Calibration vidéo REC709 du Sony VPL-VW520ES et premiers résultats en HDR

Le Sony VPL-VW520ES  utilisé pour élaborer ce dossier m’a été prêté par Sony France.

Merci Maxime pour votre confiance.

Vous pouvez réagir à cet article en consultant le topic dédié à ce dossier et hébergé sur le forum Cin&Son en cliquant ICI.

Introduction et objet de ce dossier

Dans ce dossier je vous propose de découvrir les calibrations vidéo que j’ai réalisées en REC709 ainsi que les mesures obtenues avec le modes HDR et WCG du Sony VPL-VW520ES.

Les calibrations vidéos ont été faites dans les conditions suivantes:

  • Utilisation du Sony VPL-VW520ES avec son mode prédéfini REFERENCE, sans aucune modification autre que le réglage du niveau de noir te du niveau de blanc. La lampe était en mode bas.
  • Utilisation du Sony VPL-VW520ES après une calibration vidéo manuelle REC709 réalisée via l’outil Sony Projector Calibration Pro. La lampe était en mode haut.
  • Utilisation du Sony VPL-VW520ES après une calibration vidéo en 3DLUT 65x65x65 REC709 réalisée à l’aide d’un PCHC à base de Windows SEVEN et du renderer vidéo madVR. La lampe était en mode haut.

 

Rappel sur REC709

REC709 est l’espace couleur de référence utilisé pour l’encodage et la reproduction des contenus Haute Définition (HD) disponibles notamment sur les disques Blu-Ray. La recommandation ITU-BT-709 ou REC709 pour la haute définition (1080p ou 1 920 × 1 080 pixels) est disponible en cliquant ICI.

Signification de HDR et WCG

HDR est l’acronyme anglais de High Dynamic Range. WCG est l’acronyme anglais de Wide Colour Gamut. Ces deux notions sont expliquées en détail dans la seconde partie de ce dossier.

 

Protocole et explication de la méthode pour comparer les calibrations

C’est une comparaison directe des DeltaE 2000 entre le mode prédéfini REFERENCE, la calibration que l’on peut obtenir uniquement à l’aide des outils mis à disposition par Sony et la calibration que l’on peut obtenir en ajoutant l’interpréteur de 3DLUT externe madVR fonctionnant sur PCHC.

Dans tous les cas, les prises de mesures se sont déroulées dans les conditions suivantes:

  • Environnement de projection identique pour chacune des campagnes de mesures : temps de chauffe des appareils identique, durées maximales d’utilisation identiques, température ambiante régulée et constante (21°C).
  • Distance et positionnement de la sonde colorimétrique identique pour chacune des campagnes de mesures.
  • Utilisation d’une sonde colorimétrique professionnelle ayant une très bonne répétabilité et fiabilité des mesures.
  • Utilisation d’un spectromètre professionnelle pour étalonner le colorimètre.
  • Utilisation d’un générateur de mires sans dérive colorimétrique.
  • Utilisation des mêmes couleurs pour comparer les mesures entre elles.

Présentation de l’environnement et du matériel utilisé

Le Sony VPL-VW520ES a été évalué dans ma salle dédiée qui est totalement noire : murs avec tissu acoustique noir, sol avec moquette noire et plafond avec des dalles acoustiques noires. Les dimensions de ma salle sont les suivantes : 6.5m x 4m x 2.35m.

Les matériels et moyens utilisés étaient les suivants :

Un écran micro perforé au format 2.35.

Marque Oray, 3.5m de base. Gain de 1.0 (donc sans gain).

Le vidéo projecteur Sony VPL-VW520ES.

Lampe au début des tests : 220 heures. Placé à 5m de l’écran et à 1.90m de hauteur (utilisation du lens shift vertical).

Un câble HDMI-HDMI.

Marque HD Elite. Longueur 10m.

Le générateur de mires DVO AVLab TPG.

Firmware 1.03

Le générateur de mires PCHC madTPG.

Version 0.90.17

Un lecteur de Blu-Ray pour vérifier subjectivement la calibration manuelle.

Marque Oppo, modèle BD93.

Un PCHC pour vérifier subjectivement la calibration 3DLUT.

