UHD 4K-8K : les nouveaux formats Ultra Haute Définition

UHD 4K-8K : les nouveaux formats Ultra Haute Définition

Depuis l'apparition des premiers téléviseurs à écran plat, que de progrès techniques accomplis ! La résolution indigente des tout premiers modèles a successivement laissé place aux modèles HD Ready 720p (1366 x 768 pixels, HDTV) puis Full HD 1080p (1920 x 1080 pixels, HDTV 1080p) pour atteindre aujourd'hui un peu plus de 8 millions de pixels avec le format UHD 4K (Ultra Haute Définition) dont la résolution est de 3840 x 2160 pixels.

Quel est ce format ?

Logo 4KLe format 4K, appelé aussi Ultra HD ou UHD (et 4K UHD chez Sony), est donc le nouvel étalon dans l'univers de la haute définition domestique. Derrière ce terme se cache ainsi une norme d'affichage de l'image en très haute définition qui correspond à 4 fois le format HD 1080p, soit 3840 x 2160 pixels.

Attention ! Ce format qui a été officiellement reconnu par le CEA comme norme internationale de diffusion des œuvres en Ultra Haute Définition ne concerne que l'usage domestique. La résolution 4K utilisée depuis quelques années pour le tournage et la diffusion des films dans les cinémas équipés étant de 4096 x 2160 pixels !

Pourquoi une telle évolution ?

L'origine est à chercher du côté des grands studios hollywoodiens. L'industrie américaine du cinéma ne cesse d'évoluer afin d'offrir plus de divertissement aux spectateurs. Déjà à l'origine du développement du DVD, puis de la haute définition et du Blu-ray, l'industrie du cinéma est de nouveau prescriptrice avec l'Ultra Haute Définition.

N'oublions pas que SONY, l'inventeur du disque Blu-ray, est également l'une des plus grosses sociétés productrices et distributrices de films, et fabrique aussi tous les appareils nécessaires à la réalisation et à la diffusion des films, depuis la caméra professionnelle jusqu'aux projecteurs de cinéma, en passant par les bancs de montage et tous les appareils de post-production. Or, si de plus en plus de films sont tournés en UHD (4K) pour le cinéma 3D, la question se pose de prolonger la chaîne de diffusion de ces œuvres jusque dans les foyers et donc de créer des téléviseurs et des vidéoprojecteurs capables de diffuser ces images UHD.

Comparaison SD-1080-4K-8K

Quel est l'intérêt du format Ultra Haute Définition ?

Au-delà de l'intérêt évident pour les fabricants d'écrans plats pour qui le renouvellement fréquent du parc de téléviseurs est une aubaine, l'Ultra Haute Définition présente un réel intérêt pour le téléspectateur devant son écran.

Comparaison résolution HD 1080p et résolution UHD 4K

Pour une même taille d'image, la résolution UHD 4K offre 4 fois plus de pixels, avec à la clé beaucoup plus de détails.

Comme au cinéma, elle 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. En effet, sur un écran de très grande taille, la résolution HDTV 1080p (Full HD), avec ses 1920 x 1080 pixels montre rapidement ses limites : les pixels sont clairement visibles à l'oeil nu lorsqu'on s'approche de l'écran. Avec une définition UHD, les pixels deviennent donc quasiment indiscernables, ce qui permet de profiter d'une très grande image en limitant le recul nécessaire. On est alors carrément plongé dans l'image, avec une définition très poussée et une profondeur de champ proche d'une vision tridimensionnelle.

Quels contenus ?

Aujourd'hui, la très grande majorité des films tournés en numérique le sont en résolution UHD 4K. Depuis la captation jusqu'à la postproduction et la diffusion dans les salles, toute la chaîne de diffusion cinématographique numérique est capable de travailler dans cette résolution. L'édition Blu-ray des productions cinématographiques récentes est quasiment toujours réalisée à partir d'un master UHD 4K. Les films en UHD sont donc déjà une réalité depuis quelques années et n'attendaient plus que le moyen d'être diffusés dans les foyers. L'arrivée du disque et des lecteurs Blu-ray UHD est donc une bénédiction pour les cinéphiles.

NetflixCôté production télévisuelle, l'offre est encore limitée. Même si de plus en plus de programmes sont amenés à êtres captés en UHD, notamment les grands rendez-vous sportifs et les séries TV les plus récentes, le frein se situe au niveau des capacités de diffusion. La forte bande passante nécessaire exige une liaison Internet fibrée et une Box compatible 4K avec l'abonnement assorti pour recevoir des programmes dans ce format. Pour le moment, les principaux pourvoyeurs de contenus UHD 4K sont donc les services de streaming en ligne comme Netflix et Amazon Vidéo avec leurs séries exclusives, mais aussi Canal+ (sport, films et séries TV) ou encore SFR. Canal+ (en partenariat avec Orange pour les abonnés à la fibre chez l'opérateur historique) et SFR proposent ainsi de plus en plus de programmes en UHD 4K pour leurs abonnés à la fibre, qu'il s'agisse de retransmissions d'événements sportifs, de films ou de séries TV. 

