Quand les yeux se posent sur l’écran...
Lorsque vous achetez une télévision, un lecteur DVD, ou un caméscope, votre discussion avec le vendeur s’oriente souvent vers les facteurs en rapport de près ou de loin avec la résolution : les lignes, les pixels et ainsi de suite...Et aucun ne semble avoir de sens. A ce propos, j’ai tenté d’éclaircir ce sujet pour rendre plus compréhensible la nature de la résolution vidéo.
Les bases
Une image vidéo est décomposée en lignes horizontales, chaque ligne pouvant être considérée comme une succession de points. La lecture et la restitution d’une image s’effectue donc séquentiellement ligne par ligne comme un texte écrit : de gauche à droite puis de haut en bas. Ces lignes peuvent être affichées sur un écran de deux manières.
La première est de séparer les lignes en deux champs dans lesquels toutes les lignes impairs et paires vont s’afficher les unes après les autres, produisant une image. Ce procédé est appelé balayage entrelacé.
La deuxième méthode, utilisée pour l’enregistrement numérique vidéo de la TV, et pour les moniteurs d’ordinateurs, correspond à un balayage progressif. Au lieu d’afficher les lignes dans deux champs alternatifs, le balayage progressif affiche les lignes séquentiellement. Cela signifie que les lignes paires et impaires s’affichent en séquences numériques.
Vidéo analogique : NTS/PAL/SECAM
Il existe différents formats d’image vidéo, qui dépendent essentiellement de la fréquence de balayage vertical de l’image.
405 lignes 50 Hz (standard anglais abandonné) noir et blanc
525 lignes 60 Hz : résolution 4/3 utile = 640 x 480 (standard américain) couleur NTSC et PAL-N
625 lignes 50 Hz : résolution 4/3 utile = 768 x 576 (standard européen) couleur PAL, SECAM et NTSC-4.43
819 lignes 50 Hz : résolution 4/3 utile = 1024 x 768 (standard français abandonné) noir et blanc
On peut constater à ce point qu’il existe une différence entre le nombre de lignes composant l’image et le nombre de lignes affichées. Ceci représente une différence de 49 lignes en 50 Hz et de 45 lignes en 60 Hz. Ces lignes perdues sont nécessaires, elles représentent le temps nécessaire pour que le faisceau d’électrons balayant le tube cathodique puisse remonter du bas de l’image vers le haut. Ce problème technique n’existe pas avec les panneaux LCD et les dalles plasma, mais il est conservé pour assurer la compatibilité. Les lignes libres sont mises partiellement à profit : on y place les signaux du télétexte, du sous-titrage et aussi le time code des équipements vidéo professionnels.
Il faut distinguer deux fréquences de balayage de l’image :
Le balayage vertical, qui s’effectue de haut en bas et sert à composer l’image. Il s’effectue 50 ou 60 fois par seconde.
Le balayage horizontal, qui s’effectue de droite à gauche pour chaque ligne de l’image. La fréquence de balayage horizontal est donc égale à la fréquence verticale multipliée par le nombre de lignes et divisée par deux à cause de l’entrelacement.
Fh = Fv x N / 2
Ce qui donne les valeurs suivantes :
Fh(50Hz) = 50 x 625 / 2 = 15625 Hz
Fh(60Hz) = 60 x 525 / 2 = 15750 Hz
Ce résultat n’est pas du au hasard. Si les fréquences horizontales sont presque les mêmes en 50Hz et en 60 Hz, c’est que cela permet d’utiliser la même circuiterie de balayage horizontal, donc de réaliser des économies d’échelle.
Les différents formats vidéo avec une estimation de leur résolution horizontale :
VHS/VHS-C 220-240 lignes
BETA 250 lignes
8mm 250-280 lignes
SuperBETA 270-280 lignes
Diffusion de TV analogique 330 lignes
Câble analogique de TV 330 lignes
Câble standart numérique 330-500 lignes (dépend de l’origine de la source du signal et de la compression utilisée pour télécharger)
S-VHS/S-VHSC 400 lignes
DVD-R/-RW/+R/+RW 250-400 lignes (dépend du mode d’enregistrement et de la compression utilisée)
Disque laser 400-425 lignes
Hi8 380-440 lignes
Numérique 8 400-500 lignes
microDV 400-520 lignes
microMV 500 lignes
ED BETA 500 lignes
DVD commercial plus de 540 lignes.
Comme vous pouvez le constater, le niveau de détail que peuvent retranscrire les différentes sources vidéo sur un écran varient beaucoup.
Mais avec l’arrivée de la Haute Définition les choses évoluent ...
TV numérique (DTV) et télévision Haute Définiton (HDTV)
J’ai déjà exposé les bases de la résolution analogique vidéo. Cependant, avec l’émergence de la TV numérique et de la TV HD, la résolution vidéo est devenue confuse.
A la différence de la TV analogique, la totalité des lignes de l’image sont affichées avec la TV numérique et la TV HD et on parle alors de pixels et non de lignes.
La résolution standard des TV numériques
Les 3 systèmes de lignes à balayage verticales utilisés sur la TV numérique sont 480p (480 lignes en balayage vertical progressif), 720p (720 lignes en balayage vertical progressif) et 1080i (1.080 lignes en balayage entrelacée).
