe comme Netflix produisant déjà du contenu 4K, ce réseau devrait être l'un des pionniers de l'UHD, au moins pour ceux qui ont accès à des vitesses de fibres offrant une bande passante adéquate.

Ne pas oublier que l'arrivée de l'UHD-1 phase 2 va nécessiter 20% de bande passante supplémentaire ( en diffusion et par rapport à l'UHD-1 phase 1 ) du fait du HDR et 20% supplémentaire du fait du HFR. En ce qui concerne la production de contenu UHDTV, l'augmentation des débits multiplie d'autant le nombre de câbles à utiliser pour une seule caméra :

Les prévisions en matière de chaînes UHD nous fournissent les informations suivantes :

• Plus de 800 chaînes HD Ultra dans les 10 prochaines années,
• Principalement tirée par l'Amérique du Nord (40%), l'Asie (17%) et en Europe occidentale (14%),
• Avec près de 70% des chaînes distribuées par satellite ( DTH ),
• Environ 60% de chaînes diffusées par satellite le sera d'Amérique du Nord, l'Europe occidentale et l'Asie orientale.
• Pour 2015, déjà 12 chaînes de Ultra HD sont attendues,

Rappel :

Seule plate-forme de distribution de la télévision vraiment gratuite et anonyme, la TNT couvre 98% du territoire métropole, est présente dans plus de 60% des foyers et représente plus de 50% de la réception de la télévision en France. Il y a 8 mutliplex TNT qui diffusent en métropole 32 chaînes dont 11 sont en haute définition.

La capacité maximale que permet de diffuser un seul multiplex TNT est :
• En DVB-T ( norme de diffusion actuelle ), de 6 chaînes TV SD ( 576i50 encodés en AVC/MPEG2 ) ou de 3 chaînes TV Full HD ( 1080i50 encodé en AVC/MPEG4 )
• En DVB-T2 ( norme de diffusion à venir ) de 6 chaînes de TV Full HD ( 1080i50 encodé en AVC/MPEG4 ). Grâce au gain de l'encodage par HEVC, la capacité d'un seul multiplex serait de 3 chaînes de TV UHD ( 1080p50 ), ou alors de 6 chaînes Full HD et 1 chaîne UHD ( 1080p50 ).

Selon un rapport de TDF diffusé à l'occasion des assises de l'UHD ( décembre 2014 ) :

• La modulation DVB-T2 va permettre de passer de 24,8 Mbit/s à 33,2 ou 34,9 Mbit/s soit un gain de +33% ou 40%
• Les gains annoncés pour la compression de l’UHD@HEVC ( mesurés entre 60 et 65% ) permettent d’envisager une configuration de 3 puis 4 programmes UHDTV par multiplex TNT ( en DVB-T2 ).
• Si les progrès des encodeurs HEVC suivent la même progression qu’en AVC, il sera possible de démarrer 3 programmes UHD par Multiplex TNT ( DVB-T2 / HEVC ) en fin 2015 (MFN Multi-villes) et fin 2016 (SFN). Avec un profil UHD-1 phase 1 ( 50Hz / 10 bits / 4:2:0 / Rec 709 ), tout en restant compatible UHD-1 phase 2 grâce aux extensions scalables de HEVC ( HEVC version 2 ).

Avenir de la TNT en France - 2013:

Selon un rapport du CSA de janvier 2013, il ne faut pas attendre de voir de l’Ultra HD sur la TNT avant 2018, « sous réserve que ce format soit effectivement adopté par le marché ». En cause, des infrastructures à modifier afin de pouvoir transporter les images en 2160p. En outre, il faut également que la TNT adopte le codec HEVC ainsi que la norme de diffusion DVB-T2. Cette dernière n’est pas compatible avec la DVB-T actuelle. De facto, elle obligera les Français à changer leurs boîtiers TNT ou leurs téléviseurs.

En 2018, la TNT pourrait « diffuser les premiers programmes en ultra haute définition sur un multiplex dédié, un multiplex précurseur, diffusé en DVB-T2/HEVC. » Par la suite,« la transition pourrait avoir lieu au plus tôt en 2020 », indique le CSA dans son rapport sur l’avenir de la TNT :

• Fin 2015 ou début 2016 : Arrêt du MPEG2 (donc libération d'une partie du spectre) // passage au tout DVB-T1/MPEG4 // passage de 11 chaînes HD1080p à 21 chaînes sur les 33 chaînes actuels.
• 2018 minimum : Lancement d'un multiplex dédié au UHDTV qui permettra la diffusion d'1, 2 ou 3 chaînes au Maximum en UHDTV. Il s'agirai en quelques sorte d'un test permis par l'arrêt du MPEG2.
• 2025 : Arrêt du DVB-T1/MPEG4 // passage au tout DVB-T2/HEVC // passage de toutes les chaînes en 1080p50 (2/3 des chaînes) ou en 2160p (1/3 des chaînes).

