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Rec 2020, le dernier né

Rec. 2020 est l’espace colorimétrique désigné pour la télévision ultra haute définition (UHD Tv), dans ses deux variantes : 4K et 8K. Il tire son nom de la classification des normes : Recommandation UIT-R BT.2020. Rec signifiant “recommandation”. Pour ceux qui ne le savent pas, il est important de comprendre que la Rec. 2020 (ou la Rec. 709 d’ailleurs) n’est pas le nom de l’espace colorimétrique. Rec. 2020 représente en fait la gamme complète de spécifications sous UHDTV, tandis que la Rec. 709 représente la gamme complète des spécifications de la TVHD.

Cependant, étant donné qu’aucun nom officiel n’est donné aux espaces de couleur dans ces normes, nous les désignons par Rec. 709 ou Rec. 2020 espaces de couleur. Cela peut d’ailleurs souvent porté à confusion . Rec. 2020 est finalement conçu pour la télévision et non le cinéma. Par conséquent, il faut s’attendre à ce que ses propriétés se comportent conformément aux normes de traitement du signal en vigueur.

Comment en sommes-nous arrivés à la nouvelle norme Rec. 2020 ?

Les technologies d’aujourd’hui peuvent produire des couleurs dans des espaces bien plus larges que ceux utilisés jusqu’à maintenant et ce depuis de nombreuses années. Malheureusement sans contenus tels que les films, jeux vidéo ou photo, pour exploiter ces couleurs supplémentaires, il n’y avait aucun intérêt à fabriquer de telles télévisions.

L’industrie du cinéma et de la télévision combinant une certaine inertie, n’ont pas trouvé utile de modifier cet espace de couleurs pendant des dizaines d’années. Fort heureusement, le HDR (High Dynamic Range) est enfin arrivé, avec la volonté de réunir à la fois les producteurs de contenus et les fabricants de TV afin de les faire travailler dans un nouvel espace de couleurs : le REC 2020 qui est cette fois beaucoup plus large que ses prédécesseurs.

 

L’espace de couleurs

Entre ce que nos yeux sont capables de voir et ce qu’un écran est capable de produire comme couleurs, il existe des différences. Lorsque l’on parle d’image et de rendu numérique on entend souvent parler d’espace de couleurs, de gamut ou encore d’espace colorimétrique, mais qu’est-ce que ça veut dire ? Et surtout comment interpréter les graphiques de comparaisons d’espaces de couleurs des télévisions / écrans ?

Avant d’interpréter des valeurs et de les comparer entre elles il faut déjà comprendre de quoi nos yeux sont capables.

En 1931, la Commission Internationale de l’Éclairage (CIE) a établi un moyen de représenter les couleurs visibles par l’homme grâce à l’espace CIE RGB. Rapidement, ils ont séparé la luminance de la chrominance afin d’obtenir un diagramme en deux dimensions facilement lisible. C’est le diagramme de chromaticité CIE 1931.

Espace colorimétrique - diagramme de chromaticité
Observer un diagramme de chromaticité sur un écran n’a pas vraiment de sens puisque les couleurs affichées sont limités à l’espace de couleurs qu’il est capable d’afficher. Ces diagrammes donnent simplement une idée globale des capacités d’un espace de couleurs comparées aux capacités de l’œil humain.

 

Ce diagramme représente la palette de couleurs visibles par l’œil humain. Il faut comprendre par-là que les couleurs aux limites de cette zone sont les couleurs extrêmes que l’homme peut voir. Dans cette palette de couleurs un œil humain est capable de différencier environ 10 millions de nuances différentes. C’est ce qu’on appelle la profondeur des couleurs. Même si des représentations des couleurs ont depuis été imaginées, ce diagramme est plus facilement compréhensible.  De surcroit il permet la comparaison d’espaces de couleurs entre eux.

Qu’est-ce qu’un gamut ?

Le gamut est un ensemble des couleurs reproductibles par un diffuseur d’images. On peut lerétrécir, à l’aide d’un calibrage, pour correspondre à l’espace de couleur désiré (Rec. 709 ou DCI-P3, par exemple). Par contre, on ne peut pas l’élargir. En d’autres termes, une télé ou un vidéoprojecteur ne peut délivrer une couleur située au-delà de son gamut.