Assemblé par mes soins, sous Windows SEVEN 32 bits avec le player MPC-HC et le renderer vidéo madVR.

Un colorimètre professionnel.

Marque Colorimetry Research, Inc., modèle CR-100.

Un spectromètre professionnel.

Marque Colorimetry Research, Inc., modèle CR-250RH.

Le logiciel professionnel LightSpace CMS de Light Illusion.

Version HTP pour effectuer la prise des mesures.

Un logiciel d’analyse des profils et de création des statistiques.

Outil propriétaire que j’ai créé moi-même et que j’utilise pour réaliser mes prestations.

Un ordinateur portable.

Marque DELL, modèle LATITUDE 3560 sous Windows 7 PRO 64 bits dont l’écran et sa sortie HDMI ont été calibrés via le logiciel SpaceMatch DCM de Light Illusion.

Des mires adaptées.

Sur fond d’écran totalement noir dont la taille valait 60% de la surface de l’écran, mires générées par LightSpace CMS via le DVDO AVLab TPG à la résolution 2160p à 24 Hz en YCbCr 4:2:2 et via madTPG à la résolution 1080p à 60 Hz en RGB 0-255.

 

Couleurs de référence pour mener les comparaisons des différentes calibrations

Afin de mener une comparaison pertinente entre les différentes calibrations, je les ai évaluées à l’aide de 9261 couleurs – dites de référence pour ce test.

Sachant qu’une couleur est la somme de 3 composantes, le rouge, le vert et le bleu, que chaque composante peut être codée numériquement sur 8 bits avec une valeur comprise entre 0 et 255 alors toutes les couleurs peuvent se représenter graphiquement dans un cube dont la structure principale est construite de la manière suivante:

  • les 3 axes principaux de ce cube sont les couleurs primaires (R,V,B) à différentes valeurs de luminance et de saturation,
  • la diagonale du cube est l’échelle de gris (ou points de saturation nulle),
  • les 8 sommets du cube sont le Rouge, le Vert, le Bleu, le Jaune, Le Cyan, le Magenta, le Blanc, toutes à 100% de luminance et 100% de saturation, et le Noir.

Ci-dessous la représentation en 3D des couleurs utilisées pour vérifier les calibrations (à gauche) comparée à la représentation 3D d’une vérification de type ISF / THX (à droite) tout à fait standard faite sur 131 couleurs de référence (incluant 10 points de l’échelle de gris et le colorchecker SG).

Comparaison Cubes

Comparaison d’une vérification sur 9261 points (à gauche) versus ISF (à droite)

Grâce à ces deux représentations graphiques en 3D, vous pouvez vous rendre compte qu’une vérification de type ISF ou THX n’aurait donné qu’une grossière approximation pour évaluer la pertinence des calibrations car trop de points auraient alors été ignorés.

Films choisis pour créer les screenshot illustrant ce dossier

Pas de screenshots cette fois-ci. Je n’ai pas eu le vidéo projecteur assez de temps pour en faire et de toute manière si j’en avais fait, le rendu des screenshots sur votre écran d’ordinateur n’aurait pas été la hauteur de l’image exceptionnelle délivrée par le Sony VPL-VW520ES sur un vrai écran de home cinéma.

Conclusion

Ce dossier étant relativement long et technique, j’ai décidé de donner la conclusion de mes analyses dès le début de l’article. La voici :

Malgré les quelques réserves que j’émets dans la seconde partie de ce dossier consacrée à la gestion du HDR/WCG, le Sony VPL-VW520ES se révèle au final être l’une des meilleures machines du moment vis-à-vis des normes applicables à ce jour à la vidéo projection pour le home cinéma (chose que j’avais déjà pressentie lorsque j’avais calibré en à peine une heure le modèle utilisé pour le salon du Luxembourg).

Dans son mode REFERENCE, vous pourrez profiter d’un spectacle 4K SDR assez impressionnant (que ce soit depuis du 1080p upscallé 4K par le Sony ou avec du 4K natif). Les noirs seront profonds, la dynamique de l’image incroyable et via une calibration manuelle ou en 3DLUT, la totalité de l’espace couleur REC709 sera affiché avec la plus grande précision possible. Le travail effectué par Sony pour rendre son vidéo projecteur le meilleur possible en HDR/WCG aura eu comme conséquence directe de réellement « booster » les performances de ce dernier dans son utilisation en mode SDR/REC709 (taux de contraste séquentiel à [19164.4 : 1] après calibration).

