[technique]connexions et normes télé

[Lesarthois]

RGB, RVB, composite, composante, 60 Htz, Péritel, NTSC, RCA, UHF, PAL, canal vidéo...
Tous ces termes ressortent souvent sur le forum, et certaines personnes sont un peu perdues, ou semblent confondre plusieurs notions.
Pourtant, ce sont des notions importantes car elles définissent la qualité de l'image que l'on obtiendra de nos consoles, et la compatibilité du matériel.


Je vais tenter de vous expliquer quels sont les différents standards vidéos, les différents connecteurs, pourquoi sont ils employés, lesquels sont les meilleurs...

N'hésitez pas a poser des questions, me signaler des points encore trop obscurs car je pense que mon enthousiasme m'a fait encore rédiger un beau pavé!

Un petit résumé se trouve à la fin pour ceux qui veulent aller à l'essentiel.


Au commencement était le noir et blanc.

La télévision a commencé son histoire en noir et blanc. L'image est produite d'une manière très simple, et la transmission se fait par ondes radio. L'image est donc découpée en lignes, lignes qui sont transmises d'un seul tenant à la télévision qui retransforme les ondes radios en lignes.


(premier enregistrement vidéo au monde par John Logie Baird, signal vidéo de 30 lignes enregistré sur disque 78 tours!)

Selon les pays, on a choisi pour le découpage des lignes, la fréquence du courant électrique, pour la bonne raison que l'électronique des années 20 ne permettait pas vraiment de faire autrement.
Donc 50 htz pour l'Europe et l'Asie, et 60 Htz pour l'Amérique du Nord et le Japon.

Le nombre de lignes est aussi un « problème » historique. Les fabricants et diffuseurs Américains décideront en 1941 d'un standard à 525 lignes pour pouvoir unifier et lancer le marché de la télévision (auparavant, il existait 4 normes de télévision différente aux USA!).



Le 625 lignes est présenté en URSS en 1943 et sera adopté en Allemagne puis dans le reste de l'Europe après la guerre, mais progressivement.
On verra par exemple l'Angleterre garder son réseau de télévision uniquement en 405 lignes jusqu'en 1964, et la France passer du 441 lignes au 819 lignes (la HD de l'époque!) en 1950 avant d'adopter le 625 lignes en 1962 pour la Deuxième Chaine.
(mais dans les deux cas, les anciens systèmes seront utilisés jusqu'en 1982!!)


(poste de télévision Anglais 405 lignes des années 60)

En termes modernes, ces normes sont définis par le nombre de ligne visibles et la fréquence.
Pour les USA : 480i60
Pour l'Europe : 576i50

Le i signifie entrelacé. L'entrelaçage consiste a afficher une ligne sur deux seulement. L'intérêt est de permettre de doubler le nombre de lignes affichées sans dégrader l'image ; de plus afficher l'image en entier à des fréquences aussi faibles provoque un phénomène de scintillement très désagréable.


(ce que vous verriez à l'écran si il n'y avait aucune rémanence et que le nombre d'image était réduit à 6)

Avec l'image il y a le son.
Selon les pays, le son n'est pas placé au même « endroit ». Seulement on ne peut pas régler séparément le son et l'image sur une télé. D'où le problème des normes.

Les normes PAL G et PAL I par exemple se distinguent donc par le fait que le son ne se situe pas au même endroit.
C'est une chose à savoir pour qui veut acheter une console à sortie antenne en Angleterre, car toutes les télés ne sont pas compatibles PAL I : vous auriez donc l'image mais pas le son !

A l'inverse, un téléviseur en SECAM D/K recevra parfaitement une émission en PAL D/K, mais en noir et blanc.


(représentation graphique d'un signal analogique de télévision : la petite barre verte à droite est le son. Selon les normes, il se trouve à différents endroits!)

La norme SECAM L est un double piège, et dans cette norme, c'est le codage couleur SECAM le moins gênant.
Pour ne pas rentrer dans les détails techniques, l'image en noir et blanc est transmise « différement ».
Cette différence rend impossible la visualisation d'une image de la norme L sur une télé de n'importe quelle autre norme, et vice versa.
De plus, le son en norme L est transmis en AM, alors que toutes les autres normes sont en FM (oui, comme le son de la radio).
Il y a donc là incompatibilité totale entre les normes. Et le codage SECAM à d'ailleurs souffert de cette différence, le public confondant la norme L et le SECAM.


(image en norme PAL sur un téléviseur en SECAM L )

Donc la mention PAL ou SECAM ou NTSC n'est pas suffisante pour garantir une compatibilité pour ce que est des émissions antennes.