... mais le chef de l'État a récemment décidé, dans le plus grand secret, d'attribuer la bande de fréquences des 700 MHz ( qui correspond à 30% du spectre utilisé actuellement par la TNT ) aux opérateurs de télécommunications pour faciliter le déploiement de la 4G. Une vente qui devrait rapporter près de 3 milliards d'euros à l'État, qui seront directement réinjectés dans le budget de la Défense pour la loi de programmation militaire. Une décision bien évidemment fustigée par les professionnels de l'audiovisuel, qui jugent que cette décision rendrait impossible le passage des toutes les chaînes de la TNT en haute-définition, et rendrait du même coup la concrétisation du projet de TNT Ultra HD tout simplement impossible à réaliser ...

Avenir de la TNT en France - 2014:

Le 4 septembre 2014, Pascal Lamy président du groupe de travail sur l’avenir de la bande UHF remet ses analyses et solutions à la Commission européenne, et soutient l’application de celles-ci à la France. Afin de répondre au besoin émis par le Gouvernement de libérer la bande 700 MHz tout en préservant l’avenir et l’efficacité de la plate-forme TNT, le HD Forum et le Forum Médias Mobiles proposent un plan en 2 étapes clés :

2016 :
• la compression MPEG 2 serait arrêtée au profit de la compression MPEG 4. Cette première étape, à nombre de multiplex inchangé, permettrait de renforcer l’offre avec une quasi généralisation de la Haute Définition.
• introduction de un ou deux multiplex aux normes DVB-T2 et HEVC pour diffuser des premiers programmes en Ultra Haute Définition.

2020 :
• arrêt du DVB-T/MPEG4 et généralisation du DVB-T2/HEVC à tous les multiplex.
• offre TNT tout HD/UHD.
• la libération de la bande 700 MHz pouvant arriver dès que le spectre aura été réorganisé de façon à permettre l’implémentation de ce plan.

Le 09 décembre 2014, lors des assises de l'UHD, TDF annonce qu'il seraient en mesure de diffuser 3 chaînes UHD par multiplex à partir de début 2016. Ces chaînes seraient alors au format UHDTV1 ( 50Hz/HEVC/10 bits/Rec.709). Voir ici : ( https://pbs.twimg.com/media/B4a_ya7IMAEV0ZQ.jpg:large ).

Le gouvernement à officialisé le 10 décembre 2014, les modalités de transfert des fréquences 700 Mhz de la TNT vers la téléphonie mobile :
http://www.gouvernement.fr/sites/d [...] erique.pdf

Décembre 2015 :
• Téléphonie : Début de la mise en vente de la bande de fréquence des 700Mhz ( l'opérateur Free est très intéressé, ne disposant que de la bande 2800Mhz qui passent moins bien dans les bâtiments et portent moins loin  ).

Avril 2016 :
• Téléphonie : Début de transfert effectif de la bande 700 Mhz sur quelques sites. Ce transfert permettra d'intensifier le déploiement de l'Internet mobile à très haut débit (4G / 4G+) sur le territoire national.
• TNT : Arrête du MPEG-2 et passage au tout MPEG-4 ( AVC ). Début du passage au tout Full HD.

Octobre 2017 à Juin 2019 :
• Téléphonie : Transfert effectif de la bande 700 Mhz sur toutes la France métropolitaine.

Diffusion en France :

Depuis fin mai 2014, la France test deux canaux UHD via l'émetteur TNT de Paris.  TDF, le diffuseur français, utilise la technologie de compression 4K Ultra HD du fournisseur de solutions de traitement et de diffusion de vidéo logicielle Envivio et la technologie de compression HEVC (H.265). Ces transmissions ont d'abord concerné Rolland Garros 2014 ( DVB-T2 ) puis les 3 matchs de la coupe du monde de football captés en UHD. La fréquence d'image est de 50Hz.

Diffusion au Japon :

Du côté Japonais, le gouvernement a annoncé fin janvier 2013 qu’il allait mettre en place la diffusion de chaînes en Ultra HD dès juillet 2014. Le Japon serait ainsi le premier pays à proposer des chaînes nationales en Ultra HD.

Diffusion en Corée du sud :

Depuis septembre 2014, les trois opérateurs nationaux KBS, MBC, SBS diffusent ( uniquement sur Séoul et sa région proche ) leur propre chaîne ultra HD ( via DVB-T2 ), avec des programmes en 60 Hz et des débits de l'ordre de 30 Mbits. Les Coréens accèdent gratuitement à la plupart des contenus UHD via les décodeurs TNT/HEVC/60Hz qui équipent les diffuseurs UHD vendus en Corée. En septembre 2014, SBS a diffusé les 3 matchs de la coupe du monde de football 2014 captés en UHD et les trois chaînes ont diffusés en UHD et en direct, les "Asian Games 2014".

Les événements majeurs vecteurs de nouvelles technologies :

Comme toujours, coupe du monde de football et jeux Olympiques sont les premiers vecteurs attendus à la promotion de nouvelles technologies de diffusion TV : La coupe du monde de football de 2006 à été le premier événement mondial filmé intégralement en live en Full HD. Celle de 2010 à été le premier événement mondial filmé intégralement en live Full HD/3D. La coupe de monde de 2014 sera le vecteur de diffusion à grande échelle de l'UHD. Les Jeux Olympiques de Londres en 2012 ont été diffusé en UHD par la BBC à titre de démonstration technique.