Le Sony VPL-VW520ES est donc une véritable évolution du Sony VPL-VW500ES et c’est tout naturellement que je le recommande, en particulier pour les raisons suivantes:

  • Grâce à sa grande dynamique (lampe très lumineuse et noirs très profonds), le Sony VPL-VW520ES conviendra à la fois pour une utilisation en salle dédiée ou en salle de vie, comme un salon par exemple, voir mon article sur l’utilisation du Sony VPL-VW520ES dans un salon, c’est édifiant.
  • Le Sony VPL-VW520ES vous permettra d’avoir l’image la plus fidèle possible dès lors qu’il est utilisé avec la source appropriée.

Par « source appropriée » j’entends :

  • Une source capable de diffuser du 1080p SDR/REC709 : en fait, n’importe quelle source dite Full HD vendue aujourd’hui fera l’affaire, le reality creation de Sony faisant un travail remarquable sur l’image.
  • Une source 4K UHD capable de mapper correctement un blu-ray 4K UHD HDR/WCG en HDR/REC709 ou SDR/REC709. Sur ce point je dirai qu’aucune des deux sources disponibles actuellement ne saura faire ce travail avec la précision requise (à confirmer).
  • En utilisant le renderer video madVR sur PCHC. Mathias (alias madshi), le concepteur de madVR, a fait un travail remarquable pour gérer le HDR. Cette solution PCHC si elle est séduisante a toutefois une très grande probabilité de ne pas fonctionner avec les blu-ray 4K UHD dont la copie sur votre disque dur (à titre privé donc) semble totalement impossible.
  • En ajoutant un Lumagen Radiance PRO entre la source 4K UHD et le Sony. Le Radiance PRO se chargera alors d’adapter le contenu HDR/WCG du blu-ray 4K UHD au regard des capacités réelles du Sony que le calibreur aura relevées avec des instruments précis, le tout en manipulant une 3DLUT (« tone mapping » plus « gamut mapping »).

Ci-dessous vous trouverez des graphiques et des statistiques qui viennent étayer cette conclusion.La première partie concerne les calibrations vidéos REC709 et la seconde présente les mesures obtenues en mode HDR/WCG.

PREMIÈRE PARTIE : CALIBRATION REC709

Note 1 : sauf mention contraire, les captures d’écrans pour les courbes sont toutes issues de mon outil d’analyse.

Note 2 : la calibration 3DLUT pour qu’elle soit la meilleure possible nécessite toujours une pré-calibration manuelle pour tirer le meilleur du diffuseur.

Note 3 : la calibration réalisée avec le logiciel Sony Projector Calibration Pro est appelée calibration 1DLUT dans la suite du dossier.

Spectre du Sony VPL-VW520ES

Le graphique ci-dessous représente le spectre lumineux mesuré à l’aide du spectromètre de référence CR-250RH. Sur la base de ces données, il a été établit une matrice de correction pour le colorimètre CR-100 afin que ce dernier soit parfaitement réglé pour évaluer et optimiser le vidéo projecteur.

Spectre lumineux Sony VPL-VW520ES

Spectre lumineux Sony VPL-VW520ES

REC709 – Distribution DeltaE sur l’ensemble des points mesurés

Le mode REFERENCE permet d’obtenir un deltaE 2000 moyen de 1.7608 sur 9261 points de mesures, c’est excellent. La calibration 1DLUT permet d’atteindre une moyenne à 0.7487 et la calibration 3DLUT madVR une moyenne de 0.7355, toujours sur 9261 points.

Les calibrations 1DLUT et en 3DLUT semblent ténues mais lorsqu’on superpose la distribution en deltaE 2000 des 9261 couleurs sur un même graphique on se voit clairement que la 3DLUT garde un avantage non négligeable sur la calibration 1DLUT.

CalibrationdE2000 moyen sur 9261 pointsdE2000 min sur 9261 pointsdE2000 max sur 9261 points
Mode REFERENCE brut1.76080.08765.1459
Calibration manuelle0.74870.02512.6168
Calibration 3DLUT0.73550.01094.059

En jaune, le résultat en 3DLUT madVR, en mauve le résultat en 1DLUT.

