définition 4K... inutile?!

[alex241]

Bonjour,

Le prochain format vidéo qui devrait arriver dans les années à venir, appelé 4K, permet une définition d'image de 3840 sur 2160 pixels.

J'ai fait un calcul bête, mais intéressant :

-Il y a 5 à 7 millions de cônes rouge, vert et bleu dans l'œil humain
-1 pixel = 3 points : 1 rouge, 1 vert et 1 bleu superposés.

En divisant par trois, on en déduit qu'il y a donc, dans un œil super bon, 2,3 millions de "pixels" formables dans une image.
Or :
-Une image de film HD actuelle est composée de 1080*720 = 0,7 millions de pixels. Okay, on peut effectivement faire mieux pour l'œil humain.

-Une image de film 4K est composée de 3840*2160 = 8,2 millions de pixels.

Donc, il y aurait, au mieux (càd si l'image vidéo prend TOUT le champ visuel), près de 3 fois plus de pixels dans une image 4K que le meilleur œil humain puisse traiter.

Heu, voilà, donc je comprends pas. C'est un calcul très bête, sans souci de l'angle de vision, du pouvoir séparateur, de la distance des pixels, etc, etc...Donc ça doit être faux, mais je vois pas la faille.

Pourquoi faire du 4K? Pouvez-vous éclairer ma lanterne?
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[ansset]

j'ai un doute sur ton calcul.
pourquoi diviser par 3 ?.
ensuite, tu oublie le rapport à la taille de l'écran, qui ne fait culturellement que s'augmenter.
un facteur 2 sur la taille induit un facteur 4 sur les pixels à resolution percue équivalente
s'y ajoute la tendance au relief, qui demande implicitement plus de largeur d'écran.

il y a aussi un dernier point, que je garde

[alex241]

Ah! Merci pour la réponse!

J'ai divisé par trois, car il y a 7 millions de cônes des 3 genres : donc, il y a 2,3 millions de bleus, 2,3 de rouges et 2,3 de verts.
Le cerveau peut faire la synthèse de ces 3 couleurs : par exemple, si 3 cônes différents (1 bleu, 1 rouge, 1 vert) et côte à côte sont excités en même temps, le cerveau verra, par addition des couleurs, du blanc. Voilà pourquoi je divise par trois pour obtenir le nombre de pixels perceptibles par l'œil.

Dans mon exemple, je ne m’embarrasse pas de la distance ni de la taille de l'écran, car je prends la situation la plus extrème possible : celle où l'écran prends TOUT le champ visuel de l'observateur. Cette situation sollicite le MAXIMUM de cônes de l'œil. Avec un écran plus loin ou plus petit, logiquement, les cônes en périphérie de l'œil ne sont pas excités, et donc la définition de l'image peut être plus petite.
Cette situation extrème montre donc la taille maximale en pixel que devrait avoir une image pour exciter chaque cône.

Enfin, je suis très curieux de connaître le dernier point ^^
en tout cas, pour les batonnets de l'œil, je ne sais pas s'ils comptent dans une vision "diurne")

[WizardOfLinn]

Le raisonnement est faux parce que les 7 millions de cônes sensibles aux couleurs sont concentré essentiellement dans la fovea, qui correspond à un champ de quelques degrés.
Il faut raisonner à partir du pouvoir séparateur de l'oeil, environ 1' d'arc au centre de la fovea.

[A voir en vidéo sur Futura]

[ansset]

tj pas compris ta division ( la TV n'est pas en noir et blanc ! )
tu oublies aussi qu'on a deux yeux !

ma remarque subaltèrne est que celà reste du business !
il faut bien que le modèle n+1 soit supérieur.

en revanche, pour moi la grosse erreur est de mettre l'accent sur la résolution et pas sur la frequence.
qui elle, est très inférieure à celle de l'oeil ( effets strobo etc .. )

[alex241]

Heu...wizard, sauf votre respect, non, je pense pas. Quel que soit la localisation des récepteurs, y'a toujours plus de points lumineux dans une image 4K que de récepteurs dans l'œil.
À la rigueur, la fovéa, ça veut juste dire qu'on atteint un grand nombre de cône stimulé avec une image de taille restreinte. Mais c'est tout. Pouvez-vous me détromper?

