1944?:
Rene Barthelemy
met au point une haute definition de la television a
819 lignes
. Pendant les annees d'occupation, Barthelemy a atteint 1?015 et meme 1?042?lignes.
1948?: le standard d'emission en 819?lignes est adopte le
a la suite du decret Mitterrand?: image positive et modulation d'amplitude, les emissions commencent dans cette definition a la fin de 1949. La France envisageait a l'epoque de ne diffuser qu'une seule chaine sur le reseau
VHF
et l'immense bande passante (14?
MHz
) necessaire aux 819?lignes etait suffisante.
1949?: L'Angleterre, apres avoir choisi le 819 lignes francais
[
1
]
reste finalement sur le 405?lignes (4?
MHz
) afin de disposer de deux chaines.
L'immense majorite des autres pays europeens adoptent le
625 lignes
(7?
MHz
) (le
PAL
) version 50?
Hz
europeanise du
525 lignes
60?
Hz
americain.
Initialement, le
SECAM
de l'ingenieur
Henri de France
avait ete concu pour coloriser les 819?lignes, mais la bande passante necessaire etant considerable (14?
MHz
), il a choisi le
625 lignes
(8?
MHz
) pour la seconde chaine, et c'est elle qui sera la premiere a etre colorisee. Une des justifications de l'emission en 625?lignes, c'est la possibilite d'etre compatible avec les voisins europeens. Cette compatibilite est abandonnee au moment du lancement de la couleur, en choisissant le SECAM au detriment du
PAL
[
2
]
. Toutefois, la norme 819?lignes aura ete exploitee jusqu'en 1984, par la premiere chaine historique
ORTF
devenue
TF1
, et meme jusqu'en 1985, dans le sud de la France, par
TMC
.
La norme
CCIR
625 lignes
a permis de coloriser la television europeenne a moindre cout, a partir de 1965 (1967 en France). Des lors, cette definition de
625 lignes
est devenue la ≪?definition standard?≫ (ou SD) associee aux standards SECAM et
PAL
, la definition alternative etant le
525 lignes
, principalement associee au standard couleurs
NTSC
.
Apparue des la fin des
annees 1980
au
Japon
avec la norme analogique
MUSE
(en)
, la television HD a ete exploitee au debut des
annees 1990
, toujours en
analogique
, par la norme europeenne
HD Mac
au format image
16/9
et 1?250?lignes. Ces deux normes TVHD ont du etre exploitees exclusivement par satellite du fait de la grandeur de bande passante necessaire aux signaux. A la meme epoque, plusieurs marques, dont
Pioneer
,
Sony
et
Panasonic
, mettent sur le marche japonais des lecteurs
LaserDisc
≪?Hi Vision?≫. Dans la foulee, une centaine de programmes seront commercialises, dont 34?films?; les meilleurs resultats sont toutefois atteints par les documentaires directement filmes avec des cameras a haute definition, puis traites numeriquement pour etre adaptes a la norme
MUSE
. A la meme epoque, plusieurs magnetoscopes W-
VHS
sont egalement commercialises au Japon par
JVC
.
Avec l'arrivee des normes numeriques europeennes, puis internationales
Digital Video Broadcasting
et
MPEG
, les premieres experimentations de telediffusion HD numerique par satellite sont realisees en Europe, a partir de 1996. La norme
DVB
exploitant les formats
MPEG-2
est commercialement lancee par plusieurs ensembles de
chaines a peage
par satellite, a partir de 1996, mais en basse definition. Ce n'est qu'avec l'introduction de la
television numerique terrestre
, a la fin des
annees 2000
, au Japon, aux Etats-Unis puis en Europe, que le format
MPEG-4
, grace a de meilleures performances que le
MPEG-2
, a permis que la HD soit captee via une
antenne TV de type ≪?rateau?≫
.
Avantages et necessites d'evolution
modifier
Changer la definition des televiseurs, des supports video et des moyens de telediffusion engendre des surcouts, tant pour le consommateur que pour les diffuseurs et operateurs techniques. La Haute Definition apporte certaines ameliorations et avantages sur des plans distincts.
