Publié le 15 septembre 2018

Les TV HDR constituent une petite révolution dans le monde de la télévision. La technologie High Dynamic Rangeest utilisée depuis longtemps en photographie. En vidéo et en TV, elle permet d’améliorer grandement l’image produite. Les TV 4K HDR, et les contenus compatibles HDR, se multiplient désormais.

Cet article vous présente tout ce que vous devez savoir sur les TV HDR :

  • l’origine de la HDR en photographie
  • pourquoi on parle de HDR en télévision, le lien avec le monde de la photo, et l’apport en termes de qualité d’image
  • en quoi le signal HDR est spécifique par rapport à un signal classique, pour exploiter le plus possible les capacités de l’oeil humain
  • les normes HDR existantes à prendre en compte dans l’achat d’un téléviseur
  • les contenus compatibles HDR existants et le matériel pour bien en profiter
  • des astuces pour bien régler les paramètres de sa TV HDR, ainsi que l’éclairage ambiant de la pièce

La HDR: une technologie apparue en photographie pour capturer plus de détails

La HDR, pour High Dynamic Range, est connue depuis longtemps dans le monde de la photographie. D’ailleurs, la majorité des smartphones récents proposent un mode photo HDR.

Le principe est relativement simple.

Il arrive parfois de vouloir photographier une scène disposant à la fois de zones très sombres, et très lumineuses. Le photographe doit alors faire un choix pour l’exposition de sa photo. Quand le photographe fait sa mesure d’exposition sur les zones lumineuses, les zones sombres seront sous-exposées et perdront du détail. Inversement, s’il prend son exposition sur les zones sombres, les zones lumineuses seront surexposées.

La HDR permet au photographe de prendre plusieurs photos de la scène selon des expositions différentes. Les images sont ensuite « fusionnées ».

La HDR permet ainsi de capturer un maximum de détails de la scène réelle photographiée. Car toutes les zones ont été photographiées avec une exposition optimale.

Exemple de photo prise en HDR

Un exemple de photo réussie prise en HDR. Le photographe a combiné 3 niveaux d’exposition en jouant sur la durée d’ouverture de l’objectif (1/8s, 0.5s, et 2s). Les 3 images sont ensuite fusionnées. La HDR permet ici de garder un maximum de détails sur toutes les zones de l’image dont la luminosité diffère (soleil, nuages, 1er plan). Crédit photo : Joel Tonyan

La HDR permet au photographe de dépasser les limites du capteur de son appareil photo, en capturant plus de détails.

La HDR appliquée aux TV

Afficher le niveau de détails de l’image capturée à l’origine

La 1ère fois que j’ai entendu le terme de TV HDR, je me suis demandé si c’était un nouveau coup marketing des fabricants, ou si le terme était bien approprié.

Il y a une différence fondamentale entre le monde de la photographie et le monde des téléviseurs. Dans un cas, on capture une image, dans l’autre cas, on affiche une image précédemment capturée.

C’est là où le concept de HDR se rejoint en quelque sorte entre la photo et les TV.

En effet, les caméras de niveau professionnel, utilisées pour filmer, disposent de capteurs particulièrement performants. Mais les téléviseurs n’étaient pas capables de reproduire l’image avec le même niveau de détails que l’enregistrement vidéo initial.

Les fabricants de TV ont donc cherché à pouvoir afficher cette image capturée avec le niveau de détail original. C’est ce qui se cache derrière le terme de TV HDR.

La HDR permet de conserver plus de détails de la prise de vue vidéo à la diffusion du contenu et son affichage sur le téléviseur compatible HDR.

La HDR en TV permet de garder un maximum de détails capturés par la caméra initialement. Les téléviseurs non HDR n’étaient pas capables de reproduire ce niveau de détail par le passé. La qualité de l’image était donc dégradée entre la prise de vue par la caméra et la diffusion du contenu.

Une image significativement améliorée

Une TV HDR est capable :

  • de rendre plus lumineuses les zones de l’image qui le nécessitent
  • tout en gardant simultanément les autres zones sombres de l’image à leur niveau sombre

Et c’est bien cette simultanéité qui caractérise une TV HDR. Augmenter la luminosité d’une image dans son ensemble, on savait faire jusqu’à présent sans problème. Ou plutôt si, avec un problème majeur : les zones sombres de l’image ne sont alors plus si sombres que ça…

Exemple d'amélioration de l'image sur une TV HDR par rapport à une télévision classique (SDR).

Illustration par Samsung de la technologie HDR appliquée aux télévisions.

La TV HDR augmente le niveau de contrastes sur des zones ciblées.  Le résultat est une image plus proche de la réalité. Elle permette de voir beaucoup plus de détails, en particulier dans les ombres, les zones sombres, sur les réflexions, etc.

