HDR10, HDR10+, HLG et Dolby Vision : quelles différences entre les standards HDR ?

Le HDR est sans nul doute la technologie la plus importante sortie sur ces dernières années pour nos écrans. Couvrant une plus large gamme de luminosité, elle permet de retrouver des noirs plus noirs, des blancs plus blancs, des couleurs toujours plus nuancées et des variations d’intensité et de luminosité au sein d’une même image.

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De quoi rendre une expérience toujours plus impressionnante. Pour autant, s’y retrouver en tant que consommateur est compliqué, puisque les normes se sont multipliées. Notre dossier vous expliquera les tenants et aboutissants des principaux labels HDR.

Le HDR, qu’est-ce que c’est ?

Depuis le début des temps, les arts visuels ont toujours recherché à recréer une scène aussi originale et aussi fidèle que possible pour faire comme dans la vraie vie. On a commencé par la peinture, le dessin puis est arrivée la photographie et la cinématographie. Jusqu’à il y a peu de temps encore les efforts de reproduction étaient limités à une plage dynamique restreinte symbolisée par la différence de luminosité en reproduction du noir le plus sombre possible avec celle du blanc le plus brillant possible.

La plage dynamique d’une image (dynamic range) représente l’étendue mesurée entre la zone la plus claire et la partie la plus sombre. Ainsi, logiquement, plus la plage dynamique est étendue et plus l’image apparait comme contrastée aussi bien dans les zones sombres que les zones claires ; plus les couleurs sont riches et subtiles.

L’œil humain peut s’adapter à une vaste gamme de niveaux d’intensité lumineuse. La plage de luminosité que les personnes peuvent voir est bien supérieure à la plage de contraste disponible sur les écrans actuels comme le montre la figure ci-dessous.

Une plage dynamique élevée a donc été conçue pour capturer, traiter et reproduire des images de scène avec des détails accrus dans les ombres et les hautes lumières au-delà des capacités actuelles des systèmes vidéo et cinéma SDR. La notion de HDR (High Dynamic Range) est effectivement à mettre en perspective avec celle de SDR, Standard Dynamic Range qui est conçu pour les images standards. Le SDR tire ses spécifications des caractéristiques des anciens écrans à tube cathodique qui ne sont plus du tout utilisés aujourd’hui. Les possibilités sont relativement réduites.

Les systèmes HDR sont donc destinés à proposer des détails plus perceptibles dans les ombres et les hautes lumières ce qui correspond mieux au système visuel humain dans différentes conditions de visualisation d’image.

Ne pas réduire le HDR à la luminosité

Pour bien saisir la notion de HDR, il faut bien préciser que contrairement à ce que l’on peut entendre ici ou là comme quoi le HDR produit des images globalement plus lumineuses, le HDR propose en réalité une gamme de luminance plus large donc des noirs plus profonds et des reflets plus brillants avec notamment de la lumière qui peut se refléter sur des objets brillants. La plupart du temps, on a tendance à associer la notion de HDR uniquement avec des technologies relatives à des images « plus lumineuses » dont le pic est mesuré en cd/m². Au passage, vous pouvez voir parfois la notion de nits. 1 cd/m² = 1 nit.

Bien entendu, la luminosité est un élément majeur du HDR, mais cela ne fait pas tout. Le HDR englobe toute la gamme de valeurs tonales du noir jusqu’au plus clair. Certains appellent cela les niveaux de gris ou grayscale en anglais. Le HDR nous permet d’apprécier toute l’échelle de gris et pas uniquement les valeurs qui concernent les hautes lumières, mais aussi les ombres et les gradations subtiles entre les deux extrêmes.

R-BT.2020 : une question d’encodage

Les systèmes vidéo numériques utilisent une certaine quantification pour le codage des niveaux de gris. Pour le format grand public haute définition, il s’agit d’un encodage sur 8 bits. S’il peut convenir aux images SDR, il est insuffisant pour le HDR. Ainsi, l’UIT (Union Internationale des Télécommunications) a pu définir une nouvelle norme. Baptisée R-BT.2020 pour l’Ultra HD, elle a permis d’étendre significativement les niveaux de gris grâce notamment à un encodage sur 10 bits pour le grand public. Pour les professionnels, une option de quantification 12 bits est disponible pour aller encore plus loin.

Comme toute technologie, c’est évident, mais cela va mieux en le disant, pour profiter du HDR, il faut nécessairement que les appareils soient compatibles et porteurs de la mention HDR.

Qu’est-ce que le HDR10 ?

Le HDR10 est un standard qui s’appuie sur une plateforme ouverte. Il est ainsi nommé, car son échelle de quantification est basée sur 10 bits au sein de l’espace colorimétrique BT.2020. Chaque constructeur de matériel peut s’en emparer pour rendre ses appareils compatibles et ainsi offrir aux utilisateurs les bénéfices d’une telle technologie sur leurs écrans. Il permet d’afficher une plus large palette de couleurs et de nuances par rapport à des images classiques encodées sur 8 bits dans l’espace colorimétrique Rec.709. Il utilise la norme SMPTE ST 2084 EOTF qui se base sur la réelle sensibilité de l’œil humain concernant le contraste et permettant de couvrir une luminance maximale de 10 000 cd/m².

Le problème avec le HDR10 est que les spécificités de la vidéo sont définies une fois pour toutes les séquences. Il manque donc une notion de dynamisme, car certaines scènes peuvent demander certains ajustements par rapport à d’autres.