Les progres realises en matiere de compression numerique video et de techniques de retransmission permettent la telediffusion de chaines de television en haute definition et procurent au grand public une qualite d'image video tres superieure pour l'enregistrement, le stockage, le montage, et les effets speciaux.
Pour le grand public, les ecrans plats ont longtemps represente un cout eleve, pour n'afficher qu'une definition maximum reelle de 625?lignes. A partir de 2005, les ecrans portant le label
HD Ready
(label abandonne depuis) ont du obligatoirement offrir une definition minimale de 720?lignes, soit deux fois plus de points que la television standard (SD). Toutefois, ces televiseurs ne permettaient pas d'exploiter la pleine definition, sauf par l'adjonction a l'ecran d'une source TVHD externe (recepteur satellite HD,
xDSL TV HD
, camescope HD,?
etc.
).
Les ecrans au label
Full HD
(ou
1 080p
) affichent une definition maximale de 1?080?lignes (soit 1?920?×?1?080?pixels rapport 16/9), soit cinq fois plus de points que la television standard (SD).
Les technologies d'affichage HD 1080p concernent les
moniteurs informatiques
, les
televiseurs
, les
retroprojecteurs
et les
videoprojecteurs
?:
- Tube cathodique
ou CRT (technologie progressivement abandonnee), les plus grands ecrans pour le grand public font environ 32?pouces.
- DLP
/
DMD
retro et videoprojecteurs a trois
matrices de micro-miroirs
ou une matrice de micro-miroirs et une roue chromatique. (La technologie a une seule matrice tombe en desuetude, car la remanence retinienne provoque de desagreables effets d'arc en ciel chez certains usagers)
- LCD
, moniteurs anciennement privilegies pour les tailles inferieures a 40?pouces, leurs performances s'accroissent et sont depuis 2009 au grand public, de tailles superieures a celles des premieres generations de moniteurs au plasma. Un LCD de 65?pouces est commercialise a partir du
au Japon
[
3
]
. Un 70?pouces est commercialise en 2007
[
4
]
. L'ecran 65?pouces le plus fin commercialise en
mesure 3,1?
cm
d'epaisseur
[
5
]
. L'ecran 108?pouces est commercialise a partir de fin
a environ 66?400?euros
[
6
]
.
- Tri LCD
(retro et videoprojecteurs, la lumiere traverse trois panneaux?: rouge, bleu et vert)
- Plasma
progressivement abandonnee pour les petites tailles?: ces moniteurs sont essentiellement privilegies pour les tailles superieures a 40?pouces, moins couteux a taille equivalente aux ecrans LCD
[
7
]
,
[
8
]
, ils ont plus de
contraste
que les LCD, mais une image fixe trop longue abime l'ecran et consomme plus d'energie que l'ecran LCD. L'ecran 102?pouces est presente lors du
CES 2005
[
9
]
. L'ecran
3D
152?pouces d'environ 9?millions de
points
est presente lors du
CES 2010
[
10
]
.
- SED
/FED (technologie se rapprochant du CRT), de
Canon
et
Toshiba
(retro et videoprojecteurs, abandonnee).
- OLED
, le premier televiseur de Sony ≪?XEL-1?≫ fait 11?pouces
[
11
]
avec 960?×?540?
points
[
11
]
. Il a 3?
mm
d'epaisseur, a un taux de
contraste
de
1 000 000?: 1
[
11
]
. La production du modele ≪?XEL-1?≫ est stoppe depuis debut 2010. L'XEL-1 est commercialise a partir de
[
12
]
au Japon a environ 1?225?euros
[
12
]
, commercialise a partir de debut
aux
Etats-Unis
a 2?500?
dollars
[
13
]
, commercialise a partir de
a environ 4?000?euros en France
[
11
]
. Un 31?pouces
[
14
]
est presente debut
au
CeBIT
.
