Et si des sources Ultra HD HDR révélaient le plein potentiel de vos TV 1080p (SDR) ?

Publié le par la Rédaction



La lecture de disques Ultra HD Blu-ray présente-t-elle un intérêt quelconque pour les utilisateurs ne disposant que d'un diffuseur 1080p standard ?

Cette question peut paraître surprenante. Le format Ultra HD Blu-ray ne semble destiné qu'aux détenteurs de téléviseurs 4K HDR de dernière génération. Et pourtant ! On vous invite dès aujourd'hui à réaliser l'expérience suivante : visionnez une source Ultra HD HDR sur votre moniteur ou téléviseur 1080p. Vous pourriez bien être surpris du résultat !

Les faits que nous allons relater aujourd'hui s'appuient sur une interprétation de données techniques et d'une expérience concrète. Tentez vous-même le test !

Oubliez les polémiques !

Faites table rase des différentes polémiques au sujet de l'intérêt relatif des disques Ultra HD Blu-ray qui seraient pour la plupart issus de simples upscaling 2K -> 4K. Retenez plutôt que le format Ultra HD Blu-ray constitue un support de bien meilleure qualité que le format Blu-ray sur des films masterisés de façon équivalente. Donc y compris sur des films masterisés en 2K. Nos arguments sont nombreux et reposent sur une compréhension des différentes spécificités du nouveau format Ultra HD Blu-ray.

Pourquoi l'Ultra HD Blu-ray constitue une source de meilleure qualité que le Blu-ray, y compris sur des sources finalisées en 2K ?


C'est un fait que l'on peut renier ! Nombreuses sont aujourd'hui les éditions Ultra HD Blu-ray qui n'ont pas été masterisées en résolution 4K mais en 2K. Ces éditions sont pourtant labellisées 4K. De quoi alimenter la confusion et les polémiques. Par contre, même dans le cas d'une édition Ultra HD Blu-ray issue d'un film masterisé en 2K, les gains apportés par le nouveau format restent à nos yeux significatifs. Tout simplement en raison du fait qu'un flux vidéo UHD (4.2.0 / HEVC) issu d'un disque Ultra HD Blu-ray tiré d'un master DCI 2K reste en théorie pleinement supérieur au flux vidéo compressé 1080p (4.2.0 / H.264) du disque Blu-ray équivalent.

1. Échantillonnage couleurs, résolution chroma, compression :

Le 2K (avec échantillonnage couleurs 4.4.4) d'un master DCI doit être distingué d'une vidéo compressée en H.264 Full-HD (4.2.0) telle qu'on pourrait la retrouver sur nos disques Blu-ray. Non seulement la résolution d'image n'est pas totalement équivalente : 2048 x 1080 pixels vs 1920 x 1080 pixels. Mais les signaux "Cb" "Cr" de chrominance ne sont pas absolument pas encodés de la même manière. Sur nos Blu-ray Disc, ces signaux sont encodés dans une demi résolution verticale et horizontale soit en 960 x 540 pixels seulement. Nos Blu-ray actuels ne présentent donc pas du 1080p (complet). Seul le signal de luminance “Y” est réellement encodé en résolution 1920 x 1080 pixels. Le 2K professionnel dispose d'environ 2 fois plus de résolution native que le format Blu-ray.

Les vidéos Ultra HD 4:2:0 (3840 x 2160 pixels) du nouveau format Ultra HD Blu-ray disposent donc de signaux "Cb" "Cr" de chrominance encodés en 1920 x 1080 pixels. Soit très proches des signaux "CB" "CR" d'un master 2K professionnel. Un disque Ultra HD Blu-ray (issu d'un master en 2K) propose ainsi 12 millions de sous-pixels supplémentaires par rapport à un Blu-ray traditionnel du même master. Le master d'origine 2K subit en supplément une forte compression lors du pressage du Blu-ray. La qualité du résultat reste assez loin de l'original master 2K.

