Dans ce paradigme, la question centrale est sans conteste celle du transport : comment, quand, à quel coût, et avec quel avantage d’usage pour l’utilisateur sera-t-il possible de diffuser ou de distribuer des contenus 4 fois plus encombrants que la HD ?
À la question du quand, si la HD a mis une douzaine d’années à s’installer massivement dans notre pays, et si l’on décide de prendre ce cycle comme référence pour l’adoption de l’Ultra HD, la moitié des foyers devraient être équipés à l’horizon 2020/2025 de récepteurs Ultra HD.
Il convient d’expliquer ce qu’est réellement l’Ultra HD, et donc de rentrer un peu dans le détail technique. À ce titre se pose la question de la terminologie. Nous avons d’un côté une dénomination liée au cinéma numérique qui est le 4K avec une résolution de 4096 x 2160
pixels, et de l’autre, une norme en devenir qu’est l’Ultra HD, qui offre 3640 x 2160 pixels. C’est un peu comme si nous avions parlé de 2K pour les écrans TV plutôt que de Full HD. Le souci est que l’UHD, qui est le nom retenu pour le moment, ne va pas s’arrêter à 3640 x 2160 pixels. Il devrait monter en résolution puisqu’on parle déjà de 8K.
Toutefois, pour des raisons de simplification terminologique, nous parlerons dans cet article d’Ultra HD ou UHD plutôt que parler de 4K. Commençons par la fin, par les écrans.
Qui fabrique des écrans 4K ?
Pour bénéficier d’une image UHD, il faut évidemment un écran UHD. La quasi majorité des constructeurs ont déjà fourbi leurs armes et
proposent des modèles ou en sortiront dans les prochaines semaines.
Sony fut le premier constructeur à proposer un modèle 4K, présenté à l’IFA 2012, le Sony X9005 de 84 pouces à 25 000 euros qui fut réservé à une élite. Pour élargir le marché, le constructeur japonais a lancé deux autres spécimens 55 et 65 pouces. Ces produits étant haut de gamme, ils disposent de toutes les caractéristiques dont peuvent rêver les téléspectateurs les plus exigeants. Sony estime que le prix des écrans 4K entre 2013 et 2014 devrait baisser de pratiquement 40 %. Le rythme de décélération anticipé des prix des écrans 4K devrait être plus rapide que celui observé pour la HD.
Les frères ennemis LG et Samsung proposent différents modèles. LG, avec son modèle 84LM960V, ses 84 pouces de diagonale et sa définition de 3840 x 2160 pixels, reprend la même technologie de dalle que Sony. Son prix, 19 000 euros, en fera toutefois un appareil d’exposition pour un flagship plus qu’un best-seller.
Samsung propose son premier produit 85 pouces à 30 000 euros et Laurent Moquet précise « être confiant malgré l’absence de contenus en France. La rupture technologique est visible, donc plus facile à vendre ; et le 4K s’adapte à tous les programmes, y compris le Live. C’est là où la 3D a eu des difficultés avec la nécessité d’avoir des caméras et une chaîne de fabrication spécifique et coûteuse ».
La surprise vient du développement rapide des écrans OLED et 4K. Fin 2012, les constructeurs annonçaient que les deux technologies allaient suivre des chemins différents (essentiellement pour des raisons de coût). En résumé, il y aurait eu des écrans HD OLED d’un côté, et des écrans Ultra HD de l’autre. Revirement de situation contre toute attente avec Panasonic qui a annoncé un écran 4K OLED.
Le leitmotiv chez Samsung est que « c’est toujours la prime au premier », rappelle Laurent Moquet. Il est pour lui impératif d’avoir le leadership technologique : « au même titre que nous oeuvrons à cela sur nos produits, les éditeurs de chaînes TV doivent se préparer à l’arrivée potentiellement de Google ou Apple sur le marché. »
En dehors de LG et de Samsung, les fabricants taïwanais sont également dans les starting blocks pour proposer des dalles à l’instar de AUO (Taiwan) qui a annoncé fin 2012 un écran 4K TFT de 65 pouces équipé d’une fonction WCG (Wide Color Gamut) qui permet d’enrichir le spectre colorimétrique. AUO produit notamment des écrans pour Toshiba.
