Les clés du Home-Cinéma (Partie 2)

Quelques compléments (image surtout)

Deux types de téléviseurs existent  : 4/3 et 16/9 (je n'ose pas parler du 21/9 que Philips a tenté un moment). Ces chiffres correspondent au rapport entre la longueur de l’écran et de sa largeur ( soit 1.33 pour le premier, et 1.78 pour le second) . Sachant que les deux rapports utilisés au cinéma actuellement sont le 1.85 et le 2.35, on voit que les écrans 16/9 sont mieux adaptés, même s’il faut encore leur ajouter un peu de bandes noires en haut et en bas.

LA VIDEO  

3 normes existent suivant les pays :

NTSC : National Television Comitee (USA, Japon…)    

SECAM : Système Electronique Couleur A Mémoire  (France, Belgique…)   

PAL : Phase Alternative by Line (Allemagne, Angleterre…)

Mode entrelacé : chaque image (« trame ») est affichée en deux fois, par une paire de demi-trames successives (lignes paires / lignes impaires).
C'est le seul mode accepté par les tubes cathodiques (sauf rares exceptions avant l'abandon de cette technologie), le mode progressif (images pleines) étant utilisé par LCD, plasmas et vidéoprojecteurs.
480i signifie 480 lignes pour l’image en mode entrelacé (1080i laTVHD).
Inconvénients de ce mode : effets d’escalier sur les diagonales, effets de moirage sur les tissus rayés…

Mode progressif : le système de désentrelacement doit reconstituer des trames entières à partir d’un jeu de demi-trames.
720p signifie 720 lignes pour l’image en mode progressif (le standard progressif de la haute définition).
Il faut pour profiter de ce mode que le lecteur DVD et le récepteur (plasma, LCD ou vidéoprojecteur) soient compatibles.
L’Europe n’y a le droit que depuis octobre 2002; avant, seul le NTSC américain le permettait (ni le PAL, ni le SECAM).
Les dernières générations de lecteurs propose de plus en plus souvent ce mode, même en PAL.

Vitesse de balayage : cinéma à 24 images/seconde
                                         NTSC (60 Hz) à 30 images/seconde
                                         PAL, SECAM (50 Hz) à 25 images/seconde

Lignes de balayage : NTSC à 525 dont 480 pour l’image (SD)
                                        PAL, SECAM à 625 dont 576 pour l’image  (SD)

Luminosité : Y = 0.3R + 0.59V + 0.11B
                        (3 informations suffisent pour avoir la 4^ième)
                        [R = « Rouge », V = « Vert », B = « Bleu »]

Résolution verticale : avec les téléviseurs classiques, le maximum théorique est de 720 points / ligne (mais plus sur les derniers écrans haute définition)

·   VHS à 230-270  

·   Caméscopes numériques à 450  

·   Caméscope mini-DV à 500 

·   DVD à 720 max

Résolution :

        
Voici les différentes résolutions proposées par les DVD et les supports HD (en gras) :

• 720×480i (NTSC)
• 720×576i (PAL)
• 640×480p (VGA)
• 720×480p (NTSC Progressif)
• 720×576p (PAL Progressif)
• 1280×720p (720p)
• 1920×1080i (1080i)
• 1920×1080p (1080p)
• 3840x2160p (UHD ou "4K" même si c'est inexact car 4096 x 2160 du cinéma)

Label Ultra HD Premium des téléviseurs

3840 x 2860 pixels
Supporte une profondeur de couleur de 10 bits et un signal BT.2020
Compatible HDR
Reproduit plus de 90% du spectre de couleurs DCI P3
Reproduit un niveau de brillance et de noir situé entre 1000 et 0,05 cd/m2 ou entre 540 et 0,0005 cd/m2

Exemple de résolutions rencontrées aussi dans l'informatique : 

• Wide-VGA (WVGA) : 852 * 480 pixels
• XGA : 1024 * 768 pixels
• Wide-XGA  (WXGA) : 1365 * 768