Calibration Sony VPL-VW520ES - dE2000 profil

Calibration Sony VPL-VW520ES – dE2000 profil

 

REC 709 – Diagramme CIE

Le diagramme CIE permet d’avoir une bonne idée du comportement global du vidéo projecteur, avec entre autres, sa capacité à reproduire tout ou partie de l’espace couleur REC709 . En mode REFERENCE c’est très bon, une calibration 1DLUT ou 3DLUT va permettre de finir correctement le travail (on le voit sur les saturations intermédiaires). Les captures d’écran sont issues de l’interface graphique de LightSpace CMS.

CIE mode REFERENCE

CIE mode REFERENCE

CIE mode 1DLUT

CIE 1DLUT

CIE 3DLUT

CIE 3DLUT

REC709 – Échelle de gris

L’échelle de gris a été évaluée sur 21 points. Le mode REFERENCE est plutôt bien réglé avec un dE2000 moyen de 2.1103, la calibration 1DLUT ou 3DLUT permet de pousser plus loin les performances du Sony.

CalibrationdE2000 moyen sur 21 pointsdE2000 min sur 21 pointsdE2000 max sur 21 points
Mode REFERENCE brut2.11030.08764.5232
Calibration 1DLUT0.71510.08751.5477
Calibration 3DLUT0.64820.08981.3245

REC709 – Luminance

Le réglage de la luminance est une étape clé de la calibration car elle n’intervient pas seulement sur l’échelle de gris mais bel et bien dans la reproduction de toutes les couleurs du cube RVB. Pour REC709 elle est de la forme :

Luminance = stimuli 2.2.

La saturation n’entre pas en compte dans le calcul de la luminance, son réglage peut donc se faire via l’échelle de gris constitués par les points du cube à saturation nulle. Régler la luminance de l’échelle de gris revient à régler la luminance pour toutes les couleurs du cube RVB.

C’est donc le réglage de cette courbe qui détermine comment nous allons percevoir toutes les couleurs. C’est aussi ce réglage qui permet d’annuler ou réduire tous les artefacts que nos yeux savent détecter naturellement comme les aplats de couleur, les blanc brulés, les noirs bouchés, les remontés de pixels bleu dans les scènes sombres (bruit), etc.

Le taux de contraste ON/OFF dans le mode REFERENCE reste honorable puisque valant [9833.5 : 1], la calibration 1DLUT avec un bon travail sur les noirs permet d’obtenir [18752.3 : 1] et celle en 3DLUT permet d’atteindre [19164.4 : 1] sans jamais perdre aucun détail dans les scènes sombres.

Echelle de gris - Luminancemode REFERENCEcalibration 1DLUTcalibration 3DLUT
Luminance Min (cd / m²)0.0050460.0027730.002573
Luminance Max (cd / m²)49.6252.049.31
Contraste (Max / Min)9833.5 : 118752.3 : 119164.4 : 1

REC709 – Gamma

Cette information est strictement équivalente à la luminance. Elle donne une représentation graphique de l’exposant utilisé pour le calcul de la courbe de luminance. Cet exposant qu’on appelle gamma devrait être constant et égale à 2.2 (la courbe horizontale noire dans les courbes ci-dessous).

Le mode REFERENCE permet d’atteindre un gamma moyen de 2.24. C’est plutôt bien.

En jaune, le résultat en 3DLUT (gamma moyen de 2.18), en mauve le résultat en 1DLUT (gamma moyen de 2.21). Dans les deux cas le résultat est excellent.

Calibration 1DLUT vs 3DLUT

Calibration 1DLUT vs 3DLUT

REC709 – Température couleur

Dans l’ordre les résultats obtenus avec le mode REFERENCE, la calibration 1DLUT et la calibration 3DLUT : 6296.97K, 6511.67K et 6561.69K.

REC709 – Balance RVB

Les graphiques montrent la balance RVB sur 21 points. L’idéal est d’avoir les 3 courbes R, V et B confondues et alignées sur l’axe des abscisses. Les captures d’écran sont issues de l’interface graphique de LightSpace CMS.

