Origine des résolutions d’écrans

Publié le 19 décembre 2006 et mis à jour le 7 mai 2007 - 8 commentaires -

La variété des réso­lu­tions des écrans plats et autres sys­tèmes d’affichage numé­rique est par­fois décon­cer­tante. Ainsi, le HD Ready qui néces­site du 1280x720 est-il géné­ra­le­ment affi­ché sur des télé­vi­sions à écran plat LCD ou Plasma qui ont une réso­lu­tion supé­rieure, de 1366 par 768. Pour­quoi donc ? D’où vient égale­ment ce 1440 par 900 que l’on trouve main­te­nant sur de nom­breux PC por­tables ? Et le 1920 par 1080 du Full HD? Pour­quoi il y-a-t-il autant de réso­lu­tions différentes ?

Après une petite enquête rapide sur Inter­net, j’ai iden­ti­fié quelques lignes de forces expli­quant tout cela. J’en ai pro­fité pour concoc­ter deux tableaux : l’un sur les réso­lu­tions de la télé­vi­sion et de l’informatique et leur ori­gine, et l’autre sur les rap­ports largeur/hauteur pra­ti­qués et leur ori­gine.

C’est com­plété par ce beau gra­phique qui explique les dif­fé­rents ratios largeur/hauteur, récu­péré sur Wiki­pe­dia:

On peut résu­mer l’origine des réso­lu­tions autour des fac­teurs his­to­riques suivants :

• La filia­tion de la machine à écrire : les pre­mières réso­lu­tions d’écrans pour PC étaient basées sur le mode carac­tère. Il fal­lait affi­cher 80 colonnes de 24 à 25 lignes de texte. Chaque carac­tère avait 8 pixels par 8 (CGA) ou 14 par 9 (Her­cules) ou 8 par 16 (EGA). Les pixels des pre­mières réso­lu­tions CGA n’étaient pas car­rés, on a aug­menté le nombre de pixels en hau­teur pour abou­tir au VGA, et à des pixels car­rés à l’affichage. On savait que nos bons cla­viers QWERTY/AZERTY pro­viennent des machines à écrire Reming­ton datant de 1873 mais moins qu’il en était aurant du VGA et de ce qui en a suivi!
• La filia­tion de la télé­vi­sion ana­lo­gique : qui a aussi influencé les réso­lu­tions infor­ma­tiques dès le VGA avec le rap­port 4x3 et un nombre de lignes voi­sin du NTSC. Cela s’expliquait parce que les pre­miers micro-ordinateurs uti­li­saient des télé­vi­sions comme sys­tème d’affichage, avant que cela ne devienne des écrans spé­cia­li­sés uti­li­sant notam­ment la trans­mis­sion en VGA (qui envoie en fait du numé­rique en pas­sant par de l’analogique).
• Les contraintes de la mémoire gra­phique : elle valait très cher dans les années 1980. Cela influencé le choix de cer­taines réso­lu­tions comme pour l’Apple Lisa. Le nombre de lignes (364) a été lié au besoin de faire ren­trer la mémoire gra­phique dans la limite de 256 Ko. La lar­geur de 720 pixels étant liée aux 80 colonnes de 9 pixels.
• Les contraintes de la pro­gram­ma­tion : qui ont poussé à uti­li­ser des puis­sances de 2 dans les réso­lu­tions, comme les 1024 lignes, ou des mul­tiples de puis­sances de 2 comme le 768 (3 fois 256). Mais avec l’augmentation de la puis­sance des pro­ces­seurs, c’est devenu moins contraignant.
• Le lien avec le cinéma : il explique le rap­port 16/9 qui est proche du rap­port 1,85 très cou­ram­ment uti­lisé dans les salles obs­cures (par ana­mor­phisme des images qui sont en 3/2 sur les pel­li­cules 24x36). Curieu­se­ment, la pho­to­gra­phie n’a pas eu beau­coup d’impact sur les réso­lu­tions. Le rap­port 3/2 du 24x36mm se retrouve peu dans la vidéo. Et on retrouve une majo­rité de cap­teurs pho­to­gra­phiques en 4/3, quelques uns en 16/9, et quelques appa­reils pro­fes­sion­nels en 3/2.
• D’autres fac­teurs de pro­duc­tion ont peut être eu un impact sur ces réso­lu­tions. Ainsi, les écrans plats LCD ou Plasma sont-ils matri­cés dans de grandes vitres qui contiennent plu­sieurs dalles. Les pro­ces­sus de fabri­ca­tion visent à fabri­quer des dalles de plus en plus grandes, à l’instar des “wafer” des micro-processeurs qui ont égale­ment aug­menté de dia­mètre. Il n’est pas impos­sible que la taille des “vitres” et la den­sité du nombre de pixels ait eu égale­ment un impact sur les choix de réso­lu­tion sur les écrans plats.

Pour répondre aux ques­tions posées en introduction :

• Quelle est l’origine du 1366 par 768 ? 768 est la réso­lu­tion ver­ti­cale du XGA (1024x768), c’est le 4/3 d’une puis­sance de 2 (1024) ou 3 fois 256 (pra­tique pour la pro­gram­ma­tion). 1366 est l’application du ratio 16/9 à 768 qui est arrondi au pixel du des­sus car le ratio ne tombe pas juste.
• Et l’origine du 1440 par 900 ? 1440 est le double de 720 qui est le nombre de colonnes des DVD PAL et NTSC. Le 1050 est l’application du ratio 16/9 au nombre de lignes. Cela per­met d’afficher des DVD avec un sca­ling (mise à l’échelle) simple à réa­li­ser par dupli­ca­tion de pixels et inter­po­la­tion. Le sca­ling dans l’autre dimen­sion est par contre variable selon que l’on va regar­der un DVD NTSC ou PAL dont le nombre de lignes n’est pas identique.
• Et l’origine du Full HD de 1920 par 1080? Je n’ai pas d’autre expli­ca­tion que le fait que 1920 est le triple du VGA (3x640) et le 1080, l’application à cette lar­geur d’un ratio 9/16 pour déter­mi­ner la hau­teur (avec pixels “car­rés”). Le 1920 a été uti­lisé la pre­mière fois au Japon avec les expé­riences de télé­vi­sion HD MUSE en 1985. Mais à l’époque, avec un rap­port bizarre de 5/3 ame­nant à 1125 lignes.

Mais enfin, cela ne donne pas for­cé­ment tout le véri­table ration­nel d’origine et je suis pre­neur d’explications ! Et je vous ai épar­gné les consi­dé­ra­tions de fré­quence de balayage et autres demi-tramages (entre­lacé, progressif)!

Sachant que la pro­chaine étape, c’est de trou­ver l’origine de la réso­lu­tion des cap­teurs d’appareils photo numé­riques avec des chiffres qui ne sont pas des mul­tiples de valeurs connues dans la télé­vi­sion ou l’informatique. C’est encore plus folk­lo­rique, cf le tableau sui­vant! Si vous avez des billes là des­sus, là aussi, je suis preneur.

Je remer­cie au pas­sage Jean-François Heur­tin, de la société Puis­sance Image, qui m’avait donné un éclai­rage sur le sujet et ins­piré cet article et les tableaux asso­ciés. J’ai bien conscience de la futi­lité de cet exer­cice de numé­ro­lo­gie, mais cela me déman­geait depuis long­temps! Main­te­nant, cela va beau­coup mieux docteur…

Publié le 19 décembre 2006 Post de Olivier Ezratty | Digital media, Photo numérique, Technologie | 8 commentaires