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Le Home Cinéma ça ne marche pas : Partie 7

9 août 2005


Que faire pour ce que ça marche?

Dans les différents articles précédents, il y a une partie essentielle d'un système Home Theater que j'ai délibérément laissé de côté et que je garde pour la fin, le déssert en quelque sorte: La projection vidéo.
La raison pour laquelle je souhaitais la garder pour la fin est que la technologie vidéo est étroitement dépendante du temps, évoluant à toute vitesse.
Si j'avais commencé ma série d'articles par la vidéo, le premier article serait aujourd'hui obsolète, comme seront ces lignes dans 6 mois.
Ce qu'il y a de vraiment embarassant dans cette situation, c'est que si vous achetez un projecteur vidéo, et, par exemple un “upconverter”, vous espérez (c'est tout à fait légitime!) les conserver plus de 6 mois.
Rassurez-vous, la durée de vie des projecteurs comme leur garantie est supérieure à 6 mois, en principe.
Le vrai problème est que dans 6 mois de nouveaux appareils plus performants ou moins chers seront sur le marché. De quoi vous faire regretter votre achat... En fait c'est exactement la situation de l'informatique, et il s'agit là d'un lien de plus entre les marchés de la vidéoprojection et celui du data.
C'est un fait avec lequel il faut vivre, et à un moment, il faut se jeter à l'eau si on veut de grandes images.
Maintenant, un petit aperçu des différentes technologies:

De l'analogique au numérique, et retour.
Rassurez-vous, je ne vais pas entrer dans le détail du fonctionnement des convertisseurs (pour tout vous avouer, j’aurais bien du mal, n’étant pas électronicien).
Sachez simplement qu'un signal vidéo analogique est une variation de tension électrique en fonction du temps, alors qu'un signal numérique est une succession d'états “on/off” , représentation électrique des 0 et 1 du calcul binaire.
Pour des raisons techniques, historiques, de formats et de normes, nous avons aujourd'hui des signaux vidéo analogiques et numériques sous différents formats disponibles à partir des sources habituelles du Home Theater.
A partir ce çà, il faut faire une image. Le projecteur, c'est à lui que revient cette tâche, s’en charge. Il est soit analogique, soit numérique suivant son type.
Pour pouvoir les projeter, il doit convertir les signaux de tous types qu'il reçoit en signaux qu'il est capable de reproduire sous forme d'images.
Si, donc, le projecteur est analogique, il doit convertir des signaux numériques en analogique, et s'il est numérique, l'inverse.
Il est intéressant de noter que les projecteurs analogiques “avalent” tous types de signaux analogiques à condition que leur bande passante soit suffisamment élevée, alors que les projecteurs numériques doivent reconvertir tous signaux y compris numériques qui ne sont pas exactement à leur format propre, dit “natif”.

Maintenant, passage obligé de tout article sur la projection vidéo, je vais décrire les types de projecteurs.

Les projecteurs CRT ou tri-tubes
Ces projecteurs ont été les premiers sur le marché. Ils sont analogiques, et fonctionnent avec trois tubes cathodiques qui sont chacun comme un téléviseur. Chaque tube cathodique est équipé d'un filtre qui lui affecte une des trois couleurs Rouge, Vert, Bleu, d'une lentille qui permet de projeter l'image , d'un réglage de focus, et d'un dispositif de correction qui permet de déformer l'image de manière quelle se superpose exactement avec les deux images projetées par les tubes voisins.
Ouf!
Si vous avez des problèmes d'élocution, je vous invite à relire cette phrase trois fois à voix haute, çà change des chemises de l'archiduchesse... Il est également intéressant de savoir que dans l'image, tout n'est qu'illusion: Vous croyez voir une image, alors que ce que vous voyez réellement, ce sont trois points lumineux Rouge, Vert, Bleu, (en fait, si la convergence et la synchronisation sont parfaites, ils sont superposés) se déplaçant ensemble à toute vitesse suivant des lignes pré-définies. Le petit détail, c'est qu'ils se déplacent tellement vite que vous ne les percevez pas comme des points, mais comme des images. Pire encore, ces images défilent tellement vite que vous n'en percevez pas la discontinuité (là, c'est pareil qu’au cinéma,).
Allez avoir confiance en ce que vous voyez, maintenant!
Donc, pour revenir au tri-tubes, les trois images projetées sont définies par des niveaux de gris, coloriées (ou “colorisées”?) en l'une des trois couleurs fondamentales, le niveau de gris de chaque point lumineux définissant à la fois un niveau de gris global résultant et la couleur qui l'affecte.