Qu’est-ce que le HDR10+ ?

Le HDR10+ est une évolution du HDR10. Il a été développé pour mieux concurrencer le format Dolby Vision. Comme lui, le HDR10+ exploite les métadonnées dynamiques qui sont intégrées au sein du flux vidéo afin de pouvoir moduler la réponse selon les scènes et ainsi en optimiser le rendu. Ce standard est soutenu par plusieurs acteurs majeurs de l’industrie de l’électronique dont la 20Th Century Fox, Panasonic et Samsung et ce, depuis 2018. En aout 2021, le format HDR10+ revendiquait 120 partenaires, dont des fabricants de téléviseurs, mais également des marques de smartphones, tablettes tactiles et lecteurs Blu-ray. À cette date, 2000 contenus prennent en charge ce format.

Qu’est-ce que le HDR10+ Adaptative ?

Le HDR10+ Adaptative est une évolution du HDR10+. Lancé depuis 2021, il prend non seulement en charge les métadonnées dynamiques du flux vidéo, mais ajuste encore un peu plus les images afin de s’adapter aux conditions d’éclairage de la pièce. Pour ce faire, le diffuseur utilise un capteur de luminosité afin d’optimiser les scènes comme l’aurait souhaité le réalisateur en limitant les pertes de détails et de contraste selon la lumière ambiante. Le HDR10+ Adaptative vient concurrencer le format Dolby Vision IQ qui utilise le même principe d’adaptativité selon les conditions lumineuses de visionnage.

Qu’est-ce que le HLG ?

Le format HLG (Hybrid Log Gamma) est une technologie hybride libre de droits qui combine des images SDR et des images HDR réunies dans un seul et même flux vidéo. Comme le HDR, elle s’appuie sur un système EOTF, mais hybride ici (Electro Optical Transfer Function) qui permet de transformer des informations numériques en un signal électrique pour créer de la lumière à l’écran. Cette technologie permet de simplifier la transmission des chaines TV et ainsi de satisfaire simultanément et avec un même flux aussi bien les TV les plus limitées techniquement que les autres plus évoluées.

Qu’est-ce que le Dolby Vision ?

Le format Dolby Vision est un format HDR. Mais à la différence du HDR10, il n’est pas libre de droits. Il est la propriété des laboratoires Dolby. Pour en profiter, il faut que les appareils de lecture et de diffusion soient compatibles Dolby Vision. Le caractère HDR ne suffit pas. Le flux vidéo Dolby Vision est encodé sur 12 bits.

Comme le format HDR10+, il utilise des métadonnées dynamiques pour optimiser les images en termes de luminosité, de contraste et de colorimétrie selon les scènes de la vidéo. Par rapport au HDR10+, il profite d’un suivi et d’un contrôle particulièrement rigoureux de l’étalonnage depuis les studios de production jusqu’au téléviseur du consommateur final.

Qu’est-ce que le Dolby Vision IQ?

Il s’agit d’une évolution du format Dolby Vision. On peut le comparer au HDR10+ Adaptative dans le sens où il utilise un capteur de luminosité installé sur le diffuseur pour mesurer la quantité de lumière dans la pièce. Ainsi, travaillant de concert avec le processeur du diffuseur, il permet d’ajuster les propriétés de l’image pour tenter d’obtenir le meilleur rendu possible depuis une source Dolby Vision. Cette option peut être désactivée sur les appareils qui le proposent, le cas échéant.

Qu’est-ce que le HDR Pro, HDR Plus et consorts ?

Toutes les autres appellations comme le HDR Pro, HDR Plus, etc. font référence à des mentions marketing et ne correspondent absolument pas à des technologies embarquées par des lecteurs ou des TV. Il s’agit pour les fabricants de mettre en avant des caractéristiques techniques jugées comme étant supérieures à celles proposées par le SDR, mais qui ne répondent pas entièrement aux spécifications demandées pour l’utilisation du HDR, proposant, in fine, une expérience incomplète.

Quels services de SVOD sont compatibles HDR10, HDR10+ et Dolby Vision ?

Le format HDR10 est proposé sur toutes les plateformes de streaming.

Le format HDR10+ est disponible sur Amazon Prime Video et YouTube.

Le format Dolby Vision est proposé sur Netflix, Amazon Prime Video, Disney+, Apple TV+, MyCanal, Max, Paramount+, Google Play Films et TV et Rakuten TV.

	HDR10	HDR10+	Dolby Vision
Netflix	Oui ✅	Non ❌	Oui ✅
Amazon Prime Video	Oui ✅	Oui ✅	Oui ✅
Disney+	Oui ✅	Non ❌	Oui ✅
Apple TV+	Oui ✅	Non ❌	Oui ✅
YouTube	Oui ✅	Oui ✅	Non ❌
MyCanal	Oui ✅	Non ❌	Oui ✅
Max	Oui ✅	Non ❌	Oui ✅
Paramount+	Oui ✅	Non ❌	Oui ✅
Google Play Films et TV	Oui ✅	Non ❌	Oui ✅
Rakuten TV	Oui ✅	Non ❌	Oui ✅

Certains disques Blu-ray UHD proposent des contenus en version HDR et/ou Dolby Vision. La TNT se limite pour le moment à quelques tests de retransmissions d’évènements sportifs ponctuels et uniquement disponibles depuis l’émetteur de la tour Eiffel.

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