Affichage de l'image





Pour mieux comprendre le fonctionnement des téléviseurs, il est préférable de
 connaître quelques principes de base sur la perception d'une image par
nos yeux.

Notre oeil est composé de milliards de cellules qui réagissent à la lumière.
Deux types de cellules se retrouvent dans la rétine.


Notre oeil perçoit le spectre visible situé entre 380nm et 740 nm (nanomètres). Il peut
distinguer jusqu'à 10 millions de couleurs différentes (nuances et teintes).

Un téléviseur peut afficher plus de 16 millions de couleurs. Voici comment:


Rouge (256 niveaux) Vert (256 niveaux) Bleu (256 niveaux)

256 X 256 X 256 = 16 777 216 possibilités de couleur.
(256 est un multiple du système binaire utilisé dans le traitement numérique du vidéo)



Pour afficher une image totalement blanche sur un écran de téléviseur, on utilise le
principe de l'addition des couleurs primaires. C'est le système ADDITIF.
Si on projete sur un mur 3 faisceaux lumineux de couleur rouge, bleu et vert,
 notre oeil verra la couleur blanche à l'endoit ou les 3 couleurs se rencontrent.

Les couleurs primaires qui composent les phospohores colorés du tube image
sont le: BLEU - VERT - ROUGE.


Comparaison ADDITIF VS SOUSTRACTIF

(En peinture, c'est le phénomène opposé. Lorsqu'on additionne les 3 couleurs
primaires, on obtient du NOIR.)




Couleur perçue par l'oeil vu de loin
Phosphores éclairés du téléviseur

Note: Il n'y a pas de phosphores blancs dans un téléviseur. Le blanc est une illusion
provenant du principe de l'addition de couleurs R-G-B perçu à une distance éloignée.


Caractéristiques et ajustements de l'image dans un téléviseur

 Le téléspectateur peut ajuster différents paramètres de l'image affichée.Pourquoi?


Paramètres ajustables:

LUMINOSITÉ:(brightness): brillance de l'image, intensité lumineuse
CONTRASTE: (contrast, picture): Écart en le noir total et le blanc total
DÉTAIL :(sharpness) : finesse des détails, clarification
COULEUR: (color, saturation): Saturation des couleurs, quantité de la couleur
TEINTE : (hue. tint) : Teinte de la couleur, couleurs chaudes ou froides


Luminosité min. Luminosité max. Contraste min. Contraste max. Couleur min Couleur max


Teinte rosée Teinte orangée Détails min. Détails max.


Note: Accoutumance aux couleurs:

Sachez que certaines personnes peuvent développer une accoutumance aux couleurs
de leur téléviseur.C'est à dire qu'il peuvent regarder une image de qualité médiocre
et ne pas s'en rendre compte. Lorsque le technicien apporte un téléviseur neuf ayant
une image parfaite, il se peut que le client ait de la difficulté à s'adapter aux
changements. Les couleurs étant plus vives, le contraste et la brillance optimales et
les détails plus visibles, tous ces facteurs donnent un choc visuel à un oeil mal
conditionné. La perception visuelle est parfois très subjective et relative à chaque
individu. Le technicien qui répare un appareil doit parfois tenir compte de la
psychologie humaine afin de convaincre le client de réajuster les couleurs de son
téléviseur.



Construction des écrans de téléviseurs CRT

 La face d'un écran de téléviseur est constitué de milliers de pixels de couleur
rouge, bleu et vert. La couleur émane d'une couche de phosphore coloré qui émet
des photons (lumière) lorsqu'elle est activé par des électrons ou des rayons UV.

Lorsque le phosphore n'est pas activé, nous avons un pixel noir (non-éclairé).
Pour afficher du blanc, un pixel doit avoir ses 3 phosphores de couleurs activés
en même temps.

image aggrandie des pixels
Ils sont tous allumés et affiche blanc au loin


Vue de loin, la lumière qui arrive à nos yeux parait blanche
et on a l'impression de voir un point blanc, au lieu de 3 points r-g-b
séparés et distincs. L'addition des faisceaux de couleurs primaires
donne du blanc.