Au final, les projecteurs tri-tubes ont bénéficié d'années de développements et de perfectionnements, et sont aujourd'hui si aboutis qu'ils produisent des images absolument magnifiques. Celà ne va pas sans contrainte: Ces appareils sont volumineux et peu flexibles quand à leur position par rapport à l'écran. De plus ils sont lourds et très chers (de 15 000 à 50 000 €, typiquement). La cerise sur le gâteau, si l'on peut dire, est qu'ils sont longs et difficiles à régler (compter 1/2 journée d'un professionnel expérimenté), qu'il faut les re-régler assez régulièrement (tous les 6 mois, idéalement), et en tout cas à chaque fois qu'on les déplace.


Mire de Convergence non réglée

Pour finir, certains ont des déviations dans leur réglages tant qu'ils n'ont pas atteint leur température de fonctionnement stabilisée, ce qui peut prendre une heure ou plus (prévoyez votre projection à l'avance, faites chauffer la mécanique...).
Mais quand toutes les conditions sont réunies, l'image d'un tri-tubes de 9 pouces, ou même de 8 pouces est un régal...

Les projecteurs LCD


De type numériques, ils comportent une matrice fixe constituée de cristaux liquides, à la façon des affichages des montres des années 70, mais en bien plus perfectionné. La matrice est traversée par le flux lumineux d'une lampe, et chaque cristal liquide, interposé sur le trajet du flux lumineux, définit un niveau de gris et une couleur qui projetés à l'écran constituent un pixel. Une amélioration sensible constitue en la sommation des images de trois matrices, une rouge, une verte et une bleue via un prisme optique.
Performants en termes de luminosité, les projecteurs LCD sont désastreux dans la reproduction des contrastes: La lumière traversant la matrice rend impossible la reproduction du noir. Le résultat est que les scènes de film tournées en plein-air, au soleil (vous savez, de magnifiques paysages de seychelles, la mer bleu turquoise, etc...) sont systématiquement utilisées pour les démonstrations de projecteurs LCD.
Si, par contre, vous passez des scènes de poursuite de nuit dans des caves (cf.”Le masque de Zorro), adressez-moi un E.Mail si vous arrivez à discerner autre chose que des ombres chinoises.
Faciles à installer, si faciles à régler que votre belle-mère peut s'en charger, peu coûteux, ces projecteurs font des adeptes. Il faut reconnaître que des progrès ont été faits ces dernières années, en termes de contraste, d'homogénéité de l'image (élimination du “point chaud”, zone plus lumineuse au centre de l'image), de fluidité, de définition.
Pour ma part, si je reconnais la réalité de ces progrès, les meilleurs projecteurs LCD produisent encore une image qui offre un niveau de noir insuffisant. Mais il paraît que je n’ai pas encore tout vu, alors j’attends de pourvoir visionner les derniers **** modèle ****/**** vendus $$$$$.

