Les moniteurs et téléviseurs modernes offrent une large gamme d’options d’affichage, des modèles économiques aux modèles haut de gamme. Un segment notable parmi ces dispositifs inclut ceux qui prennent en charge la technologie d’amélioration artificielle des couleurs, utilisant la perception humaine pour améliorer la qualité de l’image. Ces dispositifs utilisent des technologies connues sous le nom de FRC (Frame Rate Control) ou dithering. Bien que ces deux termes soient souvent utilisés de manière interchangeable, ils représentent des approches légèrement différentes avec le même objectif.
Frame Rate Control (FRC) est une technologie qui ajoute artificiellement des tons de couleur à une image. Elle le fait en modifiant intentionnellement la couleur d’un pixel pour créer des transitions plus douces entre les nuances.
Dithering, en revanche, introduit du bruit dans l’image, adoucissant la teinte de couleur d’origine pour obtenir des transitions similaires entre les couleurs.
Tons de couleurs véhiculés par des écrans ayant des profondeurs de couleurs différentes
Comprendre le nombre de nuances et la profondeur des couleurs peut être illustré à l’aide d’une matrice de 8 bits comme exemple. Dans la vidéo, l’image d’origine est transmise en trois couleurs primaires : bleu, rouge et vert. Chaque pixel à l’écran se compose de trois sous-pixels, un pour chaque couleur.
Un signal numérique dans son format brut peut être représenté par 2 bits (allumé ou éteint) avec différents nombres de blocs. Dans un écran de 8 bits, un sous-pixel peut représenter 2^8 couleurs, ce qui équivaut à 256 nuances. Étant donné que trois sous-pixels sont utilisés pour créer une seule couleur, le nombre total de nuances possibles est calculé comme suit :
256×256×256 = 16,7 millions de nuances.
Voici un bref aperçu des moniteurs et téléviseurs en fonction de leur profondeur de couleur et de la qualité d’image :
| Profondeur de couleur | Couleurs | Utilisation | Pertinence actuelle |
|---|---|---|---|
| 6 bits | 0,26 million | Moniteurs les moins chers, principalement pour le travail de bureau, non adaptés aux graphiques. | Les principaux fabricants n’utilisent plus cette qualité dans leurs produits depuis plus d’une décennie. |
| 8 bits | 16,7 millions | Moniteurs de milieu de gamme, adaptés au travail graphique mais pas de qualité professionnelle. | 90% des téléviseurs et moniteurs utilisent des écrans de 8 bits. Plus de la moitié des téléviseurs sont équipés de ce type d’écran, y compris les téléviseurs LED économiques et les téléviseurs QLED d’entrée de gamme. |
| 10 bits | 1,07 milliard | Moniteurs de haute qualité, adaptés à la retouche photo et à d’autres tâches nécessitant des transitions de couleur supérieures. | Installés dans les téléviseurs haut de gamme. |
Comment fonctionne le FRC dans les écrans
L’œil humain a une certaine inertie. Pour cette raison, deux images qui changent fréquemment se fondent en une seule. Si vous regardez une figure qui change de couleur de blanc à noir à une fréquence élevée, elle semblera grise. C’est exactement ainsi que fonctionne le FRC. Si deux couleurs « adjacentes » changent sur un pixel à une fréquence élevée, l’œil verra une couleur intermédiaire qui n’est pas réellement dans la palette de la matrice.
Si votre téléviseur ou moniteur prend en charge le FRC, cette technologie fonctionne au niveau matériel. À son tour, il existe différents algorithmes pour créer des tons d’image intermédiaires, qui portent différents noms : 8bit+A-FRC, 8bit+FRC classique, 8bit+Hi-FRC.
En général, certains cadres affichent des couleurs correspondant à la palette d’une matrice de profondeur de bits donnée, mais substituent la couleur réelle. Par exemple, sur l’image ci-dessous, la transition du bleu foncé au cyan entraîne un changement de couleur évident et notable. L’illustration suivante montre schématiquement comment un groupe de pixels consécutifs fonctionne sur un écran sans et avec FRC, et comment les humains perçoivent la couleur.
Cadre 1 : La transition est clairement visible car les couleurs sont montrées telles quelles : les deux premiers pixels sont plus sombres et les deux suivants sont plus clairs. Une personne perçoit une transition de couleur distincte.
Cadre 2 : Le FRC entre en jeu, réarrangeant les couleurs des deuxième et troisième pixels.
Cadre 3 : Visuellement, une personne perçoit ce réarrangement des pixels comme l’apparition d’une couleur supplémentaire qui n’existe pas sur un écran de 8 bits.
Un écran 8 bits + FRC atteint-il vraiment une qualité de 10 bits ?
Bien sûr que non. Indépendamment de la technologie employée, un écran 8 bits + FRC n’affichera jamais réellement un milliard de nuances. Bien qu’il puisse présenter visuellement plus de nuances et améliorer la qualité de l’image, il restera inférieur à un véritable écran de 10 bits.
Dans les conditions réelles, la perception des nuances d’image est très individuelle. Certaines personnes peuvent percevoir 200 000 nuances de vert, d’autres seulement 10 000, et certaines peuvent même en voir un million. Mesurer avec précision le nombre de nuances qu’un écran FRC affiche est très difficile et nécessite des laboratoires spécialisés. De plus, l’obstacle insurmontable pour déterminer correctement le nombre de nuances est la perception individuelle, qui est la base de toute la technologie FRC.