- SXRD
de Sony (retro et videoprojecteurs, la lumiere se reflete sur trois panneaux LCD, rouge, bleu et vert?; ils representent le haut de gamme de la videoprojection grand public).
- D-ILA
/
LCOS
de JVC (retro et videoprojecteurs, c'est une technologie proche de la precedente).
La valeur ≪?1 080?≫ represente le nombre reellement exploitable de lignes pour afficher une image video sur un ecran ou en projection. Le standard 1?125?lignes a ete ainsi adapte a la transmission
numerique
.
Chaque norme TVHD peut exploiter une variante d'affichage conforme aux standards video historiques analogiques?; le 50?
Hz
(conforme aux 25?images par seconde
PAL
ou Secam) et le 60?
Hz
(conforme aux 30?images par seconde
NTSC
).
Au debut des
annees 2010
, l'Europe s'oriente vers deux normes principales?:
- Definition 1?080?lignes de 1?920?points en affichage entrelace (
1 080i
)
- Definition 720?lignes de 1?280?points en affichage progressif (
720p
)
Les principaux formats d'image Haute Definition exploites dans le monde sont?:
Cependant un mode intermediaire a vu le jour sous l'impulsion des diffuseurs, il s'agit du format
1080i degrade
en
1 440 × 1 080
entrelace a 50?hertz.
Jusqu'en
,
TDF
emettait les programmes de la
TNT HD
dans ce mode. Depuis l'amelioration des techniques de compression (MPEG4) a permis de passer avantageusement au
1 920 × 1 080
en conservant la meme bande passante (trois chaines sur 8?
MHz
DVB-T ⇒ 24?
Mbit
).
La plupart des operateurs
ADSL
diffusent en 1.080i degrade pour permettre a un maximum d'utilisateurs d'acceder a la tres haute definition.
Les autres diffuseurs europeens (et
Numericable
en
France
) ne pratiquent pas (ou rarement) cette amputation de pres de 518?000?pixels (
480 × 1 080
) et la difference de qualite avec le standard HD peut s'apprecier notablement sur des tailles superieures ou egales a un metre de diagonale car elle conduit a la formation de points rectangulaires que le televiseur doit mettre a l'echelle (extrapolation) pour retrouver les points carres de la norme
1 920 × 1 080
. Ceci conduit aussi a accentuer les phenomenes de saccades dans les mouvements ou l'apparition de trainages en plus de la perte de definition souvent accentuee par la presence de filtres avant la compression/diffusion ou mis en service par defaut sur les televiseurs.
En 2010, au
CES
de
Las Vegas
, les premiers ecrans et videoprojecteurs Tres Haute Definition (2K) font leur apparition dans les salons d’electronique, cette definition etait jusque-la reservee au cinema
[
15
]
. Les premiers televiseur Quad HD
stereoscopique
sortent en Europe en
, avec notamment un ecran Toshiba qui coute alors 8?000?euros
[
16
]
.
A l'automne 2011, le processeur
Samsung
Exynos
5250
(
architecture ARM
Cortex A15) a destination des tablettes, sorti en echantillon pour les developpeurs et qui devrait sortir en masse dans la premiere moitie de 2012, permet de convertir en QFHD (4K2K) a 30?images par seconde
[
17
]
. Le processeur video
CedarX
d'
AllWinner Technology
permettent egalement de decoder ce format, ainsi que le
MT5396
de
MediaTek
, permettant de le decoder a 120?
Hz
.
- FHD
(
Full High Definition
), nomme abusivement 2K, a 1 920 × 1 080p, au rapport large 16/9. C'est 1,78?fois plus de
pixels
que la
Haute Definition
(norme numerique TV H.D. a 1 280 × 720p, proche du 1K ⅓).
- UWFHD
(
UltraWide
Full High Definition
) a 2 560 × 1 080p. Les anglophones utilisent le terme ≪?
Wide
?≫ signifiant ≪?Large?≫ pour elargir le rapport ≪?large 16/9?≫ (1,78:1) au rapport ≪?panoramique 21/9?≫ (2,33:1).