Les projecteurs DLP


Le D de DLP signifie “Digital”, comme dans Digital Light Processor, c'est à dire numérique en Français. Ce sont des projecteurs à matrice fixe, dite DMD , constituée de micro-miroirs oscillants. Une lampe projette de la lumière sur un miroir qui la réfléchit dans une direction ou dans une autre alternativement suivant sa position angulaire, son “état”.
Un état du miroir renvoie la lumière dans un chemin optique qui aboutit à la lentille de sortie du projecteur, dans l'autre état, la lumière est dirigée vers un absorbant noir, et rien ne passe (en théorie) dans le chemin optique.
On voit qu'il s'agit d'un concept entièrement numérique, puisqu'on re-crée une image à partir d'une séquence binaire de deux états (“on/off”). L’appellation est donc bien contrôlée. Comme l'oeil est un organe plutôt lent, on l'a déjà vu avec les tri-tubes, si le miroir oscille à toute vitesse entre ses deux états, le pixel projeté sera gris.
Maintenant, il est possible que dans un temps donné, le miroir soit plus souvent dans l'état où il renvoie la lumière vers le chemin optique que vers l'absorbant noir. Ou l'inverse. Dans ce cas, le pixel est d'un gris plus clair ou plus foncé.
Si le miroir reste quelque temps “passant”, le pixel sera blanc pendant ce temps. S'il est au contraire “obturant”, le pixel sera noir.
En commandant par le signal vidéo (numérique, of course) la position du miroir, on crée un niveau de gris. Et Voilà!
Pour la couleur, il existe deux solutions: La première consiste à utiliser trois matrices, à interposer un filtre de couleur, rouge, vert, bleu respectivement affecté à chaque matrice, et à superposer les trois flux lumineux à l'aide d'un prisme optique.
Plus complexe dans son principe, mais moins coûteuse en fabrication, une autre technique consiste à utiliser une seule matrice et à faire défiler trois filtres rouge, vert, bleu à toute vitesse sur le chemin optique. Une roue à trois segments constitués des filtres des trois couleurs est ainsi interposée dans le trajet de la lumière. Pendant le temps (très, très court!) ou une une couleur donnée affecte la lumière, chaque miroir de la matrice affecte le niveau de gris qui correspond à cette couleur pour le pixel concerné. Puis on passe à la couleur suivante, et ainsi de suite...
En principe, çà fonctionne bien, mais en pratique, certains yeux sont plus rapides que d'autres et décèlent non des décompositions de couleurs, mais des couleurs qui n'ont pas le temps de se recomposer (ce qui se perçoit de la même manière, comme des arc-en-ciels).
La parade a été trouvée et appliquée sur les modèles plus récentsde DLP: on utilise une roue à 6 segments de 2 fois les trois couleurs primaires, et on la fait tourner 2 fois plus vite.

Cette technologie n'impose pas de limite théorique à la qualité de l'image: On doit pouvoir produire un noir absolu, comme un blanc absolu. La résolution dépend du nombre de pixels que le fabricant de la puce (Texas Instruments) réussit à caser dans la matrice (c'est en hausse), et l'élimination des effets arc-en-ciel ne dépend que de la vitesse de défilement des couleurs pour les appareils à une seule matrice.

En pratique, tout ne va pas aussi bien.
Le chemin du flux lumineux n'est pas aussi étanche qu'il le devrait, et les pixels voisins ont tendance à se polluer: un pixel noir placé à côté d'un pixel blanc va échanger un peu de son niveau avec son voisin, qui lui rend la pareille...
De plus, toute cette technologie dépend d'une parfaite synchronisation, sinon, bonjour les artefacts... Je me souviens d'un DLP visionné en 1997 qui surlignait les contours en mouvements lents d'une superbe bordure scintillante, genre strass et paillettes du plus bel effet.
C’était Noël tous les jours!

Depuis, les fabricants et TI ont mis des bouchées doubles, et si la perfection théorique n'est pas (encore?) atteinte, on obtient des images tout à fait regardables, comparables à celles d'un tri-tubes de 7 pouces, voire meilleures si le réglage de ce dernier n'est pas parfait (ce qui est souvent le cas).
Les performances sont au rendez-vous, avec des taux de contrastes dépassant 1500:1 (mesurés, il ne s'agit pas uniquement des fanfaronnades écrites sur la doc par le département marketing, qui vont encore plus loin), des luminosités largement suffisantes et des résolutions allant jusqu'au WXGA.

Enfin, pour à peine plus cher qu'un LCD, le DLP offre les mêmes avantages ergonomiques: encombrement réduit, zoom, facilité de mise en oeuvre et réglages enfantins.

Le vrai problème avec les DLP, c'est que dans 6 mois toutes les machines aujourd'hui en service seront dépassées et même ringardisées par la dernière génération.
Il en est de même pour votre ordinateur, c'est beau le progrès.

Les DiLa
Je me rappelle du salon professionnel SIEL en 1996, où j'ai vu des images de 5 mètres de base à tomber par terre, projetées en lumière ambiante (bon, en intérieur, pas dehors au soleil, mais quand-même). Le projecteur en action était un Hughes-JVC de taille monstrueuse (le volume et le poids de deux tri-tubes 9” d'aujourd'hui), et dont le prix était aussi à tomber par terre! Un peu plus d'un tout petit million de francs, hors TVA bien sûr.
Je découvrais pour la première fois un projecteur DiLa, technologie dite à amplification de lumière. En pratique, il s'agit d'une matrice LCD qui n'est pas interposée sur le chemin lumineux pour fonctionner par transparence, mais qui agit par réflection sur un miroir.
Aujourd'hui, on trouve des projecteurs DiLa fabriqués uniquement par JVC dans des dimensions, des poids et des prix nettement plus raisonables.
Toujours plus volumineux que la plupart des DLP mono-chip, ils ont plus petits et moins onéreux que les tri-tubes.

