Tout comprendre sur le HDR dans les jeux vidéo
Les technologies HDR (High Dynamic Range) et Dolby Vision représentent de réelles avancées en matière d’images dans les jeux vidéo. Visuellement très impactantes, ces solutions permettent d’offrir des variations de luminosité plus marquées entre les zones les plus sombres et les plus claires. Comparés aux contenus SDR (Standard Dynamic Range), les jeux en HDR offrent un résultat visuel immédiatement perceptible. Les contrastes sont plus prononcés, offrant davantage de richesse dans les nuances de couleurs, et une visibilité améliorée des détails dans les zones lumineuses ou sombres.
En se rapprochant au mieux du potentiel de perception de l’œil humain, les images HDR gagnent non seulement en réalisme, mais aussi en lisibilité. Un sujet particulièrement important dans les jeux vidéo où il est nécessaire d’avoir l’ image la plus précise possible, afin de repérer ses adversaires, particulièrement lorsque la scène est très éclairée ou très sombre. Les normes HDR10, HDR10+ et Dolby Vision offrent ainsi des images d'une vivacité et d'un réalisme inégalés, grâce à une luminosité plus intense et une palette de couleurs plus étendue.
Qu’est-ce que le High Dynamic Range (HDR) ?
Le “High Dynamic Range” ou “large plage dynamique” est un concept bien connu des professionnels de l’image. Mesurée entre la partie la plus lumineuse et la plus sombre d'une image, une plage dynamique étendue offre un contraste amélioré, rendant l'image plus lisible et détaillée. Les noirs et les blancs sont plus subtils, et les couleurs plus riches. Une large plage dynamique dans un jeu vidéo permet de distinguer des détails précis des zones les plus sombres aux plus lumineuses de l'image. Cependant, cela nécessite une compatibilité totale entre le moteur du jeu, la console, le PC et le téléviseur ou l’écran gamer.
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Qu’est-ce que le Tone Mapping ?
Les jeux en HDR offrent la possibilité d'afficher des images considérablement plus lumineuses qu'auparavant. Cependant, les pics de luminosité qu'ils peuvent atteindre dépassent parfois largement les capacités d'affichage du téléviseur ou de l’écran gaming. Dans le code du jeu, une valeur MaxCLL (Maximum Content Light Level) est indiquée, spécifiant le niveau de luminosité maximal. Le téléviseur ou l’écran gamer compatible se charge ensuite d’adapter cette luminosité, selon ses possibilités.
En fonction de la source et du format d'encodage HDR utilisé, les pics de luminosité des jeux en HDR dépassent généralement les 1 000 nits et peuvent atteindre 4 000 nits, voire 10 000 nits. Cependant, tous les téléviseurs ne sont pas en mesure d'offrir de telles performances. C'est là que le Tone Mapping entre en jeu, ajustant l'affichage des images HDR en fonction des capacités spécifiques du moniteur ou du téléviseur.
En l'absence d'une fonctionnalité de Tone Mapping, le clipping est habituellement la méthode utilisée. Dans ce cas, les niveaux de luminosité de l'image originale sont respectés de 0 nit (noir total) jusqu'à la capacité maximale du téléviseur (1 000 nits). Les parties de l'image dépassant la valeur de 1 000 nits ne sont pas traitées et s'affichent toutes à 1 000 nits. Cela se traduit par l'affichage d'objets très clairs comme les nuages ou la neige de manière simplifiée, sans texture ni détails.
Chez Sony, certains téléviseurs disposent de la fonction Auto HDR Tone Mapping. Cette dernière optimise automatiquement les paramètres d’affichage HDR avec les sources compatibles, comme la PlayStation 5. Les téléviseurs « Perfect for PlayStation 5 » prennent en charge cette fonctionnalité, issue du travail effectué au sein du HDR Gaming interest Group (HGiG).
Qu’est-ce que le HDR Gaming interest Group (HGiG) ?