Autre constructeur taïwanais, Chimei Innolux, qui produit des dalles 4K pour des fabricants chinois et japonais, a récemment annoncé, dans son bilan financier, que la société allait livrer de plus en plus d’écrans 4K au deuxième trimestre 2013. La guerre de prix ne fait que commencer, aux États-Unis, TCL (le fabricant chinois) a annoncé un écran Ultra HD de 50 pouces à 1 000 $ pour la rentrée. Seiki avait indiqué quelques jours plus tôt proposer un 50 pouces à 1 500 $. Pour se donner une idée de tarif, une dalle 50 pouces 4K/2K est commercialisée 800 $, contre 400 $ pour un écran Full HD avec une dalle fine dotée d’un éclairage LED backlight. Une dalle 4K de 84 pouces coûtera environ 5 000 $.
Taille des écrans
Il est souvent avancé des arguments affirmant que les foyers français ou européens ne peuvent pas accueillir des écrans de grande taille. Ce qui n’est pas tout à fait juste, car les écrans sont de plus en plus fins et légers, peuvent s’accrocher facilement au mur et la connectique est simplifiée (HDMI et Wireless HDMI).
Samsung rappelle « qu’elle est la marque préférée des Français, et notamment des femmes qui sont désormais les décideurs finaux pour l’achat d’un téléviseur. Les écrans aujourd’hui doivent être beaux, y compris éteints. »
Qui plus est, plus la densité des pixels est importante, plus le téléspectateur peut être proche de l’écran. Ainsi on estime que pour un téléviseur UHD on peut se placer à environ 2 mètres de l’écran. Certains ingénieurs affirment qu’il faut au moins un écran de 100 pouces pour voir la différence entre HD et UHD. C’est sans doute un peu excessif, car même sur un 65 pouces, le piqué de l’image est étonnant.
Pour rappel, sur un écran HD, la distance optimale pour regarder est de 3 fois la hauteur, en UHD c’est 1,5 fois la hauteur et en UHD2 (8K) c’est 0,75 fois la hauteur.
Les contenus
Pour le 4K, il n’existe aucun contenu de masse. Mis à part Sony et son studio Columbia intégré qui milite pour le 4K, peu de films sont encore produits dans ce format.
Pour le moment, histoire d’alimenter les écrans, Sony propose 40 films disponibles remasterisés 4K et 11 films pré-chargés sur le serveur SONY et une soixantaine de titres le seront d’ici à la fin de l’année. Les films sont upscalés en 4K via la télévision. L’upscaler présent dans les téléviseurs 4K de Sony est réputé de très bonne « facture ».
La solution que proposent les constructeurs est l’inévitable recours à l’upscaling. Adrien Bergeaud de Samsung rappelle « qu’aucune box
actuellement en exploitation chez les opérateurs n’est équipée d’un chipset permettant de lire le 4K ou de faire l’upscaling, et que les fabricants seront prêts dans les 24 prochains mois (ST micro, etc.). À ce stade, les opérateurs ne montrent aucun intérêt pour le 4K, la stratégie étant exclusivement de baisser les coûts. »
Pour voir du 4K natif, pour le moment, deux alternatives existent. Sony propose un serveur 4K pour être associé à ses écrans 4K. Le serveur sera préchargé avec 10 films en 4K natif et des films courts. La difficulté sera de charger le serveur avec de nouveaux contenus.
Le serveur appelé Sony FMP‑X1 est commercialisé aux États-Unis, et proposé à 699 $. En Europe, la date de lancement n’est pas connue. Le service sera certainement accessible via le SEN (Sony Entertainment Network). (article sur le site Mediakwest).
RED avait annoncé, lors du dernier NAB, un serveur 4K. Il s’agit en réalité d’un partenariat avec une nouvelle société, Odemax, orientée Cloud, qui permettra de distribuer des films sur le territoire américain depuis un stockage centralisé. Pour cela, RED a développé un nouveau codec (un de plus) baptisé .RED, qui sera compatible 3D, et avec des contenus 4K jusqu’à 60 im/s. Le contenu pourra ou non être encrypté. Les utilisateurs pourront encoder leur contenu 4K via le logiciel REDCINE-X PRO. Le plug-in REDRAY sera facturé 20 $. Le codec .RED fonctionne en mode streaming avec un débit de 20 Mb/s. Pour le moment les utilisateurs finaux auront du mal à pouvoir lire directement chez eux ce type de fichiers. REDRAY permettra de relire et d’upscaler des fichiers HD H.264 en Ultra HD (3840 x 2160) et supportera le 12 bit en 4.2.2.