L’un d’entre eux, qui ne respecte pas ces critères modernes de taille et de poids, se rattrappe en offrant une résolution QXGA (2048 x 1563), avec une luminosité de 7000 Lumens ANSI. Le prix reste stratosphérique, et je doute que l’application prévue soit le Home Theater.
Pour une application Home Theater et un prix réaliste, on trouve des produits de résolution 1400 x 788 dans cette technologie, excusez du peu...
Cette technologie existe également sous la désignation Lcos, proposée par d'autres constructeurs, tel Sony avec son nouveau Qualia 004.

Le traitement du signal vidéo
Les tri-tubes, seuls appareils analogiques, permettent des situations simples: On entre un signal vidéo analogique dans le projecteur, et il est projeté tel quel, sans modification de format.
L'inconvénient bien connu (sauf, peut-être pour les plus jeunes d'entre nous, les choses vont tellement vite...) est que l'image provenant d'une source vidéo, par exemple en NTSC , est projetée avec sa résolution propre. Lorsqu'on regarde cette image qui fait 1.5m de hauteur et moins de 500 lignes, on a l'impression de la regarder à travers un store vénitien.
En fait, les lignes sont d'autant plus fines que le projecteur est performant, et plus elles sont fines, plus l'espace qui les sépare est visible.
La solution est apparue sous la forme des doubleurs de lignes, puis des quadrupleurs. Importés du domaine vidéo professionnel, ces appareils sont munis de fonctions nombreuses, capables de modifier par interpolation les signaux vidéo pour les convertir en un signal de sortie au format que l’on peut choisir parmi ceux qu’offre l’appareil.

Dans le domaine des projecteurs à pixels fixes, un tel appareil est nécessaire, puisque le signal vidéo analogique n’est pas formaté pour piloter individuellement les pixels de la matrice. Il y a donc nécessairement un « scaler » dans la chaîne de traitement du signal vidéo, le projecteur n’acceptant au final que des signaux numériques dans sa résolution native. Évidemment, un projecteur devant pouvoir être connecté directement à toute source vidéo, il comporte un scaler interne.

Notons au passage que le caractère insupportable des lignes en store vénitien a amené les fabricants de tri-tubes à équiper également leurs appareils d’un scaler interne, l’ajout d’un scaler externe à l’achat d’un tri-tube aboutissant à une addition particulièrement salée.

Il y a encore peu de temps, les scalers internes des appareils à pixels fixes étaient peu performants, car devant être inclus dans un appareil vendu environ le quart du prix d’un simple scaler externe !

Récemment, la qualité des scalers internes a sérieusement progressé : Les fabricants des scalers haut de gamme voyant leur marché se réduire en raison des prix pratiqués, eux-mêmes liés à des coûts de fabrication par quantités artisanales, se sont convertis au licensing.

Par l’acquisition des technologies haut de gamme, démocratisées en coût par leur production industrielle, les fabricants de projecteurs ont pu bénéficier d’une nette amélioration des performances de leurs appareils sans en affecter excessivement le prix.

Cependant, la concurrence des scalers externes perdure : Ces appareils ont encore progressé en performance, notamment dans le traitement des contours en mouvements, et leurs prix ont baissé. Dans le choix d’un vidéoprojecteur, le dilemme se pose donc ainsi :
-Choisir un projecteur à pixels fixes, puis améliorer ses performances par l’ajout d’un scaler externe
-Choisir un projecteur plus performant en augmentant son budget du prix d’un scaler externe Ce choix ne concerne que le milieu de gamme : Si le budget est restreint, on se contente d’un projecteur d’entrée de gamme et de son scaler interne.
S’il est très élevé, que l’on est très exigeant sur la qualité et que l’on ne souhaite pas passer au tri-tubes, on peut choisir un projecteur à pixels fixes haut de gamme et un scaler externe.