2. La conversion 2K (4.4.4) -> UHD (4.2.0) n'est pas un simple upscaling fait maison

Si l'on parle d'upscaling dans la chaîne de production professionnelle pour un film Ultra HD Blu-ray issu d'un master 2K, le procédé mis en place n'a rien d'un simple upscaling fait maison tel que vous pourriez le réaliser chez vous avec un disque Blu-ray. Sur un plan théorique, pour générer un flux Ultra HD (4.2.0) depuis un master 2K, seul en effet le signal de luminance “Y” est en théorie upsamplé (2048 -> 3840). La résolution chroma reste identique.

Le procédé ne s'apparente pas à un upscaling basique. Il est maîtrisé dans le secteur de la post-production d'autant plus qu'il est réalisé depuis des sources de nature professionnelle autorisant multiples manipulations d'image : des flux vidéo RAW (sans aucune perte de compression) ou Log offrant une gamme dynamique étendue de 14 à 15 diaphragmes, le tout compressé à des débits très élevés depuis des codecs intermédiaires tels que le ProRes. Des sources d'une qualité bien au-delà supérieure des normes de compression de nos disques Blu-ray sur la base desquels vous pourriez réaliser votre upscaling Full-HD -> UHD.

Si une bonne proportion de films proposés actuellement en Ultra HD Blu-ray n'ont été masterisés qu'en résolution 2K, cela ne suffit pas pour affirmer que l'Ultra HD Blu-ray n'a aucun intérêt pour ces mêmes films. D'autant que s'ajoute le HDR !

3. Les avantages du HDR :

Sachez que les metteurs en scène réalisent du HDR sans le savoir depuis de nombreuses années. Ils filment effectivement des hautes et des basses lumières en RAW ou en Log avec une gamme dynamique étendue. Depuis fort longtemps, les caméras sont capables de capturer un très large panel d’information de luminance. Mais cette gamme se retrouvait restreinte lors de l'étalonnage en post-production, moment au cours duquel toute cette gamme de contrastes se retrouvait réduite à une portion limitée : celle des tubes de la SDR (BT.709). Le nouvel étalonnage supervisé pour les supports HDR permet de révéler une image plus pleine, plus entière, plus proche de celle filmée avec une gamme de couleurs naturellement plus riche, surtout dans les hautes et basses lumières. La perception de détails s'en trouve ainsi amplifiée. On souligne donc ici l'importance de l'étalonnage couleurs supervisé pour le HDR. Les remasterisations en HDR des anciens films sont possibles dans la mesure où il sera possible de repartir sur du matériel source ou intermédiaire de qualité.

4. D'autres avantages évidents

Et à tout cela s'ajoutent d'autres arguments simples :

- la qualité de compression supérieure à l'aide du format HEVC et du débit moyen bien plus important
- la résolution couleurs 10-bit
- l'utilisation de l'espace colorimétrique (BT.2020)

En d'autres termes, le format Ultra HD Blu-ray constitue une source en tout point supérieure sur le papier au Blu-ray y compris sur la plupart des films masterisés en 2K. On ne peut renier ce fait !

La pratique sur des téléviseurs Full-HD ?


1 . Que se passe-t-il si l'on assure la lecture d'un flux Ultra HD HDR sur un téléviseur 1080p standard ?

Le résultat variera selon chaque configuration.

On procède dans un premier temps au downsampling vidéo du flux Ultra HD 4.2.0 en Full-HD (4.4.4). Ce downsampling offre, sur un seul plan théorique, un résultat supérieur à la lecture d'un flux 1080p (4.2.0) issu d'un disque Blu-ray. Les raisons sont simples. Le downsampling d’un signal UHD 4:2:0 vers du Full-HD permet d'obtenir un signal 1080p 4:4:4 complet par interpolation entre les pixels adjacents. Soit une vidéo Full-HD plus proche du master 2K professionnel d'origine.

Autrement dit, un signal vidéo UHD en 4:2:0 donne du Full HD 4:4:4 après downscaling avec préservation intégrale de la résolution chroma. Ce qui n'est pas le cas en lecture Blu-ray conventionnelle.