Chaque téléviseur et chaque écran gaming ont des limitations en ce qui concerne les couleurs et les contrastes. Les fabricants utilisent une cartographie des tons afin d’y pallier. La difficulté réside dans le fait que chaque fabricant de télévision implémente la cartographie des tons de manière unique. Cela peut souvent entraîner des divergences par rapport à la cartographie des tons d'origine utilisée à la source, ce qui se traduit par une image qui semble inexacte et qui perd des détails cruciaux.
Les consoles et les jeux peuvent proposer des menus d’étalonnage pour le HDR. Généralement, la procédure est assez simple puisqu’il suffit de définir les limites des blancs et des noirs de l’écran. Le problème réside dans le fait que l’écran va ensuite effectuer une nouvelle cartographie sur celle déjà établie par le joueur. Il peut en résulter une image qui ne soit pas optimale, voire illisible dans certains cas. Certains téléviseurs et une console comme la PlayStation 5 proposent un “mode HGiG” afin de faciliter cet étalonnage de la plage dynamique.
Le HGiG n’est pas une norme, mais un regroupement d’acteurs du secteur de l’image et du gaming. Electronic Arts, Capcom, Ubisoft, Epic Games, Rockstar Games, Nvidia, Dolby, Asus, Microsoft et Sony, entre autres, font partie de cette organisation. Il ne s’agit pas d’un organisme de normalisation, ici les différents éditeurs et fabricants tentent de définir des recommandations et de limiter ainsi les problématiques liées aux différentes technologies HDR.
Il était essentiel que les jeux soient développés avec différents modules de mappage de tonalité pour permettre une gestion appropriée des éléments les plus importants à différents niveaux de luminance. De plus, les écrans doivent être capables d'afficher des images HDR lorsque le mode jeu est activé. En plus de limiter l'input lag (le délai entre le moment où une action est effectuée sur la manette et le moment où cette action est visible à l'écran), ce mode permet aux fabricants d'écrans de communiquer des informations détaillées sur le mappage utilisé avec les consoles ou les services de cloud gaming.
Les jeux doivent disposer d’une API (Application Programming Interface ou « interface de programmation d'application ») pour fournir des signaux adaptés. Cette communication permet d'optimiser le rendu HDR en fonction des spécificités de chaque jeu. Des réglages doivent aussi permettre d’adapter l’affichage des contrastes en fonction de l’environnement du joueur comme la luminosité de la pièce.
Enfin, pour offrir une expérience utilisateur personnalisée, les consoles/plateformes de jeux devraient proposer des réglages permettant aux utilisateurs d'ajuster le rendu HDR en fonction de leurs besoins spécifiques, notamment lorsque l'environnement d'utilisation est très lumineux.
Quel est l’intérêt du HDR dans les jeux vidéo ?
Le HDR peut avoir un impact significatif sur l'immersion, en offrant une image bien plus réaliste. Les lumières dans les jeux sont plus naturelles, améliorant l'expérience globale du joueur. Bien que cette technologie puisse demander un peu plus de puissance de calcul de la part de la source, son impact sur les performances est négligeable. Malgré tout, le HDR10+ Gaming va encore plus loin et permet de s’affranchir de tout input lag et offre une expérience réactive.
Au-delà de l’aspect visuel amélioré, le HDR garantit également une meilleure visibilité. Les zones sombres sont plus précises et il est possible de mieux voir les adversaires, même lorsque la luminosité est faible. Au contraire, lorsque l’image est très éclairée, elle n’est plus surexposée et il est possible de distinguer davantage de détails.
Quel est l’apport du HDR10+ et du HDR10+ Gaming ?
Contrairement au HDR10, le HDR10+ permet un Dynamic Tone Mapping. Dans la pratique, cela permet aux développeurs de définir eux-mêmes les contrastes en fonction des scènes. La luminosité n’est donc plus figée et s’adapte selon le souhait des artistes. Cela permet, par exemple, de maîtriser la visibilité des ennemis dans les endroits sombres ou de choisir si le soleil doit éblouir le joueur pour le mettre en difficulté.
Ce post-traitement des images apporte généralement de l’input lag. Il s’agit d’un délai de quelques millisecondes, entre le moment où l’action est exécutée sur la manette et le moment où le personnage réagit à l’écran. Cette latence peut être d’autant plus grande que le HDR10+ nécessite de traiter des métadonnées supplémentaires afin d’offrir la meilleure plage dynamique. Le HDR10+ Gaming est donc là pour répondre à cette problématique.