Avenir de la diffusion par satellite:

Le nombre maximal de chaîne pouvant être transmises par satellite dépend du type d'encodage utilisé et de la bande passante autorisé par le standard de diffusion satellite utilisé :
• Actuellement en DVB-S2, la bande passante de chaque transpondeur est de 50Mbits ce qui autorise 1 chaîne UHD@AVC et 1 chaîne HD@AVC.
• Toujours en DVB-S2, la bande passante de chaque transpondeur de 50Mbits autorise 2 chaînes UHD@HEVC et 2 chaînes HD@HEVC.
• Avec le déploiement du DVB-S2X, la bande passante de chaque transpondeur passe à 60Mbits ce qui autorise 3 chaînes UHD@HEVC.

Le principal problème étant moins la diffusion ( caméra, studios et satellites sont déjà en partie ou seront compatible UHD ) que la réception qui impose pour le consommateur un récepteur satellite intégrant le codec HEVC/H.265.

Un certain nombre de pays se sont dits intéressés par la diffusion Satellite de chaînes UHD :

Diffusion au Japon :

Le Japon a clairement exprimé son souhait de sauter cette étape et diffuse déjà en 8K de manière expérimentale sur le réseau de satellite de NHK. Février 2012, le ministère des Affaires intérieures et des Communications Japonais a validé la feuille de route pour la diffusion en 4k/8k au Japon. A partir de Juin 2014, essais de diffusion en 4K via satellite selon les moyens et formats recommandés par le groupement NextTV-F. La transmission en 8K devrait pouvoir commencer à être expérimenté dès 2016 pour une diffusion normée en 2020.  Deux moyens de diffusion satellites ont été choisit :
 
• 4k via satellite ( 124/128° E)
- La définition UHD,
- Les fréquences 120/119.88/60/59.94Hz,  
- Colorimétrie : Rec.2020,
- Compression en HEVC ou AVC,
- Format vidéo 4:2:0 sur 10 bits,
- Format sonore 22.2 ch en MPEG-4 AAC  
 
• 4k/8K via satellite ( 110° E)
- Même caractéristiques que le signal 4K sauf définition en 8K pour expérimentation

C'est l'opérateur Sky Perfect Jsat qui diffuse une chaîne UHD ( 4K ) depuis juin 2014. Des services premium devraient faire leur apparition dès mars 2015.

Diffusion en Corée du sud :

Ce n'est pas par satellite mais par câble que la chaîne UHD du groupe Homechoice ( Umax ) est diffusée. Elle permet aux abonnés d'accéder à 40 contenus originaux en UHD@60Hz et HEVC ( débit d'à peu près 30 Mbits ). Un service prémium devrait être mis en place dès 2015.  

Diffusion aux Etats-Unis :

Côté satellite, des projets de regroupement ont vu le jour aux USA pour commencer la diffusion en UHD 4K.

Diffusion en Europe :

En Europe, Eutelsat diffuse depuis le 8 janvier 2013 une chaîne 4K via son satellite 10°E pour l'Europe. Ce canal de démonstration ( en clair ) est diffusé via DVB-S2 en 50hz à 10 bits encodé en AVC/MPEG-4. Une autre chaine de démonstration UHD ( en clair ) est diffusée, via DVB-S2 en 50hz à 10 bits encodé en HEVC, depuis les satellites Hotbird ( 13°E ) qui sont gérés par Eutelsat.

Eutelsat a fait des émules puisque la BBC diffuse désormais en Ultra HD ( mais en AVC/MPEG-4 ) certains programmes de sa chaîne consacrée à l’histoire naturelle.

L’opérateur de satellite SES ASTRA a également fait part de son intention de diffuser une chaîne en Ultra HD dès 2013 ( via son satellite 19,2°E ). Ce canal de démonstration ( inclue dans l'offre payante Sky Deutschland ) est diffusé via DVB-S2 en 50hz à 10bits encodé en HEVC/H.265.

En février 2014, Astra annonce que les premières transmissions Ultra HD/4K par son satellite pourraient débuter en automne 2016 en Europe.

L’opérateur de satellite HISPASAT dispose via son satellite 30°W d'un canal de démonstration ( en clair ) diffusé via DVB-S2 en 50hz encodé en AVC/MPEG-4.

Diffusion en France:

L'opérateur historique Canal + a annoncé réfléchir à une offre UHD pour 2016. En revanche, en octobre 2014, le groupe à déclaré avoir planifié le passage de toutes les chaînes en Full HD ( généralisation du MPEG-4 ) pour juin 2015.

FRANSAT lance pour la première fois en France une chaîne grand public au format Ultra HD sur le satellite Eutelsat 5 West A. La chaîne sera disponible sur le canal 444 sur la fréquence 11634 MHz, pol H, DVBS2 8PSK, 29950 MSymb/s, FEC 3/4. La chaîne est dores et déjà disponible en ajoutant la fréquence manuellement. C'est à compte du 16 décembre 2014 qu'elle sera intégrée dans le plan de nouveau service Fransat. Pour la recevoir, il vous faudra un téléviseur Ultra HD compatible Fransat équipé d'un tuner satellite DVBS2/HEVC et un module CAM CI+ Fransat.