Seule exception, les normes NTSC J et NTSC M : elles sont identiques à quelques détails près : le niveau de noir, et la bande UHF plus étendue pour la norme J (Japon) mais autrement, une télévision capable de recevoir un signal antenne NTSC M est compatible avec les consoles antennes Japonaises et vice-versa.


Dans les années 60, la couleur arrive sur les écrans.
Les Etats Unis adoptent le standard couleur NTSC. Certains pays Européens l'essayent mais rejettent le procédé car mal adapté au standard Européen.

La France crée le standard SECAM peu après. Celui-ci est au contraire bien trop exigeant techniquement, et trop coûteux à mettre en œuvre malgré la qualité supérieure de la transmission du signal et de la restitution (les premiers magnétoscopes professionnel couleurs aux USA utilisaient du SECAM en interne !).

Le PAL est créé en Allemagne en s'inspirant des deux systèmes précédents, en copiant la facilité de mise en place du NTSC et les astuces techniques du SECAM pour la stabilité du signal couleur.

Il existe donc 3 normes de couleurs : NTSC, PAL, SECAM.

Ces normes sont rajoutées par dessus le noir et blanc pour la compatibilité avec les anciennes télé N&B. Cela ce traduit par un signal de qualité médiocre car l'oeil humain étant plus sensible aux contrastes qu'à la couleur, les signaux couleurs sont de plus petite résolution et donc « étirés » par dessus l'image en N&B. Ce qui donne cette fameuse purée à l'écran.


(Représentation graphique d'un signal de télévision couleur PAL. Le bloc gris est le signal noir et blanc. La bosse violette est le signal couleur, mélangé dans le signal N&B. Sur la droite, l'emplacement du signal sonore pour les normes I, B/G et D/K)


Bien avant l'époque des premiers jeux vidéo, on n'imaginait pas que les particuliers auraient un jour des appareils de jeu ou de reproduction de films personnels : les télévisions ne pouvaient recevoir que des signaux par l'antenne.

Selon les pays l'adoption de télévisions avec entrée vidéo fut plus ou moins longue, et donc les constructeurs de jeux vidéo furent contraint de proposer leurs consoles avec une sortie antenne, parfois jusque dans les années 90 !

La sortie antenne ou RF nécessite de faire une recherche sur la télé, exactement comme sur un poste de radio. Et comme sur un poste de radio, des parasites ou un signal faible ne permettent pas la restitution exacte du signal émis par la console. D’où une image neigeuse ou légèrement brouillée.


(La prise Européenne date de 1925! Les américains et Japonais utilisent la prise F que l'on connait pour les récepteurs satellite, d'ou l'utilisation massive chez eux de boitiers avec adaptateur RCA pour faciliter le branchement des consoles. Attention ici le câble RCA transporte l'image antenne, pas un signal composite!)

La télévision, comme la radio, comporte 3 bandes : VHF-L, VHF-H, et UHF. Les consoles américaines fonctionnent surtout sur la bande VHF, alors que les consoles Japonaises et Européennes privilégient la bande UHF; pour la raison évoquée plus haut que le VHF était réservé aux anciens standards télé pour la France et l'Angleterre, quand aux autres pays Européens, bien souvent la bande VHF était absente des télés bas de gamme. Pour le Japon Il s'agit d'un choix pour la qualité, la bande UHF est moins sensible à des parasitages provenant de transformateurs électriques, par exemple.

A la fin des années 70, en Europe et aux USA les ingénieurs planchent sur un moyen pour supprimer ces inconvénients et faciliter la vie des usagers.
Les ingénieurs US vont au plus logique : les appareils les plus répandus sont les lecteurs magnétoscope et Laserdisc, qui produisent un signal N&B+couleur : prenons ce signal et transmettons-le directement à la télé, sans passer par l'antenne !

Et voilà comment est né le signal composite et sa connectique en prise RCA.



La qualité est meilleure, car le signal n'est plus transformé en onde radio et décodé par la télévision.
Donc supprimés la sensibilité aux parasites, supprimés le mauvais réglage de la chaine, supprimé les téléviseurs avec récepteur de mauvaise qualité.


En Europe, les grands constructeurs de l'époque, principalement des Allemands et Français, se réunissent sous un groupe de travail commun appelé le SCART (Syndicat des Constructeurs d'Appareils Radiorécepteurs et Téléviseurs ) qui prend une idée plus révolutionnaire. Et pourtant plus simple :
La télévision en effet reçoit un signal vidéo composite, mais elle doit le découper en 3 couleurs pour afficher l'image car le tube cathodique couleur fonctionne avec les 3 couleurs rouge, vert et bleu.
C'est encore le cas aujourd'hui, même sur les écrans LCD, qui possèdent des cristaux de ces trois couleurs ; idem pour les écran AMOLED de certains smartphones qui fonctionnent aussi avec ces trois couleurs.

