Xbox One S, Xbox One X et TV 4K, HDR : notre dossier qui explique tout

L’annonce de la Xbox One S et de la Xbox One X par Microsoft aura au moins permis de montrer de quoi l’avenir de la Xbox sera fait : une console puissante et parée pour l’avenir, avec le gaming 4K en ligne de mire. Mais beaucoup sont ceux qui ne savent pas ce qu’est la 4K, le HDR, et ces autres acronymes techniques qui définissent diverses améliorations de l’image. Nous avons donc décidé de faire un bon gros dossier complet pour vous expliquer tout ça.

C’est quoi la 4K ?

La 4K est une résolution

Le terme 4K désigne une définition d’image. Tout comme le 1080p (ou full HD) désigne une définition d’image de 1920 pixels de large x 1080 pixels de haut (pour un écran 16:9), la 4K désigne une définition qui est 4x celle du full HD, soit 3840 × 2160 pixels. Il faut avouer que « 2160p » faisait quand même beaucoup moins classe que « 4K »...

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4K vs UHD vs Ultra HD, quelles différences ?

En réalité, les puristes diront que la 4K n’existe pas sur les téléviseurs. Le terme 4K original, tel qu’imaginé par le groupe de travail Digital Cinema Initiatives, détermine en effet une une définition de 4 096 × 2 160 (17:9). Mais ce format est surtout destiné au cinéma numérique, et c’est en 2012 que la Consumer Electronics Association a décidé d’adopter le terme UHD (Ultra High-Definition) ou Ultra HD pour la télévision. Officiellement, il faut donc parler de UHD pour la 4K telle qu’on la décrit pour les téléviseurs, mais le terme 4K est resté dans toutes les mémoires.

Au final, on peut dire que 4K, UHD ou ultra HD sont des termes qui désignent une définition au moins supérieure à 4x de la full HD. Voici quelques exemples de définitions d’images dont on entend parler depuis plusieurs années pour de se rentre compte des différents gaps entre chacune d’elles :

• 720p = 1280 x 720 pixels (soit 0,92 mégapixels)
• 900p = 1600 x 900 pixels (soit 1,44 mégapixels)
• 1080p = 1920 x 1080 pixels (soit 2,07 mégapixels)
• 4K/UHD = 3840 × 2160 pixels (soit 8,3 mégapixels)

Et donc la 4K, ça change quoi à ma vie ?

Puisque la 4K désigne une définition, on peut donc dire qu’un téléviseur 4K proposera une image bien plus définie, plus détaillée, qu’un téléviseur full HD (1080p). Mais attention, car sans réel écran 4K et source en 4K, vous ne profiterez pas au maximum de la définition de l’image. Une texture baveuse en 4K restera une texture baveuse à l’écran.

Comment obtenir de la 4K

Il y a plusieurs façons de voir de la 4K :

• La 4K à 100% : votre source est en 4K, votre périphérique est 4K ready, votre TV est en 4K. Là, vous n’avez aucun problème. Le flux entrant (un jeu ou un film) est en 4K natif, il est ensuite décodé par votre périphérique (une Xbox, un ampli...), puis diffusé sur votre téléviseur 4K. Vous avez une image très définie, vous êtes content.
• La 4K upscalée : votre source n’est pas en 4K, mais vous disposez d’une TV 4K. Eh bien votre téléviseur ne va évidemment pas laisser des pixels vides et va adapter le flux pour qu’il soit lisible sur votre TV 4K. C’est ce qu’on appelle l’upscale, et certaines TV ou périphériques (lecteurs Blu Ray, Xbox, PS4, Freebox, Livebox...) le gèrent plus ou moins bien. Bien sûr, l’upscale d’une résolution un peu plus faible que du 4K, disons du 3200x1800, rendra quand même bien mieux sur votre TV 4K que du full HD upscalé.

C’est quoi le HDR ?

Définition du HDR

HDR signifie high dynamic range (imagerie à grande gamme dynamique en français), il se réfère à la plage qui existe entre la lumière et le noir. Les possesseurs d’appareil photo ou de téléphone qui disposent de cette fonction savent qu’il s’agit d’une technique permettant de prendre une photo dans des conditions de lumière difficiles (souvent en combinant plusieurs photos avec des expositions différentes). Avec une photo HDR, les noirs seront moins bouchés et les blancs seront moins brûlés, ce qui donne droit parfois des photos assez farfelues avec de gros contrastes de couleurs.