Il existe de nombreux espaces de couleurs à large gamut mais les plus connus sont l’ADOBE RGB (monde de la photo) ainsi que le DCI P3 et le xvYCC (monde du cinéma). Compte tenu de la largeur de ces espaces de couleurs et du fait que l’image ait vocation à être travaillée, la profondeur des couleurs utilisée est souvent supérieure. Tout ce travail de production d’image fini par être “ré-encodé” pour un affichage standard en 8 bits dans un espace de couleurs en rec.709/sRGB afin que le grand public puisse en profiter.

Mais concrètement, Rec 2020 veut dire quoi ?

Les trois couleurs primaires :

  • le rouge maximum,
  • le vert maximum
  • et le bleu maximum

qu’une télévision doit afficher étaient les couleurs situées dans chaque angle du triangle Rec 601 (triangle en pointillés noir). Le reste des couleurs affichables était contenu à l’intérieur de ce triangle. L’objectif était d’inciter les constructeurs de télévisions à produire des écrans dans une norme. De cette manière, si un “producteur / réalisateur” de vidéos décidait d’utiliser un rouge spécifique pour une scène alors il aurait la garantie que la couleur affichée soit exactement la bonne nuance de rouge et pas un rouge “approchant”.

 

Il faudra ensuite attendre l’arrivée des téléviseurs numériques (HDTV) pour que l’IUT-R propose un nouveau gamut qui est en fait… quasiment le même : le Rec. 709 ! Le rendu est globalement satisfaisant pour la plupart des images car les couleurs manquantes de ces espaces ne sont pas si fréquentes dans la vie de tous les jours. C’est pour cette raison que la quasi-totalité des contenus utilisent ces espaces colorimétriques depuis des dizaines d’années. D’autre part, l’avantage de ces espaces réduits est qu’un encodage en 8 bits (faible débit) suffit pour avoir de bonnes nuances sans rencontrer de problèmes de “color banding”

 

Pour les professionnels et les passionnés de montage vidéo, il existe également des écrans à large gamut. Ils sont capables d’exploiter les meilleurs réflexe et caméras du marché. Finalement tout ce qui finit par être diffusé est adapté aux espaces de couleurs standards. Néanmoins, il est toujours plus intéressant de travailler avec la meilleure qualité en amont.

Mais dans la pratique, est-ce que toutes les télés diffusent la même image ?

En fait les téléviseurs tentent simplement de s’approcher des couleurs de l’espace rec.709. Les modèles bas de gamme, sont incapables d’afficher des couleurs fidèles (espace plus étroit / triangle plus petit). Contraiement aux modèles de très bonne qualité qui peuvent afficher des couleurs très proches de l’espace standard rec.709. L’offre de téléviseurs UHD compatibles HDR est devenue la norme surtout depuis l’avènement de la 4K. Le contenu utilisant ce large gamut de couleurs s’est démocratisé, à l’image de plates-formes telles que Netflix .

Le grand public va enfin pouvoir profiter d’un espace de couleurs plus large que celui qu’il connaît depuis des dizaines d’années ! L’espace Rec.2020 correspond à l’objectif que se sont fixés les différents acteurs de l’audiovisuel, notamment concernant l’Ultra HD. Mais, si beaucoup de télés et de vidéoprojecteurs sont déjà capables aujourd’hui de couvrir la totalité de l’espace DCI-P3, aucun n’arrive à atteindre celui du Rec.2020.

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ERIC GORON
Gérant (Visual Sequence) - Directeur technique - Formateur
ARRI Certified Camera system - Certified Trainer Davinci Resolve Studio 18

Eric travaille depuis 2005 pour de nombreux prestataires dans le monde du sport automobile, du football et de la télévision. Il réalise depuis 2020 des émissions de télévision sur la chaîne Monaco Info, ainsi que des clips musicaux pour différents artistes.
Fondateur de la société Visual Séquence, il propose son expertise ARRI Alexa Mini LF et la location de matériel spécialisé pour le cinéma, la publicité et le clip musical. Il intervient également dans plusieurs centres et écoles en France.

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