La balance RVB du mode REFERENCE manque de bleu. Les calibrations permettent de bien rectifier le tir.

Balance RVB mode REFERENCE

Balance RVB mode REFERENCE

Balance RVB 1DLUT

Balance RVB 1DLUT

Balance RVB 3DLUT

Balance RVB 3DLUT

REC709 – Distribution DeltaE par saturation

Cette section permet d’avoir une très bonne idée de la distribution en DeltaE 2000 pour la totalité des points mesurés, par saturation et pour toutes les valeurs de luminances utilisées pour créer les 9261 points de référence.

Dans les graphes ci-dessous vous aurez en abscisse le pourcentage de couleurs dont la saturation est comprise entre deux valeurs (en pourcentage), en ordonnée le DeltaE 2000 moyen calculé pour ces couleurs.

Par exemple, pour la calibration 1DLUT (courbe en mauve) :

  • 0 (0.2%): correspond aux points de saturation nulle (les gris), au nombre de 0.2% x 9261 points soit 19 points aux arrondis près. En fait il y en a 21. Le deltaE 2000 moyen vaut environ 0.7.
  • 5-10 (0.6%): correspond aux points de saturation comprise entre 5% et 10%, au nombre de 0.6% x 9261 points soit environ 55 points. Le deltaE 2000 moyen vaut environ 0.9.

On se rend compte que la calibration 1DLUT permet d’atteindre un résultat vraiment excellent. La calibration 3DLUT permet d’aller encore plus loin et cela se ressent à l’image.

En jaune, le résultat en 3DLUT, en mauve le résultat en 1DLUT.

Calibration 1DLUT vs 3DLUT - dE2000 saturations

Calibration 1DLUT vs 3DLUT – dE2000 saturations

DEUXIÈME PARTIE : LES MESURES EN MODE HDR ET WCG

Je pressentais que l’introduction du HDR/WCG dans le monde de la vidéo projection amènerait des doutes et des interrogations et c’est malheureusement ce qui s’est passé lors de ce test. Le problème ne vient pas du vidéo projecteur lui-même mais du fait que rien n’est encore spécifié officiellement pour ce type d’utilisation. Sony a donc fait un pari, en extrapolant sur les normes existantes pour les téléviseurs, extrapolation qui a conduit à des choix techniques –plus ou moins bien maitrisés à ce stade de production de son firmware – afin de rendre sa machine la plus compatible possible avec le HDR/WCG qui, pour moi, représente la plus grande avancée technique allant dans le sens de l’utilisateur depuis la démocratisation du 1080p.

HDR est l’acronyme anglais de High Dynamic Range ou littéralement « grande gamme dynamique » en français. Ce procédé influe exclusivement sur la courbe de luminance (gamma). Son but est d’accroitre considérablement le niveau de détail dans les scènes sombres ainsi que dans les scènes très lumineuses, l’idée étant de reproduire la réponse la plus adaptée à notre système de vision lequel est bien plus sensible avec les couleurs sombres qu’avec les couleurs très vives. Sa spécification que l’on retrouve sous la référence SMPTE ST.2084 (sur la base du brevet déposé par Dolby Vision), si elle est clairement définie pour les écrans TV (professionnel ou pas), ne l’est toujours pas pour la vidéo projection. C’est un réel problème qui a le mérite de mettre tous les constructeurs de vidéo projecteur pour le marché du home cinéma au même niveau, à savoir : « on veut offrir du HDR à nos clients, on ne sait pas réellement comment le gérer alors on part sur une solution maison que nous croyons être la meilleure». J’espère que la pertinence de ces choix se confirmera par les premiers retours des utilisateurs de ce Sony et d’une platine 4K UHD (comme la Samsung UBD-K8500 ou la Panasonic DMP-UB900) mais je reste très pessimiste au regard des résultats que je présente dans ce chapitre.

Le Wide Color Gamut (WCG) ou Gamut Couleur Étendu en français, signifie simplement que la palette de couleurs disponibles pour le 4K UHD devient plus large que celle existante pour le 1080p Full HD. Si la barre a été placée très –trop- haut par les industriels puisque le WCG idéal correspond à l’espace de couleur REC2020, lequel est beaucoup plus grand que REC709 utilisé pour encoder les blu-ray 1080p (Full HD), il faut noter qu’aucune TV aujourd’hui (même à destination du monde professionnel) ni aucun projecteur (de cinéma ou de home cinema) ne sait reproduire 100% de REC2020 et le Sony VPL-VW520ES ne fait pas exception.