Généralités :

D'après la commission européenne, 75% des européens ont accès à l'ADSL et 44% d'entre eux disposent d'une bande passante inférieure à 10 Mbit/s. Toujours d'après la commission européenne, l'objectif serait de faire bénéficier 100% des européens à un débit minimal de 30Mbits/s d'ici 2020. Rappelons qu'actuellement, seuls 4% des français sont en très haut débit. Le déploiement de la fibre optique, au regard des projets publics et privés, ne couvrira la majeure partie du territoire qu'à partir de 2020 ...

Selon les débits actuels des chaînes vidéo diffusées via ADSL, entre 4 et 6Mbits/s sont suffisant pour diffuser une chaîne Full HD encodé en AVC ou 2 canaux en Full HD encodés HEVC. Pour un canal UHD encodé en HEVC il faut un débit minimum de 10Mbits/s ( interruptions possibles du streaming ) et un débit conseillé de 15Mbit/s ( sans interruptions ).

Fin 2014, 60% des Sud-Coréens disposent d'au moins 15Mbit/s, 23% des suisses et des hollandais, 32% de Japonais et seulement 4,5% de Français.

En France :

L'adoption du codec KEVC/H.265 par les Fournisseurs d'Accès Internet ( FAI ) va quand même permettre à une population plus importante d'accéder à la TV puisque le débit nécessaire est divisé par deux pour la même qualité d'image. Les boîtiers des 4 principaux FAI Français sont quasi tous équipés du même processeur ( sauf la Neufbox Evolution et la Freebox V5 ) qui est l'Intel Atom ( Groveland ) qui supporte le codec HEVC/H.265 mais seulement en full HD. Malheureusement, Intel, qui n'a pas annoncé de remplaçant compatible HEVC ET UHD de ce processeur ( conçu initialement pour les systèmes embarqués dans les avions ), n'est plus en odeur de sainteté auprès des 4 FAI Français qui vont être obliger de concevoir de nouvelles box équipés de chipset Broadcom ou STMicroelectronics ( http://www.oezratty.net/wordpress/ [...] t-top-box/ ) :

• La B-Box sensation de chez Bouygues Télécom exploitera néanmoins le HEVC/H.265 pour le flux TV en 1080p en fin 2013, une nouvelle version de leur box devant sortir vers fin 2015. En janvier 2014 au CES, une Bbox équipé du processeur MPPA de Kalray ( société situé à Orsay ) est capable de décoder un signal UHD encodé en HEVC par le logiciel DIVX.  En septembre 2014, Bouygues Télécom annonce tester l'UHD sur la version sa future box nommée "Miami". La box « Miami » est basée sur la technologie de processeurs « ARMADA 1500 PRO 4K» de Marvell.
• Orange fait partit du consortium 4EVER ( voir plus haut ) et teste actuellement le format H.265 en interne sur ses propres Livebox ( toujours limité donc en Full HD ). Une nouvelle box Orange pourrait arriver en 2015.
• Free n'a rien annoncé d'explicite à ce sujet mais on peut supposer que la prochaine Freebox V7 qui est annoncé pour fin 2015 devrait être compatible UHD.
• Aucune annonce chez SFR et sa Neufbox évolution qui ne peut décoder le H.265. Il est possible que SFR préfère réserver des surprises plus importantes une fois que son rapprochement avec Numericable sera devenu effectif ( fusion attendue avant la fin de l'année 2014 ).

Plus intéressant, l'UHD sera présente bien avant sur internet grâce à la vidéo à la demande ( VOD ). Cette solution semble être la plus avantageuse pour les majors, réticents au remplacement du Blu-Ray par un support physique qui serait tôt ou tard "piratable". L'inconvénient mineur pour le consommateur étant une qualité d'image modeste résultant d'une qualité d'encodage compatible avec les débits que la plateforme de VOD sera capable de délivrer.

Voici un rapide aperçu des offres VOD disponibles proposant de la vidéo ( films, documentaires, etc ... ) en définition UHD ou 4K :

VOD M-GO ( Dreamworks, Warner, 20th Century Fox, Universal, ainsi que Disney )

> Ouverture de la plate forme en avril 2014 ( USA uniquement ).
> Accessible via Smart TV Samsung, LG ou Vizio.
> Accessible via Google TV, ipad, iPhone, android.
> Accessible via internet ( https://www.mgo.com )
> Inscription : obligatoire et gratuite via site web.
> Services : Location et achat à la demande, streaming, téléchargement.
> Stockage possible en cloud via la plate forme ultra violet.
> Coût de location entre 2$ et 5$.
> Inscrits : 0
UHD/4K:
> Format vidéo UHD et codec inconnue pour le moment.
> Nécessitera une connexion de 15Mbits pour le streaming 4k/UHD.

Technicolor, de son côté, a noué un partenariat avec Dreamworks Animation afin de permettre la diffusion en streaming des productions du studio en UHD sur les Smart TV Samsung via une joint-venture baptisée M-GO. Á partir de mars ou avril, M-GO proposera donc des films, des séries et des émissions TV en UHD via un service de VoD qui profitera de l'expertise de Technicolor en matière de qualité et de traitement de l'image. Une centaine de contenus seront disponibles lors du lancement, fournis par les différents studios hollywoodiens et les chaînes de télévision, dont les longs-métrages d'animation Dreamworks comme les Croods.