(ah oui, ansset, bien vu, j'avais oublié qu'on a deux yeux! (vraiment, hein) le dilemne reste, mais le facteur est un peu réduit)

[WizardOfLinn]

Si on compte les batonnets, il y a plus de 100 millions de cellules réceptrices. Mais peu importe en fait : ce qui doit déterminer le nombre/taille des pixels est la résolution maximale de l'oeil, atteinte au centre de la fovea, là ou la densité de cellules est maximale.
Etant donné que le champ vu par la fovea est en général plus faible que l'angle sous lequel on voit un écran, il n'est pas très surprenant qu'un écran doivent avoir plus de points que la fovea, pour avoir une belle image quel que soit la zone de l'écran sur laquelle se porte l'attention.
Pour déterminer si cette résolution de 4k présente un intérêt, il faut comparer l'angle sous lequel sont vus les pixels avec la résolution maximale de l'oeil, de 1' d'arc.

[jiherve]

Bonsoir,
la résolution de l'oeuil c'est 1 minute d'arc (0,3 mm à 1m) pas une seconde!
le reste c'est du business!
JR

[alex241]

okay, bon, attendez, ça me dépasse, je vais faire un dessin...

[jiherve]

Re
précisions supplémentaires :
la résolution de l'oeuil n'est pas constante sur l’étendue du spectre visible, elle est maximum dans la zone vert:jaune et nettement moins bonne dans les bleus et rouges , cette particularité est utilisée en télévision pour ne transmettre ces stimulis avec des bandes passantes très inférieures à celle allouée à la luminance(voir codage NTSC,PAL et SECAM) ou codage 4:2:2 voire 4:1:1. De plus la sensibilité varie aussi beaucoup avec la longueur d'onde (diagramme CIE) ainsi que le pouvoir de discrimination colorimétrique (ellipses de Mac Adam).
Donc marketing!
JR

[alex241]

VOILÀ! j'ai fait un bô dessin, niveau brevet des collèges

http://img404.imageshack.us/img404/3889/r79t.png

Ici, c'est la situation du milieu qui nous intéresse : avec cette situation en tête et mon premier commentaire, je ne vois pas de raison de parler d'arc, de minute, de sensibilité, etc, etc, etc...

On prend le cas de figure où le nombre MAXIMAL de cône sont excités : résultat, le 4K est démesuré par rapport à ça! POURQUOI?!

(les batonnet, c'est pour la vision de nuit : je pense qu'ils n'interviennent pas)

[ansset]

Donc marketing!

ben oui !
mais je persiste en disant qu'il y a erreur sur l'importante de la frequence/résolution.
sauf que la frequance, ça ne dit rien à personne alors que d'afficher des NK, ça frime plus .

[alex241]

Rhaââ, mais oui, mais justement : je mets en évidence le ridicule de la chose : on va sortir un 4K qui ne sert à rien, alors que la fréquence est améliorable, on est d'accord! ^^

M'enfin, c'est mon sujet, quoi! On pourra parler de la fréquence une autre fois, stp!

(en plus, on touche à une limite physique de l'organisme humain, et personne n'en parle : c'est grisant, pourtant!)

Wizard, qu'en dis-tu?!

[ansset]

oui, si tu veux, mais on fait tous les films en Imax en 4K, c'est pas pour rien non plus.

[alex241]

Pas pour rien?!.... Ben... pourquoi, alors?!

C'est ça que j'attends : qu'on me dise «ouais, mais t'as pas pensé à [explication logique], nounouille!»