Voyons maintenant les mesures obtenues avec le Sony VPL-VW520ES fonctionnant avec son mode HDR et/ou son mode REC2020.

Gros plan sur le HDR

Note: les captures d’écran de cette section sont issues du logiciel LightSpace CMS.

La courbe de luminance pour gérer le HDR (HDR10 ou HDR Dolby Vision) est définie par la norme SMPTE ST.2084.

Voici la courbe -en bleu tout en bas- que j’ai relevée pour le Sony avec un pic lumineux à 94.47 cd/m², en noir celle donnée pour un diffuseur idéal capable d’afficher 10 000 cd/m².

HDR mesurée versus ST2084 pour 10 000 cd/m²

HDR mesurée versus ST2084 pour 10 000 cd/m²

Nous sommes tellement éloignés du diffuseur idéal qu’on se demande si le graphique est bien à la bonne échelle. Je vous le confirme, il l’est. Impressionnant, n’est-ce pas ? Heureusement, la courbe de luminance SMPTE ST.2084 peut se calculer pour divers pic lumineux. Le principe consiste à ne mettre en œuvre que la partie de la courbe qui correspond aux performances réelles du diffuseur (le reste de la courbe est « clippé » car non considéré). J’ai donc essayé quelques valeurs remarquables, les voici:

La courbe mesurée en comparaison avec celle donnée pour un écran avec un pic lumineux à 5000 cd/m² -en noir- [cas de certains moniteurs professionnels servant à calibrer les films]

HDR mesurée versus ST2084 pour 5 000 cd/m²

HDR mesurée versus ST2084 pour 5 000 cd/m²

Puis en comparaison avec celle donnée pour un écran avec un pic lumineux à 1000 cd/m² -en noir- [cas de certains téléviseurs HDR haut de gamme disponibles actuellement]

HDR mesurée versus ST2084 pour 1 000 cd/m²

HDR mesurée versus ST2084 pour 1 000 cd/m²

Puis en comparaison avec celle donnée pour un écran avec un pic lumineux à 100 cd/m² -en noir- [sachant que cette valeur est désormais atteinte par 99.99% du parc des téléviseurs 1080p SDR]

HDR mesurée versus ST2084 pour 100 cd/m²

HDR mesurée versus ST2084 pour 100 cd/m²

(1) A noter qu’au-dessous de 100 cd/m² on ne plus parler de HDR puisque 100 cd/m² est la valeur déjà utilisée dans le monde du SDR (on peut même aller jusqu’à 140 cd/m²). Du coup l’utilisation d’une telle courbe de luminance comme référence pour le HDR est à écarter car peu pertinente. D’ailleurs, quand on compare la courbe de luminance HDR obtenue avec la courbe de luminance utilisée en SDR/REC709 (gamma = 2.2, pic lumineux = 100 cd/m²) on voit que la courbe SDR est bien mieux adaptée. Jugez par vous même :

HDR mesurée versus REC709 (gamma 2.2)

HDR mesurée versus REC709 (gamma 2.2)

S’il ne fait aucun doute que la forme de la courbe de luminance mesurée est de type SMPTE ST.2084, les interrogations demeurent en ce qui concerne la courbe de référence à utiliser pour savoir si les performances mesurées sont proches ou éloignées de la norme ? C’est bien là tout le cœur du problème puisque rien n’est spécifié pour le cas de la vidéo projection. En toute logique je pensais que la courbe SMPTE ST.2084 avec un pic lumineux à 100 cd/m²  serait la meilleure référence mais nous voyons que ça ne correspond pas ….. Ce qui est assez logique au final, voir ma note précédente numérotée (1).

En fait je me suis aperçu que la courbe mesurée correspondait étrangement à la transposition de la courbe SMPTE ST.2084 pour un pic lumineux à 1000 cd/m² dans le cas de 100 cd/m². Intuition que je me suis fait confirmé par des experts en colorimétrie. Avec les deux courbes mises côte à côte ça saute au yeux. Un peu d’exercice : ignorez la courbe colorée dans le graphique de gauche, ignorez le courbe noire dans le graphique de droite. Maintenant comparez la courbe noire du graphique de gauche avec la courbe colorée du graphique de droite. Les ressemblances sont évidentes !