Grâce à la technologie Source Side Tone Mapping (SSTM), le GPU (Graphics Processing Unit) du PC ou de la console génère directement un flux vidéo HDR, prenant en considération les capacités du téléviseur ou de l’écran gamer. Ainsi, c’est la source qui ajuste les paramètres du HDR, permettant de conserver la réactivité de l’affichage de l’image, pour une expérience gaming avec un input lag négligeable.
Le HDR10+ Gaming inclut également une fonctionnalité permettant à l'écran de passer automatiquement en mode d'affichage à faible latence. Cette technologie est compatible avec le Variable Refresh Rate (VRR), ainsi qu'avec les flux en définition 4K UHD à 120 Hz. Une solution capable de répondre aux exigences des jeux vidéo actuels.
Voir les écrans gamer compatibles HDR10+ et HDR10+ Gaming
Le High Dynamic Range automatique (HDR Auto) pour les jeux en SDR
La fonctionnalité HDR Auto offre la possibilité d’afficher des contenus SDR avec un HDR simulé. Une technologie qui permet notamment à la Xbox Series S|X d’afficher du HDR sur les jeux d’anciennes générations qui n’en proposaient pas. Une option que l’on peut aussi retrouver dans les paramètres d’affichage de Windows sur PC.
Le fabricant Samsung propose aussi une solution équivalente appelée Auto HDR Remastering. De la même manière, les jeux vidéo en SDR peuvent tout de même profiter des capacités des écrans HDR. La technologie, basée sur du machine learning, est capable de détecter automatiquement quelles sont les zones de l’image à illuminer.
Note : Sur PC, le logiciel Special K peut apporter de nouvelles fonctionnalités aux jeux dont la prise en charge du HDR sur les titres OpenGL, Vulkan, Direct3D 11 & 12.
Qu’est-ce que le Dolby Vision Gaming ?
Sur le principe, la technologie propriétaire Dolby Vision Gaming fonctionne comme le HDR10+ Gaming, mais va plus loin en utilisant une quantification des couleurs sur 12 bits. Il se distingue par un workflow complet, assurant un contrôle rigoureux depuis l'étalonnage du master en postproduction jusqu'au visionnage. Cela garantit que l'image diffusée au joueur soit véritablement conforme à la vision originale des développeurs.
Voir les TV compatibles Dolby Vision gaming
Le Dolby Vision Gaming est une version optimisée du Dolby Vision pour les jeux vidéo. Il offre des avantages spécifiques pour les joueurs, tels qu'une latence plus faible et une meilleure prise en charge des fréquences de rafraîchissement élevées. Il utilise une version améliorée des métadonnées dynamiques pour les jeux vidéo, permettant d’afficher des couleurs plus vives et des contrastes plus profonds, adaptés à chaque scène, en temps réel.
Pour le moment, seules les consoles Xbox Series S et la Xbox Series X prennent en charge le Dolby Vision. Les jeux compatibles sont assez peu nombreux, mais on peut notamment citer Assassin’s Creed Valhalla, Battlefield 2042, Call of Duty: Warzone, Cyberpunk 2077, Halo Infinite, The Medium et Watch Dogs: Legion. L’industrie du jeu vidéo se tourne davantage vers le HDR10+ et le HDR10+ Gaming qui ont la particularité d’être des technologies ouvertes et libres de droit.
Le contrôle des noirs sur les écrans gamer
Certains écrans gaming peuvent offrir des options spécifiques pour les jeux vidéo pour mettre en évidence des détails spécifiques de l’image. Bien qu’elles ne soient pas réellement liées au HDR, ces technologies jouent sur les contrastes. À haut niveau, c’est la performance qui prime et le post-traitement de l’image peut induire de la latence. C’est pour cette raison que la plupart des fabricants offrent une option permettant d’améliorer la visibilité des zones les plus sombres :
- AOC : Shadow Control
- iiyama : Black Tuner
- BenQ : Black eQualizer
- LG : Black Stabilizer
- Asus : Dynamic Shadow Boost
Tout l’intérêt du HDR10+ Gaming et du Dolby Vision Gaming, c’est justement de ne plus avoir à utiliser ce genre d’outils grâce à une image toujours lisible et fidèle à la volonté des développeurs. De cette manière, les contrastes sont toujours calibrés pour offrir la meilleure expérience et la meilleure visibilité.
