Il est important de ne pas confondre la gamme de couleurs (espace colorimétrique) et le volume de couleurs. En d’autres termes, alors que la gamme de couleurs est la gamme de couleurs que votre téléviseur peut reproduire, le volume de couleurs est le nombre de couleurs qui peuvent être affichées avec différents niveaux de luminosité.
Avant de plonger dans le vif du sujet, voici ce qu’il faut savoir : Pourquoi une pomme apparaît-elle rouge ? C’est parce qu’elle réfléchit les longueurs d’onde de la lumière rouge et en absorbe d’autres. Maintenant, transposons cela à un écran de télévision. Votre téléviseur doit émettre de la lumière dans les bonnes longueurs d’onde pour assurer une représentation précise des couleurs.
Vous avez peut-être remarqué que lorsque la luminosité de l’écran est faible, le nombre de couleurs semble peu élevé, mais que le nombre de couleurs s’élargit à mesure que la luminosité augmente. Mais si vous réglez la luminosité au maximum, les couleurs s’estompent.
En effet, le volume des couleurs dépend d’autres facteurs : il s’agit tout d’abord de la gamme de couleurs. Mais la luminosité et le contraste jouent également un rôle.
Le volume des couleurs est donc la dérivée d’autres paramètres d’affichage. Par conséquent, plus l’écran est lumineux et plus sa gamme de couleurs est étendue, plus le volume des couleurs est important.
Dimensions impliquées : Elles comprennent la gamme de couleurs (largeur x hauteur) et la profondeur (luminosité).
Il représente la manière dont un téléviseur ou un écran reproduira les couleurs à différents niveaux de luminosité. C’est particulièrement important pour le contenu HDR qui exige une précision des couleurs à différents niveaux de luminosité.
Volume des couleurs, gamme de couleurs et profondeur des couleurs
La gamme de couleurs (ou espace colorimétrique) est la gamme de couleurs que le téléviseur peut reproduire. Elle est parfois définie comme le nombre de couleurs, mais c’est un peu incorrect, car la couleur est le spectre.
La gamme de couleurs peut être représentée par l’espace rouge, vert et bleu. Les combinaisons de ces couleurs primaires créent les autres couleurs, leurs nuances, leurs teintes et leurs tons.
Jetons un coup d’œil à l’espace colorimétrique CIE 1931. Il représente les couleurs à leur saturation maximale. En fonction de sa qualité, on peut définir différents espaces que notre écran peut reproduire : Rec.709, sRGB, DCI-P3 et Rec. 2020.
Voyons maintenant comment les différents niveaux de luminosité influencent cette gamme. Les gammes de couleurs pour les différents niveaux de luminosité sont placées de la plus faible luminosité (à gauche) à la plus forte luminosité (à droite).
Voyons comment la luminosité affecte le volume des couleurs. Nous pouvons constater que la gamme de couleurs se dégrade lorsque la luminosité est faible (l’espace colorimétrique RVB devient beaucoup plus pauvre, au niveau de luminosité terminal, il se dégrade jusqu’à presque 3 couleurs de base).
Bien sûr, l’image ci-dessus n’est pas précise et exacte (car il est impossible d’obtenir une telle différence de luminosité sur un vrai téléviseur). Néanmoins, elle permet de comprendre le principe de base : si le téléviseur ne prend pas en charge un volume de couleurs élevé, les couleurs se dégradent aux niveaux de luminosité les plus élevés et les plus faibles. Si la luminosité est trop faible, les couleurs ne ressortent pas. Trop lumineuses, elles risquent d’être délavées. À des niveaux de luminosité élevés, l’image est décolorée, perdant son éclat et ses détails. Inversement, à des niveaux de luminosité plus faibles, l’image devient floue. Un écran de télévision de mauvaise qualité se comporte de la même manière.
La profondeur des couleurs
Parlons maintenant de la profondeur des couleurs. La profondeur des couleurs n’a rien à voir avec la gamme de couleurs. La profondeur des couleurs fonctionne comme lorsque vous essayez de faire un zoom arrière sur une image. Si la taille est suffisante, le zoom arrière n’entraîne pas de perte de qualité. Ou bien il commence à montrer des carrés ou des pixels individuels ? Chacun de ces pixels a une couleur, n’est-ce pas ? La richesse et la variété de ces couleurs sont déterminées par la profondeur de couleur.
