Qu’est-ce que le log-gamma hybride et pourquoi devriez-vous vous en soucier ?

Si vous prêtiez attention aux actualités vidéo de CEDIA Expo 2016, vous avez probablement vu l’annonce par Sony de son nouveau projecteur 4K natif, le VPL-VW675ES à 15 000 $ (qui sortira le mois prochain). Comme prévu, le projecteur prend en charge la technologie High Dynamic Range, y compris le profil HDR10 qui fait partie de la spécification Ultra HD Blu-ray. La prise en charge de Dolby Vision a jusqu’à présent été absente de tous les projecteurs 4K compatibles HDR de Sony, donc son absence n’est pas une vraie surprise ici. Ce qui a cependant attiré l’attention des gens, c’est la prise en charge par le projecteur de la norme HDR Hybrid Log-Gamma (HLG). Quelques semaines auparavant, à l’IFA, LG a également montré comment ses téléviseurs OLED 4K actuels prennent en charge la norme HLG.

En lisant ces nouvelles, vous vous direz peut-être qu’est-ce que c’est que Hybrid Log-Gamma? Vous n’êtes probablement pas seul.

Si vous êtes nouveau sur tout ce sujet HDR, je vous recommande de commencer par lire notre histoire originale: De grands espoirs pour la vidéo à plage dynamique élevée (HDR). Ensuite, vous voudrez probablement lire Dolby Vision vs HDR10: ce que vous devez savoir. Comme je l’ai mentionné dans cette dernière histoire, bien que HDR10 et Dolby Vision soient les deux principales normes HDR utilisées actuellement dans les produits et le contenu source américains, ils ne sont pas les seuls.

Dolby Vision et HDR10 sont tous deux construits autour de la fonction de transfert électro-optique PQ ou SMPTE ST-2084 (la méthode de conversion d’un signal en lumière visible), qui repose fortement sur l’échange de métadonnées entre la source et l’affichage. Fondamentalement, les métadonnées sont le manuel d’instructions de la source, indiquant à l’écran exactement comment gérer le signal HDR. HDR10 et Dolby Vision sont de plus en plus acceptés pour une utilisation dans la production de longue durée, c’est-à-dire la maîtrise d’un film ou d’une émission télévisée en HDR pour une sortie sur Blu-ray UHD ou pour être diffusé via VUDU, Netflix ou Amazon Video. Mais qu’en est-il des émissions de télévision en direct et de la télédiffusion en général, qui est un tout autre animal ?

C’est là qu’Hybrid Log-Gamma (HLG) entre en jeu. HLG a été développé conjointement par la BBC et NHK (le service public de radiodiffusion du Japon) pour permettre aux diffuseurs d’envoyer des transmissions HDR par câble/satellite et de diffuser du contenu HDR en direct. La BBC offre une excellente explication de ce qu’est Hybrid Log-Gamma et pourquoi ils l’ont développé ici. Comme le décrit la BBC, le principal défi de la diffusion HDR concerne les métadonnées : "Nous avons conclu qu’aucune approche ne pouvait s’appuyer sur des métadonnées de bout en bout, car les métadonnées se perdent souvent ou ne sont plus synchronisées avec le contenu. lors de son passage dans la chaîne de production et que les techniques de présentation standard telles que le mixage des sources vidéo deviennent trop complexes avec les métadonnées."

La BBC décrit HLG comme un "système de scène" tout comme la télévision conventionnelle, "qui permet d’adapter les images d’un seul processus de mastering ou d’une production en direct pour donner le même effet artistique sur des écrans plus lumineux ou plus sombres à la maison. Seul l’affichage lui-même a besoin d’informations sur ses propres capacités et son environnement pour restituer fidèlement le signal référé à la scène, de sorte que les métadonnées décrivant l’affichage de mastering ne sont pas nécessaires." Ainsi, deux éléments clés de HLG du point de vue de la diffusion sont que vous pouvez envoyer le même flux aux téléviseurs SDR et HDR, et le téléviseur HDR n’a pas besoin du manuel d’instructions des métadonnées pour afficher les signaux HDR.

La BBC et la NHK ont annoncé pour la première fois le développement de HLG en mai 2015, et le nom vient précisément de ce qu’est cette fonction de transfert électro-optique: un hybride qui utilise une courbe gamma SDR conventionnelle dans la partie inférieure (plus sombre) du signal et une courbe logarithmique courbe dans la partie supérieure (plus claire).

Depuis sa création, la prise en charge HLG a été ajoutée à un nombre croissant de moniteurs de mastering tels que Sony et Canon, et en juillet 2016, l’organisme de normalisation de l’UIT a introduit la Rec 2100, qu’il appelle la "recommandation HDR-TV". Rec 2100 étend la recommandation originale Rec 2020 4K et inclut HLG aux côtés de PQ en tant que fonction de transfert officielle. Voici comment l’UIT décrit la différence inhérente entre les deux : "La spécification de quantification perceptuelle (PQ) atteint une très large gamme de niveaux de luminosité à l’aide d’une fonction de transfert finement réglée pour correspondre au système visuel humain, et la spécification Hybrid Log-Gamma (HLG) offre un certain degré de compatibilité avec les anciens écrans en correspondant plus étroitement aux courbes de transfert de télévision précédemment établies."

En d’autres termes, HLG peut ne pas viser cet objectif ultra-lumineux de 10 000 nits, ni aussi précis que PQ (un expert vidéo à qui j’ai parlé a estimé que HLG faisait trop de compromis) ; cependant, il est plus facile à intégrer dans les systèmes de diffusion existants, ce qui signifie qu’il peut nous apporter du contenu HDR en direct plus tôt. Le fait que l’UIT ait normalisé le HLG fait également avancer le processus et nous rapproche un peu plus du contenu HDR en direct et à la volée.

Mais attendez, me direz-vous. Il n’y a pratiquement pas de contenu de diffusion 4K en ce moment, au-delà des événements sportifs occasionnels de haut niveau comme les Jeux olympiques ou le tournoi de golf Masters. Si nous ne pouvons même pas encore obtenir de diffusions 4K, pourquoi parlons-nous de HDR? Eh bien, un élément intéressant de Rec 2100 est qu’il inclut une recommandation 1080p, nous pourrions donc éventuellement voir HDR ajouté aux émissions 1080p avant de voir une diffusion HDR 4K complète.

Une dernière bonne nouvelle est que, comme HDR10, il semble que HLG puisse être ajouté aux écrans via la mise à jour du firmware. Ainsi, si vous avez déjà acheté un téléviseur compatible HDR, il peut toujours être en mesure de prendre en charge le contenu de diffusion HLG.