Vidéo numérique 4K : mythe et réalité

4K est le terme qui désigne une résolution vidéo maximale de 4 096 x  2400 pixels. Cependant, la résolution la plus couramment utilisée est l’UHD (Ultra High Definition) à 3 840 x 2 160 pixels. Fondamentalement, cette résolution permet la diffusion sur un même écran de quatre signaux full HD de 1 920 x 1 080 pixels. Malheureusement, le seul décompte du nombre de pixels ne suffit pas et c’est ce qui rend les choses un peu plus compliquées – au moins pour le moment !
Les informations présentées ci-dessous proposent une synthèse de quelques unes des principales caractéristiques et différences ; cela doit vous permettre de mieux comprendre les contraintes éventuelles et vous aider à choisir les solutions les plus adaptées.

Caractéristiques techniques

• Résolution (max.) : 4 096 x 2 400 et 3 840 x 2 160 prenant respectivement en charge entre 8,3 Megapixels et 9,8 Megapixels
• Fréquence de rafraîchissement : 24p/30p/60p

Types d’interfaces

Les spécifications du DVI permettent la transmission de 1 920  x  1 200 pixels sur une liaison SingleLink ou de 2 560 x1 600 (2 048 x 2 048) pixels sur une liaison DualLink. Typiquement, le SingleLink convient aux écrans 23/24 pouces, généralement nommés écrans Full HD. Pour les résolutions DualLink, il faut des écrans plus grands, généralement de 27 pouces (2 560 x 1 440), 30 pouces (2 560 x 1 600), ou des écrans carrés ATC de 2 048 x 2 048 pixels.

La prise en charge de résolutions Full 4K de 3 840 x 2 160 (ou plus) est possible mais seulement à <=30Hz à cause des limites de bande passante. Les bandes passantes nécessaires pour les applications professionnelles audiovisuelles ou de PC peuvent aller en singleLink jusqu’à 4,95 Gbits/s (165⁥MHz) et jusqu’à 9,9 Gbits/s (2 x 165 MHz) pour le DVI DualLink.

L’HDMI et le DVI disposent du même type de format de signal vidéo numérique, mais l’HDMI prend en charge des fréquences d'horloge des pixels plus élevées, ce qui permet d’augmenter la bande passante, les résolutions et d’obtenir des couleurs plus intenses.

Les caractéristiques varient selon les différentes versions d’HDMI. Jusqu’à la version 1.2, les caractéristiques sont plus ou moins les mêmes que celles de l’interface vidéo DVI. Les performances des versions HDMI ultérieures - 1.3 et tout particulièment 1.4- dépassent celles du DVI DualLink alors qu’elles n’utilisent qu’une seule liaison. La bande passante de l’HDMI est de 10,2 Gbits/s (à 340 MHz sur un seul lien).

La plupart des équipements et écrans HDMI 4K actuellement sur le marché sont limités à 30 Hz. La récente version HDMI 2.0 permet une bande passante plus large jusqu’à 18 Gbits/s (600 MHz), rattrapant effectivement la bande passante du DisplayPort et permettant ainsi la prise en charge d’équipements 4K à 60 fps ! Les premiers écrans HDMI 2.0 présentant cette caractéristique commencent à arriver sur le marché. L’HDMI est aussi populaire auprès du grand public que des professionnels de l’audiovisuel.

L’interface DisplayPort est un standard vidéo légèrement différente, basée sur des micro paquets, supportant une bande passante d'environ 17 Gbits/s. C’est la seule interface qui permet vraiment des connexions 4k (3 840 x 2 160) à 60 fps.

DisplayPort est principalement utilisé pour les cartes graphiques des PC. Remarque : toutes les cartes graphiques actuelles supportent le Full DisplayPort avec les spécifications de la version 1.2a qui offre 5,4 Gbits/s par voie et qui par conséquent ne prend en charge que 30 fps au lieu des résolutions 4K à 60 fps.

Thunderbolt est une interface Apple uniquement à usages multiples dont la vidéo. Cette interface n’occupe qu’une petite part de marché parce ce qu’elle ne sert qu’aux équipements de marque Apple.

Thunderbolt est compatible avec DisplayPort 1.1 et prend en charge les signaux natifs DisplayPort en sortie. Thunderbolt peut prendre en charge des résolutions 4K sur un seul connecteur.

Plusieurs façons de diffuser du 4K

Selon les caractérisques de l’équipement utilisé, il est possible de transporter un signal 4K de plusieurs façons :

• Écran ou projecteur disposant de quatre interfaces DVI SingleLink avec canaux de synchronisation. Cela fonctionne comme un mur d’images qui serait constitué d’un seul équipement.
• Écran ou projecteur disposant de deux interfaces DVI avec canaux de synchronisation . Cela fonctionne comme un mur d’images qui serait constitué d’un seul équipement. (MPT : Multiple Protocol Transport)
• Écran ou projecteur disposant de deux entrées soit DVI soit HDMI 1.4. Le terme utilisé pour définir cette méthode est MTP (Multiple Protocol Transport). 
• Écran muni de l’une ou l’autre interface, DisplayPort ou Thunderbolt ou encore de la toute récente interface Full HDMI 2.0.

• Écran ou projecteur muni d’une entrée DVI DualLink ou HDMI 1.4. MTP. Le terme utilisé pour définir cette méthode est MTP (Multiple Protocol Transport).
• Écran possédant une ou l’autre des interfaces DisplayPort, Thunderbolt ou de la toute récente interface Full HDMI 2.0.