Résolution & perception : de la pelicule au pixel, jusqu’où voit réellement l’oeil humain ?
La course aux pixels promet toujours plus de netteté, de finesse… Mais notre œil suit-il vraiment ? Une étude réalisée par des chercheurs de l’Université de Cambridge fait le point sur ce que nous pouvons percevoir. En ce début d’année, croisons pellicule, numérique, usages professionnels et domestiques, et relativisons sur la « bonne » résolution…
Outre la course à la technologie, l’augmentation continue des résolutions d’image pose une question de fond : ces pixels supplémentaires sont-ils réellement perçus par le spectateur ? Entre les capacités impressionnantes de la pellicule argentique, la performance des supports de diffusion pro et domestiques et les limites biologiques de la vision humaine, la réponse dépendrait étroitement du contexte d’usage…
Une étude menée par l’Université de Cambridge et Meta Reality Labs, publiée dans Nature Communications, a apporté une mesure expérimentale à cette question. Les chercheurs ont évalué la limite de résolution de l’œil humain en pixels par degré (PPD), une unité qui relie directement la résolution affichée au champ de vision réel du spectateur.
Limites de résolution prévues pour les tailles d’écran et les distances de visionnage courantes. Le graphique ci-dessous montre quelle résolution vos yeux sont réellement capables de percevoir en fonction de différentes tailles d’écran et des distances de visionnage. Chaque cellule colorée représente une résolution d’écran qui dépasse déjà les capacités visuelles de 95 % des personnes pour chaque combinaison de taille d’écran et de distance. Augmenter la résolution au-delà de ce seuil ne rendrait pas l’image plus nette. (Source : Computer Laboratory, University of Cambridge, Rafał Mantiuk)
Les résultats montrent que l’œil humain peut distinguer jusqu’à environ 94 PPD (100 pour les plus performants d’entre-nous, sans doute des professionnels de l’image…) pour des images en luminance (noir et blanc), environ 89 PPD pour certaines couleurs (rouge et vert), et seulement 53 PPD pour d’autres combinaisons chromatiques. Au-delà de ces seuils, augmenter la résolution n’apporte aucun gain perceptible. Cette approche est plus pertinente que la simple résolution native d’un écran, car elle dépend aussi de la distance de visionnage et de la taille de l’image.
Usages pros : quand la très haute résolution est indispensable
Dans les environnements professionnels, la question dépasse largement la perception du spectateur. En restauration de films, scanner en 6K, 8K ou davantage comme avec le Lasergraphic Director avec son option jusqu’à 13.5K, permet de capturer un maximum d’informations pour la stabilisation, la correction du grain, la suppression de défauts et les traitements image avancés, dont les grands formats. Même si la diffusion finale se fait en 4K, le sur-échantillonnage améliore la qualité du résultat.
En salle de cinéma, notamment sur des écrans très grands formats la distance spectateur-écran fait mécaniquement baisser le PPD. Dans ces conditions, des résolutions supérieures à 4K peuvent devenir perceptibles, ce qui explique l’intérêt confidentiel mais persistant pour le format 70 mm et plus spectaculairement de l’Imax.
Enfin, vient l’archivage patrimonial, lequel repose sur une logique de long terme, « future-proof ». Alors qu’il est impossible de prédire les formats de diffusion futurs, numériser aujourd’hui à la résolution maximale exploitable permet d’éviter toute perte irréversible et préserver le patrimoine audiovisuel au sens large.
Usage domestique : la limite est vite atteinte
Le Computer Laboratory de l’Université de Cambridge met à disposition de tous son calculateur de résolution perceptible par l’œil humain. Il permet de déterminer les dimensions géométriques d’un écran et sa résolution. Celle-ci est exprimée en pixels par degré, une unité qui correspond à l’image projetée sur la rétine.
Toujours selon les résultats de la fameuse étude britannique, dans un salon standard, avec une distance de visionnage comprise entre deux et trois mètres, les calculs basés sur les PPD montrent qu’un écran 4K atteint déjà la limite perceptible de l’œil pour des tailles courantes. Passer au 8K n’apporte généralement aucun bénéfice visible, contrairement à une amélioration du contraste ou de la qualité de la source.
Vous l’aurez compris, les travaux de Cambridge confirment une réalité bien connue des professionnels : la résolution n’est qu’un paramètre parmi d’autres. Le contraste, la dynamique, la cadence, la stabilité de l’image et l’absence d’artefacts influencent souvent davantage la sensation de netteté que le nombre de pixels.
Ainsi, pour les professionnels, la (très) haute résolution reste une valeur fondamentale pour la restauration et la conservation, et dans une moindre mesure, pour la projection en salles. Quant à l’usage domestique, celle-ci semble davantage prendre les traits d’un miroir aux alouettes, le 4K représentant un plafond perceptif dans la configuration de la majorité des foyers. En définitive, ce que nous apprend l’étude en question est que ce qui importe pour le spectateur n’est pas la valeur de résolution de son écran, mais les pixels réellement perçus par sa rétine et ce, dans un contexte donné. À méditer…
La pellicule : un potentiel de détail élevé
La pellicule n’a pas de résolution native. Toutefois, de nombreux travaux et retours d’expérience convergent vers des équivalents numériques. Une pellicule 35 mm au format scope (2.35:1) serait généralement estimée entre 4K et 6K de détail exploitable, selon le négatif, l’optique et l’état du film. Ces valeurs sont consistantes avec les pratiques de restauration et de l’intermédiaire numérique (D.I.) où le 4K est considéré comme un point d’équilibre entre fidélité et rendement. Pour le 70 mm, la surface image plus importante permet de conserver davantage de micro-détails. Les estimations couramment admises situent le 70 mm standard autour de 10 à 12K, et le 70 mm Imax jusqu’à 16 à 18K dans des conditions idéales. Ces valeurs restent cependant très théoriques.