Le HDR sur la TV

Le terme HDR pour la TV n’a presque rien à voir avec la technique utilisée pour la photo. Ce terme a été popularisé avec l’arrivée des TV 4K puisque ces dernières affichent 4x plus de pixels que du full HD, et permettent donc une image plus fine. le HDR permet d’aller encore un cran plus loin avec une plage de couleurs plus large que d’habitude. En résumé, le HDR donne une plus grande palette de noirs et de blancs disponibles en fournissant davantage d’informations aux couleurs que doivent afficher chaque pixel de la télévision.

Actuellement, l’affichage des couleurs est codé sur 8 bits pour la majorité des écrans, soit 255 nuances pour chaque couleur primaire RVB (rouge vert bleu). Avec le HDR 10 bits, on passe à 1024 nuances, ce qui permet évidemment un rendu des couleurs bien plus fidèle à la réalité avec des noirs moins bouchés et des blancs moins brûlés.

L’image ci-dessous donne un exemple poussé à l’extrême de ce que donneraient des couleurs codées sur 8bits ou sur 12 bits. Ne vous fiez pas aux images sur Internet qui montrent un rendu avec/sans HDR. Elles sont la plupart du temps fausses et résultent d’une espèce de filtre gris appliqué sur l’image de base pour montrer un rendu « non HDR ».

Le standard HDR10

Le HDR10 est le standard le plus répandu actuellement. L’encodage des couleurs se fait sur 10 bits et il rivalise avec l’autre standard HDR, Dolby Vision, qui, lui, encode les couleurs sur 12 bits. Seul LG supporte le Dolby Vision sur certaines TVs de sa gamme ainsi que Netflix (dont l’exclusivité avec Dolby Vision va bientôt sauter). La majorité des dernières TVs sont compatibles HDR10 (Sony, Samsung, LG, Panasonic, Hisense, Sharp...).

C’est le HDR10 qui a été retenu pour la Xbox One S.

Le label Ultra HD Premium

Avec tous ces termes techniques et des standards qui commencent à se mettre en place, l’UHD Alliance (qui regroupe quasi tous les constructeurs de TV mais aussi la plupart des gros studios cinématographiques ainsi que des sociétés high tech comme Amazon, Dolby, Microsoft ou Netflix), ont créé un label : le Ultra HD Premium. Ce label vise à assurer une qualité minimale sur les nouvelles TV 4K, et détermine aussi bien des spécificités liées à la gamme de couleurs qu’à la luminosité. Pour qu’une TV soit labellisée « Ultra HD Premium », il faut :

• Une résolution de 3840 x 2160 pixels minimum.
• Une profondeur de couleurs sur 10 bits minimum.
• Un espace colorimétrique compatible Rec.2020 (aussi appelé BT.2020), voir image ci-dessous pour la comparaison de la plage de couleurs supportée.
• Au niveau du HDR, soit :
  • Un pic lumineux supérieur à 540 cd/m² et un niveau de noirs inférieur à 0,0005 cd/m².
  • Un pic lumineux supérieur à 1000 cd/m² et un niveau de noirs inférieur à 0,05 cd/m².

Pourquoi ces deux dernières possibilités ? Tout simplement parce que la technologie OLED ne permet pas pour l’instant d’atteindre la puissance lumineuse des écrans LED.

Xbox One S et Xbox One X : la 4K et le HDR dans les jeux

Xbox One S et Xbox One X : deux publics différents

Avant d’aller plus loin, il convient de rappeler que les Xbox One S et Xbox One X annoncées à l’E3 2016 sont bien deux consoles différentes et conçues pour des usages différents. En résumé :

• Xbox One S : c’est une Xbox One plus petite dotée d’un lecteur Blu Ray UHD 4K (le moins cher du marché à sa sortie). Elle est compatible HDR. Cette Xbox One S ne permettra pas de faire tourner les jeux en 4K natif, seulement de les upscaler en 4K. Il ne faut attendre aucune amélioration technique dans le jeu pour cette console par rapport à la Xbox One classique. Elle est plus petite que sa grande sœur et attirera son public grâce à son lecteur Blu Ray UHD, assurément.
• Xbox One X : c’est une Xbox qui dispose d’environ 4x plus de puissance que la Xbox One actuelle (6 teraflops vs 1,32 teraflops). Elle sera très certainement compatible HDR elle aussi, et disposera certainement aussi d’un lecteur HDR. Elle est taillée pour faire tourner les jeux en 4K natif grâce à sa puissance. C’est une vraie évolution, une toute nouvelle console conçue pour rivaliser avec le PC.