En variant l'intensité des phosphores de couleurs, nous
pouvons représenter toute la gamme des 16 millions de couleurs.
Dans les tubes à rayons cathodiques (CRT), la dégradation d'un phosphore
donnera une image avec de mauvaises couleurs.

En effet si la radiation du phosphore vert est faible, une image blanche
ne sera plus d'un blanc pur mais d'une teinte rosée, caractéristique
d'un tube image usé ou fini. On peut faire une modification pour augmenter
l'émission électronique du canon vert,mais c'est une correction temporaitre.
(Booster lampe écran)



Balayage entrelacé et progressif

Le signal standard diffusé par les télédiffuseur par antenne ou par câble
est transmis en mode de balayage entrelacé.

Voici comment une image est reconstitué sur votre écran. L'image n'APPARAÎT PAS
tout d'un coup au complet, elle arrive ligne par ligne. L'image apparait sur la
première ligne un pixel à la fois de gauche à droite.Le balayage d'une ligne se
fait rapidement, soit en 63us (millionnième de seconde). Notre oeil verra une ligne
continu et ne verra pas le déplacement de gauche à droite, la vitesse étant trop
grande.

3 faisceaux électroniques invisibles partent
des canons, sont déviés électromagnétiquement et
entrent en collision avec les phosphores colorés.
Les électrons voyagent à la vitesse de la lumière
à l'intérieur d'un tube en verre sous vide.Les électrons
proviennent de la surface d'une cathode qui est chauffée
par un filament d'ou le nom rayon cathodique.


Balayage entrelacé

 Pour le balayage entrelacé, l'image est affiché en premier dans les lignes impairs
de l'écran, du haut vers le bas. On appelle cette demi-image une trame. Ceci se fait
en 1/60 de seconde.Par la suite, le reste de l'image apparait à toutes les lignes pairs
de l'écran de haut en bas, c'est la 2ième trame(1/60s). La combinaison successive des
2 trames nous donne une image complète.Étant donné que les
2 trames se combinent en s'entrelaçant, on dit que c'est une image entrelacée.



Nous avons 30 images affichées par seconde.

Notez que les films sur pellicules sont tournés en 24 images par secondes.

Balayage progressif

 Le balayage entrelacé, désigné par un «i» à la suite du nombre (p. ex. 480i), affiche
l’image en traçant des lignes alternatives sur l’écran, actualisant chaque ligne 30 fois
par seconde. L’autre façon de reproduire une image sur l’écran, nommée balayage progressif,
est indiquée par un «p» à la suite du nombre (p. ex. 720p). Le balayage progressif affiche
toutes les lignes une après l'autre et les actualise 60 fois par seconde.

L’avantage du balayage progressif est que l’image est plus claire et plus fluide, particulièrement
lorsqu’il y a de l’action. De plus, l’image oscille beaucoup moins qu’avec le balayage entrelacé,
ce qui peut fatiguer les yeux.Dans le mode progressif, l'image est affichée en un seul coup, ligne
par ligne de haut en bas.



L'avantage des téléviseurs numériques résident dans la vitesse à laquelle ils peuvent
composer ces lignes de balayage. Au lieu de créer une image complète à partir de deux
trames entrelacées, un affichage numérique peut compléter un balayage progressif des 480
lignes (en ordre, de 1 à 480) 60 fois par seconde, le temps que prend un affichage entrelacé
pour former à peine la moitié de l'écran. Il en résulte une image visiblement plus remplie et
plus nette, sans les artefacts caractéristiques des téléviseurs classiques.L'image est également
plus éclatante car la surface de l'écran est deux fois plus éclairée par le faisceau électronique
au cours d'une même période. Ces caractéristiques sont particulièrement apparentes sur un grand
affichage — une image à balayage progressif apparaît beaucoup plus solide et réelle lorsqu'elle
est agrandie sur les méga-écrans de projection actuels.

De plus, la caractéristique de « sautillement » associée au balayage entrelacé (surtout
problématique lorsque l'image contient des détails horizontaux fins dans seulement une des
deux trames entrelacées) est nettement réduite avec le balayage progressif, ce qui est plus
facile pour les yeux. Une moins grande fatigue oculaire signifie donc une plus grande satisfaction
à regarder vos films DVD.