Le serveur REDRAY sera équipé d’une capacité interne de 1 To (100 heures en 4K avec le codec .RED) et pourra télécharger et stocker des contenus de manière automatique, quelle que soit la bande passante. Le lecteur aura également des ports USB, Ethernet et SD Card. Il bénéficiera d’une sortie HDMI 1.4 compatible avec les nouveaux écrans proposés par Sony, LG et Samsung. Il sera possible également de connecter 4 écrans HD standards pour faire de l’affichage dynamique multi-écrans. Le serveur aura également des fonctions de pilotage, notamment par WiFi, permettant un contrôle depuis une tablette ou un smartphone.
Quid des Blu-ray Disc 4K ? Il faut augmenter la densité, changer le codec ou les deux. Pour le moment la BDA (Blu-Ray Disc Association) n’a rien acté.
Ce qui est intéressant, c’est que de nombreux films sont déjà mastérisés en 4K.
Autre point d’achoppement possible, la connexion entre l’écran et le player. Pour le moment, il faut se contenter du HDMI 1.4b. Cette version ne permet de diffuser de l’Ultra HD qu’à 30 im/s. Ce qui interdit pour le moment les cadences plus importantes (HFR High Frame Rate), que permet l’Ultra HD et qui ont un intérêt pour les images rapides comme le sport. Idem pour la 3D ou les consoles de jeux qui ont des cadences élevées. Il faudra attendre la finalisation du HDMI 2.0 qui permettra d’atteindre 60 im/s et sans doute au-delà.
Il ne sera pas possible d’upgrader a priori les écrans actuels équipés de HDMI 1.4 en 2.0 car il faut faire évoluer une partie hardware.
Distribution
Comment regarder les contenus 4K ? Il faut certes un écran 4K, mais la question centrale et structurante est celle du transport : comment distribue-t-on les contenus 4K ?
Le développement du 4K sera corollaire à celui de nouveaux codecs capables de supporter à la fois des images de résolution plus importante mais à des débits équi-valents à ceux actuels.
En résumé, l’objectif, à terme, est de multiplier par 4 le poids des médias, tout en conservant les mêmes contraintes de bande passante.
Dans ce contexte, les bouquets de chaînes payantes sont toujours friands des innovations technologiques sur leur offre Premium pour les aider à préserver leur leadership et leur modèle. À titre d’exemple, Direct TV a déjà annoncé être intéressé par le 4K. En son temps, Direct TV fut l’un des premiers opérateurs à proposer des bouquets en HD, puis de la 3D, il est donc logique que la prochaine évolution soit d’offrir à ses abonnés de l’Ultra HD. Netflix annonce également des projets de distribution 4K.
« L’écosystème de l’Ultra HD sera totalement en place en 2017, mais nous ne prévoyons pas d’adoption massive par le marché avant 2023. Les opérateurs du câble et du satellite vont être les moteurs de cette nouvelle définition d’image » indique Thomas Morrod, VP senior en charge de l’électronique grand public et des technologies media de IHS.
Les grands événements mondiaux comme la prochaine Coupe du Monde de la Fifa au Brésil en 2014 permettront aussi à l’Ultra HD de s’imposer progressivement. Certains diffuseurs européens sont déjà de fervents soutiens de cette norme à la résolution quatre fois supérieure à celle de la HD : soit ils tournent déjà en 4K, soit ils pratiquent actuellement des tests de diffusion. C’est le cas de la BBC, et notamment de l’unité d’histoire naturelle. L’opérateur de TV payante Sky Deutschland y voit, de son côté, une valeur ajoutée en matière
d’expérience TV.