AMAZON INSTANT VIDEO ( Warner Bros, Lionsgate, 20th Century Fox et Discovery )

> Accessible via tout produit indiqué sur ce lien ( Liste des devices ).
> Accessible via Kindle Fire HD,
> Accessible via internet ( http://www.amazon.com/Instant-Video/b?node=2858778011 )
> Inscription : obligatoire et gratuite via site web.
> Services : Essai gratuit 1 mois, location et achat à la demande, streaming, téléchargement. Abonnement annuel de 79$ ( Prime instant vidéo ).
> Coût de location 30 jours à partir de 2,99$, coût d'achat à partir de 4,99$.
> Inscrits : 29 millions !
UHD/4K:
> Films et séries Ultra HD disponibles à partir de 2015 ( USA uniquement ).
> Format vidéo UHD et codec inconnue pour le moment.
> Nécessitera une connexion de 20Mbits pour le streaming 4k/UHD.

Amazon s’associe avec des studios hollywoodiens et des diffuseurs afin de favoriser le déploiement d’une offre de contenus Ultra HD. A partir de 2014 l'ensemble de ses films et de ses séries seront tournés en 4K Ultra HD (3840 x 2160 pixels).

NETFLIX

> Plate forme en ligne depuis 1999. Disponible en France à partir d'avril 2014.
> Accessible via tout produit indiqué sur ce lien ( Liste des devices ).
> Accessible via internet ( https://signup.netflix.com/global ).
> Inscription : obligatoire et gratuite via site web.
> Services : Essai gratuit 1 mois puis abonnement mensuel à partir de 7,99$ permettant streaming et téléchargement.
> Inscrits : 40 millions !
UHD/4K:
> Contenus UHD disponibles à partir de janvier 2014.
> Format vidéo UHD de 15,6Mbit/s, codec HEVC uniquement. Nécessitera un diffuseur compatible HDMI 2.0 pour les séries en UHD.
> Nécessitera une connexion de 15,6Mbits pour le streaming 4k/UHD.

Interview à propos de l'UHD sur Netflix : http://www.pocket-lint.com/news/12 [...] 4k-content

GOOGLE PLAY FILM / YOUTUBE ( Cinéma(s) à la Demande, EuropaCorp, M6 Video / SND, Under the Miljky Way, UniversCiné, Wild Side, Disney Europe, NBC Universal et Sony Pictures )

> Plate forme en ligne depuis mi 2011. Accessible en France depuis octobre 2012.
> Accessible via le site Google play ( https://play.google.com/store/movies?hl=fr )
> Accessible a tous les téléphones android via l'application Play store ( +200 millions de téléphones android en circulation ).
> Accessible via la plupart des Smart TV et des TV équipé de Google TV.
> Inscription : obligatoire et gratuite via site web.
> Services : Location et achat à la demande, streaming, téléchargement.
> Coût de location 30 jours à partir de 3,99€, coût d'achat à partir de 5,99€.
> Inscrits : Chiffres non trouvés sur le net mais on sait que 100 millions d'inscrits à Google play peuvent accéder à la section FILM ( qui n'est pas accessible partout dans le monde contrairement au Google play applications ).
UHD/4K:
> Contenus UHD disponibles pour le moment sur youtube uniquement. probablement pas avant fin 2014 sur Google play film.
> Format vidéo inconnu, codec VP9 ( en cours de finalisation ), puis probablement le HEVC.
> Nécessiterait une connexion d'au moins 9 Mbits pour le streaming 4k/UHD en VP9.

Google s’est associé avec plusieurs marques dont LG, Panasonic et Sony qui se chargeront de diffuser le contenu 4K de YouTube sur leurs télévisions. Google a également signé avec 19 partenaires liés à la fabrication comme ARM, Intel ou encore Broadcom. Le VP9 est réellement parti pour connaitre un meilleur succès que le VP8. Celui-ci a été lancé en 2010, mais n’a jamais connu le succès comme Google le souhaitait. Le codec H.264 l’a largement dépassé en terme de popularité.

YouTube s’attend à du changement important d’ici 2015 au niveau des vidéos. Utilisant le codec VP9, elles pourront proposer une excellente qualité sans pour autant être gourmandes comme elles le sont actuellement. La nouvelle est bonne aussi bien pour Google pour sa bande passante que pour l’utilisateur qui mettra moins de temps à charger les contenus, sachant qu’ils seront moins lourds.

Il n’est pas impossible que la plateforme de vidéo en ligne intègre également le support du H.265 un jour ou l’autre. Francisco Varela de YouTube a récemment déclaré qu’il n’existait aucune guerre de codecs. Il a ajouté l’arrivée dans un premier temps sur ordinateur et mobile pour le VP9, suivi d’un lancement sur les télévisions. Toujours selon lui, YouTube est certes concerné, mais pas seulement. Tout Internet l’est, « c’est important pour l’écosystème entier ».