	PAL	NTSC
Nombre de points par ligne en réception herzienne	500 points/ligne	420 points/ligne
Nombre de points par ligne pour le DVD	720 points/ligne	720 points/ligne
Nombre de lignes	625 lignes dont 576 réellement utiles	525 lignes dont 480 réellement utiles
Fréquence	50 Hz (25 images/seconde) 288 trames doublées	60 Hz (30 images/seconde) 240 trames doublées
Progressive Scan (ou Balayage Progressif)	576p (trames double) 864p (trames triple)	480p (trames double) 720p (trames triple)

Critères de choix d’un LCD, OLED ou vidéoprojecteur :

LCD : plus lumineux (atout pour les pics du HDR) mais niveau de noir insuffisant. Le terme de "téléviseur LED" est abusif, c'est juste que les néons d'antan ont été remplacés par des LED derrière la couche LCD.

OLED : meilleur contraste possible, mais peu lumineux

Vidéoprojecteur : la taille d'image au détriment de la qualité à moins de mettre 25.000 euros dans les derniers vidéoprojecteurs SXRD de Sony (j'exagère mais sans cela, difficile de faire mieux que l'OLED). AZttention au bruit du ventilateur (pour les modèles à lampe classique qui chauffent beaucoup).

Les types de rétroéclairage des LCD :
 

1. Led Edge : Les diodes ne sont placées que sur le contour de la dalle et une plaque polarisante renvoie la lumière sur l’écran. Les dalles sont très fines mais le contraste, bien que beaucoup plus performant que sur le LCD "classique", est moins puissant que sur le "Direct Local Dimming". La luminosité, bien qu’excellente et très puissante, est moins homogène que sur le "Direct Local Dimming".
2. Led Direct Local Dimming : Led en rétro-éclairage direct réparti sur toute la surface. Très efficace, il permet des contraste très élevés mais avec des dalles plus épaisses que le Led Edge. Au nombre de 250 par exemple, les diodes Led permettent des contrastes dynamiques  jusqu’à 5 000 000 : 1
3. Full Led : ici ce sont par exemple 1000 diodes blanches réparties sur toute la surface de l’écran qui s’éteignent dans les scènes noires et s’allume dans les scènes lumineuses. Le résultat est époustouflant, les noirs sont profonds, le contraste saisissant et la luminosité puissante et homogène. Il s’agit de la meilleure déclinaison de Led

100Hz (historique) :

Grossièrement, en doublant la vitesse de balayage, le scintillement de l’image est diminué.

Les images en mouvement apparaissent également plus nettes (les démonstration se font à partir d'une bande de texte qui défile).

Mais d’autres défauts apparaissent. Si on appelle A et B les 2 demi-trames, le premier choix a été de faire AABB, mais il apparaissait alors des tremblements horizontaux puisque chaque ligne était affichée 2 fois de suite. Chaque constructeur a alors développé son propre système propriétaire :

• Philips : 100Hz Digital Scan à  ABAB  

• Sony : Digital Plus à  AB’A’B (A’ et B’ sont des demi-trames intermédiaires)  

• Philips : Digital Natural Motion à  AA’B’B  (même chose pour Panasonic)  

• Sony : DRC (Digitally Reality Recreation) décliné en plusieurs versions

      Les autres marques ont également toutes du développer leur procédé, certains augmentant même le nombre de lignes et de points par ligne par interpolation, ce qui était un + pour les téléviseurs CRT classiques, mais indispensable pour les écrans haute définition où il est nécessaire d'adapter au mieux une image vidéo de résolution standard.
Cela demande des calculs extrêmement sophistiqués qui font toutes la différence entre chaque constructeur.
Au niveau des noms, le plus connu reste le Pixel Plus de Philips (en version HD maintenant).
Il y a aussi le DIST de JVC, l'Acuity de Panasonic, etc.

 
Ces procédés se sont adaptés aux écrans HD ( et ces développements vont être très utiles aux technologies d'affichage 3D, cf cet article).

Certains constructeurs ont parlé de 200Hz ou plus mais le gain est assez minime par rapport aux TV 100Hz.

Liaisons vidéo :

4 types de signal analogique, par ordre de qualité croissante : composite, S-Vidéo, RVB, composante .