- QHD
(
Quad High Definition
), nomme a tort 4K, a 2 560 × 1 440p 16/9. C'est quatre fois plus de
pixels
(d'ou l'appellation Quadruple) que la norme numerique TV H.D. a 1 280 × 720p.
- UWQHD
(
UltraWide Quad High Definition
) a 3 440 × 1 440p. Rapport panoramique 21/9. ≪?uuwQHD?≫ a 5 120 × 1 440, rapport 32/9.
- UHD
ou UHD-1 (Ultra Haute Definition) nomme abusivement
4K
, a 3?840?×?2?160?
pixels
, 16/9. C'est 4 fois plus de pixels que la Tres Haute Definition 1080p (proche du Cinema 2K a 2 048 × 1 080).
- UWUHD
(
UltraWide Ultra
Haute Definition) ou WUHD a 5 040 × 2 160p. Rapport panoramique 21/9. ≪?
5K
uw?≫ a 5 120 × 2 160, rapport 64/27.
- FUHD
ou UHD-2 (
Full Ultra
Haute Definition) nomme abusivement
8K
, a 7 680 × 4 320p 16/9. C'est quatre fois plus de pixels que l'Ultra Haute Definition 2160p (proche du Cinema 4K a 4 096 × 2 160).
- UWFUHD
(
UltraWide Full Ultra
Haute Definition) ou WFUHD a 10 080 × 4 320p. Rapport panoramique 21/9.
- HHD
ou UHD-3 (Hyper Haute Definition) nomme abusivement
16K
, a 15 360 × 8 640p 16/9. C'est quatre fois plus de pixels que l'UHD-2 a 4 320p (proche du Cinema 8K a 8 192 × 4 320).
Remarque?: Dans les
annees 1950
, le rapport ≪?carre?≫ de reference de la TV Analogique est 4/3 (1,33:1). Pour des raisons de concurrence, la salle de cinema a alors projete au rapport large de 5/3 (1,67:1) et au rapport panoramique de 2,39:1 (procede anamorphique d'
Henri Chretien
). Pour combler l'ecart, au debut des
annees 2010
, le rapport large de reference de la TV Numerique est (4/3)² soit 16/9 (1,78:1)
Wide
. Un nouveau rapport de reference de la TV est apparu a la fin des
annees 2010
, le panoramique (4 + 3)/3 = 7/3 = 21/9 (2,33:1)
UltraWide
. Ces moniteurs panoramiques etant generalement de plus de 34″ de diagonale (resolution de 109?
points/pouce
), ils sont legerement incurves afin de diminuer l'ecart entre la distance du centre aux yeux et la distance des coins aux yeux. Des moniteurs incurves de 49″ sont aussi commercialises en QHD double 16/9 a 5120 × 1440p, rapport 32/9.
En considerant que le
pouvoir separateur
de l'œil est de une
minute d'arc
(
0
°
01′), la distance ideale pour regarder un
televiseur
classique 4/3 (576?lignes et 720?pixels par ligne) est d'environ quatre fois la diagonale de l'ecran (soit une distance de 2?metres pour un
televiseur
de 50?centimetres de diagonale)?; pour un 16/9, la distance ideale est d'environ trois fois la diagonale.
En 2009, de nombreux televiseurs pour le grand public depassent le metre de diagonale. La surface d'affichage plus importante par rapport au
tube cathodique
s'accompagne d'une hausse du nombre de
points
afin de percevoir une image de qualite.
La
resolution
d'un ecran 1?920?×?1?080?
px
de 69?
pouces
est la meme qu'un ecran 768?×?576?
px
de 30?pouces.
- Depuis
,
Canal+
diffuse un programme demo HD qui est devenu une offre reguliere depuis 2006.
- Depuis debut 2006,
TPS
diffuse des programmes HD sur les chaines TPS
Star
(en permanence), TF1 et
M6
(ponctuellement).
- L'operateur de satellites
Astra
diffuse aussi un canal de demonstration HD.