Enfin, des appareils UHD 4K permettent de réaliser des films personnels en Ultra Haute Définition, qu'il s'agisse de smartphones, d'Action Cams de type Go Pro, d'appareils photos numériques ou de caméscopes UHD. De son côté, SONY propose un format d’enregistrement vidéo UHD 4K destiné aussi bien aux professionnels qu'aux vidéastes amateurs : le XAVC, codec évolutif basé sur la norme MPEG-4 AVC/H264.

Ce n'est pas parce que le film ou la série TV que vous regardez n'est pas nativement en résolution UHD 4K que vous ne pouvez pas bénéficier d'une meilleure qualité d'image en le regardant. Les téléviseurs UHD 4K, les téléviseurs Samsung QLED, les lecteurs Blu-ray et les lecteurs Blu-ray UHD ainsi que certains amplis home-cinéma intègrent en effet un processeur vidéo chargé de convertir les images de résolution standard ou HD 1080p pour en optimiser l'affichage en 3840 x 2160 pixels. Selon la qualité du processeur vidéo et l'efficacité des traitements appliqués, on obtient une image plus ou moins proche d'une véritable image UHD 4K.

Quels moyens de diffusion ?

À l'heure actuelle, seule une connexion internet très haut débit, idéalement la fibre, ou un lecteur Blu-ray UHD permettent de profiter de films et séries en résolution UHD 4K.

Pour en profiter via la TNT, il faudra attendre une refonte de la chaîne complète de diffusion prenant en compte les contraintes techniques imposées par ce nouveau format. Cela nécessite des investissements qui peuvent être longs à mettre en place.

Quels appareils ?

Pour profiter d'une image UHD 4K, il faut donc être équipé d'une source capable de délivrer une image dans cette résolution (native ou upscalée) et d'un diffuseur compatible, c'est-à-dire un téléviseur ou un vidéoprojecteur. La liaison se fait impérativement en HDMI, avec un câble HDMI certifié High Speed pour la compatibilité avec le taux de transfert très élevé requis.

Les sources compatibles UHD 4K
  • Les lecteurs Blu-ray (HD 1080p) avec fonction d'upscaling : seuls les disques DVD standards et les films sur Blu-ray HD 1080p sont lus, mais avec la possibilité de mettre les images à l'échelle en résolution 3840 x 2160 pixels, avec une fréquence de 24 image/seconde.

Lecteur Blu-ray HD 1080p avec fonction upscaling 4K

Hormis les modèle d'entrée de gamme, la plupart des lecteurs Blu-ray sont en mesure de convertir en résolution UHD 4K les images des DVD et des Blu-ray standards.

  • Les lecteurs Blu-ray UHD 4K : ils lisent les disques Blu-ray UHD 4K mais aussi les disques Blu-ray HD 1080p ainsi que les DVD. Ces derniers bénéficient alors d'un traitement vidéo et d'une mise à l'échelle pour un affichage optimisé sur un téléviseur ou un vidéoprojecteur UHD 4K.

Lecteurs Blu-ray UHD 4K Oppo

Un lecteur Blu-ray UHD 4K est aujourd'hui le meilleur moyen de profiter d'une image de résolution UHD 4K native en plein débit.

  • Les lecteurs réseau Audio Vidéo (appelés parfois Box TV) : certains modèles prennent en charge les fichiers vidéo en Ultra Haute Résolution (AVC ou HEVC dans un conteneur MKV, par exemple) en plus des ISO Blu-ray et DVD qui bénéficient par ailleurs d'une mise à l'échelle en 3840 x 2160p.

Lecteur réseau audio-vidéo Zappiti compatible UHD 4K

Lecteur réseau audio-vidéo Zappiti compatible UHD 4K et HDR 10 bits avec traitement vidéo et mise à l'échelle (upscaling) en UHD 4K.

  • Les box opérateurs compatibles UHD 4K : Freebox avec la Freebox Mini 4K, Orange avec la Livebox 4 et SFR avec la Box THD 4K. Ces trois box sont capables de lire les fichiers vidéo 4K HEVC H.265 sur support de stockage USB et d'accéder aux chaînes TV et aux services de streaming UHD 4K.
Les téléviseurs et vidéoprojecteurs compatibles UHD 4K
  • Les téléviseurs UHD 4K : équipés d'une connectique HDMI 2.0, ils sont en mesure d'afficher les images UHD jusqu'à 60 images/seconde. La compatibilité HDR leur permet par ailleurs d'exploiter toute la richesse des images tournées avec une large plage dynamique : les zones lumineuses comme les zones sombres sont plus détaillées et plus lisibles, avec des couleurs bien saturées et plus subtilement nuancées.

Téléviseur UHD 4K Panasonic

Téléviseur UHD 4K Panasonic avec processeur d'image 4K Studio Master HCX+.

  • Les téléviseurs OLED UHD 4K : LG est actuellement l'unique fabricant de dalles TV OLED et fournit également Panasonic, Loewe ou encore Sony. La technologie d'affichage OLED offre une profondeur et une densité de noir inégalée, avec un niveau de contraste à même de sublimer l'affichage des films et séries TV tournés en UHD 4K HDR.