A cela s'ajoute la conversion HDR -> SDR ou Tone Mapping. La performance du « tone mapping » devra être la meilleure possible si on souhaite utiliser son diffuseur SDR avec une platine 4K UHD HDR. Sur ce point, toutes les platines ne sont pas à priori pas équivalentes. Tout dépendra de la qualité de l'algorythme utilisé.

Reste donc à répondre à la question suivante : si votre budget ne vous permet pas de vous offrir un nouveau téléviseur 4K HDR, offrir des sources d'une meilleure qualité que le Blu-ray à votre téléviseur Full-HD apporte-t-il des gains suffisamment significatifs pour investir dans un nouveau lecteur ? La question peut-être formulée de manière diférente : la mise à jour de vos sources vidéo peut-elle redonner un coup de fouet à votre téléviseur 1080p ?

2. Et si ce n’était pas les TV Full-HD qu’il fallait mettre à jour mais les sources ?

La réponse à cette question dépendra du diffuseur de chacun, du lecteur employé et de votre acuité visuelle. A vous de vous faire votre expérience ! Mais faites l'expérience avant de juger de l'intérêt de cette association. C'est pour cette raison que l'on vous invite vivement à tester la lecture de flux UHD HDR sur votre téléviseur, même s'il s'agit d'un modèle 1080p. Nos résultats internes nous ont confirmé une intuition ancienne : le downsampling UHD 4.2.0 -> Full-HD 4.4.4 couplé à la conversion HDR / SDR peut réellement transformer l’image ainsi que la perception de contraste de votre téléviseur 1080p.

Comment tester ?

Quelques screenshots 1080p après downscaling et conversion HDR-SDR de samples UHD HDR (BT2020) sous MPC-HC...

 

Vous n'êtes pas dans l'obligation d'acquérir un lecteur Ultra HD Blu-ray pour ce test. Utilisez votre PC à l'aide de démos techniques et autres samples en qualité UHD BT.2020 qu'il est facilement possible de dénicher sur le web. L'excellent site http://demo-uhd3d.com propose en téléchargement plusieurs vidéos UHD HDR (BT.2020). D'autres samples BT.2020 sont également disponibles ici : http://hdrsamples.com. Une recherche approfondie sur Google vous permettra de dénicher d'autres samples.

Utilisez alors le lecteur MPC HC avec le moteur de rendu MAD-VR qui inclut une fonctionnalité de conversion HDR-SDR paramétrable en fonction du pic de luminosité que votre écran peut atteindre. Des ajustements sont à prévoir sur ce champ. Effectuez par exemple un test avec la démo Samsung HDR Wonderland (HDR 1000) ou Chasing The Light. Ces vidéos même rapportées sur un écran 1080p sont bluffantes. Les extraits d'Exodus ou de Life of Pi, dont le master intermédiaire a été supervisé en 2K, méritent aussi toute votre attention.

Comment traduire les résultats ? La gamme de couleurs vous semblera plus riche, surtout dans les hautes et basses lumières. Les dégradés pourront vous paraître plus précis, même dans les teintes sombres. La perception accentuée du contraste permettra de révéler des détails plus fins malgré une résolution (Full-HD) inchangée. Les nuances de couleur sont également bien mieux restituées. Une redécouverte claire et nette des capacités de votre écran Full-HD ! De quoi vous faire une idée du réél potentiel de vos diffuseurs 1080p. Ou pas ?

NB : On attire votre attention sur le fait que jamais nous ne déclarons qu'il est légitime d'employer des master 2K sur ces nouvelles éditions Ultra HD Blu-ray (labellisés 4K). Ni même qu'il n'est pas indispensable d'acquérir un nouveau téléviseur pour profiter pleinement des capacités de ce nouveau format. Nous souhaitions simplement préciser que la qualité de la source qui alimente vos diffuseurs est d'une importance primordiale. Des sources Ultra HD HDR peuvent apporter un gain de qualité visible sur des téléviseurs 1080p standard comparativement aux éditions Blu-ray équivalentes, y compris depuis des films masterisés en 2K. En attendant bien sûr que les masters 4K se généralisent et que vous investissiez dans un nouvel écran.

N'hésitez pas à réagir et à témoigner de votre expérience.