20160409_Sony520ES_LS_ST2084_1000nits20160409_Sony520ES_LS_HDR_vs_REC709

C’est le fameux choix technique que j’évoquais plus haut dans ce dossier. La mise en œuvre de la courbe SMPTE ST.2084 avec un pic lumineux à 1000 cd/m² est ce que nous allons retrouver le plus communément dans les télévisions HDR et dans les écrans professionnels qui servent à étalonner les films. Cette transposition serait donc un choix finalement pertinent, à priori.

Très sincèrement, je n’en suis pas convaincu. Comment la source et le Sony vont interagir ? Pour que le HDR fonctionne il faut que l’encodage du blu-ray 4K UHD ait été fait dans ce mode. C’est l’étape de mastering du blu-ray, de son étalonnage. Il dépend directement du type d’écran professionnel que le coloriste va utiliser pour étalonner le film. C’est ici que les fameuses méta-data HDR (codées dans le signal 4K UHD) vont prendre toute leur importance car elles indiqueront au diffuseur la valeur des paramètres HDR que le coloriste a utilisé pour étalonner le film et notamment la valeur du pic lumineux de son moniteur de référence. Cela implique que le Sony lorsqu’il recevra ces meta-data devra faire une conversion (« tone mapping ») pour faire correspondre au plus près la courbe ST.2084 codée en dur dans l’encodage du blu-ray 4K UHD à sa propre courbe ST.2084. Sauf que la conversion n’est pas si simple puisqu’une transposition devra s’y ajouter.

Paradoxalement, une telle transposition avec un pic lumineux à 94.47 cd/m² pourrait assombrir les couleurs sombres trop exagérément et éclairer les couleurs vives excessivement créant un déséquilibre sur les autres couleurs en les rendant plus ternes comparativement au même film vu dans sa version SDR. Malheureusement je n’avais pas de source 4K UHD pour le vérifier.

Même si cette transposition semble la plus pertinente à ce jour, sera-t-elle suffisante pour faire en sorte que le même film en HDR offre une expérience visuelle réellement meilleure que lorsqu’il est regardé en SDR, je ne sais pas … Nous ne tarderons pas à le découvrir avec les premiers retours des utilisateurs de platine 4K UHD et de Sony VPL-VW520ES (et j’espère le découvrir par moi même dans un prochain dossier).

Note: se focaliser sur les hautes luminances pour parler de l’efficacité du HDR n’est pas suffisant. La courbe ST.2084 mise au point par Dolby Vision a comme objectif d’apporter une représentation des couleurs la plus appropriée possible avec le système visuel humain. Notre vision est bien plus sensible dans les basses luminances (inférieures à 10 cd/m²) que dans les hautes. C’est pour cela que le taux de précision que permet ST.2084 est plus important en basse luminance  qu’en haute luminance. Le rendu HDR en cinéma devrait être très proche du rendu HDR en photo, voir la photo que je donne en illustration de la section « HDR, quel intêret ? » dans mon article que j’avais écrit il y a un an presque jour pour jour. Si vous n’avez pas cette sensation de relief accru en HDR comparativement au même film en SDR c’est que la gestion du HDR n’est pas optimale.

Gros plan sur REC2020

Dans les menus du Sony, l’utilisateur peut choisir comme espace couleur l’habituel REC709 (celui utilisé par défaut avec le mode REFERENCE) mais aussi, et c’est la nouveauté, un espace couleur nommé REC2020.

Pour les puristes seulement.

En fait, ce n’est pas un espace de couleur qu’on sélectionne mais un gamut ou en d’autres termes, la gamme de couleur que le vidéo projecteur va devoir afficher.

A noter que le 4K UHD se décline sous une forme allégée que les industriels ont appelé: 4K UHD Premium. Encore une fois, les exigences définies par ce cahier des charges sont à destination des téléviseurs, rien n’est dit en ce qui concerne la vidéo projection dans le home cinéma.