- Le satellite
Hot-Bird
diffuse un programme test du HD Forum, consortium de firmes autour du concept HD.
- La
TNT HD
emet onze chaines en haute-definition (dont une semi-gratuite) depuis le
, dont les cinq premieres lancees le
.
- Depuis
, la TNT HD se generalise a la norme MPEG4 qui permet de diffuser une grande majorite des chaines existantes en HD. Cependant le manque de frequences et la norme de diffusion ne permettent pas d'exploiter la haute definition avec des debits dignes de la certification HD.
Sur internet en 2009, se trouvent de nombreux petits films, des bandes annonces, au format
MPEG-4
ou aux formats derives?:
DivX
, ou
Windows Media Video HD
. La compression elevee de ces formats permet d'obtenir de la video de qualite moyenne. Les videos
1 280 × 720
ont en
sur
YouTube
un debit moyen de 2,11?
Mbit/s
a 2,25. En
, les videos ≪?1080p?≫ sur YouTube ont un debit moyen de 3,5?
Mbit/s
a 4,2 Mbit/s.
En 2009,
SFR
diffuse quelques
chaines
en 1?280?×?720?pixels par internet a l'aide d'un
decodeur
TV
. La qualite est bonne grace a une compression moyenne. En effet, le debit du
1 280 × 720
est de 6,1?
Mbit/s
[
18
]
. Le debit standard du
MPEG-2
utilise pour les
DVD
(
768 × 576
) est de 5,22?
Mbit/s
soit 120?minutes pour 4,70?
Go
.
Le
Blu-ray
a la vitesse ≪?1×?≫ a un debit de 36?
Mbit/s
[
19
]
, ce qui permet d'obtenir une tres bonne qualite en 1?920?×?1?080?pixels.
Les pellicules cinematographiques comme le
format 35?
mm
ou
70?
mm
, quand elles sont scannees en numerique, peuvent donner selon leurs etats un ≪?equivalent?≫ de definition 2K, 4K, voire plus
[
20
]
.
Ce qui fait que les videos ayant ete enregistrees dans ce format c'est-a-dire la plupart des films de cinema du
XX
e
?siecle mais aussi certaines series TV, des documentaires, des concerts, spectacles,?
etc.
ont indirectement ete enregistres dans des hautes definitions.
Les dalles 1 920 × 1 080 pixels furent appelees un temps
Full HD
et ont la compatibilite 1080p des lors par simplification marketing le 1080p fut appele
Full HD
.
1080~50i, 1080?25p/50p et 720?50p/25p delivrent de 103 a 24 millions de points par seconde?:
- 1 920 × 1 080 × 50 ? 103?000?000?points par seconde?;
- 1 920 × 1 080 × 25 = 51?840?000?points par seconde?;
- 1 920 × 540 × 50 = 51?840?000?points par seconde?;
- 1 280 × 720 × 50 = 46?080?000?points par seconde?;
- 1 280 × 720 × 25 = 23?040?000?points par seconde.
Les dalles LCD/Plasma n'ont qu'une restitution progressive?; quel que soit le signal, elles vont afficher du P, en 1 920 × 1 080 pour les
Full HD
et en
1366 × 768
(ou autre) pour les dalles
HD Ready
.
Il y a cinq fois plus de points par seconde qu'en SD
PAL
720 × 288 × 50
= 10?368?000?pixels par seconde. Tous ces modes sont donc vraiment HD. Les termes
HD Ready
et
Full HD
concernent donc les ecrans et non pas les differentes definitions HD.
Le 1 080 / 50i est le plus polyvalent de tous les modes HD, tous ont leurs raisons d'exister?:
|
Definition
|
Mode
|
Fluidite
|
Stabilite
|
1 080 / 50i
|
haute
|
entrelace
|
haute
|
moyenne
|
1 080 / 24p
|
haute
|
progressif
|
moyenne
|
haute
|
720 / 50p
|
moyenne
|
progressif
|
haute
|
haute
|
Dans le cas d'une image en provenance d'une source progressive telle que le cinema soit 24 images par seconde
modifier
Le film est legerement accelere pour passer de 24?a 25?images par seconde (un film cinema de
2?
h
durera
1?
h
?56
). On appelle ca un
Telecinema
2:2
pulldown
.