Gary Davey, VP exécutif en charge des programmes à Sky Deutschland, a indiqué que « sur nos 3,4 millions d’abonnés, la moitié paie pour accéder à notre offre de chaînes Premium en HD (65 chaînes). Le 4K ne doit pas être considéré comme un business en tant que tel, mais comme un accroissement de notre activité globale d’opérateur de télévision payante. »
Les opérateurs Satellite SES Astra d’un côté et Eutelsat de l’autre, ont également annoncé leur engagement dans l’UHD. SES a récemment lancé son initiative « SES Ultra HD Experience » et invite les fournisseurs de contenus et les diffuseurs à travailler à ses côtés pour développer la chaîne de valeur de l’Ultra HD.
En Corée du Sud, KBS a fait des tests de diffusion terrestre en DVB-T2 de Ultra HD encodé en HEVC. En Espagne durant le Mobile World Congress une démo en DVB T2 HEVS a également été réalisée.
Il est prévu également que la finale de la Coupe du Monde de football en 2014 au Brésil soit diffusée en UHD au Japon, par satellite uniquement.
Le 4K UltraHD : prise de vue, postproduction, workflow
C’est la partie qui est la plus avancée. Il existe déjà un véritable écosystème de la prise de vue à la postproduction.
Pour le moment les premières caméras commercialisées ont plutôt des fonctionnalités adaptées au cinéma, à la fiction et au documentaire.
Il existe une dizaine de caméras présentes sur le marché 4K. Leur prix oscille à l’achat entre 4 000 et 60 000 euros. Ces caméras ont, pour la plupart, des capteurs grands formats.
Le 4K est corollaire également à une vitesse d’enregistrement des images plus élevée, ce qui alourdit considérablement les workflows.
On voit des projets à 50, 100, 120 im/s. On parle alors de HFR (High Frame Rate). Le Broadcast est familier des difficultés liées à l’enregistrement à des cadences plus élevées comme le 50p, mais aussi de la gestion des ralentis pour le sport. Ce qui est nouveau, c’est que le cinéma s’y intéresse, sans une certaine polémique d’ailleurs.
Pour la télévision, le HFR pour le sport peut présenter un véritable intérêt ; le codec HEVC le prévoit d’ailleurs. Du sport à 50 ou 100 im/s en 4K est intéressant, mais pose des contraintes de débits, et paradoxalement nécessitera de recréer du flou en arrière-plan.
Les solutions de montage proprement dites, ou de finalisation, ne posent pas de réels problèmes en 4K. Tout dépend du choix du codec (Apple ProRes, CinemaDNG, XAVC et Avid DNxHD…).
Conclusion
L’industrie média est au coeur d’une révolution, ou plutôt de plusieurs révolutions : à la fois technique, de modèle économique et de changement radical de paradigme des usages. Le consommateur devient lui aussi téléspectacteur.
Le 4K est clairement poussé à l’heure actuelle par les fabricants de téléviseurs. Ceux-ci sont en quête d’un relais de marge et de croissance qu’ils ne parviennent pas à trouver sur le marché des téléviseurs, extrêmement concurrentiel et tiré exclusivement par les prix bas.
Même s’il est possible de s’équiper d’un écran 4K aujourd’hui, les tarifs demeurent prohibitifs pour le plus grand nombre (à partir de 20 000 euros). La démocratisation du 4K dans les foyers interviendra, le cas échéant, quand les économies d’échelle commenceront à permettre de baisser les prix publics. L’effet de ciseau s’observera quand l’offre de contenus – inexistante aujourd’hui – se sera largement étoffée.
En parallèle, il est probable que les supports physiques vivent leurs dernières heures. Les services de téléchargement et de streaming
(Netflix, iTunes Store, UltraViolet, Google Play, Xbox Video Store, toutes les set-top box…) se déploient rapidement pour offrir une expérience meilleure à domicile comme en mobilité, en tirant parti des progrès réalisés sur les réseaux, et la réalité du nombre de terminaux par personne dans chaque famille (>2).
Nous sommes au lancement du 4K. L’enjeu sera de savoir là où le consommateur mettra le curseur, entre la qualité d’image, la facilité d’usage, l’expérience générale ou la qualité éditoriale des contenus pour motiver ses prochains achats de produits ou de services.
l’Ultra HD, c’est quoi ?