Dans les images en mouvement, les avantages du balayage progressif sont encore plus prononcés.
En suivant les images très mouvementées à travers l'écran, les affichages entrelacés sont affligés
de distorsions importantes appelées des artefacts dus aux mouvements. C'est que la plupart des
sources vidéo produisent en fait 60, et non pas 30 images uniques à la seconde. Les affichages
entrelacés représentent chacune de ces 60 images fixes, mais chacune n'utilise que la moitié des
lignes de balayage disponibles à l'écran. Lorsqu'une image se déplace rapidement à travers l'écran,
la différence entre sa position dans une trame et celle dans une autre trame devient perceptible,
et l'entrelacement combine visiblement les trames disparates, créant un « effet de peigne ».
La définition de l'image devient floue et imprécise durant l'action, puis redevient claire dès
que l'image est stable de nouveau.

Par contraste, puisque l'affichage à balayage progressif peut reproduire une image complète pour
chaque image fixe dans le train vidéo, elle peut rendre les objets en mouvement avec une clarté
hautement supérieure. Chaque image complète est cohésive, sans aucun des artefacts des affichages
entrelacés qui semblent se défocaliser lorsque les objets bougent.(ref. BestBuy.ca)

Endroit et distance

 La taille de l’écran dépend des dimensions de la pièce et de la distance de votre fauteuil
au téléviseur. Les téléviseurs à projection arrière se présentent en une variété de dimensions
d’écran et de caractéristiques qui conviendront à presque n’importe quelle pièce et disposition.
Le tableau ci-après énumère les grandeurs d’écran et d’affichage et la distance appropriée depuis
le téléviseur. Ce tableau démontre clairement l’avantage évident du téléviseur à balayage progressif
: un écran plus grand conviendra mieux à un plus petit espace. La technologie du balayage progressif
aide à recréer l’expérience du cinéma dans votre foyer. Elle donne à l’image une apparence de grande
qualité, semblable à celle d’un film et la possibilité de vous asseoir plus près de l’écran fournit
l’ambiance enveloppante du cinéma.

Taille de l'écran Balayage entrelacé Balayage progressif
42 pouces 11 pieds 7 pieds
52 pouces 13 pieds 8 pieds
56 pouces 16 pieds 9 pieds
64 pouces 17 pieds 10 pieds



FORMATS NUMERIQUES A DEFINITION STANDARD
Formats SD
Standard définition
 Nomenclature
Aspect
ratio
Points par lignes total
 Lignes total par image
Points actifs par lignes
 Lignes actives
Types de scan
Images par secondes
Débit actif
(Mbits/s)
 Débit Total
(Mbits/s)		 Standard de format de scan SMPTE
Standard d'interface Série SMPTE
NTSC 4fsc 525 4:3 910 525 768 486 2:1 entrelacé 29,97 111,9 143,2 244M 259M-A
PAL 4fsc 625 4:3 1135 625 948 576 2:1 entrelacé 25 136,5 177,3 EBU 259M-B
NTSC 601 525 4:3/16:9 858 525 720 486 2:1 entrelacé 29.97 209,7 270 125M/267M 259M-C
PAL 601 525 4:3/16:9 864 625 720 576 2:1 entrelacé 25 207,4 270 EBU 259M-C
NTSC 601-18MHz 525 16:9 1144 525 960 486 2:1 entrelacé 29,97 279,7 360 267M 259M-D
NTSC 720x480/59,94/1:1 16:9 858 525 720 483 1:1 progressif 59,94 416,9 540 293M 294M
NTSC 720x480/30/1:1 16:9 ? 525 720 ? 1:1 progressif 30 259M-C
NTSC 720x480/29,97/1:1 16:9 ? 525 720 ? 1:1 progressif 29,97 259M-C