Dans le cas d'une diffusion en 1 080i (ou 1 080 50i), chaque image est coupee en deux parties (entrelacees). Puis, chacune de ces demi-images est envoyee tous les 1/50 de seconde?; le televiseur va attendre que les deux parties de l'image arrivent puis va reconstituer l'image. Dans ce cas precis le resultat sur une dalle LCD /
plasma
du 1.080i50 est strictement identique au 1 080p25. On appelle cela du PsF (1.080PsF).
Cependant, il n'y a pas que la frequence et la definition a prendre en compte, mais egalement la
compression de donnees
. Ainsi, un film de cinema converti sur
Blu-ray
(BD) en 1 080p24 est bien superieur en qualite a sa diffusion en
TNT HD
, parce que cette derniere (utilisant le meme
codec
que le BD) utilise un
codage
avec un debit de 8?
Mb/s
par exemple en France, a comparer aux 23?
Mb/s
[
24
]
standard du BD (voire 40?
Mb/s
sur certains disques). De plus sur Blu-ray, contrairement a de la TVHD, la conversion n'est pas a effectuer en temps reel et les techniciens peuvent affiner la compression plan par plan.
Conclusion?: le 1 080p est dans ce cas superieur au 1 080i du fait d'une moindre compression sur le support qui l'emploie (
BD
/
HD DVD
vs
TNT HD
, cable, satellite). Neanmoins, du 1 080i code au meme
bitrate
aurait les memes resultats visuels. C'est un raccourci
marketing
visant a faire comprendre que le Blu-ray a une image reellement superieure a la TNT HD.
Le 1 080 / 60i?:
En zone
NTSC
tout est bien plus complexe, on applique un
Telecinema
2:3
pulldown
. On a 23,976?images par seconde dont
2 / 5
sont composees de
trames
d'images differentes.
Par exemple, pour quatre images cinema consecutives (numerotees de 1 a 4), sera transmise une sequence de ce type?:
- 1i - 1p - 2i - 2p - 2i - 3p - 3i - 4p - 4i - 4p
Si l'on regroupe chaque couple trame impaire / trame paire, nous obtenons cinq images entrelacees?:
- (1i-1p) (2i-2p) (2i-3p) (3i-4p) (4i-4p)
Trois trames representent des images, les deux autres representent deux moities d'image differentes ce qui devrait poser un probleme sur les
LCD
a affichage progressif. Neanmoins la plupart sont capables d'extraire les quatre images originales de cette serie d'images et de les restituer alors a la cadence de 23,976?images par seconde tres proches de la cadence cinema.
Dans le cas d'une image necessitant une plus grande fluidite (jeux video, sport…)
modifier
Les 50?images par seconde
1920 × 540
(1920 points, 540 lignes d'une demi image?; 50 trames ou 25 images) ou
1280 × 720
vont etre redimensionnees pour donner du
1920 × 1080
sur une dalle
Full HD
(1366 × 768
sur une dalle
HD Ready
). Les meilleurs televiseurs vont se servir des images precedentes et suivantes pour fournir du detail supplementaire. Les moins bons televiseurs vont simplement redimensionner image par image (n'ajoutant alors pas de detail).
Au niveau de la fluidite, on a 50?images par seconde (ce qui est important en cas notamment de retransmission sportive).
Dans ce cas la d'ailleurs, le 720 / 50p donne de meilleurs resultats visuels ne subissant pas d'
artefact
de desentrelacement.
Une source 1080 / 50p aurait une definition deux fois plus elevee que le 1080 / 50i. Ce format est depuis la mise a jour de l'
AVCHD
disponible sur de nombreux camescopes et appareil photos grand public, et le
Blu-ray
desormais capable de le supporter.