'fin, je veux pas être désagréable, mais je pose pas la question pour terminer sur un «si tu veux», autant aller sur yahoo q/r!
Mon calcul est simpliste, voir bête...mais logique. J'attendais juste qu'on me détrompe, quoi, mais scientifiquement

[alex241]

(hem, désolé ansset, je me suis laissé emporté : tu as raison, l'Imax c'est sûrement pas pour rien ^^. N'empêche, c'est irritant de pas en trouver la raison.
Et puis, vu qu'il y a une course effrénée au HD partout, je trouve ça carrément bizarre que personne n'ait médiatisé ce que pourrait être la "HD ABSOLUE de la mort que tu peux pas mieux" XD.

[ansset]

le fait est que j'y connais bien moins en optique pure qu'en pratique de haute définition et d'effets spéciaux.
là par contre, je peux raconter des trucs !
tiens un truc au passage : une vision en relief augmente l'impression de résolution de rac(2)

[WizardOfLinn]

Pas pour rien?!.... Ben... pourquoi, alors?!

C'est ça que j'attends : qu'on me dise «ouais, mais t'as pas pensé à [explication logique], nounouille!»

Bon, ben voilà, je vais essayer d'expliquer autrement :
Ouais, mais t'as pas pensé que les cones sur lesquels tu bases ton raisonnement sont loin d'être répartis uniformément dans tout le champ visuel, nounouille!

Sur ton schéma rt79.jpg, si on ne considère que les cônes, en simplifiant, c'est le cas n°3 qui se présente presque toujours avec les grands écrans, parce que ce n'est pas toute la rétine qu'il faut considérer pour la résolution mais la fovea, une toute petite zone de la rétine qui ne couvre un champ que de quelques degrés. Lorsqu'on s'éloigne du centre de la fovea, la densité de cônes décroit très vite.

Une définition de 4K n'a évidemment aucun intérêt pour un écran 15 pouces vu à 3 m, mais l'augmentation de la définition doit suivre l'augmentation de taille des écrans.

[WizardOfLinn]

Complément: ce schéma qui suit montre la répartition des cônes.
http://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...-batonnets.svg
En général, un écran est vu sous un angle plus grand que le champ de la petite zone de la rétine où il y a des cônes.
On ne peut donc pas comparer directement sans précautions le nombre total de pixels d'un écran et le nombre de cônes, ce n'est pas le bon critère.
Le bon critère de comparaison est l'acuité visuelle (1' d'arc au centre de la fovea) et l'angle sous lequel sont vus les pixels, qui dépend de la définition de l'écran et de la distance d'observation (en première approximation, je passe sur les détails de variations chromatiques).

[alex241]

Wizard, je tiens à te dire que j'apprécie beaucoup l'effort que vous mettez (toi et ansset) à m'expliquer le phénomène, et je voudrais continuer le débat. La dernière chose que je souhaite est de paraître buté et obtus, et je lis avec une grande attention vos messages. (d'ailleurs voici un lien sur la répartition des cones de la rétine, votre lien étant mort:

http://www.vetopsy.fr/sens/vision/im...tion-homme.gif

Néanmoins...je ne suis pas d'accord! DU TOUT!

Sur deux points principalement :

1. L'ANGLE DE VISION «un écran est vu sous un angle plus grand que le champ [...]»

Non, je ne pense pas!

J'ai fait un montage photo pour le mettre en évidence :


On peut voir ici, que, dans le cas de l'angle plus grand que celui de la rétine (situation 3 sur mes schémas), une partie de l'image n'est pas vu : on a le nez à un ou deux mètres de la toile! Si c'était vraiment le cas, personne ne se plaindrait que son voisin consulte son portable en pleine séance : la lueur du portable en question ne pourrait pas atteindre la rétine!!!
Voir la fin du point 2 pour une autre précision.

