Guide de la gestion des couleurs par Arnaud Frich
   
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Dossier HDR : à quoi sert l'HDR en vidéo et sur les télévisions ?

 

Comment afficher une vidéo HDR ?
Dossier mis à jour le

 

Les techniques HDR en photo et en vidéo sont singulièrement différentes comme nous l'avons vu page précédente. Sur cette page nous allons aborder spécifiquement l'affichage d'une vidéo HDR. Comment est filmée une vidéo HDR et comment elle est diffusée sur un écran SDR puis, évidemment, HDR ?


En 2026, une télévision ou un écran dédié à la vidéo appelé également moniteur doit être compatible HDR. C'est définitivement acquis ! C'est même un des principaux arguments de vente après la 4K... et en attendant la 8K. Nous avons, sur la première page de ce dossier vu ce qu'était le HDR et nous allons étudier sur cette page comment un moniteur HDR ou une télévision s'y prennent pour diffuser de telles dynamiques en vidéo ?

 
 

Guide d'achat des écrans photo et vidéo par Arnaud Frich

 
 


 


Comment régler le problème des vidéos trop contrastées avec la technique HDR ?

En jouant sur la courbe de gamma... qui ne s'appelle d'ailleurs plus ainsi ! En effet, contrairement à la photo HDR ou l'on va combiner au moins deux photos avec des expositions différentes ensemble, cela est impossible à faire 24 fois par seconde (au minimum) donc on va jouer sur un autre levier : la courbe de gamma (alors appelée courbe de réponse ou encore courbe logarithmique). Si tout le monde a entendu parler de la courbe de gamma 2,2 en photo (la courbe rouge ci-dessous), on a créé deux autres courbes spécifiquement pour la diffusion de vidéos HDR : les courbes PQ (courbe verte) et HLG (courbe bleue). Donc par quel miracle, en appliquant une autre courbe on peut afficher correctement une vidéo HDR ?

Comparaison entre les courbes gamma 2,2, PQ et HLG en diffusion HDR
   
 

Analysons ces trois courbes pour mieux comprendre comment elles vont se comporter et donc anticiper comment les lumières vont être rendues.


Filmer en HDR -  Commençons par un point essentiel : une vidéo HDR n'est pas, comme en photo HDR, une vidéo où chaque image est la superposition d'au moins deux images exposées différemment afin d'en augmenter la dynamique. C'est fondamental à comprendre. En vidéo HDR on parle alors d'autre chose. Mais comme en photo, les capteurs vidéos ont les mêmes limites en dynamique. Mais alors puisqu'on n'augmente pas la dynamique à la prise de vue et qu'elle est identique à celle d'un appareil photo, comment fait-on pour avoir un rendu HDR en vidéo ?

En jouant sur l'affichage de cette plage dynamique ! Au lieu de l'afficher entre le noir de l'écran (souvent environ 0,05 cd/m² dans les noirs et 120 cd/m² pour les hautes lumières avec une courge de gamma classique c’est-à-dire de 2,2, on va "étaler" toute cette plage dynamique du capteur sur toute la plage dynamique de l'écran donc jusqu'à 400 cd/m² au davantage sur les écrans les plus lumineux avec un autre type de courbe appelée PQ ! Regardez sur le schéma ci-dessus : les trois courbes s'arrêtent à 1 (Luminance maxi de l'écran) mais cela correspond à une luminance d'environ 120 cd/m² en 2,2 et jusqu'à 1000 cd/m² en PQ. Et cela change tout !


1 - Comment vont-elles rendre les basses lumières jusqu'à 50 cd/m² donc jusqu'aux gris moyens ?

On voit que le point gris est rendu à l'identique avec les trois courbes. Un gris moyen est moyen avec les trois courbes. En revanche, dans les gris foncés, le rendu sera identique avec la courbe HLG (dont je reparle plus en détail page 5) et la bien connue courbe gamma à 2,2. Pour finir, on constate que les gris foncés seront plus clairs avec la courbe PQ. Donc on comprend déjà que la différence entre ces courbes va se faire sur l'affichage surtout des hautes lumières.

2 - Comment ces trois courbes vont-elles rendre les hautes lumières ?

Plus on va avoir à faire à des hautes lumières et plus elles vont être rendues plus "foncées" ou "grisées" avec les courbes PQ et HLG qu'avec la courbe gamma 2,2. Ainsi, sur la courbe PQ, un pixel qui serait blanc avec une courbe gamma de 2,2 (100 cd/m²) sera rendu par du gris à 60 cd/m² donc beaucoup moins blanc. Avec la courbe HLG, ce même pixel sera rendu par un gris clair à 70 cd/m².