• Le signal composite est celui qui comporte le plus de dégradation : la luminance et la chrominance sont mélangées ( véhiculé par cable RCA ou par prise péritel).

• Le signal S-Vidéo sépare la luminance et la chrominance (véhiculé par la liaison typique Ushiden (ou Y/C) ou par péritel)           

• Le signal RVB (ou RGB) sépare les 3 couleurs fondamentales (Rouge/Vert/Bleu), il sort généralement par la prise péritel (attention au cable qui doit avoir toutes les broches)

• Composantes vidéo (ou YUV) : C’est le type de signal encodé sur un DVD (donc aucune conversion nécessaire). Y correspond à la luminance, le U représente les composants différentiels de couleur rouge, et le V les différentiels de couleur bleue. Ce signal est surtout utilisé pour la vidéoprojection, il permet de plus de véhiculer un signal progressif (cf progressive scan).

•  Liaison informatique SUBD15 pour des résolutions VGA, XGA ou SXGA (1 rouge, 2 vert, 3 bleu, 13 sync H, 14 sync V, 6 Gnd rouge, 7 Gnd vert, 8 Gnd bleu, 10-11 Gnd sync)

• Enfin, il existe aussi une liaison numérique qui évite les diverses conversions numérique/analogique et analogique/numérique, et capable de diffuser de la haute définition : la DVI et surtout la HDMI.

     Attention : 2 versions de la DVI existent : compatible HDCP* ou pas ; pour celles qui ne le sont pas sur un diffuseur, seul un  signal issu d’un ordinateur pourra être reçu (donc adieux liaisons avec platines de salon).
La DVI-A ne supporte que l'analogique, la DVI-D que le numérique et la DVD-I (la plus répandue) les 2.

La liaison HDMI elle n'est que numérique.
Il existe plusieurs versions de HDMI : 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 2.0 (concerne essentiellement l'ajout de codecs audio, comme le DVD-audio, SACD et formats des Blu-Ray et HD-DVD; la version 1.3 permet également une plus grande étendue de couleurs : "deep colour", la version 1.4 la 3D, la version 2.0 est requise pour la "4K"). 

TRES IMPORTANT : la certification 1.x ou 2.x concerne les cartes vidéos des appareils, pas les cables.

Pour un cable, seule le débit maximum supporté est important.

Actuellement il est donc juste important de choisir un cable dit "High Speed" (compatible 18Gbit/s)

HDMI 2.1 : vous allez entendre tout et (surtout) n'importe quoi.

Cette norme va apporter en plus du débit plus important nécessaire pour la future 8K (pas du tout d'actualité) des fonctionnalités intéressantes comme le VRR (rafraîchissement à fréquence variable intéressante pour les jeux vidéo), le e-ARC (Audio Return Channel supportant Dolby Atmos et DTS:X)...sauf qu'en fait ces 2 fonctionnalités peuvent déjà fonctionner en HDMI 2.0 (la preuve, la XBox One X sait l'utiliser, comme certains téléviseurs). Donc sauf 8K, cette norme n'a à court terme aucun intérêt.

  *c’est un dispositif anti-copie ; les lecteurs DVD de salon qui possèdent une sortie avec protection HDCP attendent une réponse du diffuseur pour envoyer l’image; dans le cas contraire, pas d’image!

Liaisons audio :

Tous les appareils possèdent une sortie analogique stéréo via RCA (rouge et blanc).

Pour relier le son du lecteur DVD à l’ampli, deux liaisons numériques (hors HDMI) sont possibles : optique (= « TosLink ») ou coaxiale (= « S/PDIF »). Il est préférable de choisir la seconde (si le lecteur possède les 2), non pas pour des questions de qualité (les 2 se valent) mais pour les questions de fiabilité (l’extrémité de la liaison optique est très fragile, sensible à la poussière…). La première est à préférer pour de longues distances.

