UHD 4K-8K : tout savoir sur l'Ultra Haute Définition

Depuis l'apparition des premiers téléviseurs à écran plat, que de progrès techniques accomplis ! La résolution très faible des tout premiers modèles a successivement laissé place aux modèles HD Ready 720p (1366 x 768 pixels, HDTV) puis Full HD 1080p (1920 x 1080 pixels, HDTV 1080p) pour atteindre aujourd'hui un peu plus de 8 millions de pixels avec le format UHD 4K (Ultra Haute Définition) dont la résolution est de 3840 x 2160 pixels, est même 33 millions de pixels sur les téléviseurs UHD 8K (7680 x 4320 pixels).

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Quel sont ces formats ?

Le format 4K, appelé aussi Ultra HD ou UHD (et 4K UHD chez Sony), est l'étalon dans l'univers de la haute définition domestique. Derrière ce terme se cache ainsi une norme d'affichage de l'image en très haute définition qui correspond à 4 fois le format HD 1080p, soit 3840 x 2160 pixels.

Le format 8K, ou UHD 8K repousse encore plus loin la finesse de l'image avec une résolution 4 fois supérieure à la 4K, proposant une résolution de 7680 pixels horizontaux sur 4320 lignes !

Pourquoi une telle évolution ?

L'origine est à chercher du côté des grands studios hollywoodiens. L'industrie américaine du cinéma ne cesse d'évoluer afin d'offrir plus de divertissement aux spectateurs. Déjà à l'origine du développement du DVD, puis de la haute définition et du Blu-ray, l'industrie du cinéma est de nouveau prescriptrice avec l'Ultra Haute Définition.

N'oublions pas que SONY, l'inventeur du disque Blu-ray, est également l'une des plus grosses sociétés productrices et distributrices de films, et fabrique aussi tous les appareils nécessaires à la réalisation et à la diffusion des films, depuis la caméra professionnelle jusqu'aux projecteurs de cinéma, en passant par les bancs de montage et tous les appareils de post-production. Or, si de plus en plus de films sont tournés en UHD (4K) pour le cinéma 3D, la question se pose de prolonger la chaîne de diffusion de ces œuvres jusque dans les foyers et donc de créer des téléviseurs et des vidéoprojecteurs capables de diffuser ces images UHD.

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Quel est l'intérêt du format Ultra Haute Définition ?

Au-delà de l'intérêt  évident pour les fabricants d'écrans plats pour qui le renouvellement fréquent du parc de téléviseurs est une aubaine, l'Ultra Haute Définition présente un réel intérêt pour le téléspectateur devant son écran.

Comme au cinéma, elle permet de bénéficier d'une très grande taille d'image en conservant une excellente qualité, puisque la taille des pixels est suffisamment petite pour ne pas être perceptible. En effet, sur un écran de très grande taille, la résolution HDTV 1080p (Full HD), avec ses 1920 x 1080 pixels montre rapidement ses limites : les pixels sont clairement visibles à l'oeil nu lorsqu'on s'approche de l'écran. Avec une définition UHD 4K ou UHD 8K, les pixels deviennent quasiment indiscernables, ce qui permet de profiter d'une très grande image en limitant le recul nécessaire. On est alors carrément plongé dans l'image, avec une définition très poussée et une profondeur de champ proche d'une vision tridimensionnelle.

Quels contenus ?

Aujourd'hui, la très grande majorité des films tournés en numérique le sont en résolution UHD 4K, et même dans des résolutions supérieures (6K ou 8K). Depuis la captation jusqu'à la postproduction et la diffusion dans les salles, toute la chaîne de diffusion cinématographique numérique est capable de travailler dans ces résolutions. L'édition Blu-ray des productions cinématographiques récentes est quasiment toujours réalisée à partir d'un master UHD 4K, voire 6 ou 8K. Les films et séries en UHD 4K sont déjà une réalité depuis quelques années, d'abord apparus sur disques Blu-ray 4K Ultra HD et désormais disponibles en streaming sur les sites de VOD comme Netflix, Prime Video, Rakuten TV ou encore Google Play Films.