FORMATS NUMERIQUES HAUTE DEFINITION ENTRELACÉS
Formats HD
Haute définition
 Nomenclature
Aspect
ratio
Points par lignes total
 Lignes total par image
Points actifs par lignes
 Lignes actives
Types de scan
Images par secondes
Débit actif
(Mbits/s)
 Débit Total
(Mbits/s)		 Standard de format de scan SMPTE
Standard d'interface Série SMPTE
NTSC 1920x1035/60/2:1 16:9 2200 1125 1920 1035 2:1 entrelacé 30 1192,3 1485 260M 292M
NTSC 1920x1035/59,94/2:1 16:9 2200 1125 1920 1035 2:1 entrelacé 29,97 1191,1 1483,5 260M 292M
NTSC 1920x1080/60/2:1 16:9 2200 1125 1920 1080 2:1 entrelacé 30 1244,2 1485 274M 292M
NTSC 1920x1080/59,94/2:1 16:9 2200 1125 1920 1080 2:1 entrelacé 29,97 1242,9 1483,5 274M 292M
PAL 1920x1080/50/2:1 16:9 2640 1125 1920 1080 2:1 entrelacé 25 1036,8 1485 274M 292M
PAL 1920x1080/50/2:1 (1250) 16:9 2376 1250 1920 1080 2:1 entrelacé 25 1036,8 1485 295M 292M


FORMATS NUMERIQUES HAUTE DEFINITION PROGRESSIF
Formats HD
Haute définition
 Nomenclature
Aspect
ratio
Points par lignes total
 Lignes total par image
Points actifs par lignes
 Lignes actives
Types de scan
Images par secondes
Débit actif
(Mbits/s)
 Débit Total
(Mbits/s)		 Standard de format de scan SMPTE
Standard d'interface Série SMPTE
NTSC 1280x720/60/1:1 16:9 1650 750 1280 720 1:1 progressif 60 1105,9 1485 296M 292M
NTSC 1280x720/59,94/1:1 16:9 1650 750 1280 720 1:1 progressif 59,94 1104,8 1483,5 296M 292M
PAL 1280x720/50/1:1 16:9 1980 750 1280 720 1:1 progressif 50 921,6 1485 296M 292M
NTSC 1280x720/30/1:1 16:9 3300 750 1280 720 1:1 progressif 30 553 1485 296M 292M
NTSC 1280x720/29,97/1:1 16:9 3300 750 1280 720 1:1 progressif 29,97 552,4 1483,5 296M 292M
PAL 1280x720/25/1:1 16:9 3960 750 1280 720 1:1 progressif 25 460,8 1485 296M 292M
1280x720/24/1:1 16:9 4125 750 1280 720 1:1 progressif 24 442,4 1485 296M 292M
1280x720/23,98/1:1 16:9 4125 750 1280 720 1:1 progressif 23,98 442 1483,8 296M 292M
NTSC 1920x1080/60/1:1 16:9 2200 1125 1920 1080 1:1 progressif 60 2488,3 2970 274M
NTSC 1920x1080/59,94/1:1 16:9 2200 1125 1920 1080 1:1 progressif 59,94 2485,8 2967 274M
PAL 1920x1080/50/1:1 16:9 2640 1125 1920 1080 1:1 progressif 50 2073,6 2970 295M
PAL 1920x1080/50/1:1 (1250) 16:9 2376 1250 1920 1080 1:1 progressif 50 2073,6 2970 274M
NTSC 1920x1080/30/1:1 16:9 2200 1125 1920 1080 1:1 progressif 30 1244,2 1485 274M 292M
NTSC 1920x1080/29,97/1:1 16:9 2200 1125 1920 1080 1:1 progressif 29,97 1242,9 1483,5 274M 292M
PAL 1920x1080/25/1:1 16:9 2640 1125 1920 1080 1:1 progressif 25 1036,8 1485 274M 292M
1920x1080/24/1:1 16:9 2750 1125 1920 1080 1:1 progressif 24 995,3 1485 274M 292M
1920x1080/23,98/1:1 16:9 2750 1125 1920 1080 1:1 progressif 23,98 994,5 1483,8 274M 292M



L’interpolation

C’est un problème fondamental auxquels tous les téléviseurs LCD sont confrontés
et les écarts entre les modèles sont flagrants.

Qu’est-ce que l’interpolation ? Les téléviseurs LCD ont une très grande résolution : 1280x768.
Si la source de l'image est de résolution identique, l'appareil affiche tel quel sans interpolation.