VIDEO UNLIMITED 4K ( Sony Pictures Entertainment )

> Accessible sur TV Sony, console PS4 et PS3, lecteur Sony FMP-X1, téléphones Xperia, tablettes Sony, PC, lecteur BluRay, ...
> Accessible via le site http://www.sonyentertainmentnetwor [...] unlimited/
> Inscription : obligatoire et gratuite via site web ( compte PlayStation®Network utilisable ).
> Services : Location et achat à la demande, streaming, téléchargement. Abonnement possible accès vidéos exclusives pour 9,99$/mois après essai gratuit de 1 mois.
> Coût de location 30 jours à partir de 3,99€, coût d'achat à partir de 6€.
> Inscrits :
UHD/4K:
> Contenus UHD disponibles depuis septembre 2013 ( usa uniquement ).
> Format vidéo UHD de 15Mbit/s, codec HEVC uniquement. Nécessitera un diffuseur compatible HDMI 2.0 pour les séries en UHD.
> Nécessitera une connexion de 15Mbits pour le streaming 4k/UHD.

La première partie a permis de passer en revue les spécifications importantes du format UHD et de comprendre qu'il ne se limite pas seulement à une augmentation de la définition et donc du piqué d'image :

• Le nouvel espace colorimétrique Rec.2020 doit augmenter la fidélité des couleurs affichées ( à quasi identique à celles du monde du cinéma ).
• La profondeur de couleur sur 10 ou 12 bits doit permettre de parfaits dégradés à l'écran.
• L'exploitation des signaux en YCbCr 4:2:2 voir en 4:4:4 doit apporter une meilleure précision des couleurs à l'image.
• La nouvelle fonctionnalité HDR doit augmenter le niveau de contraste et par la même, la fidélité des contrastes affichés.
• L'amélioration des fréquences doit augmenter la perception des détails vues lors de scènes en mouvement et permettre une 3D plus précise.
• Le nouveau codec HEVC ( H.265 ) doit diviser les débits par deux et ainsi, soit augmenter le nombre de chaînes diffusable à iso qualité, soit d'augmenter la qualité globale des vidéos diffusées ( TNT, Satellite, internet, mobilité ).

Toutes ces évolutions sont autant de promesses faites au consommateurs et qui laissent à penser que nous sommes aux prémices d'un véritable chamboulement en matière de qualité vidéo.

Dans les deuxième et troisième parties, nous avons vu les principaux regroupements industriels et comment ils préparent l'exploitation et la commercialisation de ces technologies :

• Les périodes d'exploitation de ces formats : 2015 pour l'introduction de l'UHDTV et du Bluray UHD et 4K / 2017-2018 pour l'UHD-1 intégrant toutes les promesses / 2020 à plus tard pour l'introduction de l'UHDTV2 soit le 8K.
• Tous les secteurs audiovisuels sont impactés ( captation, production, distribution, diffusion ).
• Des gouvernements sont partenaires ( financiers ) de ces regroupements d'industriels, preuve de l'importance ( enjeux/risques ) de ces actions.
• Si les formats sont spécifiés, les standards intermédiaires ( implémentation de l'HDMI 2.0 notamment ) vont devoir évoluer. Les premières décisions démontrent qu'il faudra un peu de temps avant que les promesses initiales soient atteintes.

La dernière partie a passé en revue les différents types d'appareils dits compatibles UHD et les évolutions qui nous attendent en matière de produits :

• Le consommateur peut d'ors et déjà emprunter la voie de la vidéo à la demande par internet si son débit le lui permet.
• On peut bénéficier d'une grande qualité d'image par upscaling d'un signal vidéo Full HD sur un écran UHD.
• Un effort particulièrement visible des industriels pour rapidement faire baisser les coûts des téléviseurs et vidéo projecteurs UHD dès cette année.
• La réception par satellite de chaînes UHD devrait être disponible en test en 2014 avec l'arrivée des décodeurs HEVC/UHD/DVB-S2 ( et porté par la coupe du monde de football ). La diffusion/réception de l'UHDTV1 intégrant toutes les technologies d'améliorations d'images sera possible en 2017/2018.
• Il n'y aura pas de support optique pour les films en natif UHD/4K avant fin 2015, date à laquelle les premiers jeux sur console en UHD feront leur apparition. En attendant, on pourra se rabattre sur les Blu-ray « Mastered in 4K » étudiés pour une mise à l’échelle optimale sur un téléviseur Ultra HD ( mais qui sont encodé en full HD ). Une future guerre des formats, comme celle connue entre le Blu-Ray et le HD-DVD, n'est pas souhaitable et peu probable du fait qu'il n'y aura qu'un seul support physique de disponible répondant a toutes les exigences. De là à en déduire que tous les acteurs se rallieront sans contrepartie à la future solution de Sony et Panasonic ... c'est un autre débat.
• La réception par la TNT de chaînes en UHD devrait être disponible en 2018 sur le territoire Français avec l'arrivée des décodeurs HEVC/UHD/DVB-T2.

Pour les "early adopters" qui en ont les moyens, l'UHD est une réalité qui tient ses promesses et doit se consommer immédiatement. Pour ceux qui recherchent actuellement à acheter un écran de plus de 60 pouces, il convient de passer à un écran UHD ( si vous en avez les moyens ) sinon vous risquez de voir les lignes de la dalle Full HD sur votre écran. Faîtes bien attention aux fréquences et formats d'images que votre téléviseur accepte au moment de l'achat, il sera trop tard une fois ces formats diffusés pour se rendre compte que votre diffuseur n'est pas compatible.