Côté production télévisuelle, l'offre est de plus en plus fournie grâce aux locomotives Netflix et Amazon Prime qui proposent de nombreux contenus en UHD 4K, ainsi que de nombreux services de chaînes payantes. Néanmoins, la forte bande passante nécessaire à leur diffusion exige une liaison Internet fibrée et une TV ou une Box compatible 4K avec l'abonnement assorti pour recevoir des programmes dans ce format. Pour le moment, les principaux pourvoyeurs de contenus UHD 4K sont donc les services de streaming en ligne comme Netflix et Amazon Vidéo avec leurs séries exclusives, mais aussi Canal+ (sport, films et séries TV) ou encore SFR. Canal+ (en partenariat avec Orange pour les abonnés à la fibre chez l'opérateur historique) et SFR proposent ainsi de plus en plus de programmes en UHD 4K pour leurs abonnés à la fibre, qu'il s'agisse de retransmissions d'événements sportifs, de films ou de séries TV. 

Enfin, des appareils UHD 4K permettent de réaliser des films personnels en Ultra Haute Définition, qu'il s'agisse de smartphones, d'Action Cams de type Go Pro, d'appareils photos numériques ou de caméscopes UHD. De son côté, SONY propose un format d’enregistrement vidéo UHD 4K destiné aussi bien aux professionnels qu'aux vidéastes amateurs : le XAVC, codec évolutif basé sur la norme MPEG-4 AVC/H264.

En l'absence de contenu disponible en résolution UHD 8K native, les téléviseurs UHD 8K assurent une mise à l'échelle des contenus vidéos qu'ils reçoivent sur leurs entrées numériques. Pour cela, un processeur vidéo haute performances dopé à l'intelligence artificielle est mis à contribution pour traiter chaque vidéo, image par image, la perfectionner et l’afficher en Ultra Haute Définition 8K.

Quels moyens de diffusion ?

À l'heure actuelle, seule une connexion internet très haut débit, idéalement la fibre, ou bien un lecteur Blu-ray 4K UHD permettent de profiter de films et séries en résolution UHD 4K. Aucun contenu UHD 8K natif n'est par ailleurs disponible, que ce soit sur disque Blu-ray 8K, qui reste à inventer, ou en streaming.

Pour profiter de la 4K via la TNT, il faudra attendre une refonte de la chaîne complète de diffusion prenant en compte les contraintes techniques imposées par ce nouveau format. Cela nécessite des investissements qui peuvent être longs à mettre en place.

Quels appareils ?

Pour profiter d'une image UHD 4K, il faut donc être équipé d'une source capable de délivrer une image dans cette résolution (native ou upscalée) et d'un diffuseur compatible, c'est-à-dire un téléviseur UHD 4K ou un vidéoprojecteur UHD 4K. La liaison se fait impérativement en HDMI, avec un câble HDMI certifié High Speed pour la compatibilité avec le taux de transfert très élevé requis.

Pour profiter d'une image UHD 8K, il faut un téléviseur UHD 8K doté d'une dalle de cette résolution et d'un processeur vidéo hautes performances qui assure la mise à l'échelle des images (upscaling des images en 8K Ultra HD).

Les sources compatibles UHD 4K

• Les lecteurs Blu-ray (HD 1080p) avec fonction d'upscaling : seuls les disques DVD standards et les films sur Blu-ray HD 1080p sont lus, mais avec la possibilité de mettre les images à l'échelle en résolution 4K Ultra HD (3840 x 2160 pixels), avec une fréquence de 24 image/seconde.

• Les lecteurs Blu-ray 4K UHD : ils lisent les disques Blu-ray UHD 4K mais aussi les disques Blu-ray HD 1080p ainsi que les DVD qui bénéficient alors d'un traitement vidéo et d'une mise à l'échelle. L'affichage est ainsi optimisé sur un téléviseur 4K UHD ou un vidéoprojecteur UHD 4K.
  
  

  

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• Les lecteurs réseau Audio Vidéo (appelés parfois Box TV) : certains modèles prennent en charge les fichiers vidéo en Ultra Haute Résolution (AVC ou HEVC dans un conteneur MKV, par exemple) en plus des ISO Blu-ray et DVD qui bénéficient par ailleurs d'une mise à l'échelle en 3840 x 2160p.
  