UHDT V, selon ITU BT 2020
Image size 3840 x 2160, 7680 x 4320
Bit depth 10, 12 bit
Frame Rate 25, 30, 50, 60, et jusqu’à 120 im/s
Color Gamut Plus large que REC 709 et P3
La normalisation
Recommandation ITU-RBT 2020 / Spécifié DVB : Le travail est en cours avec en septembre 2013 la recommandation DVB-S2 Evolution et fin 2014 DVB-S3 Revolution.
Compression
Le Mpeg-4 est efficace, mais on se tourne vers le HEVC qui permet de réduire la bande passante, avec une optimisation de la compression de 50 % par rapport au Mpeg-4.
En janvier 2013 : Final Draft ITU-TH265
Connexion
HDMI 1.4 permet le 4K jusqu’à 30 im/s
HDMI 2.0 pourra aller au-delà (spécification prévue mi-2013)
STB (Box)
Les premières set-top box seront disponibles à l’arrivée des processeurs HEVC
Automne 2013 pour le 25/30 im/s
Début 2014 pour le 50/60 im/s
Téléviseurs
Les premiers modèles de téléviseurs 4K sont disponibles en HDMI 1.4
Les prochains modèles seront équipés en HDMI 2.0
Blu-ray Disc
Certains lecteurs Blu-ray sont déjà équipés d’upscaler 4K
Se pose la question pour lire le 4K natif (il faut une plus grande densité et le HEVC)
Trois questions à Bill Roberts, Directeur du Product Management de la division vidéo chez ADOBE
MK : Quels sont les effets de la production en 4K sur le travail collaboratif ?
BR : Les exigences du traitement d’images en 4K peuvent dépasser les capacités du processeur et de la carte graphique de nombreuses stations de travail moins récentes, ainsi que de nombreux ordinateurs portables actuels. Nous pouvons remédier à cela grâce à l’architecture « Anywhere », qui centralise le traitement natif au niveau des serveurs et offre des flux de visionnage en lecture ainsi que des images fixes fidèles au pixel près. Nous offrons des workflows RED en 5K sur des MacBook Pro depuis deux ans.
MK : Quels sont les effets du 4K sur la production d’effets visuels ?
BR : Les effets visuels ont toujours utilisé de grandes images pour la composition dans After Effects – parfois jusqu’à 20K ! La 4K ne fait qu’augmenter la taille des images – il est donc préférable d’avoir plus de RAM. Nous avons travaillé sur l’optimisation du cache facilitant la lecture plus rapide des données après la première lecture, et l’affectation d’un disque « scratch » spécifique permettant la conservation des résultats intermédiaires même lorsque l’utilisateur quitte After Effects.
MK : Quels sont les effets de la 4K sur l’étalonnage colorimétrique ?
BR : Ces effets sont importants : non seulement l’image elle-même est plus grande, mais la cadence d’image augmente elle aussi, et les images sont souvent capturées au format RAW. L’étalonnage, ou même la simple linéarisation des données, est important tout au long du processus de création. Il représente donc une part essentielle du workflow. Afin de travailler de manière efficace, il faut une capacité de traitement local (disque, mémoire et CPU/GPU) suffisante pour lire le contenu, mais grâce à notre pipeline avancé, toutes les corrections de couleurs et la LUT sont réunies en une seule étape de manipulation des couleurs, ce qui signifie que nous pouvons effectuer un étalonnage très avancé en utilisant un système simple, contrairement à d’autres.
Il ne faut pas perdre de vue que ce n’est pas tant la résolution, mais plutôt la gamme élargie de la dynamique (HDR), qui a fait partie des pipelines d’images de synthèse depuis des années mais qui fait aujourd’hui son entrée dans le domaine des prises de vues réelles, les caméras devenant des « ordinateurs derrière un objectif » : je pense que la tendance est au HDR pour la production de tous
types de contenus. La technologie de diffusion dans les foyers est également en train de progresser, offrant une meilleure expérience à l’utilisateur. Afin de travailler correctement dans ce cadre, il faut des technologies de LUT avancées, et tous les calculs doivent être faits en virgule flottante.