Le HDR dans les jeux

Lors de l’annonce de la Xbox One S, Microsoft a annoncé une série de premiers jeux qui seront HDR, c’est à dire qui supporteront un plus grand rapport de contraste entre zones de lumière et sombres, ce qui devrait théoriquement se traduire par des couleurs plus riches et une profondeur visuelle accrue.

Liste officielle des jeux Xbox One compatibles HDR pour l’instant

• Gears of War 4
• Forza Horizon 3
• Scalebound
• NBA 2K17
• Mass Effect Andromeda (annoncé par Bioware le 07/09/2016)

Davantage de jeux compatibles HDR seront très certainement annoncés dans les prochains mois.

Le HDR, ça rend quoi à l’écran ?

Comme il faut une source HDR et un écran qui supporte le HDR pour voir le HDR, il sera compliqué de montrer l’apport du HDR sur n’importe quel article Internet. Néanmoins, des images circulent et tendent à montrer l’apport du HDR par rapport à une gamme classique de couleurs. Elles sont le plus souvent un peu bidonnées mais dans l’idée, elle donnent quand même un aperçu du confort que peut apporter le HDR, c’est à dire des couleurs plus riches, des noirs moins bouchés et des blancs moins brûlés.

Ci-dessus, une démo provenant de Dolby Vision simulant une image HDR (à gauche) vs une image non HDR (à droite)

Les jeux Xbox One Xet la 4K

Microsoft a officiellement créé la Xbox One X avec la 4K en tête. C’est à dire qu’elle devra être capable de faire tourner les jeux en 4K, là où la Xbox One S ne pourra que les upscaler.

>> A lire aussi : Xbox One X (Scorpio) : toutes les infos (specs, jeux, prix, sortie...)

Il reste évidemment beaucoup d’inconnues à l’heure actuelle quant aux spécifications précises de la Xbox One X mais Digital Foundry, qui a l’habitude d’analyser les données technique dans le jeu vidéo, y est allé de ses interprétations. Selon eux, la Scorpio devrait proposer un GPU à 56/60 GCN (Graphics Core Next) contre 12 pour la Xbox One actuelle, et à une fréquence à peu près équivalente (853Mhz) sur la Xbox One. On sait que la console aura 8 cores, et même si l’on ne connait pas encore les détails concernant la mémoire, on suppose que la Xbox Scorpio aura 12 Go de ram en GDDR5, puisqu’on voit bien 12 emplacements de mémoire dans la vidéo de présentation de la console.

Les 6 teraflops de puissance provenant de la Xbox Scorpio seront largement supérieurs aux 1,32 teraflops de la Xbox One et aux 4,2 teraflops de la PS4 Neo (+40%). Pour autant, les GPU PC actuels équivalents en puissance à celui de la Xbox Scorpio ont quand même un peu de mal à faire tourner les jeux en 4K et 30fps. Mais comme on le sait depuis longtemps, le développement d’un jeu console est souvent davantage peaufiné qu’un jeu PC qui doit être câblé pour tourner sur des centaines ou milliers de machines différentes. L’optimisation d’un jeu sur une console qui date de 4 ans rivalise parfois largement avec les jeux PC actuels.

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Microsoft l’a répété plusieurs fois : la Xbox Scorpio est une console taillée pour le jeu en 4K. Il faudra probablement patienter encore un moment avant que les premiers jeux tirant partie de la console soient annoncés et présentés. Il faudra certainement attendre l’E3 2017 pour connaitre les principales infos du lancement, ou peut-être un peu avant, lors de la GDC de mars 2017, qui est un salon réservé aux développeurs et duquel sort parfois quelques infos hardware et techniques. C’est par exemple à la GDC que la toute première Xbox avait été annoncée et présentée, le 10 mars 2000.

