HDMI 2.0a et HDR

Le HDMI forum a annoncé début avril 2015 une mise à jour de sa spécification HDMI dans une version 2.0a qui ajoute la prise en charge des metadata HDR. L’annonce officielle en anglais est disponible sur le site hdmi.org.

Quel est l’impact de cette nouvelle version de norme HDMI pour l’utilisateur ? Que se cache-t-il derrière les termes ‘metadata HDR’ ? C’est ce que je vais tenter de déchiffrer au travers de cet article.

Définitions

Les termes « metadata HDR» sont précisément définis par le Consumer Electronic Associations (CEA) dans la norme CEA-861.3.

HDR est l’acronyme anglais pour ‘High Display Range’ et il est utilisé pour désigner un diffuseur (TV, vidéo projecteur, écran d’ordinateur, etc.) dont les capacités au regard de sa luminance (i.e. de sa plage dynamique, du plus sombre au plus lumineux) est supérieure aux diffuseurs standards que nous connaissons aujourd’hui. Par opposition à HDR, la presse spécialisée anglo-saxonne utilise l’acronyme SDR (Standard Display Range) pour parler des diffuseurs vendus jusqu’à présent et qui possèdent donc une plage de luminance dite standard.

Les metadata ou « métadonnées en français » sont des informations numériques qui permettent de caractériser les signaux vidéo et audio échangés entre les équipements HDMI. Dans le cadre de la fonctionnalité qui nous intéresse aujourd’hui, les metada HDR seront probablement en charge de signaler au diffuseur si le contenu qu’il reçoit de la source est de type HDR ou SDR.

Point sur la technologie HDR en avril 2015

A ma connaissance seuls quelques télévisions comme le Samsung JS9500, les Sony X930C/X940C ou encore les écrans de la série CX850 de Panasonic proposent déjà une technologie HDR à destination du marché grand-public. On peut saluer ces constructeurs d’avoir su anticiper cette fonctionnalité sauf que les technologies HDR utilisées leur sont propres et il n’est pas du tout évident qu’elles soient compatibles avec les contenus HDR tels que définis par la norme HDMI 2.0a et qui arriveront vers la fin de l’année 2015.

Mise à jour des chipsets HDMI 2.0 vers HDMI 2.0a

Est-ce qu’une mise à jour logicielle (firmware) des chipsets HDMI 2.0 peut permettre le passage à HDMI 2.0a ?

La réponse est « oui » car le codage des metadata HDR se fera via des bits déjà existants et jusque-là non utilisés dans les parties infoFrame et EDID de la trame numérique HDMI. Il n’y a donc pas besoin d’ajouter de nouvelles informations dans cette trame ni de disposer de performances plus élevées que celles fournies par les chipsets HDMI 2.0 déjà disponibles.

Cette mise à jour de firmware suffirait-elle à transformer un diffuseur SDR en diffuseur HDR ?

La réponse n’est malheureusement pas simple car il faut que la technologie mise en œuvre pour l’affichage en soit physiquement capable. La réponse va donc dépendre des caractéristiques du diffuseur. De plus, même si un constructeur explique que son diffuseur est capable d’afficher une plage dynamique étendue de luminance, rien ne nous assure qu’il saura le faire comme le prévoit la norme HDMI 2.0a puisque HDR n’était pas encore dans le scope de la version HDMI 2.0, ou en d’autres termes, rien ne nous assure qu’il saura exploiter les informations HDR encodées dans le signal vidéo qu’il reçoit.

Cette mise à jour de firmware suffirait-elle à transformer une source SDR en source HDR ?

Très honnêtement, je ne sais pas répondre à cette question car il y a encore trop d’inconnus concernant les processing mis en œuvre pour supporter le HDR.

HDR, quel intérêt ?

L’intérêt de la technologie HDR pour le Home Cinéma peut se deviner lorsqu’on se penche sur ce qui existe déjà dans le monde de la photographie. Pour cela, je vous conseille vivement de visiter le site de Trey Ratcliff afin de vous rendre compte ce que la technique HDR apporte à ses photographies, vous découvrirez des images assez exceptionnelles de réalisme. Ci-dessous un exemple tiré de son portfolio :

HDR - Deep in the Guangxi Province of China-X3

Photo HDR de Trey Ratcliff

Attention toutefois, les techniques mises en œuvre pour la photo ne s’appliquent pas aux images en mouvement. Très schématiquement, le photographe va, à l’aide d’un logiciel spécialisé, mélanger plusieurs photos d’un même sujet prises à des temps d’exposition différents alors que le réalisateur de film utilisera une caméra numérique capable de capter en temps réel des éléments à la fois très lumineux et très sombres dans la même prise de vue. A noter que ce type de caméra existe déjà et qu’il est largement utilisé.

L’image de type HDR sera donc par nature plus contrastée (plus dynamique) puisqu’elle pourra contenir des zones à la fois très lumineuses et très sombres.

HDR pour le home cinéma

Il est évident à mes yeux que le HDR n’a de sens que s’il est présent dans le contenu et non s’il est produit via un artifice mis en œuvre par le diffuseur comme le sont par exemple les différentes fonctions d’améliorations de contraste qui existent depuis plusieurs années maintenant et qui apportent, en général, plus d’inconvénients que d’avantages car elles dénaturent l’image.

Il est aussi important de souligner que tant que le contenu HD (full HD ou ultraHD) restera encodé en REC709 8 bits, l’utilité de la fonction HDR restera très limitée.

A ce jour, ce serait Dolby avec son procédé Dolby Vision qui proposerait une solution la plus proche de ce qui pourrait être mis en œuvre par les équipements HDMI 2.0a, lire la déclaration du brevet Dolby à SMPTE (SMPTE ST 2084).

Pour conclure, je tenais à préciser que je suis très favorable à l’arrivée des contenus HDR car cette technologie apportera sans aucun doute un réel gain à l’image, probablement encore plus visible que l’augmentation du nombre de pixels qu’offre l’ultra HD. Les seuls inconvénients que je vois à court et moyen terme sont les suivants :

  • Il faudra renouveler son matériel vidéo pour pouvoir profiter pleinement d’un contenu HDR,
  • la mise en œuvre d’un diffuseur HDR chez le particulier demandera sans doute une calibration vidéo encore plus complexe à réaliser, avec un nombre de couleur considérablement accrus et un besoin de précision encore plus grand à la fois dans les hautes et les basses luminosités.

A bientôt.

Alexandre