👁️ Normes et Formats HDR :📣 Évolution HDR🟡 HDR calibration:
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HDR (High Dynamic Range) enrichit la qualité d'image à la télévision et en streaming en offrant une plage dynamique plus large, des noirs plus profonds et des couleurs plus vibrantes.
Ce résultat repose sur une chaîne technique complexe allant de la production à la diffusion. Maîtriser les différents formats HDR (HLG, PQ, HDR10, HDR10+, Dolby Vision) est indispensable pour garantir une expérience de visionnage optimale.
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La production HDR : Captation et étalonnage
La captation en HDR
La production HDR commence dès la captation avec des caméras capables d'enregistrer une large plage dynamique. Les formats RAW et Log (S-Log, V-Log, Log-C, etc.) sont utilisés pour capturer un maximum de détails de luminance et de couleur.
Formats recommandés : ProRes RAW, REDCODE, X-OCN, BRAW
Caméras compatibles : Arri Alexa, RED, Sony Venice, Blackmagic URSA Mini Pro
Moniteurs HDR sur plateau : Ils fonctionnent généralement en HLG ou PQ. Le Dolby Vision n'intervient pas à ce stade, car il nécessite l'ajout de métadonnées dynamiques en post-production. Il est crucial de s'assurer que caméra et moniteur partagent le même espace colorimétrique et la même courbe de transfert.
Contexte d'utilisation :
- HLG est préféré pour les captations live (ex. événements sportifs, concerts) grâce à sa compatibilité native avec les flux SDR.
- PQ est adopté pour la production cinématographique et sérielle/display, qui exige un étalonnage approfondi.
L’étalonnage HDR
La post-production vise à exploiter tout le potentiel capturé.
- HLG : Idéal pour la diffusion directe, sans besoin de métadonnées.
- PQ : Permet un contrôle très précis des niveaux de luminance, servant de base à HDR10 et Dolby Vision.
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Distinction entre métadonnées statiques et dynamiques
Dans le contexte de la diffusion HDR, comprendre le rôle des métadonnées est crucial :
Métadonnées statiques (HDR10) :
Les informations de luminance (niveaux maximums, moyennes) sont fixées pour l'ensemble du programme. C'est simple à implémenter, assure une compatibilité très large mais limite l'adaptabilité scène par scène.
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Métadonnées dynamiques (HDR10+, Dolby Vision) :
Chaque scène, voire chaque image, peut contenir ses propres instructions d'affichage. Cela permet une adaptation optimale à la capacité de l'écran cible, améliorant la reproduction des hautes lumières, des ombres et des couleurs spécifiques.
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Spécificités :
- Dolby Vision utilise des métadonnées dynamiques étendues qui adaptent la représentation de l'image scène par scène pour tirer parti des caractéristiques de chaque écran.
- HDR10+ propose également cette flexibilité dynamique, mais de manière open standard. Cela signifie que HDR10+ est une technologie librement disponible pour les fabricants et distributeurs sans paiement de licences, contrairement à Dolby Vision qui est un système propriétaire nécessitant une licence payante. L'approche open standard favorise une adoption plus large, notamment pour les équipements de gamme moyenne.
Important : PQ seul n'inclut pas de métadonnées ; ce sont les profils comme HDR10, HDR10+ et Dolby Vision qui encadrent la manière dont l'affichage est optimisé pour chaque dispositif.
Luminosité de crête et écrans cibles :
Les technologies HDR cherchent à reproduire une plage lumineuse très large, allant des ombres profondes aux hautes lumières intenses, afin de restituer les différentes scènes avec un maximum de réalisme.
C’est dans ce contexte qu’il devient essentiel de bien comprendre les notions de pic de luminance et les limites techniques des écrans.
- HDR10 (avec PQ) et Dolby Vision peuvent aller jusqu'à 10 000 nits selon le standard.
- HLG fonctionne de manière relative, avec une correspondance à 1000 nits pour être compatible Rec.2100.
On considère une traduction/equivalence entre PQ et HLG dans le contexte de HDR10 (Rec.2100) à 1000 nits pour pouvoir passer de l’un à l’autre.
En pratique, viser 500 à 600 nits correspond aux capacités réelles de la majorité des téléviseurs HDR domestiques.
En résumé :
Même si les standards HDR autorisent des pics de luminosité très élevés (jusqu’à 10 000 nits dans certains cas), la plupart des téléviseurs HDR que les gens ont chez eux n’atteignent en réalité que 500 nits environ.
Du coup, quand on produit du contenu en HDR, il faut faire un choix stratégique :
- Est-ce qu’on pousse les capacités du format à fond (et risque de perdre des détails chez ceux qui ont un écran « moyen ») ?
- Ou est-ce qu’on fait en sorte que le rendu reste bon sur la majorité des télévisions HDR, même si on n’exploite pas 100 % du potentiel technique ?
L’idéal, c’est de trouver un équilibre entre qualité maximale et compatibilité large !