La profondeur de couleur est déterminée par les nuances de chaque couleur (rouge, vert et bleu), c’est-à-dire le nombre de variantes différentes de chaque couleur. Pour une image 8 bits, ce nombre est défini comme 2 élevé à la puissance 8, ce qui signifie que chaque couleur a 256 nuances différentes. Les 24 bits et les 8 bits sont identiques, de même que les 10 bits et les 30 bits (la profondeur de couleur de 8 bits ou de 10 bits est donnée pour un canal, alors que lorsqu’on parle de 24 bits ou de 30 bits, on prend en compte tous les canaux de base).
- Le 8 bits offre 256 nuances de rouge, de vert et de bleu. Si vous faites le calcul, cela représente 16,7 millions de couleurs (256 x 256 x 256).
- Le 10 bits, quant à lui, permet d’atteindre 1,07 milliard de couleurs.
Étant donné que notre œil ne peut reconnaître qu’environ 10 millions de couleurs, il est peu probable que vous perceviez la grande différence entre une profondeur de couleur de 8 bits et une profondeur de couleur de 10 bits.
Mais lorsqu’il s’agit de la corrélation entre la profondeur des couleurs et le volume des couleurs, il n’y a pas de corrélation directe. On peut considérer le volume des couleurs comme les limites et la profondeur des couleurs comme le remplissage intérieur. Bien qu’une profondeur de couleur plus élevée améliore la couleur avec plus de nuances, elle ne repousse pas les limites des nouveaux espaces colorimétriques : la profondeur de couleur annonce des nuances intermédiaires.
Contraste
Le taux de contraste – la différence entre le noir le plus sombre et le blanc le plus lumineux qu’un téléviseur peut afficher – ajoute une autre couche de complexité. Un téléviseur doté d’un rapport de contraste élevé peut mettre en évidence des détails plus fins dans les ombres et les hautes lumières, ce qui renforce encore le volume des couleurs.
Cette vaste gamme de luminance est la toile sur laquelle les couleurs sont peintes. La toile est limitée sans un contraste adéquat, ce qui comprime le volume des couleurs.
À mesure que le contraste augmente, la plage de luminosité s’élargit, offrant un terrain de jeu pour davantage de couleurs à différents niveaux de luminance. Ceci est particulièrement important pour les scènes à l’éclairage complexe – un paysage ensoleillé à l’aube ou le scintillement des lumières de la ville dans un ciel crépusculaire.
Un écran à faible contraste semblera plat, quelles que soient ses capacités en matière de couleurs. Même s’il peut théoriquement couvrir une large gamme de couleurs, sans un contraste robuste, la profondeur et la richesse de la scène ne sont pas au rendez-vous.
Imaginez un artiste disposant de deux palettes de peinture. La première palette contient une vaste gamme de couleurs, mais elles sont toutes d’un ton similaire et discret. La seconde palette, tout en ayant les mêmes couleurs, offre à chaque nuance des niveaux de lumière et d’obscurité différents.
Avec son contraste plus profond, la deuxième palette permet à l’artiste de créer une scène avec de la profondeur, des ombres, des reflets et des nuances complexes. Le volume de couleurs est ici pleinement utilisé, grâce à une gamme de contrastes plus large.
Volume de couleur et HDR
Le HDR et le volume des couleurs sont directement liés. La plage dynamique élevée, comme son nom l’indique, offre une gamme plus large entre les tons sombres et les tons clairs d’une image. Les écrans traditionnels souffrent d’une plage dynamique limitée et ne parviennent souvent pas à restituer les nuances subtiles d’un lever de soleil ou les ombres profondes d’une nuit au clair de lune.
Pour reproduire tous ces éléments, les téléviseurs HDR doivent disposer d’un large volume de couleurs afin de pouvoir afficher correctement la gamme dynamique élevée.
Découvrez la télévision HDR en détail.
Comme indiqué, le volume des couleurs mesure si les différentes couleurs peuvent être reproduites à différents niveaux de luminosité, de sorte qu’un téléviseur avec un bon volume de couleurs peut vous montrer plus de détails.
Si un tel téléviseur prend en charge le HDR et que vous regardez du contenu HDR, il cryptera ses métadonnées et reproduira des couleurs plus précises. La plupart des téléviseurs prenant en charge le HDR sont équipés d’écrans à large volume de couleurs, car sans un écran de haute qualité, le cryptage des métadonnées HDR et l’affichage du contenu ne fonctionneront pas.