Pour les passionnés d'images qui sont réceptifs aux promesses de qualité de l'UHD, il faudra patienter jusqu'à fin 2015 ou on y verra beaucoup plus clair, choisir judicieusement ses diffuseurs et sources, se procurer un système munis d'un upscale UHD efficace ( la qualité de cette fonctionnalité est supérieure au résultat que l’on a avec des sources Full HD sur un moniteur UHD ).

Pour ceux qui hésitent et se posent des questions sur l'intérêt de l'UHD/4K, ou ceux qui envisagent de changer d'écran en 2014, il est conseillé de vous faire votre propre opinion sur les écrans ou vidéos projecteurs UHD disponibles dès aujourd'hui. Il y aura bien un diffuseur pour lequel vous aurez un coup de cœur. Et si vos finances sont trop courtes, attendez 2015 ( date de sortie des nouveautés ) et rester à l'affut des prochaine actualités ( par exemple sur PHJC ... ).

Je souhaites remercier Grégory de PJHC qui m'a proposé de réaliser cette suite d'articles sur l'UHD ainsi que tous les lecteurs qui auront eu la patience de me lire jusqu'au bout.

Synthèse réalisée en octobre - novembre 2013 et mise à jour très régulièrement ( au moins une fois par mois ).

@+

Maj de ma synthèse :  
- Ajout du consortium Japonais visant a déployer la UHDTV8K
- Ajout de la nouvelle norme MHL 3.0 compatible 4K dans la section mobilité.
 
@+

drap  

MAJ de ma synthèse :
- Ajout d'un tableau avec les signaux compatibles en fonction de l'HDMI dans la section connectique.
- Ajout d'un rappel sur le signal YCbCr dans la section espace colorimétrique.
- Ajout d'un rappel sur la profondeur de couleur dans la section représentation numérique.

@+

 en attente de la dispo des sony avec le logo uhd

MAJ de ma synthèse :
- Ajout de la société JDI dans la section regroupements industriels.
 
@+

Bjr,
 
interview vidéo de Joe Kane sur l'UHD :
 
https://showyou.com/v/y-oy_jIYbpaMY [...] 180?c=tech
 
@+

MAJ de ma synthèse :
- Ajout du nouveau format de carte SD pour l'UHD dans la section caméra et appareils photos.
 
******

Selon Canal+, entre 2015 et 2016, nous devrions compter entre 25 à 30 chaînes diffusées en 4K dans le monde.

http://www.ctmsolutions.com/www/ne [...] ition.html

@+

la grande question : y aura t-il un format optique commercialisé pour le contenu ultra HD ?

Car pour l'instant, tout le discours officiel est centré autour de la distribution digitale...On verra au CES 2014 si quelque chose est annoncé...

Je n'imagine même pas l'absence d'un support physique, les débits seront loin d'être suffisants demain (2015/2016) et pas plus après-demain (2020) pour la majorité de la population...même si la fibre optique se démocratise tout doucement.

Et les gens restent attachés à un format physique, le blu-ray le démontre, même si on est loin du succès du DVD (ce dernier résiste plutôt bien d'ailleurs). Pareil dans la musique où le CD fait de la résistance et le vinyle, un come-back étincelant !

Sinon, pour avoir vu des TV ultra HD dans un magasin Sony avec du contenu UHD (After Earth, Smurfs, un match de foot...), c'est tout simplement bluffant de netteté, de finesse, de réalisme.... on pouvait voir les pores de la peau de Will Smith

Sur le match de foot, le plus petit visage du public était reconnaissable ! On pouvait même distinguer les plis des maillots et la texture du filet des but, vraiment.

Je lis déjà ceux qui disent que ça ne servira à rien sur des petits écrans (82 cm pouces et moins)...même sur des petites sources d'affichage, tout sera plus net, plus immersif.

Et cette définition couplée à l'OLED, on aura le must du divertissement à la maison...encore quelques années toutefois avant un prix public pour les deux technos réunies sur un même téléviseur.

Pour moi, la claque visuelle est tout aussi impressionnante, si ce n'est plus qu'entre le DVD et le 1080p de la haute définition !

Vivement le CES 2014, avec les nouvelles gammes de TV des différents constructeurs où l'ultra HD devrait être sur toutes les lèvres !

 
optique ... peut être pas ! en ce moment Samsung offre 4 documentaire en UHD pour tout achat d'un de leur écran UHD : en gros, ils te fournissent un disque dur à brancher sur un port de la télé et tu peux lire le contenu. Alors pourquoi pas cette solution ? On achèterais des clés USB avec le film dessus à la place des disque optiques ...
 
On y verra plus clair mi 2014 ou le remplaçant probable du Blu-Ray pourrait être annoncé.
 
@+

certains ont tenté de vendre du contenu sur des cartes, dans la musique notamment, mais ça n'a pas pris... le disque reste plus pratique et à mon avis, mieux protégé pour diffuser du contenu.
 
On parle de blu ray "next gen" qui pourrait contenir 100 Go de données. Ça sent une annonce en 2014 pour les premiers appareils et disques en 2015. Le blu-ray qu'on connait aujourd'hui aura alors presque 9 ans !  
 

Sinon, les prix baissent bien... on partait plutôt sur du 5000 à 8000 euro pour une TV UHD 55/65 pouces lors des annonces au CES de 2013, et là, on est plutôt sur du 3000 à 5000 euro chez le revendeur.  
 