Les certifications VESA DisplayHDR et VESA DisplayHDR True Black
VESA DisplayHDR est une certification standard et ouverte qui garantit une qualité HDR optimale sur les moniteurs. Il définit des niveaux de performance à paliers pour les écrans LCD (400, 500, 600, 1000, 1400) et s'appuie sur un logo spécifique pour identifier les produits certifiés. Il vise à éliminer la confusion autour du HDR et à fournir aux consommateurs des informations claires sur les performances des écrans gaming. Il permet ainsi de garantir une expérience visuelle optimale.
La certification VESA DisplayHDR True Black se destine, quant à elle, aux écrans OLED. Avec cette technologie de dalle, les noirs profonds sont importants. En effet, chaque pixel OLED est capable de s'éteindre individuellement, ce qui permet d'obtenir un contraste véritablement infini. Il définit également des niveaux de performance à paliers (400, 500, 600).
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Comment profiter du HDR dans les jeux vidéo ?
Pour profiter du HDR dans les jeux vidéo, il est nécessaire que toute la chaîne, allant de la production du contenu jusqu’à l’écran final du joueur soit compatible. La plupart des titres récents prennent en charge cette plage dynamique élevée, mais certains jeux indépendants ou plus anciens peuvent ne pas être en mesure d’offrir le HDR. Cela peut être compensé par le HDR Auto, disponible sur les PC sous Windows et sur Xbox Series S|X. Il est donc indispensable de s’assurer que le jeu prenne en charge le HDR et qu’il est bien activé dans les options.
La connectique joue également un rôle essentiel dans la disponibilité du HDR. En effet, ce flux de données n’est possible qu’à partir de la version 2.0a du HDMI et de la version 1.2 du DisplayPort. Pour les matériels d’ancienne génération, il est donc indispensable de vérifier qu’ils prennent en charge ces normes. Aujourd’hui, la plupart des PC et des consoles proposent du HDMI 2.1 et du DisplayPort 1.4, totalement compatible avec le HDR. Pour faire transiter ces flux de données, le câble HDMI ou DisplayPort doit également prendre en charge ces mêmes normes et pouvoir ainsi supporter un débit de données minimal de 18 Gbps voire, idéalement, de 48 Gbps). Il faut donc se tourner vers un câble HDMI 2.0a ou un câble DisplayPort 1.2, à minima.
Voir tous les câbles HDMI 2.0 et supérieurs
Le moniteur ou le téléviseur doit également être compatible HDR afin d’afficher la source avec la meilleure plage dynamique possible. Généralement, ce paramètre est activé par défaut, mais il peut être nécessaire de regarder dans les options de l’écran pour s’assurer qu’il est bien actif. Certains téléviseurs offrent un “mode gaming” qui peut désactiver tous les post-traitements de l’image, il faut donc aussi vérifier que cela n’ait pas d’incidence sur le HDR.
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HDR : les questions fréquentes
Qu’est-ce que le HDR sur un écran gamer ?
Lorsque la fiche technique indique qu’un moniteur gaming est HDR, cela signifie qu’il est capable d’afficher les jeux produits en HDR. Cette technologie permet d’obtenir de meilleurs contrastes et offre généralement une meilleure visibilité pendant les parties.
C’est quoi le HDR sur PS4 / PS5 / Xbox Series / PC ?
Les consoles nouvelle génération et les PC prennent en charge le HDR (“High Dynamic Range”). Avec un moniteur ou un téléviseur compatible, il est possible d’obtenir un meilleur rendu des contrastes, offrant davantage de lisibilité dans les jeux vidéo. Notez qu’il est nécessaire que le matériel soit compatible, mais aussi que le jeu ait été produit en HDR.