2. LA FOVÉA : partons du principe que j'ai raison au point 1.
Hébin la fovéa ne change rien, bien au contraire.
Voici encore un schéma bricolé :



Sur ce schéma, on distingue bien l'arc de vision de la fovéa (vision "utile") de la vision périphérique.
-Aussi dense soit-elle, la fovéa contient moins de capteurs que toute la rétine (évident).
Ça ne change donc rien. J'ai choisi une situation grotesque (la 2) où TOUTE la rétine (fovéa compris) voyait l'image, et où 4,6 millions de capteurs (au mieux) sont sollicités. Les exemples que vous citez avec la fovea sollicitent MOINS de capteurs, donc moins de 4,6 millions de pixels nécessaires sur l'image : ma thèse comme quoi l'image 4K (8 millions de pixels) possède une trop grande définition...est de toute façon renforcée!
Désolé, je ne vois pas la faille! Y'en a une, mais pas au niveau de l'angle de vision!

Je pense également que, l'idée comme quoi certains pensent qu'on doive choisir un point de l'image à regarder (je ne me souviens plus qui l'avait écrit) concerne l'arc de vision de la fovéa, seulement : mais l'entièreté de l'image reste dans l'arc de vision de la rétine :ça ne change donc rien au problème.

ERRATUM : sur le schéma de l'oeil, j'ai mis 2,6 au lieu de 4,6. (Et désolé pour la taille des images!)

[invite765732342432]

Si on simplifie la discussion à l'intervention de jiherve:

la résolution de l'oeuil c'est 1 minute d'arc (0,3 mm à 1m) pas une seconde!

C'est sans doute simpliste comme donnée, mais partons là dessus.
Prenons un écran 4K :
- 3840 x 2160 pixels
- 1682 x 875 mm
Ca ferait donc dans les 0.4 mm pour 1 pixel.

Selon les chiffres donnés par jihervé, ça veut dire qu'on peut voir les pixels individuels si on se trouve à 1m.
Si on se trouve à 3m (plus raisonnable), on ne voit donc pas les détails, mais on a juste une résolution 2 fois meilleure que l'oeil. On peut imaginer qu'avec les effets de bords, etc la résolution de 4K n'est pas totalement inutile (peut-être un peu trop bonne, mais pas totalement délirante quand même)

Après, comme jiherve le dit: c'est surtout une affaire de marketing ! Pour l'immense majorité des gens, la HD actuelle est déjà largement suffisante, (mais quand la HD est sortie, je disais que la résolution standard était déjà largement suffisante )

Disons simplement que pour le 4K, un doute demeure sur son utilité. Mais au delà, il n'y aura plus de doute...

[alex241]

Faith, je suis d'accord, mais ce qui me surprend, c'est :

1. la "facilité" de la démonstration: pas besoin de distance, d'angle, de résolution : "Y'a trop de pixels pour pas assez de capteurs dans l'œil!". C'est tout!
.
2. Ça doit être faux : en effet, ils vendent du 8K (8K!!!) pour le cinoche!

http://commons.wikimedia.org/wiki/Fi...FHD_and_SD.svg

Pour le marketing, Gruger un consommateur moyen, d'accord....mais un producteur (=un rorqual de la finance, qui sait s'entourer d'expert pour réduire tout coût non justifié) ?!

Y'a trop d'argent en jeu pour que ça soit juste "du marketing" : la démonstration est tellement simple...c'est suspect. Je dois me tromper.

[WizardOfLinn]

Néanmoins...je ne suis pas d'accord! DU TOUT!

Sur deux points principalement :

1. L'ANGLE DE VISION «un écran est vu sous un angle plus grand que le champ [...]»

Non, je ne pense pas!

Tu as coupé ma phrase juste au mauvais endroit.
Je reprend ci-dessous la phrase complète :

En général, un écran est vu sous un angle plus grand que le champ de la petite zone de la rétine où il y a des cônes.

Les 7 millions de cônes auxquels tu te réfères dans ton message initial se trouvent essentiellement au niveau de la fovea - il y en a un peu au delà, même jusqu'à 30°, mais ça devient négligeable. C'est donc le champ de la fovea qu'il faut considérer pour ton raisonnement, et non le champ visuel total.
Et si tu veux vraiment considérer toute la rétine, alors il faut prendre en compte les 100 millions de batonnets (qui, contrairement à ce que tu suggère dans un autre message, interviennent bien en vision de jour, même s'ils ne sont pas sensibles aux couleurs).