Basés sur le balayage vertical, la TV numérique est plus performante pour la finesse des détails de l’image que la TV analogique. Cependant, afin d’afficher les lignes en balayage réel, un écran vidéo doit être capable de reproduire tous les détails des programmes numériques et HD. De plus, la vrai HD est également dépendante d’un écran capable de restituer le format 16/9ème. Cependant, il existe aussi des écrans HD au format traditionnel 4/3e, et dans ce cas l’image 16/9e est affichée sous un format enveloppe, avec des bandes noires en haut et en bas de l’écran. Un autre facteur intervient dans le processus d’affichage de l’image numérique et c’est la taille de l’écran. Il est évident qu’un écran plasma de 50 pouces contient plus de points qu’une TV de 27 pouces.
HDTV vs EDTV
Donc, même si vous pouvez entrer une image 1080i sur votre TV HD, votre TV risque de ne peut ne pas avoir la capacité de reproduire tous les points sur ces lignes. Dans ce cas, le signal est souvent retraité (convertie en élévation de fréquence ou abaissé à la fréquence intermédiaire) pour être conforme au nombre et à la taille des points (pixels) sur l’écran. En haute résolution sur un écran 16/9e, une image de 1080i comporte 1920x1080 pixels.
Cependant, si votre écran n’est pas capable de reproduire le nombre total de pixels, l’image est retraitée pour s’adapter à la définition de l’écran. Donc, une image HD de 1920x1080 peut-être retraitée en 1366x768, 1280x960, 1024x768, 852x480... La perte relative de détails va alors dépendre de facteurs tels que la taille de l’écran et la distance de visionnage de l’écran.
En fait, lorsque vous achetez une télévision Haute-Définition, il n’est pas seulement important de savoir quels signaux vous pouvez lire (480p, 720p ou 1080i), mais il faut aussi se préoccuper de la résolution native de votre écran (et de sa capacité à retraiter l’image).
EDTV qu’est ce que c’est ?
Certaines télévisions doivent abaisser leur fréquence pour convertir le signal de la TV HD (tels que 720p ou 1080i) en 852x480 (480p) par exemple, ces télévisions s’appellent des EDTV (Enhanced Définition television). Souvent si vous regardez les publicité sur les « bonnes affaires » de TV plasma, par exemple, vous remarquerez qu’il s’agit le plus souvent d’EDTV et non de TVHD. Ce système peut accepter l’entrée du signal HD, mais doit abaisser sa fréquence en résolution pour les afficher sur l’écran (Compatible HD).
Exigences de résolution pour de la vrai Haute Définition
Comme dit précédemment, pour afficher une définition de 720p en 16/9 (720 lignes), il faut avoir un écran d’une résolution de 1280 x 720 (1280=720/9*16).
De la même manière, pour pouvoir afficher une définition de 1080i, il faut avoir une dalle de résolution 1920 x 1080.
C’est maintenant que cela se complique un peu. Il n’existe pas pour l’instant (où seulement dans les taille de 70 pouces) de dalle (Plasma ou LCD) ayant une telle résolution et on s’apercevra que d’avoir une telle résolution n’est pas forcément un avantage.
Si l’on prend le cas des dalles plasma actuelles, on trouve en gros les résolutions suivantes :
848x480, 1024x1024, 1280x720 et enfin 1366x768
Le Downscaling consiste à faire rentrer par un traitement numérique une image de TVHD 1080i par exemple (donc de résolution 1920x1080) sur un écran d’une résolution moindre.
A l’inverse le Upscaling consiste à faire rentrer une image d’une plus faible résolution sur un écran d’une résolution plus importante.
Prenons un cas précis (regarder un DVD de 720x576) et regardons le résultat :
> Sur une dalle de 1920x1080 de résolution cela consisterait à upscaler de manière importante (x5) chaque pixel du DVD, ce qui provoquerait une image floue, sans piqué.
> Sur une dalle de 1280x720 de résolution cela consisterait à upscaler chaque pixel (x 2,2) ce qui est un très bon compromis et ne poserait pas de problème d’image.
Sachant aussi que ces dalles 1280x720 correspondent exactement au format 720p, format qui semble d’ailleurs plus performant que le 1080i, sachant aussi qu’il vaut mieux downscaler une image HD plutôt qu’upscaler une image d’une résolution inférieure, on peut considérer qu’une résolution de 1280x720 est parfaite pour afficher un signal Haute Définition.
Ne soyez pas perplexe
Si vous êtes malgré tout dans la confusion, vous n’êtes pas les seuls. Rappelez-vous, que la résolution vidéo s’exprime en lignes ou en pixels. Comprenez le ainsi : Les VHS semblent bien sur une TV de 13 pouces, mais « minable » sur un grand écran.
En fait, la résolution n’est pas le seul facteur pour obtenir une image de TV irréprochable. Des facteurs comme la fidélité des couleurs, le taux de contraste, la luminance, l’angle maximum de visionnement, ou encore si l’image résulte de l’entrelacement ou du progressif, l’ensemble contribuent à la qualité de l’image.
Vous pouvez avoir une image détaillée, mais si les autres facteurs mentionnés ci-dessus ne sont pas suffisamment élevés, vous aurez une TV de mauvaise qualité.
Conclusion
En conclusion, cet article a été réalisé dans le but de donner une vue d’ensemble sur les principes basiques de la résolution vidéo. Il ne s’agit pas d’un exposé technique et détaillé, quelques points n’ont pas été évoqués.
Merci au site http://dvdhificinema.free.fr