Comment savoir si je suis en HDR ?
Lorsque le HDR est activé, la plage dynamique est plus large. Cela signifie que l’image affiche des contrastes améliorés, avec des noirs plus sombres et des blancs plus lumineux. Pour savoir si cette option est activée, il est nécessaire d’aller dans les paramètres du téléviseur ou du moniteur. La source, que ce soit un PC ou une console, doit également avoir l'option HDR activée. Notez que le jeu doit aussi prendre en charge le High Dynamic Range. Si toutes ces conditions sont réunies, le HDR doit être fonctionnel.
Comment savoir si mon écran PC est HDR ?
La prise en charge du HDR est indiquée sur la fiche produit ou dans la documentation fournie avec l’écran gamer. Il est aussi possible de vérifier si le HDR peut être activé dans les options du moniteur.
Comment activer le HDR avec une carte graphique Nvidia ou AMD ?
Sur PC, la prise en charge du HDR peut se régler directement dans les options du système d’exploitation, indépendamment de la marque du GPU. Depuis Windows 10 et dans les versions supérieures, l’activation du HDR est placée dans les paramètres d’affichage, si le moniteur le prend en charge et s’il est activé sur celui-ci. Un onglet dédié permet d’y faire tous les réglages.
Comment bien régler le HDR ?
Habituellement, lorsque l’on lance un jeu, un écran demande de régler les noirs et les blancs. Ces données peuvent être utilisées par le HDR afin de déterminer quelles sont les luminosités minimale et maximale que l’écran doit afficher. Sur PC, selon le système d’exploitation, il est aussi possible d’étalonner le HDR dans les options d’affichage (depuis Windows 10 et versions supérieures). Les consoles nouvelle génération proposent aussi des options pour régler les niveaux de contraste.
Quand peut-on utiliser le mode HDR ?
Si l'ensemble du matériel prend en charge le HDR (console, PC, écran, téléviseur), que la source (film, jeu) a été conçue avec ce traitement de l’image, il peut être activé à tout moment. Sur un jeu compétitif, désactiver tous les post-traitements peut apporter davantage de performances, mais sur un titre narratif ou contemplatif, l’activation du HDR apporte une plus grande immersion et une image plus contrastée.
Quelle différence en HDR et HDR10 ?
“HDR” est le terme général qui englobe toutes technologies d’affichage “High Dynamic Range” (plage dynamique élevée). Il peut y avoir plusieurs formats HDR, comme le Dolby Vision ou le HDR10. Ce dernier est l'un des formats HDR les plus couramment utilisés. Il utilise une plage dynamique de 10 bits par canal de couleur, d'où le nom "HDR10". Il prend en charge une luminosité maximale d’au moins 1 000 nits et est largement utilisé dans l'industrie du cinéma, de la télévision et des jeux vidéo.
Quelle est la différence entre HDR10+ et Dolby Vision ?
La principale différence entre HDR10+ et Dolby Vision réside dans la manière dont ils gèrent les métadonnées HDR (High Dynamic Range) pour optimiser la qualité d'image. HDR10+ est une technologie ouverte développée par Samsung et adoptée par plusieurs autres fabricants. Il prend en charge des métadonnées dynamiques, ajustant la luminosité et le contraste scène par scène.
Dolby Vision va encore plus loin avec un traitement dynamique quantifié sur 12 bits, offrant une optimisation plus précise des couleurs, de la luminosité et du contraste pour chaque image. Dolby Vision est également largement adopté dans l'industrie du divertissement, bien que certaines marques optent pour le HDR10+ en raison de son caractère ouvert.
Quelle différence entre HD et HDR ?
“HD” (Haute Définition) se réfère à la définition d'une image, mesurée en pixels, et offre une image plus nette et détaillée par rapport aux résolutions plus basses. Cependant, HD ne traite pas spécifiquement de la plage dynamique, c'est-à-dire la différence entre les parties les plus sombres et les plus lumineuses de l'image. C’est tout l’intérêt du HDR qui améliore le contraste global et les nuances de couleurs, offrant une expérience visuelle plus réaliste et immersive. Ainsi, HD et HDR s'adressent à des aspects différents de la qualité d'image, la première à la définition et la seconde à la plage dynamique. Il est aussi possible de combiner les deux pour obtenir des images à la fois nettes et visuellement riches.