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Encodage et Distribution HDR
Encodage HDR
- Codec recommandé : HEVC (H.265).
- Formats de métadonnées :
- HDR10 (statique : donne des infos globales pour la sequence complète)
- HDR10+ et Dolby Vision (dynamique : métadonnées qui guident l’écran pour adapter chaque scene ou image au mieux)
- HLG (sans métadonnées)
Encapsulation IMF : Utilisée pour la distribution multi-plateforme.
Diffusion simultanée SDR et HDR
Malgré l'adoption croissante du HDR dans la diffusion, la majorité des chaînes de télévision et des fournisseurs opèrent encore en SDR. Cela signifie que des livrables à la fois en SDR et en HDR sont souvent nécessaires. Un défi similaire existe également concernant la résolution, avec le 1080p par rapport à l'UHD. Pour y répondre, la production peut se concentrer sur un seul format (idéalement le format de la plus haute qualité, par exemple le 4K HDR), et des versions alternatives peuvent être créées par le biais de conversions.
Résolution : l'échantillonnage à la hausse (up-sampling) ou à la baisse (down-sampling) peut être utilisé pour passer entre les résolutions 1080p et UHD.
SDR-HDR : des solutions basées sur le tone mapping ou sur des LUT (Look-Up Tables) peuvent aider à passer entre les formats SDR et HDR.
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Tendances actuelles : Production vs Distribution
Production :
HLG est privilégié pour la captation en direct, notamment dans le contexte de la diffusion télévisée. Son fonctionnement "scene-referred" et sa proximité visuelle avec les workflows SDR traditionnels en font une solution naturelle pour les productions live.
Distribution :
PQ (Perceptual Quantizer) est préféré pour les contenus premium (OTT, VOD, broadcast) pour ses capacités fines d'adaptation à l'affichage. Il est le format HDR le plus répandu et le mieux supporté pour la distribution, en particulier dans le cadre de l’HDR10. Il permet un contrôle précis de la luminance et de la colorimétrie lors de l'étalonnage en post-production.
Pourquoi cette distinction ?
- HLG : Idéal pour les environnements en direct, grâce à son encodage relatif, sa compatibilité native SDR, et son absence de métadonnées à gérer en temps réel.
- PQ : Offre une grande précision, optimise la restitution sur écrans modernes avec un étalonnage adapté, parfaitement adaptée aux contenus à la demande ou cinématographiques nécessitant un étalonnage poussé.
Résumé des usages :
- HLG : Captation en direct, événements sportifs, concerts, défilés (show)
- PQ (HDR10) : Standard dominant pour le streaming et la distribution numérique
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Enjeux techniques et solutions
La production et la diffusion de contenus HDR impliquent plusieurs défis techniques qui nécessitent des outils et des pratiques adaptés à chaque étape :
Compatibilité SDR/HDR :
Le tone mapping est indispensable pour garantir une qualité d’image homogène sur une grande diversité d’écrans, des anciens modèles SDR aux téléviseurs HDR récents. L’objectif est d’assurer la rétro-compatibilité tout en respectant l’intention créative.
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Production HDR en direct (avec HLG) :
Le codage relatif de HLG facilite les workflows en direct. Sa compatibilité avec les infrastructures SDR et l’absence de métadonnées dynamiques à gérer en temps réel en font un format particulièrement adapté aux captations live.
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Gestion des métadonnées :
Pour les formats basés sur PQ comme HDR10+ et Dolby Vision, il est crucial de générer, synchroniser et transmettre correctement les métadonnées pour garantir un affichage fidèle scène par scène.
Des outils spécifiques sont nécessaires pour vérifier la cohérence de ces données tout au long de la chaîne.
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Variabilité des écrans :
Le contenu HDR doit être validé sur une grande variété d’équipements, allant des moniteurs de référence professionnels aux téléviseurs grand public aux capacités variables (en particulier en luminance de crête). Cela implique un contrôle qualité rigoureux, comprenant :
- Des moniteurs HDR avec outils de scopes (waveform, vectorscope)
- Des outils automatisés de QC (Quality Control) pour détecter les erreurs de clipping, de couleur ou de métadonnées
- Des tests sur des téléviseurs représentatifs du marché grand public
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EN CONCLUSION ⚡️
Tu l’as donc compris, produire et diffuser du contenu HDR exige une maîtrise des standards et des exigences de l'industrie.
La différenciation entre production HLG et distribution PQ répond à des objectifs opérationnels et qualitatifs distincts, visant à offrir la meilleure expérience visuelle possible.
La vulgarisation de notre consultant experte du sujet (Tania Pouli) :
“Aujourd’hui, dans le contexte du broadcast, HDR est utilisé surtout pour le live, dans quel cas la majorité des productions utilisent du HLG. Pour la production des series/films en HDR on est sur PQ ou Dolby Vision, mais la partie Dolby Vision est ajoutée pendant la post-production car ça implique de l’étalonnage”.
SEE YOU ⚡️
AU PROCHAIN ARTICLE !
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