Actuellement, en marque reconnue, le moins cher, c'est Toshiba avec son TOSHIBA 58L9363DF à 2499 euro. Cela reste très cher et très éloigné du prix moyen d'une TV vendue en France mais ça peut commencer à séduire une frange de passionnés de home cinema et de nouveautés. Sony propose également une ODR de 500 euro, ce qui donne son 55 pouces à 2990 euro.  
 
http://www.lcd-compare.com/section [...] ?quadfhd=1
 
 
personne n'a encore craqué ici ?

 
 
Lo,
 
100Go est tout juste suffisant pour stocker un film d'une heure trente en UHD 4:2:0 8 bits. Ce format n'a aucun avenir car si l'on tient compte d'un signal encodé en 4:2:2 sur 10 bits il faut largement plus.
 
Il faudra bien atteindre les 250 Go pour donner un avenir pérenne au stockage de films en UHD.
 
@+

 
En effet la baisse est significative par rapport au début d'année : Thomson propose dès aujourd'hui un modèle UHD 58 pouces à 2000 euros.  
 
@+

 
 
Oui mais Thomson c'est ultra bas de gamme made in ....... RPC    ils mettent ça maintenant à la place de "made in China" mais cela revient au même.
RPC = République Populaire de Chine    
Mais cela doit brouiller un peu les pistes pour la personne lambda qui fait pas attention.
La marque Thomson (juste le nom) a été rachetée par des chinois et maintenant ils se servent de l'ancienne renommée de la marque pour rebadger leurs me*des à bas prix.
 
 

C'est clair que le Thomson est pas au niveau des Sony et Samsung qui valent le triple, mais c'était pour situer les premiers tarifs des TV UHD qui ont sacrément baissés.
 
@+

MAJ de ma synthèse :  
- précisions apportées dans la section Résolution,
- ajout d'une image dans la section fréquence d'images,
- ajout d'un tableau de débit dans la section encodage,
- ajout de la road map de digitaleurope pour l'UHD dans la section groupement industriels,
- ajout de la road map de NHK pour l'UHD-2 dans la section groupement industriels,
- ajout de précisions dans la section distance de vue,
- ajout du schéma du spectre TNT dans la section Broadcasting ( TNT ),
- ajout d'une image d'une carte SD XC UHS class 3 dans la section caméras et appareils photos.
 
@+

Changhong, fabricant chinois (qui essaie de percer en Europe et notamment en France depuis plusieurs années déjà) va proposer une TV de 55 pouces, ultra HD donc, à 1500 euro !
 
http://www.clubic.com/television-t [...] rance.html
 
dispo en décembre chez Pixmania et Electro Depot à 1499 euro.
 
Alors, prêt pour l'ultra HD ?  

Yep merci de l'info,
 
on est prêt pour l'UHD ( bas de gamme hein ... ).
 
@+

c'est même encore moins cher !
 
1199 euro avec pour 1 euro de plus, un TV 32 pouces offerte ! (Electro Depot : à partir du 28 novembre, limité à 842 pièces)    
 

Drap',
 
En attente de ma TV UHD qui arrive demain matin    

omg ça fait envie a ce prix la !!!!!

je compte sur ma raison pour m empêcher de faire une connerie lol

merci de l info

La raison te dis qu'il n'y a aucune source UHD disponible pour le moment, et peut-être pour un bon bout de temps. Je ne parle pas du satellite, plutôt expérimentale avec un système à 4 récepteurs et donc 4 sorties hdmi.  
 
Le plus important pour l'heure actuelle reste l'électronique qui va upscaler la sd et la hd pour l'afficher sur la dalle. Vu le prix du tv, j'ai un gros doute sur la qualité de celle-ci, et donc sur le résultat final.  
 

si

-le jeu vidéo, pour celui qui est équipé d'un PC assez robuste...

-puis la photo

-des vidéos sur internet, des court-métrages, Youtube, des bandes annonces...

et bien sur l'upscaling de sources 1080p qui, parait-il, est très flatteur en ultra HD... après, je ne m'y connais pas suffisamment, qu'est ce qui compte, l'upscaling du téléviseur ou celui du lecteur blu-ray ? les deux ? lequel prime sur l'autre ?

si quelqu'un a un début de réponse...

Un lecteur Blu-ray avec upscale UHD ça existe? Je croyais qu'il fallait du hdmi 2.0, ou bien je me trompe? Mais bon, à mon avis le traitement électronique d'une tv UHD doit coûter plus cher que le lecteur Blu-ray complet.  
 
En fait, il faudrait un bon test de ce tv UHD low cost, il y a encore trop d'inconnues sur ses performances et sur ce qu'il est susceptible d'accepter en entrée.  
 
Sinon en ADSL on a pas encore du full HD, juste du 1440x1080 pour les chaînes TV. L'UHD semble encore très loin.

 
On compte sur toi pour un compte rendu ...
 
@+

 
Si tu regarde un film en Full HD via bluray il vaut mieux utiliser l'upscale à la source c'est à dire par le lecteur blu ray ( L'oppo par ex fait ça très bien ).
Si tu regarde un film ou programme diffusé en UHD via satellite ou TNT, et puisque ces équipements n'intègre pas d'upscale UHD pour le moment, il faut compter sur celui de la télé.  
 
@+