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UltraHD et 4K

Toujours plus de pixels

 

30 avril 2013 par Antoine Désir

 

Ultra-HD
La haute définition (HD) est maintenant entrée dans une phase de maturité : presque tout le matériel vidéo vendu est en HD et les standards sont consolidés (AVCHD, TV Full HD, 50p). Pour les fabricants, les professionnels et les enthousiastes, il est temps de passer à la suite. C'est le cinéma, dans sa course à la numérisation, qui a lancé la vague du 4K. Et voilà qu'arrive le UltraHD !

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Définitions

 


taille vidéo 4K

Le cinéma numérique avait commencé avec le 2K, soit 2048 points de large. Le nombre de lignes dépend ensuite de la proportion de l'image (par exemple, 872 lignes en 2,35:1). Mais cette définition était trop faible pour les très grands écrans de cinéma, et surtout trop proche de la HD grand public. Le cinéma numérique se standardise donc autour du 4K, soit 4096 points de large. Ce qui donne une nombre de lignes enviable, même dans les formats les plus larges.


Le grand public, lui, ne se soucie guère de modifier la proportion d'image selon les besoins artistiques, il a besoin d'une définition fixe, qui est actuellement le 16/9 (1,77:1). Et puisque le 4K double la largeur du 2K, faisons pareil : la HD devient UltraHD par doublage du nombre de points en largeur. Pour respecter la proportion et rester en pixels carrés, le nombre de lignes double aussi. L'UltraHD a donc une définition fixe de 3840 x 2160 points. C'est exactement 4 images HD juxtaposées. D’où le terme Quad HD (aujourd'hui quasi abandonné) que l'on a pu trouver pendant la gestation de l'UltraHD. En revanche on trouve l'abréviation UHD.


Le 4K et l'UltraHD sont donc proches, mais pas identiques : 4096 points de large et un nombre de lignes adapté pour respecter le format pour le 4K, 3840 x 2160 pixels carrés exactement pour l'UltraHD.


Cette différence est sans importance pour le grand public ou l'amateur, dont les appareils seront au standard UltraHD. Le professionnel connaît déjà les subtilités de définition du 4K.


4K
 

 



(UltraHD et 4K)

Débit

Que ce soit en 4K ou en UltraHD, le débit d'image sera un problème. Beaucoup de systèmes sont actuellement incapables de véhiculer une image Full HD de bonne qualité, que ce soit via les ondes terrestres ou les réseaux internet. Alors comment faire pour véhiculer 4 fois plus de pixels ? Deux méthodes non exclusives :


- compresser plus. C'est le rôle du codec H.265, le successeur de l'incontournable H.264. L'objectif est de compresser deux fois plus sans perte de qualité, en utilisant la puissance toujours plus grande des processeurs et de nouveaux algorithmes de compression. Après l'Advanced Video Coding (AVC, nom marketing du H.264), voici donc le High Efficiency Video Coding (HEVC, nom marketing du H.265).


HEVC

- augmenter le débit. Si la qualité d'image est prioritaire, il faudra multiplier par 4 le débit pour ne pas compresser plus. En associant le nouveau codec, le débit devra être multiplié par deux, ce qui sera la solution retenue en diffusion grand public.



(UltraHD et 4K)

Captation

Comme souvent, les premier appareils aptes à travailler en définition supérieure sont ceux qui captent les images. Le cinéma numérique ayant eu besoin de caméras il y a déjà plusieurs années, les fabricants ont quelques modèles et leurs accessoires au catalogue. On peut bien sûr citer RED (Epic, Scarlet, One), Sony (F5, F65), Arri (Alexa) et Canon (EOS C500, EOS-1D C) qui ont déjà des appareils en vente. JVC a une place particulière dans ce concert avec son caméscope HMQ10, le plus compact des caméscopes UltraHD. Panasonic et BlackMagic sont en cours de finalisation de leur premier modèle 4K.


4H ou ultra HD

Par contre, on ne se laissera pas attraper par l'argumentaire 4K de GoPro, puisque la Hero3 Black n'est pas capable de capter plus de 15 images par seconde en UltraHD. Or la vidéo exige une fréquence minimale de 24 images par seconde pour être fluide. A 15 ips, ce sont des photos en rafale...



(UltraHD et 4K)

Montage

Le passage de la HD à l'UltraHD est bien plus facile que celui à la 3D. Il "suffit" de quadrupler la mémoire et la puissance, le stockage et les débits... Concrètement, la plupart des logiciels professionnels, comme Premiere et Final Cut Pro acceptent le 4K depuis un certain nombre de versions, grâce à l'avance qu'avait pris RED et ses partenaires. Même des logiciels grand public comme Power Director 11 ou VideoStudio X6 le font maintenant. Mais attention : ce n'est pas parce que le couple logiciel-ordinateur est très à son aise en HD qu'il est capable de monter de façon fluide l'UltraHD. En 2013, les montages directement en UltraHD sont réservés aux stations de travail professionnelles.


FCP6
Comme lors de l'avènement de la HD, une solution proxy est adaptée : le montage se fait sur la base d'images plus petites (en HD) puis la finalisation reprend les images en UltraHD d'origine pour sortir la version à diffuser.


(UltraHD et 4K)

Diffusion

Pour le 4K, c'est facile : direction la salle de cinéma. Les salles les mieux équipées ont des projecteurs numériques 4K et de quoi les alimenter avec un débit élevé.


Pour l'UltraHD, on voit apparaître les premiers téléviseurs, dont seuls quelques modèles coûtent moins de 10 000 euros en 2013. Des vidéoprojecteurs comme le Sony VPL-VW1000 ES sont aussi proposés (à des prix très élevés, autour de 20.000 €) et c'est plutôt de ce côté qu'il faut regarder actuellement. Pourquoi ?


Parce que pour profiter d'une image UltraHD, pour une vidéo, il faut qu'elle soit grande, très grande. Disons au moins 1 m de large ou 50" de diagonale. Les téléviseurs de taille plus raisonnable ne permettront pas forcément à l'oeil humain de distinguer la finesse des images UltraHD. Sauf si elles sont fixes, bien sûr.


diffusion 4K
Mais c'est encore par l'informatique que va arriver rapidement l'UltraHD. On en est déjà pas très loin avec les écrans "Retina" de certains ordinateurs portables, dont les écrans ne sont pourtant pas si grand (15"). Dès que les écrans informatiques fixes seront touchés par la vague de la haute résolution, l'UltraHD arrivera sur les bureaux.


(UltraHD et 4K)

Conclusion

UltraHD
L'UltraHD arrivera-t-elle à s'imposer pour relancer la consommation des appareils vidéo ? La 3D, précédemment chargée de cette relance, a visiblement du mal à convaincre, alors que c'est une évolution bien plus importante qu'une "simple" augmentation de définition. Peut-être justement que cette petite étape sera plus facile à franchir pour le grand public. Pour les professionnels, il devront assez rapidement se mettre à capter en 4K pour produire des images qui garderont tout leur intérêt dans la prochaine décennie.


(UltraHD et 4K)

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