EOTF
• 1/ Définition : EOTF signifie « Electro-Optical Transfer Function » (Fonction de transfert electro-optique)
Pour reformuler, cette fonction de transfert convertie des valeurs numériques codées sur un certain nombre de bits ou une grandeur électrique en valeur de luminance (en cd/m2 ou nit) qui va permettre de donner la brillance adéquate aux couleurs et la profondeur de champ à l'image.
• 2/ Application :La fonction la plus fameuse et la plus simple à comprendre est celle des écrans à tubes cathodiques.
A une valeur d'un signal d'entrée (un voltage comme avec le signal RGB Peritel par exemple) correspondait une valeur de voltage en sortie (l'intensité avec laquelle le tube éclairait tout ou partie de l'écran).
Il se trouve que la forme naturelle de cette fonction était très proche d'une courbe en exposant de type Valeur de sortie = Valeur d'entrée à la puissance 'gamma' et que cette courbe en exposant correspond globalement à la manière dont nous percevons la lumière (du plus sombre au plus lumineux).
C'est la raison pour laquelle les TV à tubes cathodiques offraient toutes naturellement un confort visuel remarquable (d'ailleurs ceux qui ont connu le passage du CRT au LCD se rappellent probablement de comment l'image du LCD pouvait paraître plate, sans dynamique, au regard du CRT car la fonction de transfert d'un LCD de l'époque ne mimait pas bien celle des CRT. L'image était plate, sans profondeur.)
• 3/ Développement - Exemple :L'industrie du cinéma et du home cinema ont gardé cette EOTF "à la CRT" et c'est la fameuse courbe de gamma dont on parle souvent en calibration vidéo.
En 2011, il y a eu une amélioration majeure avec l'arrivée de la recommandation ITU-R BT.1886 qui expliquait comment mieux mimer la bonne vielle fonction de transfert des CRT avec les TV LED/LCD/etc. Malheureusement ce BT.1886 n'est -
à ce jour- pas bien maîtrisé par les constructeurs.
En théorie une EOTF est censé être l’inverse de la fonction de transfert utilisée lors de la création du contenu vidéo (appelée OETF), ce qui n’était pas le cas avec les écrans CRT. L’OETF utilisée alors était celle des standards ITU-R BT.601/ITU-R BT.709 (gamma de 2,22 sur la majeure partie de la fonction de transfert), et si on remonte plus loin au début de la télévision couleur un gamma de 2,8.
C’est la combinaison de l’OETF et de l’EOTF qui va donner le rendu de l’image en termes de luminance et il est important d’utiliser l’EOTF correspondant à ce qui a été utilisé pour la post-production de la vidéo.
Pour le HDR, Dolby a proposé sa fameuse EOTF SMPTE ST 2084 a.k.a Perceptual Quantizer (PQ). Cette fonction de transfert a été choisie pour HDR10 et le format DolbyVision et elle est censée reproduire beaucoup plus fidèlement la façon dont notre système de vision fonctionne. Elle se base sur les courbes de sensibilité au contraste réalisées par Barten, que l’on peut voir comme une extension/raffinement des courbes/fraction de Weber. Le format SMPTE ST 2084 ne peut pas fonctionner correctement sans métadonnées associées définies dans SMPTE ST 2086. Ce format est dit « Content Referred ».
Les broadcasters, menés par BBC et NHK ont proposé pour le HDR l’utilisation d’une autre EOTF, appelée HLG (Hybrid Log Gamma) pour les contenus live, plus facile à gérer que la PQ, qui ne nécessite pas de métadonnées additionnelles et fournit une compatibilité partielle avec les afficheurs SDR. Ce format est dit « Scene Referred », la valeur maximale (blanc crête) correspondant à la luminance capturée de la scène.
Ces deux EOTF font partie du standard ITU-R BT.2100, mais seul SMPTE 2084 est utilisé pour l’UltraHD BluRay. SMPTE ST 2084 et HLG sont supportés tous les deux par le codec HEVC.
Auteurs : alex_t et Ragnarsson