Faith, je suis d'accord, mais ce qui me surprend, c'est :
1. la "facilité" de la démonstration: pas besoin de distance, d'angle, de résolution : "Y'a trop de pixels pour pas assez de capteurs dans l'œil!". C'est tout!
[/COLOR]'argent en jeu pour que ça soit juste "du marketing" : la démonstration est tellement simple...c'est suspect. Je dois me tromper.

Tu arrives à ce résultat parfois vrai par un raisonnement faux, de façon fortuite. D'ailleurs, tu parais bien en avoir vaguement conscience.

[alex241]

-Si effectivement on met en jeu les bâtonnets, oui, la 4K a du sens. Pourtant, la fiche Wikipedia (Wikipedia, c'est 100% de mes sources) n'est pas très loquace -voir ambigue- à ce sujet...
-Je mets dans tous mes messages que j'ai tort, que je me trompe probablement! TOUS! J'appuie dessus avec un mortier en plomb! J'attends que ça, qu'on défonce mon argumentaire logiquement! Alors OUI, il me semble que j'en ai "vaguement conscience"! XD
Merci, en tout cas!

[invite765732342432]

Faith, je suis d'accord, mais ce qui me surprend, c'est :

1. la "facilité" de la démonstration: pas besoin de distance, d'angle, de résolution : "Y'a trop de pixels pour pas assez de capteurs dans l'œil!". C'est tout!

Tu établis ton raisonnement que chaque capteur est capable de "voir" un unique pixel.
Mais ça me semble très incorrect.

Chaque pixel n'éclaire pas en ligne droite, donc forcément, il y a des données en provenance de plusieurs (nombreux) pixels sur chaque capteur de l'oeil. C'est le cerveau qui fait l'essentiel du travail d'analyse pour remettre tout ça d'applomb.
Tu négliges probablement trop le post-traitement.

Pour savoir sur le 4/8K est utile, c'est le critère de résolution donné par jiherve qui compte.

[alex241]

Alors Faith, je suis pas d'accord : l'œil, ça marche comme un appareil photo. Et un appareil photo, ça n'a pas de cerveau : ça a un capteur (ou une pellicule) qui ne fait aucun travail de sélection, à part dire s'il est excité ou non.
Un pixel, c'est fait pour être vu. Ça éclaire dans plein de direction, d'accord, mais lors de la formation de l'image inversée sur la rétine (ou sur la pellicule de l'appareil photo), je peux t'assurer qu'un pixel de l'image éclaire un point et un seul de la rétine.
C'est le principe du Sténopé, non? Quelqu'un peut confirmer?

[WizardOfLinn]

On peut essayer de raisonner dans l'autre sens : pour quelle taille d'écran la définition 4K devient-elle intéressante ? (hors 3d et autres fonctions exotiques).

En considérant une acuité visuelle de 1' d'arc, 3840*1' = 64 degrés.
On pourrait se permettre d'avoir des écrans couvrant 64 degrés du champ visuel. Mais si l'écran n'est vu que sous un angle de 20 degrés, cette définition est inutile.
L'acuité n'est pas de 1' sur un tel champ, elle est même déjà divisé par 2 à 15 degrés, mais quelle que soit la zone de l'écran sur laquelle le spectateur fixe son regard, il verra une image à résolution optimale.

[alex241]

Je...je comprends pas. C'est quoi, 1' ?

(vu l'opération mathématique, 1'=1/60. )

[WizardOfLinn]

Une minute d'arc = 1/60ème de degré = 0.3 mm à 1 m

[alex241]

D'accord. Mais ça devient logique que si l'on rajoute les batonnets. Sinon...Je ne me l'explique tout simplement pas : l'œil humain serait bien meilleur que ce qu'il serait biologiquement capable de faire! C'est forcément les batonnets, alors.