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Quels luminance et taux de contraste pour un LCD ?

jeudi 10 septembre 2009

Lors de l’achat d’un écran LCD, on recherche en premier les valeurs de luminance et de taux de contraste mises en avant par le marketing sans réellement savoir quelle en sera l’influence sur la qualité d’image.

Notre premier sentiment est de penser que plus ces valeurs seront élevées, meilleur sera le rendu visuel. C’est loin d’être le cas et pour situer les choses voici un exemple concret. En 2009, le modèle LCD 23 pouces de la gamme Apple (Luminance 400, contraste 700:1) a été remplacé par un LCD Led 24 pouces (luminance 330, contraste 1000:1). Non seulement la luminance n’augmente pas, mais elle diminue sur le nouveau modèle plus performant. Pourquoi une luminance plus faible sur le nouveau modèle correspond-elle à une augmentation des performances ? Le niveau de luminance ou de taux de contraste n’ont que peu d’intérêt pris séparément, mais c’est l’interaction qu’il existe entre leurs deux valeurs permet d’obtenir une image de qualité. C’est ce que va essayer de démontrer la suite de cet article.

Écran d’ordinateur ou téléviseur : ce sont exactement les mêmes technologies. Mais on préfère un peu plus de contraste sur le téléviseur parce on s’en trouve un peu plus éloigné.

Le taux de contraste d’un écran LCD

Avant d’aller plus loin, rappelons ce qu’est le taux de contraste. C’est le rapport entre la valeur du noir et la valeur du blanc. On l’exprime donc sous la forme d’une fraction. Un taux de contraste de 400:1 par exemple signifie que le blanc de l’écran est 400 fois plus lumineux que le noir de l’écran.

Vérifiez le contraste de l’écran de votre ordinateur. Plus on augmente le contraste, plus on perd du détail dans les hautes lumières. Vous devez pouvoir distinguer une variation de luminance de 1 % (recommandation des normes ISO), c’est à dire voir le point noté 99,2 %. Les professionnels de l’image préfèrent distinguer une variation de 1/200 c’est-à-dire voir les 5 points de cette mire.

Il y a deux façons d’augmenter le taux de contraste entre le noir et le blanc pour un constructeur. Soit il augmente la luminance du blanc, soit il diminue la luminance du noir. Le défaut principal d’un LCD est de ne pas fournir un noir aussi profond que savaient le faire les anciens moniteurs à tube cathodique. Et comme il est très difficile d’augmenter la qualité du noir, les constructeurs se sont tournés vers l’augmentation de la luminance pour gonfler le taux de contraste. D’où une montée incessante de la luminance pour masquer certains défauts.

La luminance d’un écran LCD

La luminance est un terme qui signifie tout simplement luminosité, mais qui correspond en fait à une certaine manière d’en calculer l’intensité. Rappelons qu’elle s’exprime en cd/m2 (candelas par mètre carré). C’est une échelle qui arrange bien les constructeurs puisque les nombres semblent grimper très vite avec la luminance. Lorsqu’on passe de 200 cd/m2 à 400 cd/m2, on ne double pas la luminosité, mais on l’augmente de 20 % seulement.Voir cette page pour en savoir plus sur la luminance

Le réglage de la luminance en pratique

La luminance maximum : C’est le réglage obtenu lorsqu’on place le curseur "Contraste" à 100 %. En pratique, elle n’est pas utilisée, car souvent bien trop élevée. Mais quel que soit le réglage, il est toujours intéressant d’avoir une marge de sécurité pour compenser le vieillissement ou une marge de manoeuvre avec l’utilisation d’une sonde d’étalonnage.

La luminance étalonnée : C’est soit niveau de luminance le plus élevé possible avant que ne se dégradent les nuances dans les valeurs proches du blanc (télévision), soit un niveau cible qui correspond par exemple au blanc du papier (90 cd/m2 dans l’industrie graphique).

La luminance de confort : c’est baisser la luminance pour qu’il n’y ait pas de gène visuelle et pour qu’elle soit confortable en fonction de l’éclairage de la pièce. On s’éloigne de l’étalonnage pour tenir compte de préférences personnelles.

Voici quelques grandeurs couramment utilisées. Graphiste dans un atelier à l’éclairage normalisé : 100 cd/m2. Téléviseurs dans une pièce pratiquement sombre : 120 cd/m2, dans une pièce avec des conditions normales d’éclairage : 200 cd/m2. Téléviseur dans un lieu public très éclairé : 300 cd/m2. Téléviseur placé en extérieur : 500 cd/m2 ou plus. On constate que c’est l’éclairage ambiant qui détermine le niveau de luminance nécessaire.

Le noir d’un écran LCD

Souvent oubliée, la qualité du noir est un élément primordial pour la restitution d’une belle image. La technologie LCD n’est pas capable actuellement de proposer des noirs parfaits. C’est en quelque sorte le maillon faible de l’écran LCD. Pour les professionnels de l’image, la norme ISO suggère simplement que la luminance du noir soit inférieure à 1 % de la luminance du blanc et que ce même noir ne soit pas supérieur à deux fois la luminance de l’écran éteint. Pour les téléviseurs, aucune norme ou label ne garantit un minimum de qualité pour le noir.

Si vous ne voyez aucun cercle ou si vous voyez les 5 cercles, il est temps de corriger la luminosité de votre écran. L’idéal serait de voir les trois cercles de droite, mais si vous en voyez soit deux, soit quatre, on est pratiquement dans les normes( la différence de tonalité doit être à peine visible).

Le contraste idéal

Si la luminance dépend des conditions extérieures d’éclairage, le taux de contraste devrait se situer entre 500/1 et 1000/1 pour délivrer de bonnes conditions dans les utilisations les plus courantes.

Certains écrans LCD entrée de gamme fournissent un noir qui ressemble plus à du gris foncé. Si l’écran affiche une valeur de luminance de 400 cd/m2 et un taux de contraste de 500:1, on peut facilement en déduire la qualité du noir : 400/ 500 = 0,8.

Un LCD haut de gamme fournira un noir bien plus profond à 0,2 cd/m2. Si ce moniteur propose la même luminance (400 cd/m2), le taux de contraste sera bien plus élevé et atteindra 2000:1.

On voit bien qu’un haut taux de contraste apporte un plus à l’image alors qu’une haute luminance n’apporte rien, si ne n’est de chercher à masquer la faiblesse de l’écran dans la luminance du noir. L’interaction entre c’est deux grandeurs est très importante et il suffit que le taux de contraste soit environ d’une valeur deux plus élevée de celle de la luminance pour obtenir une bonne image.

Les valeurs fournies par les producteurs de LCD ne sont pas non plus exemptes de tout soupçon. La tentation de pousser le rétroéclairage à fond est grande, quitte à obtenir un niveau de noir anormalement élevé et une éventuelle saturation du blanc, des conditions aux conséquences néfastes pour la qualité des images. Quelle que soit la méthode, la luminance est donc un paramètre souvent majoré par les fabricants.

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