C’est bien… sauf que les appareils que vous utilisez chez vous correspondent le plus souvent au
format NTSC. Ils n’envoient donc au téléviseur que 525 lignes pour le NTSC par exemple. Restent donc
768 – 525 = 43 lignes à remplir. Le téléviseur doit ‘inventer’ un contenu pour ces 43 lignes, en se
basant sur les 525 lignes qu’il reçoit. Il doit donc interpoler. Si l’interpolation est mal faite,
l’image sera crénelée ou floue, c’est selon. La qualité de l’interpolation déterminera directement la
qualité visuelle du téléviseur et malheureusement dans la plupart des cas, l’image obtenue est même
nettement moins agréable que sur un modèle cathodique !

Ce problème se pose pour les émissions TV mais aussi pour les images issues des appareils
à sortie RGB, S-Vidéo ou vidéo composite. Cela couvre donc l’essentiel des appareils dont vous
disposez déjà probablement : lecteur DVD de salon, platine DivX, console de jeu, sortie TV / PC,
appareil photo numérique, caméscope, etc. Ce n’est donc pas une mince affaire et nous avons décidé
d’évaluer au mieux la qualité de l’interpolation des téléviseurs LCD. Certains diront que nous
exagérons et qu’avec un lecteur DVD à $150 muni d’un "scaler" haut de gamme, on peut corriger
le problème. Ou encore, qu’il est possible de connecter un PC en DVI. Peut être mais cela ne concerne
que les DVD vidéos, ne résout pas le problème de la TV, oblige à changer de matériel et ne s’avère être
qu’un pis aller.


N.B: Tous les téléviseurs HD (plasma,ACL,DLP) ne convertissent pas les signaux vidéos
(provenant des prise HDMI ou DVI) qui sont de la même résolution que la résolution
native de ces appareils.Si les signaux ne sont pas de même résolution, l'appareil
fera une interpolation, un désentrelacement ou une conversion en amont.

Parmi les plaintes les plus fréquentes des consommateurs,
c'est la conversion en amont des signaux de basse résolution
(sur le câble ou les récepteurs satellites) qui pose problème.

En effet, une image qui est convertie donne des résultats
décevants sur un appareil HD de haute qualité. Les circuits
de conversion des terminaux numériques ou satellites ou même
de certains téléviseurs HD ne sont pas tous fameux. Des
appareils de traitements spécialisés font un meilleur
travail ainsi que les lecteurs DVD qui possèdent des
meilleurs algorythmes de conversion en général.

De nombreuses émissions en format 4:3 qui se trouvent sur les chaînes
HD sont converties en amont pour êtres diffusable en HD 720p ou 1080i.
Elles sont transformées artificiellement en HD, mais la qualité d'image est
inférieure au vrai HD. Elles sont souvent affichées avec des bandes noires
de chaque côté de l'écran et on ne peu pas s'en débarrasser! Les bandes
noirs sont ajouter par la station et font partie du vidéo 16:9.


Conversion en amont (Upconversion)

 La reconstruction d'une trame vidéo ou d'une image pour obtenir un plus grand nombre de lignes
afin d'être affiché adéquatement sur un grand écran. Une conversion en amont est nécessaire pour
afficher une image de 480p sur un téléviseur de 1080p afin de remplir les lignes manquantes.


Désentrelacement: Conversion d'une image entrelacée vers une image progressive. EX: 1080i-to-1080p



Doubleur de lignes : Processeur vidéo capable de doubler le nombre de lignes
sur un écran à balayage en réduisant la taille de chacune des lignes et, par
conséquent, en diminuant leur visibilité. L'une des formes communes de doubleur
de ligne permet de convertir une image entrelacée en une image à balayage progressif.

Le scaler diviseur numérique de ligne Le scaler est le processeur vidéo numérique à la mode. Son rôle consiste à convertir un
signal entrelacé en signal progressif (comme dans les modes d'affichage informatique),
puis le "scale", c'est-à-dire, en bon français, le met à l'échelle de la résolution du
diffuseur. Grâce à un quadrillage bien précis de l'écran, le scaler va diviser la
résolution de la source vidéo jusqu'à l'adapter au mieux à la résolution maximale du
vidéoprojecteur utilisé. Ainsi, si vous projetez une source vidéo de qualité très moyenne
comme une vieille cassette VHS ou une source numérique mal compressée, vous pourrez
nettement améliorer votre résultat final à l'aide de ce genre d'appareil.