Attention ! Ce graphique ne rend pas compte d'un point important : un écran HDR en mode HDR va s'allumer à son maximum de luminance. Les blancs affichés "habituellement" à 120 cd/m² le seront à 400 cd/m² ou plus selon les spécifications de la dalle et les gris moyens le seront non plus à 50 mais 150 cd/m² environ. J'en reparle plus bas...

 


3 - Comment vont-elles rendre les très hautes lumières ?

On peut commencer par remarquer que la courbe HLG prévoit que les très hautes lumières soient atteintes vers 800 cd/m² - ce qui commence à arriver selon mes mesures des derniers écrans à Mini LED - alors que la courbe PQ atteint cette limite des blancs plus tard, à 1000 cd/m² ou plus.


Note de lecture -  Arbitrairement, la courbe rouge à son point haut à 100 cd/m². En effet, les écrans sont souvent calibrés entre 80 et 120 cd/m² pour un usage photo.

 

 


Comprendre le rendu HDR d'une vidéo


Très important pour comprendre le fonctionnement HDR en vidéo - En fait, en vidéo HDR, on va utiliser toute la plage possible de luminance de l'écran contrairement à un usage photo par exemple. En effet, sur un écran SDR, si vous le calibrez à 120 cd/m² mais que celui-ci pourrait afficher 350 cd/m² alors les blancs de votre photo seront affichés à 120 cd/m². Le fonctionnement est différent en HDR. Comment cela se passe-t-il ?

 

1 - Prenons un écran HDR mais pas spécialement lumineux (disons 300 cd/m² maximum)

Pour un usage SDR, photo ou vidéo, s'il est calibré à 120 cd/m² alors les plus hautes lumières photographiées ou filmées seront rendues par une luminance de 120 cd/m². On appliquera la même courbe gamma de 2,2 ou éventuellement 2,4 à ces images ou ces films. L'image aura une bonne "pêche" et si la dynamique de certaines scènes comme étudiées page précédente sera correctement rendue, les scènes très contrastées seront "cramées".

Note pratique -  Un écran peut être compatible avec une courbe PQ ou HLG mais ne pas être très lumineux pour autant. Évidemment, cela limite l'intérêt ! C'est pourquoi je le précise dans mes tests écrans. Les meilleurs écrans Eizo par exemple sont capables d'adapter la coupure (Clipping) de la courbe PQ à la luminance maxi de la vidéo et à celle de la dalle.

 


2 - Maintenant, activons le mode HDR sur ce même écran

En faisant cela, on va appliquer une autre "courbe de gamma" (Pour simplifier) à notre écran, la courbe PQ (Perceptual Quantizer). Qu'observe-t-on alors ? Les très hautes lumières (valeurs RVB à 255) seront affichées par la luminance maximum de l'écran donc ici 300 cd/m² ou plus. La dynamique complète du capteur va "s'étaler" sur toute la dynamique de l'écran et non plu sur une petite partie (du noir à 100 ou 120 cd/m²) seulement.


Petit rappel : la dynamique de l'œil humain -  Un œil humain "standard" est capable, à un instant t, de distinguer une dynamique de 100000 : 1. Cela est à peu près l'équivalent de 16/17 diaphragmes. Mais grâce à notre iris (sorte de diaphragme) qui peut s'ouvrir de 1 à 7 mm, la plage dynamique totale représente 26 diaphragmes en tout... Je détaille davantage le comportement de notre œil sur ma page dédiée à l'œil et les couleurs ou encore le gamma des écrans

Note à propos du marketing ! Il est courant de dire que son écran est capable d'afficher un contraste de 1 000 000 : 1. N'en jetez plus, 100 000 : 1 nous suffirons !

 

Dossier HDR - Pages suivantes :

4 / 5 - Quelles sont les particularités des écrans photo ou vidéo et télévisions HDR ?
5 / 5 - Les normes HDR : HDR10, HDR1000, HDR10+, Dolby Vision

   
 
 

 
 
 
Comment gérer le flux vidéo HDR ? Décryptage des normes HDR10, HLG et Dolby Vision. Conseils techniques pour choisir et configurer son moniteur de montage HDR.

Sommaire dossier : le HDR en photo et vidéo

1 - Qu'est-ce que le HDR en photo et vidéo ?
2 - A-t-on besoin d'un écran HDR pour faire de la photo HDR ?
3 - Comment s'affiche une vidéo HDR ?

4 - Spécificités des moniteurs et TV HDR
5 - Normes HDR : HDR10, Dolby Vision, Etc.
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