La technologie HDR : qu’est-ce que c’est ?

La plage dynamique étendue (HDR) est une technologie numérique qui permet de reproduire des images avec une grande différence (la plage dynamique) entre les zones sombres et lumineuses. Grâce à cette technologie, les variations et gradations de lumière entre les images sombres et lumineuses ne causent aucune perte de détails, ce qui permet d’obtenir des images plus vraies que nature.

La technologie HDR requiert une connexion rapide. Les connexions numériques HDMI 2.0 et DisplayPort prennent en charge la HDR, mais pour les résolutions élevées dotées d’une fréquence de rafraîchissement supérieure à 60 Hz, la version 1.4 de DisplayPort est nécessaire.

Les écrans HDR produisent une qualité d’image élevée et un rendu réaliste. Grâce à cette nouvelle technologie de compression de la plage dynamique, un écran HDR reproduit parfaitement les variations entre les tons sombres et lumineux d’une scène pour que les images lumineuses ne soient pas surexposées et que les images sombres ne souffrent pas d’une perte de détails. De plus, les écrans HDR sont capables de reproduire des couleurs authentiques, contrairement aux écrans SDR conventionnels  qui produisent généralement des images avec une teinte artificielle très prononcée tenant compte des préférences des consommateurs. La technologie HDR recrée les couleurs d’origine avec une grande précision et reproduit des couleurs authentiques même dans les zones sombres, comme les couleurs naturelles observées à l’œil nu. Pour bénéficier d’une qualité d’image optimale, le contenu lu en HDR doit être configuré par des ingénieurs pour que la tonalité et la gamme de couleurs soient adaptées à l’affichage HDR.

La gamme de couleurs d’un écran correspond à la plage de couleurs que ce dernier peut produire avec ses couleurs primaires (rouge, vert et bleu). Un écran peut donc produire n’importe quelle couleur provenant du mélange de ces trois couleurs primaires, mais il ne pourra pas créer une couleur qui ne se trouve pas dans le triangle formé par ces couleurs primaires, c’est-à-dire hors de sa gamme de couleurs. Les écrans SDR classiques sont généralement limités par la gamme de couleurs Rec. 709, un standard international pour la TV en HD, mais les écrans HDR actuels disposent d’une gamme plus étendue qui englobe une plus grande partie du spectre des couleurs visibles pour l’œil humain en utilisant des LCD spéciaux et personnalisés compatibles avec un espace de couleur plus large, appelé DCI-P3. Largement utilisé par Hollywood et les sociétés de télédiffusion, le DCI-P3 offre une plage de couleurs bien plus étendue que le Rec. 709. De plus, il est compatible avec de nombreux appareils et contenus.

Pour reproduire des scènes extrêmement lumineuses avec une grande fidélité, les écrans HDR utilisent une fonction de transfert de modulation (EOTF) dont le but est de fournir des images aussi proches de la vision humaine que possible. La plage de luminosité de la HDR est donc considérablement plus large que celle de la SDR. Par conséquent, la HDR produit des gradations de gris bien plus subtiles et des détails nets et précis dans les zones sombres comme très lumineuses.

Les spécifications habituellement utilisées pour la résolution d’un écran sont : 720p, 1080p, 2160p ou 4K. Ces chiffres indiquent le nombre de lignes horizontales sur l’écran et correspondent aux résolutions suivantes (y compris le nombre de pixels sur chaque ligne horizontale) :

•La résolution 1080p (Full HD) correspond à 1920 x 1080 lignes = 2 millions de pixels
•La résolution 1440p (Quad HD, QHD) correspond à 2560 x 1440 pixels = 3,6 millions de pixels
•La résolution 2160p (4K ou Ultra HD, UHD) correspond à 3840 x 2160 pixels = 8,3 millions de pixels

Ces résolutions supérieures offrent des images plus nettes et détaillées et sont idéales pour les écrans grand format qui affichent généralement des images floues et pixelisées lorsqu’ils reproduisent des contenus en faible résolution.

En plus d’offrir une résolution plus élevée, la HDR améliore également le rapport de contraste, c’est-à-dire la différence en termes de luminance entre les images les plus sombres et les plus lumineuses qu’un écran est capable d’afficher. Un rapport de contraste élevé fournit un plus grand niveau de détail entre les zones sombres et lumineuses les plus extrêmes. En augmentant le contraste, les écrans HDR offrent des blancs d’une clarté irréprochable, des noirs d’une grande profondeur et des couleurs vives et saturées. Les images HDR offrent un rendu saisissant de réalisme.

Conçue pour améliorer la luminosité, le contraste, les couleurs et les détails des écrans, la HDR est une technologie indépendante de la résolution des écrans. Tous les écrans dotés d’une résolution HD, FHD, QHD ou UHD sont compatibles avec la technologie HDR, mais uniquement s’ils sont conformes aux normes HDR.

La certification VESA DisplayHDR constitue la première méthodologie publique permettant de tester les capacités HDR des écrans. La certification VESA DisplayHDR permet de garantir aux consommateurs que les écrans certifiés sont entièrement compatibles avec cette technologie et qu’ils afficheront des contenus HDR avec une grande clarté, un contraste élevé, des noirs profonds et détaillés, et de riches tonalités de couleurs pour des jeux et vidéos au rendu incroyablement réaliste.

Pour en savoir plus sur les écrans HDR, veuillez consulter la page : https://displayhdr.org/performance-criteria/

Le format HDR 10 est une norme adoptée par la plupart des fabricants d'écrans, étant donné que de nombreuses grandes entreprises ont déjà mis en oeuvre le protocole HDR10. Définie par la Blu-Ray Disc Association, le HDMI Forum et la UHD Association, la HDR10 est le format permettant de prendre en charge les sources vidéo compressées en HDR. Le 27 août 2015, la CEA a défini la HDR10 comme le format permettant de prendre en charge les contenus HDR. Pour être compatibles avec la HDR, les écrans doivent pouvoir décoder les fichiers du format HDR10.

Les fichiers au format HDR 10 doivent remplir les critères ci-dessous pour être compatibles avec le format HDR :

1. EOTF (fonction de transfert de modulation) : SMPTE ST 2084
2. Sous-échantillonnage couleur : 4:2:2/4:2:0 (pour les sources vidéo compressées)
3. Profondeur de couleurs : 10 bits
4. Couleur primaire : ITU-R BT.2020
5. Métadonnées : SMPTE ST 2086, MaxFALL, MaxCLL

Le DisplayHDR version 1.0 met l’accent sur les affichages LCD et établit trois niveaux de performance système HDR pour faciliter l’adoption de la technologie HDR sur PC. DisplayHDR 400, DisplayHDR 600 et DisplayHDR 1000. Le format HDR 10 est un standard adopté par la majorité des marques d'écrans. Il s’agit du format qui prend en charge la transmission compressée de contenus vidéo HDR. Tous les écrans doivent prendre en charge le format standard HDR-10 pour afficher correctement du contenu HDR.