  

  

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• Les box opérateurs compatibles UHD 4K : Freebox avec la Freebox Mini 4K, la Freebox One et la Freebox Delta, Orange avec la Livebox 4 et la Livebox 5, SFR avec la Box THD 4K et la Box 8, Bouygues Télécom enfin avec la Bbox Ultym. Ces box sont capables de lire les fichiers vidéo 4K HEVC H.265 sur support de stockage USB et d'accéder aux chaînes TV et aux services de streaming UHD 4K.

Les téléviseurs et vidéoprojecteurs compatibles UHD 4K

• Les téléviseurs UHD 4K : équipés d'une connectique HDMI 2.0 voire 2.1, ils sont en mesure d'afficher les images UHD jusqu'à 60 images/seconde. La compatibilité HDR leur permet par ailleurs d'exploiter toute la richesse des images tournées avec une large plage dynamique : les zones lumineuses comme les zones sombres sont plus détaillées et plus lisibles, avec des couleurs bien saturées et plus subtilement nuancées.
  

  

• Les téléviseurs OLED UHD 4K : LG est actuellement l'unique fabricant de dalles TV OLED et fournit également Panasonic, Philips ou encore Sony. La technologie d'affichage OLED offre une profondeur et une densité de noir inégalée, avec un niveau de contraste à même de sublimer l'affichage des films et séries TV tournés en UHD 4K HDR.
  
  

  

• Les téléviseurs Samsung QLED : réponse du fabricant coréen à la technologie LG OLED, la technologie Samsung QLED exploite des dalles LCD avec un filtre à boîte quantique (Quantum Dot) pour améliorer la luminosité, la colorimétrie, le niveau de noir et le contraste. Les noirs ne sont pas si profonds qu'avec l'OLED, mais les pics de luminosités bien supérieurs garantissent des images UHD HDR très réalistes et très contrastées, même en pleine lumière.
  
  

  

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• Les vidéoprojecteurs UHD-4K : c'est le nec plus ultra pour profiter d'une très grande image en Ultra Haute Résolution 4K. Ces vidéoprojecteurs sont compatibles avec les images UHD-4K natives (3840 x 2160 pixels) et les images HD1080p ou de moindre résolution, via leur(s) entrée(s) HDMI 2.0. Les plus grands fabricants de vidéoprojecteurs proposent au moins un modèle UHD 4K à leur catalogue. Comme pour les téléviseurs UHD 4K, l'extension de l'offre a permis de faire jouer la concurrence entre les fabricants et de démocratiser l'accès à la vidéoprojection 4K Ultra HD. On trouve désormais des vidéoprojecteurs 4K UHD pour moins de 1500 euros, ce qui était impensable il y a quelques années.
  
  

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Les téléviseurs et vidéoprojecteurs compatibles UHD 8K

Grâce à l'intelligence artificielle et à une fonction d'upscaling extrêmement performant, les téléviseurs UHD 8K traitent chaque scène, image par image, pour la perfectionner et l’afficher en Ultra Haute Définition 8K. Cette technologie se base sur le Machine Learning : l'Intelligence Artificielle développée a d'abord étudié et comparé des millions d'images en résolution 8K, 4K, HD 1080p et HD 720p avant de concevoir les meilleurs algorithmes d'upscaling possibles.

La certification Ultra HD Premium

Il s'agit d'une certification délivrée par l'Ultra HD Alliance aux téléviseurs Ultra HD disposant de caractéristiques spécifiques pour profiter des vidéos UHD dans des conditions optimales.
Les téléviseurs certifiés Ultra HD Premium offrent a minima les caractéristiques suivantes :
- Résolution d'affichage : 3840 x 2160 pixels.
- Profondeur de couleurs : 10 bits.
- Espace colorimétrique : entrée compatible Rec.2020 et capacité à afficher 90% ou plus de l'espace colorimétrique DCI-P3 (norme du cinéma numérique).
- Compatibilité HDR : luminosité maximale d'au moins 1000 cd/m² avec un niveau de noir inférieur ou égal à 0,05 cd/m² pour les téléviseurs LED ou luminosité maximale d'au moins 540 cd/m² avec un niveau de noir inférieur ou égal à 0,0005 cd/m² pour les téléviseurs OLED (norme SMTPE ST2084 EOTF).