Optique :     Coaxial :

Pour le SACD et le DVD-audio, ces liaisons numériques ne suffisaient plus car le débit de données est trop important. La liaison HDMI a évolué pour accepter ces formats (1.1 pour le DVD-audio et 1.2 pour le SACD)

(on peut citer brièvement des liaisons propriétaires qui n'ont plus d'intérêt depuis le HDMI : Pioneer a utilisé la liaison « I-Link » et Denon la liaison...« Denon-Link »)

Cette liaison HDMI met tout le monde d’accord (à peu près...sauf dans le milieu informatique où c'est le Display Port qui a la cote) pour véhiculer simultanément son et image haute définition ; elle est compatible DVI via adaptateur si celle-ci est compatible HDCP.
Cette entrée HDMI s'est totalement généralisé sur tous les produits.

On rappelle que pour le son haute définition des Blu-Ray, il faut utiliser la version 1.3 minimum.

                                    

Voilà une question qu'on m'a posée :

Qu'est ce qui est mieux comme sortie pour le son ?
En 1 la hdmi.
En 2 la toslink
En 3 la coax numerique
En 4 les prises coax analogiques

Tout dépend de ce que tu veux transporter comme signal.
Cas n°1
Dolby Digital et DTS standards (pas les versions HD des Blu-Ray) : n°1, n°2, n°3 donnent des résultats identiques (entre toslink = optique et coax numerique, on choisit plutôt toslink si on a des très longues distances de cable, mais sinon c'est pareil).
Cas n°2
Dolby Digital et DTS HD (c'est-à-dire Dolby True HD, DTS HD Master Studio etc) + PCM HD (soit directement encodé sur Blu-Ray, soit après conversion des formats audio HD en PCM par les platines HD)
-->impossible de passer par n°2 et n°3. En numérique, il ne reste donc que HDMI (n°1).

Et le n°4 alors?
Ils sont capables de tout transporter. La qualité est extrêmement dépendante de la qualité des cables et des convertisseurs numérique/analogique des lecteurs. Il n'y a donc pas de réponse générale par rapport aux 3 solutions numériques.
Inconvénient : on ne passe pas par les réglages de calibration, effets sonores, etc de l'ampli.


Conclusion : solution la plus universelle (et pérenne, quelques soient les inventions marketing) : la n°4 analogique. Potentiellement aussi qualitative que la HDMI si le signal est "manipulé" avec soin.
Mais la liaison la plus simple d'emploi et la plus performante : la HDMI.

3 termes importants rencontrés sur les ampli home-cinema

Compression dynamique :  option présente sous différents noms dans les ampli permettant d’atténuer les différences de niveau sonore d’un film (c’est prévu surtout pour les écoutes nocturnes, pour ne pas augmenter le volume dans les scènes de dialogue, et le baisser à chaque explosion).

Effets DSP : quasiment tous les ampli home-cinéma en possèdent : ce sont des effets variés qui s’appliquent sur le son d’origine qui permettent pour la plupart de donner l’impression d’être dans une salle de concert, élargir le son, etc
 

Re-Eq : dans les salles de cinéma, les aigus sont exagérés à cause de la taille des salles. Dans une pièce de dimension plus classique (chez soi), ces aigus sont donc trop prédominants puisque la bande son est retranscrite telle quelle sur le DVD. Cette fonction empruntée à THX permet de les tempérer.  
C’est le vrai nom, mais suivant les constructeurs, comme beaucoup d’autres choses, on peut trouver cette option sous d’autres noms : Cinéma-Eq par exemple. 

Pour finir, évolutions attendues sur les appareils et points à vérifier : 

*Lecteur Blu-Ray : lecture des UHD ("4K"), voire des SACD et DVD-audio pour ceux que ça intéresse. Tout le monde s'accordait dans le haut de gamme sur la marque Oppo mais elle a arrêté. Il y a Panasonic (sans SACD ou DVD-audio), ou le retour de Pioneer par exemple.
 

*Amplis : Entrées HDMI 2.0 (pour la "4K")
Prise Ethernet ou Internet pour l'accès au contenu d'un ordinateur ou aux web radios.
La radio numérique (Digital Broadcast) n'est toujours pas vraiment sortie (!!) mais les web radios sont déjà suffisantes sans compter les Spotify, Quobuz et autres applications de streaming.