Volume de couleur et différents affichages : LED, OLED, QLED
Bien que le volume des couleurs ne soit pas directement lié au type d’écran, il en dépend. Comme le volume de couleur est l’espace de couleur avec différents niveaux de luminosité, il est affecté par le type de rétroéclairage et la technologie d’émission utilisés par l’écran.
- Affichages LED
Les téléviseurs à DEL traditionnels, qui sont en réalité des panneaux LCD éclairés par des DEL, sont depuis longtemps le cheval de bataille du marché des écrans. En termes de volume de couleurs, les écrans LED peuvent couvrir une gamme décente de couleurs. Cependant, ils ont souvent du mal à obtenir des noirs profonds et une luminosité maximale en raison de leur système de rétroéclairage. L’ensemble du panneau est éclairé, ce qui entraîne un contrôle moins précis des zones individuelles de luminosité. Par conséquent, leur capacité à représenter les couleurs à différents niveaux de luminance est bonne, mais pas exceptionnelle.
- Écrans OLED
S’écartant des LED, les OLED émettent de la lumière de manière organique lorsqu’elles sont traversées par le courant. Cette propriété unique permet à chaque pixel d’émettre sa propre lumière, ce qui rend inutile l’utilisation d’un rétroéclairage. Qu’est-ce que cela signifie pour le volume des couleurs ? Des noirs profonds spectaculaires, pour commencer, puisque les pixels individuels peuvent être complètement éteints. Les OLED offrent également une large gamme de couleurs. Toutefois, leur luminosité maximale est généralement inférieure à celle des QLED, ce qui peut affecter leurs performances aux échelons supérieurs de la luminance. Dans le spectre du volume des couleurs, elles excellent dans l’affichage de couleurs vives à des niveaux de luminosité inférieurs.
- Écrans QLED
Les QLED sont essentiellement des téléviseurs à LED dotés de points quantiques, des particules semi-conductrices de taille nanométrique qui améliorent considérablement la luminosité et les couleurs. En ce qui concerne le volume des couleurs, les QLEDs brillent de mille feux. Les pixels sont fabriqués avec des matériaux qui améliorent la transmission de la lumière et la sélectivité du flux de couleurs. Ces téléviseurs peuvent afficher une image avec une profondeur de 10 bits. Ils atteignent des pics de luminosité impressionnants, dépassant parfois les OLED dans ce domaine. Associée à une large gamme de couleurs, cette luminance signifie qu’ils peuvent représenter une vaste gamme de couleurs à des niveaux de luminosité faibles ou élevés. Cependant, comme ils utilisent toujours un système de rétroéclairage, ils ne peuvent pas atteindre le contraste infini et les noirs profonds des OLED.
Comment évaluer et tester le volume de la couleur
Pour tester le volume des couleurs, nous aurons besoin d’un colorimètre, d’un spectromètre de lumière et d’un moyen de montrer des images de différentes luminosités sur votre téléviseur.
Comme je l’ai dit, le volume des couleurs dépend de la gamme de couleurs (espace colorimétrique). Il n’y a aucune raison de prendre en compte l’espace colorimétrique Rec. 709, car la plupart des téléviseurs modernes le couvrent entièrement. Il y a donc lieu de prendre en compte les normes DCI P-3 et Rec.2020.
Nous devons modifier la luminosité du téléviseur et mesurer la gamme de couleurs disponibles pour différents niveaux de luminosité. Nous obtiendrons ainsi un grand nombre de gammes de couleurs pour différents niveaux de luminosité, et leur combinaison constituera le volume de couleurs. Nous pouvons l’exprimer comme le pourcentage de l’espace colorimétrique que les écrans de télévision peuvent reproduire à différents niveaux de luminosité.
Depuis 2016, l’UHD Alliance a adopté l’exigence selon laquelle les téléviseurs haut de gamme avec une résolution UHD doivent couvrir au moins 90 % de l’espace colorimétrique DCI-P3. Mais il s’agit d’un chiffre pour la gamme de couleurs, et non pour le volume de couleurs, de sorte qu’aujourd’hui encore, les téléviseurs, même s’ils ont des gammes de couleurs similaires, peuvent varier de manière significative en termes de volume de couleurs.
Qui vérifie le volume des couleurs DCI-P3 dans les téléviseurs ?
Le fabricant peut écrire que le téléviseur prend en charge la norme DCI-P3 (ainsi que toute autre gamme de couleurs), mais ce n’est pas tout à fait exact. C’est pourquoi des organismes indépendants peuvent vérifier si le produit est conforme à la norme. L’institut VDE, qui s’occupe de la certification des produits, est l’un de ces organismes.
