HDR10, HDR10+, HLG et Dolby Vision, quelle est la différence

À mesure que la vidéo numérique a évolué, la résolution et la fréquence d’images ont augmenté, mais la qualité de l’image est restée limitée pendant longtemps. La vidéo standard (SDR, Standard Dynamic Range) est conçue pour une plage de luminosité étroite, avec un rapport limité entre les zones les plus sombres et les plus lumineuses d’une image. Elle utilise généralement une profondeur de couleur de 8 bits et l’espace colorimétrique Rec. 709, ce qui signifie que les détails dans les zones sombres peuvent être perdus ou que les zones lumineuses peuvent être surexposées. Même les processeurs puissants et les algorithmes de traitement d’image ne pouvaient améliorer l’image que dans une mesure limitée.

Pour résoudre ce problème, le HDR (High Dynamic Range) a été développé. Il élargit la plage dynamique, permettant à la vidéo de reproduire une gamme beaucoup plus étendue de niveaux de luminosité et d’améliorer la qualité de l’image. Le HDR n’est pas simplement une fonctionnalité du téléviseur lui-même. La vidéo doit également être enregistrée selon une méthode spécifique et inclure des métadonnées, c’est-à-dire des informations supplémentaires sur l’image à afficher.

Comment une image HDR est créée

L’objectif principal du HDR est de préserver les détails dans les zones les plus sombres et les plus lumineuses d’une image. Il existe deux approches principales.

Bracketing d’exposition. Plusieurs images sont capturées à différents niveaux d’exposition. L’une est prise avec une exposition plus élevée pour saisir les détails dans les ombres, tandis qu’une autre est prise avec une exposition plus faible afin de préserver les hautes lumières. Les images sont ensuite combinées en utilisant, pour chacune, les zones dont l’exposition est la plus appropriée. Cette opération peut être réalisée simultanément avec plusieurs caméras ou avec une seule caméra qui capture les images successivement. Cette deuxième approche est mal adaptée aux scènes dynamiques, car les objets peuvent se déplacer entre les prises de vue, ce qui crée des images fantômes et d’autres artefacts.

Un capteur à large plage dynamique. Les caméras modernes peuvent capturer une large gamme de niveaux de luminosité dans une seule image, sans combiner plusieurs expositions. Autrement dit, la caméra capture plusieurs images, que son processeur analyse pour produire une seule image finale.

Le résultat est une image dans laquelle les détails sont bien préservés et les transitions de couleur sont fluides.

Comment le HDR est transmis et affiché

Capturer une vidéo HDR ne suffit pas. Elle doit également être encodée et transmise de manière à ce que l’écran puisse l’afficher correctement. Les métadonnées sont transmises en même temps que le flux vidéo. Elles contiennent des informations techniques sur la luminosité, le contraste et les couleurs, qui indiquent au téléviseur comment afficher l’image. Le téléviseur doit donc prendre en charge la norme correspondante. Dans le cas contraire, l’image sera affichée au format SDR standard.

Il existe deux méthodes de transmission de ces informations.

• Métadonnées statiques. Elles sont définies une seule fois pour l’ensemble de la vidéo.
• Métadonnées dynamiques. Elles changent d’une scène à l’autre, voire d’une image à l’autre.

Présentation des normes HDR

HDR10

Le format HDR ouvert de base, normalisé par la Consumer Technology Association (CTA) en 2015. Il est obligatoire pour les disques Blu-ray 4K et sert de fondement au HDR10+ ainsi qu’à de nombreux profils Dolby Vision. Il utilise une profondeur de couleur de 10 bits et l’espace colorimétrique Rec. 2020, même si les écrans couvrent généralement seulement une partie de cette gamme de couleurs.

Les métadonnées statiques sont définies une seule fois pour l’ensemble du film et décrivent le moniteur utilisé pour l’étalonnage, la luminosité maximale des images et la luminosité moyenne. Le téléviseur détermine lui-même comment adapter les niveaux de luminosité à ses capacités d’affichage. L’image peut donc présenter des différences notables d’un modèle de téléviseur à l’autre, et certains détails peuvent être perdus dans les scènes sombres. Ce format est libre d’utilisation et pris en charge par pratiquement tous les équipements HDR.

HDR10+

Une évolution du HDR10 annoncée par Samsung et Amazon en 2017. Le format a ensuite été normalisé par le consortium HDR10+, fondé par Samsung, Panasonic et 20th Century Fox. HDR10+ ajoute au flux HDR10 de base des métadonnées dynamiques fondées sur la norme SMPTE ST 2094-40. Ces métadonnées sont transmises image par image, ce qui permet au téléviseur d’ajuster plus précisément la luminosité et le contraste à chaque instant de la vidéo, en fonction des capacités de sa dalle.

Les appareils qui ne prennent pas en charge HDR10+ affichent ce contenu comme du HDR10 standard. La profondeur de couleur reste de 10 bits. Cette norme est libre de redevances, mais elle n’est pas prise en charge par tous les équipements.