Les TV HDR nécessitent un espace colorimétrique encodé sur 10 bits (contre 8 bits pour une TV traditionnelle)

Lorsque l’oeil humain regarde une scène, on estime que son ratio dynamique est de 10 000 : 1. Il ne voit plus les zones dont la luminosité est inférieure à 1/10000 par rapport à la zone la plus lumineuse.

Une TV HDR doit donc parvenir à ce ratio dynamique de 10 000 : 1, pour reproduire une image réelle.

En système RVB, les couleurs sont codées à partir de 3 couleurs primaires: rouge, vert et bleu.

Pour parvenir à produire une image avec un ratio dynamique de 10 000 : 1, les modèles mathématiques ont montré qu’il fallait 700 nuances dans chacune de ces couleurs primaires.

  • Or les TV traditionnelles non HDR utilisent un signal codé sur 8 bits. Cela représente 256 valeurs possibles dans chaque couleur primaire. Soit 256 x 256 x 256 = 16 777 216 différentes couleurs possibles au total.
  • Un signal sur 10 bits permet de franchir le cap demandé avec la HDR. En effet, un signal encodé sur 10 bits permet 1024 valeurs de chaque couleur primaire. Soit au total 1024 x 1024 x 1024 = 1 073 741 824  couleurs différentes. C’est beaucoup plus que le signal d’une TV traditionnelle !

Les normes HDR sur les téléviseurs

La norme HDR10 : la plus répandue

Vous l’aurez compris, si le signal doit être encodé avec un niveau plus élevé, les contenus HDR sont donc spécifiques. Et il faut des normes pour gérer tout ça.

Heureusement, la HDR en TV est une technologie sortie depuis maintenant quelques temps. Les normes ont vu le jour, et permettent notamment d’éviter les mauvaises surprises. Elles indiquent en effet ce qu’est capable de produire la TV avec un contenu HDR dans cette norme.

Ce qu’il faut retenir, c’est qu’aujourd’hui la norme la plus courante est le HDR10. Un nom qui rappelle évidemment l’encodage sur 10 bits évoqué précédemment. En complément, la norme prévoit également des spécifications par rapport à la faculté d’afficher les « bonnes » couleurs.

Logo Ultra HD Premium, un label répandu sur les TV HDR.

La norme HDR 10 est la plus répandue. Elle est notamment intégrée dans les téléviseurs avec le label UHD Premium (en plus d’autres caractéristiques tels que l’espace colorimétrique Rec 2020)

La HDR10 est une norme ouverte, ce qui explique aussi pourquoi elle est la plus répandue: les fabricants n’ont pas besoin de payer pour utiliser cette norme. C’est celle qui est retenue par l’UHD Alliance, pour délivrer le label « Ultra HD Premium« . A noter que ce label intègre d’autres spécifications, tels que notamment un espace colorimétrique amélioré Rec 2020.

La norme HDR10 présente néanmoins un petit inconvénient: les métadonnées contenues dans le signal pour produire un affichage HDR, sont envoyées en une seule fois.

La norme Dolby Vision : plus onéreuse pour une image encore améliorée

Pour pallier à ce problème, Dolby a créé sa norme HDR Dolby Vision. Les métadonnées sont associées à chaque image. Le rendu HDR peut ainsi être affiné par image. La norme Dolby Vision repose également sur un encodage sur 12 bits, ce qui est encore supérieur au 10 bits (4096 contre 1024 valeurs de chaque couleur primaire).

Logi Dolby Vision, une norme de YTV HDR plus performante et plus onéreuse.

La norme Dolby Vision est moins répandue que le HDR 10 (autant en termes de contenus compatibles que de téléviseurs). Techniquement le Dolby Vision est meilleur que la HDR 10, mais c’est une norme payante, contrairement au HDR 10 qui est une norme ouverte.

Le Dolby Vision permet ainsi une image encore plus précise que la HDR10. En revanche le Dolby Vision reste encore beaucoup moins répandu que la HDR10 sur les téléviseurs:

  • la norme Dolby Vision n’est pas ouverte, ce qui la rend plus onéreuse pour les fabricants, qui hésitent donc à l’intégrer sur leurs modèles de téléviseur HDR
  • les contenus compatibles Dolby Vision sont encore trop rares

Si vous achetez une TV HDR, assurez vous de bien vérifier la norme HDR dans les fiches techniques. Aujourd’hui, le HDR10 est un minimum. Par ailleurs, vérifiez aussi que la télévision présente bien au moins un port en HDMI 2 (les ports HDMI 1.4 ne suffisent pas pour la HDR).

Les contenus compatibles HDR et les équipements pour en profiter pleinement

Comme pour les contenus en 4K, on commence à trouver de plus en plus de contenus compatibles HDR.

D’ailleurs, même si la résolution 4K et la HDR ne sont pas liées, bien souvent les contenus 4K de qualité sont proposés également avec la HDR. Et de la même façon du côté des téléviseur, les TV HDR sont bien souvent des TV 4K également.