C’est quoi le 4K HDR ?
Certains moniteurs gaming et les téléviseurs récents peuvent afficher la mention “4K HDR”. Il s’agit en réalité de deux spécifications techniques mises bout à bout. “4K” signifie qu’il est possible d’afficher une image jusqu’à 3 840 x 2 160 pixels et “HDR” précise que cette image peut également offrir une plage dynamique plus large (de meilleurs contrastes).
Comment jouer en HDR ?
Pour jouer en HDR, il vous suffit d'avoir du matériel compatible, comme un téléviseur ou un moniteur gamer, et un jeu qui prend en charge cette technologie. Sur PC, le HDR peut être activé dans les options du système d’exploitation. Sur les consoles nouvelle génération, ce dernier est généralement activé par défaut lorsque le matériel est compatible et que le jeu prend en charge le HDR.
Y a-t-il de la latence avec le HDR ?
Le HDR est un post-traitement, cela signifie que l’image originale est “modifiée” par le téléviseur ou le moniteur pour obtenir de meilleurs contrastes. Ce traitement de l’image peut effectivement demander quelques millisecondes avant que l’écran n’affiche quoi que ce soit. Bien que la plupart des joueurs ne devraient pas sentir l’impact du HDR, à haut niveau ou en compétition, ce petit input lag peut être fatal. Il est préférable de le désactiver dans ce dernier cas de figure. Toutefois, le Dolby Vision Gaming et le HDR10+ Gaming permettent d’obtenir un affichage HDR sans latence.
C’est quoi le HDR 400 / 600 / 1000 ?
Certains fabricants peuvent indiquer dans les spécifications de leurs appareils la mention “HDR” suivi d’un nombre. Cela indique la luminance qu’il est possible d’atteindre. Cette valeur s’exprime en nits ou en cd/m². Plus elle sera élevée et plus le téléviseur ou le moniteur sera lumineux. Il ne s’agit pas d’une norme et chaque fabricant peut déterminer sa manière de mesurer la luminance.
Attention à ne pas confondre avec la norme VESA DisplayHDR 400, 600 et 1000 qui répond à des critères plus stricts, assurant que la valeur exprimée est bien celle que l’on obtient dans la pratique. Les mesures sont réalisées par VESA, un organisme indépendant qui délivre une certification lorsque le téléviseur ou le moniteur répond bien à tous les critères de cette norme.
Pourquoi les couleurs de mon PC sont-elles pâles ?
Il peut arriver qu’un écran gamer affiche des couleurs fades. Cela peut provenir d’un mauvais réglage des contrastes. Pour pallier ce problème, il faut se rendre dans les options et vérifier que les valeurs soient correctes. S’il prend en charge le HDR, il peut être nécessaire de vérifier qu’il est activé sur le moniteur et sur le PC, dans les options du système d’exploitation.
Pourquoi le HDR est-il si sombre ?
Il est possible que l’image d’un moniteur ou d’un téléviseur soit très sombre lorsque le HDR est activé. Généralement, ce phénomène apparaît lorsque l’écran n’est pas en mesure d’offrir une luminosité suffisante. Sur les modèles d’entrée de gamme, il est possible que le niveau maximal de luminosité ne soit pas suffisant. Pour cela, il est préférable de se tourner vers un écran qui offre de meilleures performances. La luminosité est une valeur exprimée en nits. Pour obtenir de bons résultats, une valeur de 400 nits est un minimum.
Comment jouer en HDR ?
Pour jouer en HDR, il est nécessaire de disposer du matériel requis, prenant en charge cette technologie. Le jeu doit être produit en HDR afin que le PC ou la console de jeu puisse envoyer le signal à l’écran qui, lui aussi, doit être capable d’afficher du HDR. Il faut également s’assurer que ce “High Dynamic Range” est bien activé dans les options des différents matériels.
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