Achetez ces pixels que vous ne sauriez voir

Black Friday, Noël, promotions, sites de ventes en ligne. Il y a tant et tant de raisons de changer de télévision, ou d’écran en général… Full HD, 4K, 8K (!) les constructeurs rivalisent dans un concours à la définition la plus fine. Mais à quoi bon ? Est-ce seulement appréciable par les spectateurs ? Et pour quel impact climatique ?

Les condition optimales

Les constructeurs[1] et cinéphiles s’accordent sur les conditions optimales de visionnage de films ou de programmes télévisés. Ces conditions peuvent se résumer à 2 aspects : un bon angle et suffisamment de pixels par pouce.

Le bon angle, c’est 30° pour de la télévision et 40° pour les films. Cet angle se mesure entre les bords de l’écran et l’œil du spectateur :

 © Haroun Sabbah © Haroun Sabbah

De cet angle, avec l’aide de Pythagore et de quelques formules[2], nous pouvons déduire la distance optimale entre le spectateur et son écran. Nous obtenons pour les télévisions : 

 © Haroun Sabbah © Haroun Sabbah

Et pour les écrans plus petits : 

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Ces distances paraitront exagérément courtes, surtout sur les écrans les plus petits. Qui regarde sa télévision à moins d’un mètre ? Qui regarde son téléphone à moins de 20 centimètres ? Mais admettons. Nous prendrons ces valeurs pour la suite des calculs.

La surenchère des constructeurs dans la course à la technologie n’est pas neuve et se matérialise depuis l’avènement de l’écran plat dans une course aux pixels. HD Ready, Full HD, 4K, 8K… sous ses appellations se cachent une idée simple : le nombre de pixels qui composent l’image. La représentation la plus commune de ces technologies est celle des rectangles imbriqués :

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Cependant, elle rend mal compte de ce que cela représente pour le spectateur. En mettant les écrans à l’échelle, ce visuel implique que les pixels sont toujours de la même taille et que seul le téléviseur change de taille. Il conviendrait plutôt de présenter la chose ainsi :  

 © Haroun Sabbah © Haroun Sabbah

Dans une surface donnée, plus la résolution est élevée, plus il y aura de pixels qui composeront l’image. Cette dernière sera plus fine. Si fine parfois… qu’il reste à se demander ce que l’œil humain peut percevoir.

Avant de rentrer dans les calculs, clarifions la problématique. Imaginons que l’on cherche à compter des grains de sable à la plage… mais en restant debout. Il est impossible d’en identifier ne serait-ce qu’un. Alors qu’en se penchant suffisamment l’observateur ne manquera pas de les discerner un par un. Les pixels fonctionnent de la même façon, si le spectateur est trop loin il ne sentira pas la différence entre telle ou telle résolution.

Au maximum, un œil peut percevoir 60 cycles par minute, chaque cycle étant nécessairement composé d’au moins 2 pixels. Derrière ce langage barbare, se cache une idée simple : nous ne pouvons pas voir de différences dans un cône trop petit.

Reprenons le précédent schéma : 

 © Haroun Sabbah © Haroun Sabbah

Le cône indique que l’œil est incapable de percevoir quelque chose de plus petit. Plus on s’éloigne, moins l’œil est précis et plus le cône est grand. Evidemment, les pixels sont de taille différentes selon l’écran. Pour une définition égale, un petit écran aura de plus petits pixels qu’un grand et inversement.

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Maintenant que nous connaissons la taille des pixels sur un écran, il nous reste à se demander ce que l’œil peut percevoir[3].

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L’œil humain (en admettant un parfait 10/10 aux deux yeux) est donc capable de discerner les nuances de chaque pixel du Full HD à distance optimale… mais rappelons que rares sont ceux se placent à sa distance optimale.

En effet, ces distances sont ridiculement courtes :

 © Haroun Sabbah © Haroun Sabbah

Pour regarder la télévision hors films parfaitement, il suffit de reculer de quelques centimètres (30 suffisent même pour les plus grandes télévisions) pour que l’œil ne puisse faire de différence entre un écran Full HD et un 4K.

Pour regarder un film dans de parfaites conditions, sans reculer, il suffirait d’écrans QHD (2560x1440 pixels, soit 55% de pixels de moins que la 4K). Dit autrement, quel que soit le programme (télévision ou film) 55% des pixels de la 4K ne servent jamais à rien dans les conditions optimales de visionnage. Si ces pixels sont visibles, c’est que le spectateur est trop près (selon Sony, Samsung et autres Panasonic).

Nous pouvons déduire des calculs précédents (et de quelques autres) que pour regarder un film dans les conditions optimales, quelle que soit la taille de l’écran (télévision, mais aussi smartphone tablette ou ordinateur – portable ou fixe), la définition optimale est le QHD et la 4K ne sert à rien.

 

L’impact énergétique

En 2019, les vidéos représentaient déjà 60,6% du trafic sur internet. 2019, c’est aussi ce temps oublié avant le confinement dans les pays riches qui a certainement eu un impact sur la consommation de vidéos… mais limitons nous à cette valeur de 60%. Toujours en 2019, internet c’est aussi 10% de la consommation d’énergies dans le monde selon l’ADEME[4]: il faut bien refroidir ces serveurs tout en les faisant tourner…

En première approximation, nous pouvons déjà annoncer que le passage du Full HD à la 4K dans nos vidéos en ligne (SVOD, Youtube…) triplera la consommation énergétique d’internet… alors que comme nous l’avons déjà vu, plus de la moitié (55%) de cette augmentation sera parfaitement inutile.

Mais il conviendrait de ne pas s’arrêter en si bon chemin. Sur une base 1 = Full HD, nous pouvons calculer que :

  • le 480p, c’est 94% d’économies
  • le 720p, c’est 55% d’économies
  • la 4K, c’est 300% de dépense en plus
  • la 8K, c’est 1500% de dépenses en plus

Se comporter en Amish (comme dirait l’autre) et se limiter à du 720p réduirait la consommation énergétique des vidéos sur internet de moitié, soit plus de 3% des consommations énergétiques mondiales (ou environ 5% avec le 480p pour les adeptes de la lampe à huile). Réduire la consommation énergétique mondiale de 3% ou 5% serait un succès supérieur à n’importe quelle COP (accords de Kyoto, accords de Paris, etc.) pour ne pas dire toutes les COP réunies.

Un succès majeur qui est accessible ici :

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 © Haroun Sabbah © Haroun Sabbah

Mais ce n’est ni le PROJEEEET !!! de la 5G ni celui de Sony, LG, Apple, Samsung, Huawei, YouTube, Netflix et des autres… Il y a peu d'espoir que la 4K soit interdite et que nos gouvernements légifèrent pour limiter les usages non professionnels à la pourtant très confortable QHD. Et avant qu'ils crient aux Amish ou ennemis du "progrès", il serait judicieux de se rappeler qu'il s'agit ici de bon sens et de limites du corps humain...

 

[1] Sony, LG, Samsung…

[2] le théorème de Pythagore nous donne la longueur d’un écran par rapport à sa diagonale (sachant que le format est le 16/9). La longueur d’un écran est égale à la diagonale multipliée par 0,87. Connaissant la longueur du côté opposé et celle de l’angle avec l’œil (un demi de 30° ou un demi de 40° selon le spectacle), nous obtenons :

formule

[3] Ici encore, un peu de Pythagore saupoudré d’un cosinus et d’un sinus suffisent à nous donner la solution.

[4] Agence de l'environnement et de la maîtrise de l'énergie

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