En général, le terme « premium » désigne en France un critère plutôt haut de gamme or il n’en est rien ici. Le but du label « 4K UHD Premium » est de définir le minimum requis pour qu’un téléviseur puisse prétendre à se catégoriser comme « prêt pour la 4K UHD ». En ce qui concerne le WCG minimum, la version premium demande que le téléviseur soit au moins capable de reproduire 90% de l’espace couleur DCI-D65.

Dans tous les cas, comme REC2020 est un idéal à atteindre et non une référence imposée, il a été prévu d’ajouter dans le signal 4K UHD la meta-data qui indiquera les caractéristiques du gamut du diffuseur utilisé par le coloriste lors de l’étalonnage du film. Ainsi la source transmettra cette donnée au diffuseur lequel « devra » effectuer un gamut mapping en fonction des ses capacités réelles.

C'est une erreur de parler de DCI-P3 en 4K UHD

En effet DCI-P3 est l’espace couleur défini pour le Cinéma professionnel, son blanc de référence est D63. La 4K UHD ce n’est pas du tout ça. Même si REC2020 est ce que l’on appelle un conteneur, il n’en reste pas moins que son blanc de référence est D65. Qu’est-ce que cela signifie vraiment ? Simplement que « 90% de DCI » ne signifie pas « 90% de DCI-P3 ». C’est pourquoi dans les comparaisons ci-dessous j’ai volontairement créé un espace couleur custom DCI-65 sur la base de DCI-P3 mais avec un blanc de référence à D65.

Mais revenons aux résultats de ce test en analysant ci-dessous où le mode REC2020 du Sony VPL-VW520ES se situe dans le diagramme CIE vis-à-vis des références REC2020 (qui en toute logique est la cible à atteindre), DCI-D65 et REC709. La représentation du diagramme CIE est en u’v’, représentation équivalente à xy mais plus parlante ici. Le triangle gris est le Gamut mesuré, le triangle blanc est la référence.

Le mode REC2020 est comme je m’y attendais très éloigné de la norme:

REC2020 mesuré versus REC2020 de référence

REC2020 mesuré versus REC2020 de référence

Le mode REC2020 ne permet pas d’afficher 100% de DCI-D65:

REC2020 mesuré versus DCI-D65 de référence

REC2020 mesuré versus DCI-D65 de référence

Une projection en 3DLUT m’a donné un taux de couverture égale à 90% de DCI-D65. Je n’ai pas eu le temps de le vérifier mais ça semble réaliste.

Le mode REC2020 est bien plus large que REC709 mais pas tant que ça au final:

REC2020 mesuré versus REC709 de référence

REC2020 mesuré versus REC709 de référence

Ce mode REC2020 fait partie des évolutions qu’il faut saluer. Malheureusement, si des réglages sont possibles, il est difficile de les utiliser puisque nous ne savons pas quelles références il convient de choisir.

J’espère vous en dire plus sur ce sujet dans un prochain dossier, notamment sur l’utilisation des 3DLUT, outil qui permet de combiner à la fois un « tone mapping » ainsi qu’un « gamut mapping » avec la meilleure cohérence possible. Je n’ai pu le faire cette fois-ci car d’une part les normes de sont pas écrites pour le cas de la vidéo projection pour le home cinéma et d’autre part il m’aurait été impossible de vérifier le rendu de la calibration en WCG puisque je n’avais aucun lecteur blu-ray 4K UHD au moment de ces tests. Et vérifier une calibration vidéo uniquement avec des courbes n’est tout simplement pas envisageable.

Le mot de la fin

La seconde partie de ce dossier permet de mieux cerner la difficulté de mise en œuvre du HDR/WCG dans le monde de la vidéo projection. Je suis conscient que j’apporte plus d’interrogations que de réponses et j’en m’excuse mais je ne pouvais pas faire mieux au moment où j’ai eu le Sony VPL-VW520ES dans les mains.

La première partie démontre quant à elle que le Sony VPL-VW520ES est tout de même une excellente machine. Je n’avais pas obtenu de tels résultats en calibration REC709 depuis la calibration du Sony VPL-VW1100ES. Et cela se ressent à l’image, c’est assez impressionnant de précision et donc de réalisme.

Fin de l’article, merci de l’avoir lu jusqu’au bout 😉