Voici donc les principaux contenus HDR disponibles aujourd’hui:

  • les services de vidéo en streaming comme Netflix (avec l’abonnement 4K) et Amazon Vidéo (inclus gratuitement dans l’abonnement Prime d’Amazon) proposent de plus en plus de contenus 4K et HDR. Ces services nécessitent une bonne connexion internet. Netflix recommande par exemple une connexion internet d’au moins 25 mégabits/s pour un contenu 4K HDR.
  • les blurays 4K
  • certains jeux vidéos, si votre carte graphique ou console est compatible HDR

En termes d’équipement, pour profiter des Blurays 4K HDR ainsi que des jeux vidéos HDR, et également de boîtier TV (Netflix etc.), la dernière Xbox One X de Microsoft est probablement l’un des choix les plus accessibles. Si vous recherchez uniquement un bon boîtier TV compatible 4K et HDR à utiliser en remplacement des applications natives de votre téléviseur, je ne peux que vous recommander l’excellente Nvidia Shield, que j’utilise personnellement depuis maintenant 2 ans.

Bien régler les paramètres de sa TV HDR et l’éclairage ambiant de la pièce

Parlons ici d’un petit défaut de la HDR que vous pourrez rencontrer.

Il peut être parfois un peu difficile de trouver les bons réglages et paramètres sur le téléviseur.


Les menus des téléviseurs diffèrent d’une marque à l’autre. Mais voici globalement les conseils à suivre pour régler au mieux les paramètres HDR.

Faire fonctionner le signal HDR

En cas de difficultés à faire fonctionner le signal HDR :

  • assurez vous d’avoir branché votre périphérique HDR sur un port HDMI 2 (et non HDMI 1)
  • vérifiez également dans le menu de la source HDMI que l’option « HDR » est activée. Les téléviseurs permettent en effet de ne pas activer la HDR sur un port HDMI donné. Ce paramètre doit donc être sur ON pour que cela fonctionne. D’une TV à l’autre, le nom de l’option pourra différer (exemple : HDMI HDR, HDMI couleurs 10 bits, etc.)

Optimiser les paramètres HDR de la TV

Dans le cas où le signal HDR fonctionne, voici quelques conseils pour régler au mieux les paramètres de qualité d’image du téléviseur HDR :

  • bien souvent, la TV différencie les paramètres HDR des paramètres normaux (SDR). Avant de commencer à modifier vos réglages pour la HDR, vous devrez donc lancer une vidéo en HDR pour accéder aux paramètres HDR. La majorité des TV vous annoncent lorsqu’elles passent en mode « HDR » sur une vidéo compatible.
  • une fois la vidéo lancée en HDR, vous pourrez entrer dans le menu des paramètres d’image de la TV et commencer à personnaliser les réglages HDR.
  • généralement, privilégiez des valeurs élevées pour les paramètres de rétro-éclairage et contrastes en HDR. Vous pouvez également désactiver le paramètre de prise en compte de la luminosité ambiante, si vous constatez que ce dernier dégrade la qualité de l’image HDR.
  • pour les jeux vidéos HDR, pensez activer le mode jeu sur le port HDMI concerné. Le mode jeu réduit les traitements d’image appliqués par le téléphone, pour permettre un meilleur temps de réponse du téléviseur (important pour les jeux vidéos, notamment les jeux en ligne)

Prendre en compte l’éclairage ambiant de la pièce

Enfin, si vous regardez la TV dans une pièce faiblement éclairée (comme par exemple en soirée ou en version « Home Cinéma »), alors la TV HDR pourra peut-être paraître un peu agressive pour vos yeux. Je me suis fait notamment cette réflexion au début en regardant Netflix avec des sous-titres : les sous-titres en blanc étaient trop lumineux.Vous aurez donc plusieurs possibilités si vous rencontrez ce problème :

  • la 1ère solution, et c’est celle à privilégier: retravailler l’éclairage de la pièce par rapport à l’emplacement du téléviseur (éclairage en arrière plan ou à proximité du téléviseur). Des ampoules connectées telles que les Philips Hue permettent aujourd’hui de vraiment parvenir à l’éclairage souhaité.
  • la 2nde solution est de baisser un peu la luminosité et le niveau de contrastes sur le téléviseur. Et d’activer la prise en compte de luminosité ambiante. Cette solution peut sembler contraire au principe même de la HDR. Il faudra donc veiller à ne pas trop diminuer ces paramètres pour ne pas perdre en qualité d’image.

 

Blogueur depuis 2006, passionné par la high-tech et le numérique depuis les débuts du web. Je livre sur ce blog des conseils pour bien réussir vos achats high-tech, et des astuces pour mieux gérer votre vie numérique au quotidien.

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