Téléviseur LG OLED UHD 4K

Téléviseur LG OLED UHD 4K avec traitement vidéo Perfect Mastering Engine.

  • Les téléviseurs Samsung QLED : réponse du fabricant coréen à la technologie LG OLED, la technologie Samsung QLED exploite des dalles LCD avec un filtre à boîte quantique (Quantum Dot) pour améliorer la luminosité, la colorimétrie, le niveau de noir et le contraste. Les noirs ne sont pas si profonds qu'avec l'OLED, mais les pics de luminosités bien supérieurs garantissent des images UHD HDR très réalistes et très contrastées, même en pleine lumière.

Téléviseur Samsung QLED

Les téléviseurs Samsung QLED UHD 4K sont certifiés Ultra HD Premium et compatibles HDR 10 bits.

  • Les vidéoprojecteurs 1080p avec simulation UHD 4K : ces vidéoprojecteurs proposent un mode d'affichage qui simule la résolution UHD 4K, en faisant vibrer très rapidement la matrice de résolution 1080p, ce qui a pour effet de décaler chaque pixel de l'image d'un demi-pixel en diagonale. Le cerveau est en quelque sorte abusé et perçoit l'image ainsi produite comme s'il s'agissait d'une image de résolution UHD-4K. Exploitée par JVC depuis plusieurs années sous l'appellation "e-Shift", cette solution technique se retrouve ainsi sur les vidéoprojecteurs JVC DLA-X5, DLA-X7 et DLA-X9. Ces vidéoprojecteurs sont compatibles avec les images UHD-4K natives (3840 x 2160 pixels) et les images HD1080p ou de moindre résolution, via leur(s) entrée(s) HDMI 2.0.

Vidéoprojecteur JVC DLA-X7500

Les vidéoprojecteurs JVC DLA-X5, DLA-X7 et DLA-X9 exploitent la technologie e-Shift pour simuler une image de résolution UHD 4K à partir d'une matrice HD 1080p.

  • Les vidéoprojecteurs UHD-4K natifs : c'est le nec plus ultra pour profiter d'une très grande image en Ultra Haute Résolution 4K. Sony est pour l'instant le seul fabricant à proposer des vidéoprojecteurs UHD 4K natifs, exploitant la technologie SXRD (tri-LCD).

Vidéoprojecteur Sony UHD 4K

Les vidéoprojecteurs Sony UHD 4K exploitent la technologie SXRD avec une matrice d'une résolution de 3840 x 2160 pixels.

  • Les vidéoprojecteurs DLP 4K avec traitement XPR : c'est la réponse de Texas Instruments à la technologie SXRD 4K de Sony. Comme il est physiquement extrêmement difficile et coûteux de produire une matrice DLP de 3940 x 2160 pixels, le fondeur américain a trouvé une solution intermédiaire. La nouvelle puce à micro-miroirs (DMD) de 0,67 pouces bénéficie d'une résolution native d'un peu plus de 4 millions de pixels, soit 2 fois plus que la résolution HD1080p mais 2 fois moins que l'UHD 4K. Pour afficher à l'écran les 8 millions de pixels de la résolution UHD 4K, la puce DLP 4K peut compter sur la capacité de chacun de ses micro-miroirs à basculer plus de 9000 fois par seconde. Chaque micro-miroir est ainsi en mesure de créer à l'écran deux pixels uniques distincts, pour afficher une véritable image UHD-4K.

Ultra HD PremiumLa certification Ultra HD Premium

Il s'agit d'une certification délivrée par l'Ultra HD Alliance aux téléviseurs Ultra HD disposant de caractéristiques spécifiques pour profiter des vidéos UHD dans des conditions optimales.
Les téléviseurs certifiés Ultra HD Premium offrent a minima les caractéristiques suivantes :
- Résolution d'affichage : 3840 x 2160 pixels.
- Profondeur de couleurs : 10 bits.
- Espace colorimétrique : entrée compatible Rec.2020 et capacité à afficher 90% ou plus de l'espace colorimétrique DCI-P3 (norme du cinéma numérique).
- Compatibilité HDR : luminosité maximale d'au moins 1000 cd/m² avec un niveau de noir inférieur ou égal à 0,05 cd/m² pour les téléviseurs LED ou luminosité maximale d'au moins 540 cd/m² avec un niveau de noir inférieur ou égal à 0,0005 cd/m² pour les téléviseurs OLED (norme SMTPE ST2084 EOTF).

Quel format(s) d'images pour l'avenir ?

L'avenir de la Ultra Haute définition, Panasonic et la NHK s'y préparent déjà en orientant une partie de leurs crédits en R&D sur le format 8K, le successeur annoncé de l'UHD 4K. Avec une résolution 16 fois supérieure à la résolution Full HD 1080p et 4 fois supérieure à l'UHD 4K (soit une résolution de 7680 x 4320 pixels !), l'image devient aussi précise que la réalité.


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