Lexique

• 4K : Définition de 4 096 × 2 160 (17:9) définie par groupe Digital Cinema Initiatives et utilisée surtout au cinéma. Par la suite, le terme 4K a été détourné pour définir en gros « 4x la full HD », comme le label UHD.
• UHD : Label officiellement adopté en 2012 par la Consumer Electronics Association qui définit une résolution d’au moins supérieure à 4x de la full HD. Techniquement, on pourrait donc aussi parler de « TV UHD » pour une TV 8K.
• HDR : HDR signifie High Dynamic Range (imagerie à grande gamme dynamique en français). le HDR désigne en gros une gamme de couleurs étendues, ce qui permet un rendu des couleurs plus fidèle que sur les écrans non HDR. Des noirs moins bouchés et des blancs moins cramés.
• REC.2020 : il s’agit d’une norme qui détermine différentes caractéristiques pour les TV UHD dont la résolution minimale, la profondeur des couleurs ou encore l’espace colorimétrique. Certaines TV très récentes annoncent une compatibilité REC. 2020 mais ne couvrent en réalité pas à 100% le gamut REC2020.
• HDR10 : Il s’agit d’un standard adopté par la Consumer Electronics Association pour, entre autre, l’encodage des couleurs qui se fait sur 10 bits par couleur primaire. La plupart des TV4K soutiennent le HDR10.
• Dolby Vision :Il s’agit d’un standard adopté par Dolby pour, entre autre, l’encodage des couleurs qui se fait sur 12 bits par couleur primaire. Peu de TV4K sont aujourd’hui compatibles Dolby Vision (surtout LG pour l’instant avec sa gamme Super UHD TV).
• Upscale : l’upscale définit une mise à l’échelle d’une image pour l’adapter à une résolution plus grande que sa résolution de base. On parle d’upscale lorsque, par exemple, on tente d’afficher une image full HD (1080p) sur une TV 4K.

Questions / Réponses

Qu’est-ce qui se passe si je regarde du contenu 1080p sur ma TV 4K ?
La TV upscale le contenu, quelle que soit sa résolution (720p, full HD ou autre), vers la résolution de la TV (3840 × 2160 pour les TV 4K).

L’upscaling peut-il être plus ou moins bien fait selon les TV ?
Bien sûr, certaines TVs gèrent mieux l’upscaling que d’autres puisqu’il s’agit de données à traiter. Tout comme la Xbox One S dispose de son propre système d’upscaling.

Quid de l’aliasing sur une TV 4K ?
Comme une TV 4K dispose de plus de pixels qu’une TV full HD, l’aliasing sera donc moins visible sur une TV 4K que sur une TV 1080p.

Faut-il un lecteur Blu Ray 4K UHD pour voir les films en 4K sur sa TV ?
Non. Comme la TV gère l’upscale, tout contenu sera affiché en 4K sur la TV. Mais un Blu Ray UHD natif (comprendre par là que sa résolution est en 4K de base) sera assurément plus joli et détaillé à l’écran que le même Blu Ray classique (en définition 1080p).

J’ai acheté une TV 4K et elle ne gère pas le HDR, les jeux ou les films vont-ils mal s’afficher à l’écran ?
Le jeu ou le film s’affichera de façon tout à fait classique. C’est juste que le même jeu/film disposera d’un meilleur rendu des couleurs sur une TV 4K compatible HDR mais l’image ne sera pas détériorée pour autant sur une TV non HDR.

J’ai une TV 4K mais pas encore de lecteur UHD ou de Xbox One S, comment puis-je tester ma TV ?
Il existe diverses sources de contenu disponible en 4K sur le net. Youtube propose une large gamme de vidéos en 4K qui rendent déjà très bien sur une TV 4K que l’on vient tout juste d’installer. Netflix propose également certains de ses programmes en 4K et il existe aussi des vidéos 4K natives que l’on peut télécharger sur le net.

Est-il vrai que la Xbox One S est le lecteur Blu Ray UHD 4K le moins cher du marché ?
Oui, la Xbox One S, avec son prix de 299,99€ pour la version 500Go, est le lecteur Blu Ray UHD le moins cher du marché. A l’heure actuelle, le lecteur Blu Ray UHD 4K le moins cher que l’on peut trouver est un Samsung UBD K8500 dont le prix tourne autour des 399€. Attention à ne pas confondre les vrais lecteurs UHD (qui lisent les disques Blu Ray UHD) et les lecteurs Blu Ray classiques qui portent parfois la mention « 4K » mais qui ne font que gérer l’upscale.