Images et télévision Ultra Haute Définition (UHD)

1 - Paramètres du format de production ITU-R BT.2020

• 1.1 - Ultra High Definition (UHD-1/UHD-2)
  Figure 1 - Comparaison du nombre de pixels dans les définitions SD, HD, UHD et cinéma numérique Figure 2 - Angles de visionnage d’images SD, HD et UHD Figure 3 - Distance idéale de visonnage d’images SD, HD, et UHD en fonction de la hauteur H de l’écran Tableau 1 Tableau 2 Tableau 3
• 1.2 - Espace des couleurs WCG (Wide Color Gamut)
  Figure 4 - Diagramme de chromaticité CIE-1931 et espaces des couleurs (gamut) SD, HD, DCI et UHD Tableau 4
• 1.3 - Quantification
• 1.4 - Balayage
  Figure 5 - Balayage entrelacé ou progressif [EBU]
• 1.5 - Fréquence image HFR (High Frame Rate)
  Figure 6 - Comparaison de prises de vue d’images en fonction de la fréquence image et de la durée relative d’ouverture de l’obturateur (shutter) par rapport à la période de prise de vue (1/fréquence image) (source BBC) Figure 7 - Perception de la qualité de l’image en fonction de la fréquence image et de la définition, avec des séquences visionnées à 1,5 fois la hauteur de l’écran [19]

2 - HDR (High Dynamic Range)

• 2.1 - Notions de base
  Figure 8 - Réflexion de la lumière sur un objet Figure 9 - Contrastes observables
• 2.2 - Contrastes enregistrables par la caméra
• 2.3 - Contrastes restituables sur les écrans
  Figure 10 - Plages de contrastes restituables
• 2.4 - Courbes de transfert
  Figure 11 - Courbes de transfert en TVHD SDR la référence OOTF (Opto-optical Transfer Function) est constituée de la cascade (OETF [BT.709]) + EOTF ([BT.1886])((ITU-R BT.2390) figure 10) Figure 12 - Effet de banding (à gauche) Figure 13 - Critère de Barten avec signaux sur 12 bits ([ITU-R BT.2390] figure 13) Figure 14 - Courbe PQ (J. Gaudin) Figure 15 - Comparaison SDR et HLG HDR ([ITU-R BT.2390] figure 21) [21]

3 - Production

• 3.1 - Caméras et optiques en UHD
  Figure 16 - Fonction de transfert de modulation MTF [31] Figure 17 - MTF souhaitable pour un capteur 2/3’’ ([32] figure 8 + 12) Figure 18 - Effet de diffraction [Canon] Figure 19 - Filtre de Bayer et processus de débayerisation (J. Gaudin) Figure 20 - Exemple de débayerisation (J. Gaudin)
• 3.2 - Interfaces de transport du signal UHD
  Figure 21 - Schéma de principe de la liaison 3G-SDI Figure 22 - Schéma de principe du quad-link 3G-SDI Figure 23 - Le Square Division mode ([13] figure 6-29) Figure 24 - Le 2-Sample Interleave mode ([13]-figure 6-30) Figure 25 - Le 12G-SDI Tableau 5
• 3.3 - Production et postproduction UHD
  Figure 26 - Exemple de workflow en ProRes HQ Figure 27 - Exemple de workflow en XAVC Figure 28 - Exemple de workflow de cinéma numérique 4K en raw Tableau 6

4 - Distribution

• 4.1 - Compression et distribution UHD
  Tableau 7
• 4.2 - Distribution Broadcast de l’UHD
  Figure 29 - Synoptique de principe d’un système de diffusion numérique DVB Figure 30 - Multiplexage statistique de programmes ou « VBR » (Variable Bit Rate) ([41] figure 8) [digitalbitrate.com] Figure 31 - Gain en débit apporté par le multiplexage statistique en fonction du nombre de programmes par multiplex ([41] – figure 9) ([42] Table 9 – Zetacast) Tableau 8 Tableau 9
• 4.3 - Distribution Broadband de l’UHD
  Figure 32 - Exemple de distribution de télévision linéaire en IPTV [Orange/INA] Figure 33 - Exemple de distribution de vidéo à la demande (VOD) par réseau spécifique IPTV [Orange/INA] Figure 34 - CDN (Content Delivery Network) Figure 35 - Streaming adaptatif MPEG-DASH ([43] figure 1) Tableau 10
• 4.4 - Ultra HD Blu-ray

5 - Écrans

• 5.1 - Technologies
  Figure 36 - Schéma simplifié d’un pixel en LCD Figure 37 - Local dimming par zone en rétroéclairage [Big Buck Bunny] Figure 38 - Schéma simplifié de la structure d’un pixel en quantum dot Figure 39 - Schéma simplifié de la structure d’un pixel en OLED Tableau 11
• 5.2 - HDR et écrans
  Tableau 12
• 5.3 - Connectique grand public
  Tableau 13 Tableau 14
• 5.4 - Standards
  Figure 40 - Spécifications et logo Ultra HD Premium [54] Figure 41 - Spécifications et logo Mobile HDR Premium [55]

6 - Conclusion

7 - Acronymes et abréviations