*Diffuseurs : ils sont de plus en plus "4K", après il faut choisir sa technologie LCD ou OLED. La plupart des fabricants utilisent le OLED pour leur haut-de-gamme à partir de dalles LG Display (qui a le quasi monopole en attendant la réplique des chinois) : Sony, Philips, LG (évidemment), Panasonic, Lowe... Il n'y a que Samsung qui est dans une situation embarrassante en faisant croire à des révolutions ("The Frame", "QLED", "8K")  qui n'en sont pas. Ils ont dans leurs cartons les "micro-LED" mais cette technologie est bien trop chère pour sortir maintenant. 

Ce qui change le plus récemment c'est le traitement plus ou moins bien géré du HDR.

Sony a son téléviseur qui diffuse le son à partir de l'écran lui-même, Philips son célèbre traitement Ambilight (en plus d'un processeur hypmer performant pour sublimer l'image et même depuis 2018 recréer un pseudo-HDR convaincant à partir d'une source SDR...), LG a une gamme d'écran tellement mince qu'elle peut s'accrocher comme un poster.

ACOUSTIQUE

L’acoustique de la pièce est déterminante sur le résultat final de l’ensemble home-cinéma. Dans « home-cinéma » il y a « home », c’est sûr ; ça implique donc certaines concessions quand on n’a pas la possibilité d’avoir une pièce dédiée.

Néanmoins, parmi toutes les recommandations ci-après, il y a quand-même certaines conditions essentielles à respecter qui sont trop souvent négligées. Pour donner une image parlante, il ne sert à rien d’investir 5000 euros de matériel audio disposé n’importe comment dans une pièce carrelée…
Autant s’acheter un système à 500 euros correctement utilisé !
Donc voilà tout ce qu’il fau(drai)t faire :

Pièce rectangulaire utilisée dans le sens de la longueur. 40 m² est une bonne surface pour que le son puisse se développer correctement. Certaines proportions marchent mieux que d’autres (H, l, L) :

                     1 * 1.14 * 1.39  

                     1 * 1.28 * 1.54  

                     1 * 1.6 * 2.33  

L’auditeur doit être placé à égale distance des enceintes avant gauche et droite
d’une part, et à égale distance des enceintes arrières gauche et droites d’autre part (même si ces deux distances sont différentes). 

L’enceinte centrale avant doit être située au milieu des enceintes avant gauche et droite (même chose pour l’enceinte arrière pour le 6.1). 

L’idéal serait que toutes les enceintes soient identiques. Ce n’est généralement pas le cas mais les tweeters des 3 enceintes avant devraient au moins être au même niveau (ce n’est presque jamais les cas puisque l’enceinte centrale est soit posée sur le téléviseur, soit en-dessous).

La pièce ne doit contenir aucune matière réfléchissante qui nuirait à la lisibilité du message sonore (pas de carrelage, ni même de parquet, de marbre, de vitres).
 
En pratique, ça veut dire qu’il faut mettre de la moquette au sol (pourquoi pas      avec des tapis à certains endroit pour mieux casser les ondes qui pourraient s’y réfléchir), et mettre des rideaux épais aux fenêtres.

En ce qui concerne les autres parois : la face avant et le premier tiers avant de la     pièce doivent être absorbantes (le message sonore avant doit être le plus lisible possible, c’est pour ça que les enceintes certifiées THX ont une directivité contrôlée). A l’inverse, la partie arrière doit diffuser les ondes dans tous les sens pour créer une ambiance enveloppante. On met ce qu’on appelle des « panneaux de Schroeder », en pratique des étagères contenant des cases de différentes tailles contenant des DVDs, livres, etc sont une bonne solution.

Quant aux murs latéraux, ils doivent éviter les réflexions multiples (« échos ») ; pour cela, il ne devraient pas être parallèles ( ! ! !) et on peut mettre des panneaux en quinconce de chaque côté pour casser ces réflexions (en pratique, des tableaux, des meubles...)

Pour le subwoofer, il n’y a pas de règle universelle : il faut absolument essayer différentes positions (si c’est possible) : des fois il peut être intéressant de le  placer dans un coin pour renforcer les basses ; sinon, il est généralement mis entre les deux enceintes avant.