Encore un petit mot sur la toute nouvelle liaison HDMI (High Definition Media Interface), qui apparaît sur certains projecteurs récents et certains lecteurs DVD. Elle permet d’éviter la cascade de conversions numériques - analogiques, ce qui fait le plus grand bien à l’image.
Issue de la liaison DVI (Digital Video Inteface), initialement prévue pour éviter une double conversion analogique / numérique et inverse, elle permet d’alimenter la matrice d’un projecteur numérique directement avec un signal à son format. Il s’ensuit une image plus belle, avec moins d’artefacts et moins de bruit. La limitation inhérente à cette liaison est que le signal de la source doit être déjà à un format compatible avec la matrice du projecteur, ce qui est plutôt rare. La liaison HDMI permet des longueurs de câbles supérieurs aux autres liaisons performantes (15 ou 25m), ce qui est (enfin !) adapté au Home Theater, accepte les définitions inférieures aux normes HD (High Definition), tout çà c’est bien, mais...
Il existe trois versions différentes de HDMI : RVB, composantes (Y-Cr-Cb) et RVB+ « headroom+footroom « (comprenez, « plus blanc que blanc », merci Coluche, et plus noir que noir, merci Johny, « (noir, c’est noir ) »

Bon, on peut se dire " je vais attendre un peu que tout çà se décante, histoire d’y voir clair " Mais dans 6 mois, vous sourirez en relisant cet article : A ce moment, TOUS les appareils récents sur le marché comporteront cette connectique.

Conclusion

Les projecteurs vidéo sont un élément déterminant dans la qualité du spectacle Home Theater. Les tri-tubes procurent encore les meilleures images, mais pour combien de temps ? Les constructeurs ont bien perçu l’évolution du marché et de la technique, aucun aujourd’hui ne se lançant dans la conception de nouvelles machines fonctionnant sur ce principe (hormis les petits perfectionnements apportés à des projecteurs existants qui sont rebaptisés pour paraître nouveaux).
En matière de projecteurs à pixels fixes, la bataille fait rage sur tous les fronts : En entrée de gamme, les prix n’arrêtent pas de chuter, en haut de gamme de s’envoler avec les performances.
Le milieu de gamme ne cesse d’adopter les technologies empruntées au haut de gamme de l’année dernière ou même d’il y a 6 mois.
La bataille avait semblé épargner les technologies, Texas Instruments prenant une place dominante avec son DMD, les autres technologies se spécialisant dans le Data pour les LCD et dans la projection professionnelle pour le DiLa.
Eh bien non, ce n’est pas joué : Les LCD mettent des bouchées doubles, et tendent à rattraper des niveaux de contraste que les DLP de l’année dernière ne pouvaient offrir, les DiLa et Lcos se démocratisent pour venir tâter du marché Home Theater.
Il faut bien conclure, ce qui est très difficile sur un sujet qui ne cesse de changer et dont on ne voit pas quand ni pourquoi çà se calmerait.
Cette conclusion est celle de toute la série d’articles, qui se termine ici.

Le Home Theater, trop souvent çà ne marche pas, et il y a bien des raisons pour çà, toutes humaines : Les préjugés, le manque d’information, certaines lois du marché, l’influence de personnes incompétentes, je pourrais en citer bien d’autres.
Cela dit, quand çà marche, c’est fantastique. Et de plus en plus souvent, çà marche de mieux en mieux. Le marché mûrit, la technique aussi, c’est bon signe. On observe toujours trois conditions qui se retrouvent dans un système qui donne satisfaction:
-L’installateur n’est pas obsédé par l’un des domaines concernés, l’audio, la vidéo ou l’intégration domotique qu’il tend à privilégier au détriment des autres.
-L’installateur a une vision globale du système, et privilégie toujours l’homogénéité de l’ensemble à la performance d’un élément.
-L’installateur est expérimenté.

Sur ce dernier point, avant de choisir d’installer vous-même votre Home Theater, posez-vous cette question : Combien de systèmes ai-je déjà installé ?

Si cet article clôture la série, j’en ai une autre en préparation : Il s’agit de la description chronologique d’une installation haut de gamme, de A à Z. Cette série comportera deux niveaux, avec décrivant chaque étape un article « grand public » suivi d’un article « pro ».

Je remercie Julien Berry pour ses informations qui m’ont été utiles pour la rédaction de ce dernier article, et je vous dit :

À bientôt.

A lire aussi :
-Pourquoi le Home Cinema ça ne marche pas Partie 1
-Pourquoi le Home Cinema ça ne marche pas Partie 2
-Pourquoi le Home Cinema ça ne marche pas Partie 3
-Pourquoi le Home Cinema ça ne marche pas Partie 4
-Pourquoi le Home Cinema ça ne marche pas Partie 5
-Pourquoi le Home Cinema ça ne marche pas Partie 6


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