HDR10+ Adaptive

Une fonctionnalité supplémentaire de HDR10+ qui tient compte de l’éclairage de la pièce. Le téléviseur mesure la lumière ambiante à l’aide d’un capteur intégré et ajuste la luminosité de l’image HDR, en l’augmentant dans une pièce bien éclairée et en la réduisant dans une pièce sombre. Samsung a introduit cette fonctionnalité dans ses téléviseurs de 2021. Il a également été annoncé à la même période que les contenus HDR10 de Prime Video seraient affichés en mode HDR10+ Adaptive sur les téléviseurs Samsung compatibles. Le site Web HDR10+ décrit cette fonctionnalité comme faisant partie de la spécification HDR10+ Advanced introduite en 2025.

HDR10+ Gaming

Une version de HDR10+ destinée aux jeux vidéo, développée par HDR10+ Technologies. Selon Samsung, avant l’introduction de ce format, les jeux et les écrans ne pouvaient pas identifier leurs capacités respectives. Les paramètres HDR étaient donc soit génériques, soit à sélectionner manuellement. Avec HDR10+ Gaming, le moteur du jeu et l’écran échangent directement des informations, ce qui permet au jeu d’identifier les capacités de l’écran et de générer une image HDR optimisée pour celui-ci. Le réglage automatique sans calibration manuelle fait partie des fonctionnalités annoncées. Lors de son lancement, le format était disponible sur les PC équipés de cartes graphiques NVIDIA compatibles, ainsi que sur les téléviseurs et moniteurs Samsung les plus récents.

HDR10+ Advanced

Une norme plus récente conçue pour les téléviseurs haut de gamme dotés d’une luminosité maximale très élevée, de processeurs puissants et de grands écrans. Prime Video la déploie sur les téléviseurs Samsung de 2026 à partir d’août 2026. Les fonctionnalités annoncées comprennent les éléments suivants.

• Luminosité globale améliorée. Les métadonnées permettent de mieux exploiter les capacités de luminosité élevée des téléviseurs haut de gamme.
• Lissage intelligent des mouvements. Le système détermine automatiquement si le lissage des mouvements est nécessaire.
• Détection des genres par intelligence artificielle pour sélectionner les paramètres de traitement de l’image, ainsi qu’une gamme de couleurs plus étendue fondée sur les métadonnées fournies par les créateurs de contenu.

Dolby Vision

Une norme sous licence développée par Dolby et introduite en 2014. Elle utilise des métadonnées dynamiques qui peuvent changer d’une scène à l’autre ou d’une image à l’autre. En streaming, l’image est généralement en 10 bits, tandis que la vidéo en 12 bits n’est possible que dans certains profils, notamment ceux utilisés sur les disques Blu-ray 4K. Dolby Vision possède plusieurs profils, certains conçus pour le streaming, d’autres pour les disques, et certains compatibles avec HDR10 sur les téléviseurs qui ne prennent pas en charge Dolby Vision.

En 2025, Dolby a annoncé Dolby Vision 2. Selon l’entreprise, cette version ajoute une optimisation de l’image fondée sur l’intelligence artificielle en fonction des conditions de visionnage, ainsi qu’un contrôle du lissage des mouvements image par image. Les téléviseurs plus anciens peuvent toujours lire ces contenus, mais les nouvelles fonctionnalités nécessitent la prise en charge de Dolby Vision 2. Cette norme exige une licence payante pour les fabricants. Samsung ne prend pas en charge Dolby Vision sur ses téléviseurs et privilégie HDR10+.

HLG (Hybrid Log-Gamma)

Un format développé par la BBC et NHK pour la diffusion télévisée et les transmissions en direct. Il est inclus dans la recommandation ITU-R BT.2100. HLG n’utilise pas de métadonnées, car les informations de luminosité sont encodées directement dans sa fonction de transfert. La partie inférieure de cette fonction ressemble à la courbe gamma SDR conventionnelle, tandis que la partie supérieure est logarithmique et gère les zones lumineuses.

Cela permet d’afficher le même signal sur les téléviseurs HDR et SDR. Sur un écran HDR, l’image bénéficie d’une plage dynamique étendue, tandis que sur un écran SDR, elle paraît normale, même si les couleurs peuvent sembler légèrement atténuées sur les anciens modèles qui ne prennent pas en charge une large gamme de couleurs. Ce format est libre de redevances et utilise généralement une profondeur de couleur de 10 bits. Il ne permet pas d’ajuster chaque scène aussi précisément que les formats dotés de métadonnées dynamiques, mais il est plus simple à utiliser pour la diffusion télévisée et ne nécessite pas de flux SDR et HDR distincts.

Comparaison des normes HDR

Norme	Métadonnées	Profondeur de couleur	Licence	Année
HDR10	Statiques	10 bits	Ouverte	2015
HDR10+	Dynamiques, image par image	10 bits	Libre de redevances	2017
HDR10+ Adaptive	Dynamiques, HDR10+, avec ajustements à l’aide d’un capteur de lumière ambiante	10 bits	Non précisée	2021
HDR10+ Gaming	Plus étendues que celles du HDR10, selon Samsung	10 bits	Non précisée	2022
HDR10+ Advanced	Métadonnées de scène étendues, selon Samsung	10 bits	Libre de redevances	2025
Dolby Vision	Dynamiques	10 à 12 bits	Licence payante	2014
HLG	Non utilisées	10 bits	Ouverte	2015