Temps de latence (response time)

 Temps de latence exprimé en ms (millième de secondes).

Le temps de latence est une donnée cruciale bien connue des utilisateurs de moniteurs LCD.
Les dalles LCD sont fondamentalement lentes, c’est un fait. Le temps de latence indique le
temps mis par un pixel pour passer du noir complet au blanc saturé puis au noir complet à
nouveau. Malheureusement, ce temps est assez peu représentatif de la réalité. Les pixels
n’effectuent pas toujours une transition si franche et un pixel pourra passer par exemple
d’un gris foncé à un gris plus clair et dans ce cas, la latence est bien pire que celle
affichée par les constructeurs.

La latence officielle ISO spécifiée par le constructeur ne concerne que les transitions noir/blanc (0/255).
Si la valeur mesurée concorde avec celle du constructeur sur ce point, elle n'a que peu de valeur quant
à la réactivité de la dalle dans la pratique.

Si les applications informatiques sont très sensibles à la latence, l’approche du téléviseur
est différente. En effet, un téléviseur ne dispose pas d’un rafraîchissement à 60Hz par défaut.
Selon les formats, on se retrouve le plus souvent à 30Hz, soit 30 images par secondes en
entrelacé. Du coup, on peut penser qu’une latence de 33ms (1/30Hz) est suffisante. Et pourtant
ce n’est pas le cas. C’est théoriquement suffisant pour un signal entrelacé mais pas pour les
applications informatiques issues d’un PC, tels que les jeux vidéo par exemple. A l’heure de
la convergence, c’est un choix douteux. C’est aussi se fermer aux formats vidéo progressifs
comme le 720P. Et même dans des utilisations télévisuelles courantes, les 33 ms se font sentir
dans les mouvements brutaux.

Les téléviseurs ACL récents offrent des temps de réponses entre 40ms et 6 ms.
En 2007, nous aurons de écrans ACL avec des temps de latence inférieurs à 4ms.



Résolution native du téléviseur

 Pour les écrans ACL, la résolution native est la maximale et est aussi la seule résolution
présentant un bon affichage du texte c'est à dire entre autre pour faire de la bureautique
et de l'Internet : toutes les autres résolutions, c'est à dire les résolutions inférieures,
présenteront un affichage plus ou moins "flou" du texte. La taille de l'écran devra donc
être choisie aussi en fonction de la résolution d'usage : notez cependant que ce problème
se présente moins pour de l'affichage multimédia (jeux et vidéos notamment).

Remarquez aussi que ces résolutions natives sont assez élevées, avec notamment le 1280x1024
des écrans 17" et plus encore le 1600x1200 des écrans 20" : ceci est rendu possible grâce à
la technologie LCD, mais la taille du texte sur ces écrans n'en reste pas moins assez étriquée
en pratique ce qui fait qu'un temps d'adaptation est souvent nécessaire.

Comme le montre le tableau ci dessous, pour tous ceux qui qui trouvent que l'affichage du texte
est trop petit en résolution native sur un 17" (et ils sont nombreux !), la meilleure solution
consistera à opter pour un 19", l'un des rares modèles 20" dont la résolution native est de 1400x1050 ou encore un 22".

Voici un récapitulatif des résolutions natives des écrans LCD,
en fonction de la taille de ce dernier :  

Taille d'écran LCD (diagonale)

Résolution native

Taille du pitch
15" 1024x768 0,298

17"

1280x1024

0,263

19"

1280x1024

0,294

19" Large

1440x900

0,284

20"

1400x1050

0,291

20"

1600x1200

0,255

20" Large

1680x1050

0,256

21"

1600x1200

0,269

22" Large

1680x1050

0,282

23"

1920x1200

0,258

24"

1920x1200

0,269

26"

1920x1200

0,287

27"

1920x1200

0,303

30"

2560x1600

0,252