Dès lors, pourquoi ne pas proposer un lien direct vers le tube couleur, et laisser l'appareil branché s'occuper d'envoyer les 3 couleurs ? Le RVB (Rouge Vert Bleu) ou RGB (Red Green Blue) et la prise Péritélévision sont nées.



Gros avantage, le RVB n'est pas limité par les codages couleurs du composite, ni par la limitation en taille d'un codage couleur. Autrement dit, le RVB est universel, ce qui permet de brancher un appareil Français en Allemagne ou un appareil Anglais en France sans ce soucier de savoir si l'appareil est PAL ou SECAM. Pour peu que l'appareil de télévision soit capable de recevoir un signal 50 ou 60 Htz, il est universel !

De plus la prise péritel ne fait pas que porter un signal RVB, elle est multifonction : elle comporte aussi un signal composite, le son en stéréo, un signal de bascule automatique sur le signal vidéo (pas besoin d'appuyer sur la touche AV comme avec un appareil en RCA, sauf certaines télés sophistiquées) et d'autres raffinements.

Etant une invention majoritairement Française, la prise Péritel est rendue obligatoire sur tous les téléviseurs couleurs vendus à partir du 1r Janvier 1981 en France. Une décision qui entraînera l'adoption globale de la Péritel dans toute l'Europe vers 1990 (eh oui, le temps que les gens renouvellent leur équipement télé et que les nouveaux foyers s'équipent...), construire une télévision avec Péritel pour toute l'Europe coûtant moins cher que de construire un modèle spécifiquement pour la France.

Et évidemment, produire des appareils magnétoscopes ou satellite, voire des micro ordinateurs sans émetteur antenne était aussi une source d'économies et réduisait les soucis avec les usagers.

C'est aussi pour cette raison que l'Australie possède des téléviseurs avec Péritel, les marques Européenne y vendant leurs télévision ne prenant pas la peine de faire des modèles dépourvus de Péritel.

Thomson tentera d'introduire la Péritel dans les années 80 aux USA par le biais de la firme Américaine "RCA" mais n'y parviendra pas. Raison pour laquelle la majorité des consoles Américaines ne comportent même pas de puce capable de produire un signal RVB.

Dans les années 90, la prise S-vidéo sera développée principalement aux USA.



La prise S-vidéo sépare le signal N&B de la couleur, c'est un « super-composite ».
La séparation permettant à la télévision de mieux travailler sur ces deux éléments, l'image est en général meilleure que le composite, quoique toujours inférieure au RVB.

En fin de vie du cathodique, l'on verra apparaître la connectique « composante », compatible avec la HD. Aussi dénommée component' et YUV.



Bien que les prises RCA portent les trois couleurs Rouge, Vert et Bleu, il ne s'agit pas de RVB mais d'un « super S-vidéo » ! en effet le composante est constitué d'une image Noir&Blanc puis d'un mélange des trois couleurs réparties sur les deux autres broches. La qualité est meilleure que la Péritel a résolution égale car bien que la vidéo soit analogique, la synchronisation (le signal qui dit à la télé si c'est un signal de 525, 625, 720 ou 1080 pixels) est numérique.


En classement des qualité d'image, on a donc, du plus médiocre au meilleur :
Antenne
Composite
S-vidéo
RVB péritel
Composante/component'/YUV
HDMI


50 ou 60 htz ?
Voilà bien une question qui déchire les joueurs.
Et uniquement dû à la feignantise des constructeurs.

Car, pour économiser sur leurs puces vidéo, les constructeurs de console, Japonais ou Américains, ont réglé leurs consoles pour que la vitesse du processeur détermine la vitesse d'affichage. Or cette vitesse est différente entre le Japon, les Etats Unis et l'Europe !
Résultat, les consoles Européennes sont plus lentes que les consoles Japonaises. Et ce n'est pas une figure de style car les processeurs sont réellement plus lents... enfin, sur certaines consoles !

Par exemple sur l'Atari 2600, le processeur est identique, mais la puce vidéo supprime des couleurs (108 couleurs au lieu de 128) pour les remplacer par des lignes supplémentaires.
Ce qui veut dire qu'un jeu Atari 2600 tourne à la même vitesse partout dans le monde.

C'est même l'inverse pour la Colecovision, dont le processeur est plus rapide sur la version Européenne !

Mais à partir de la NES et jusqu'en 1995, toutes les consoles seront affligées de cette tare. Au delà, les nouvelles consoles, Playstation en premier, les jeux tournent à la même vitesse, et le choix du 50 ou 60 htz est plus une question de confort ou de compatibilité qu'un problème.

Pour qui veut jouer aux jeux de cette période à la bonne vitesse, il faut soit modifier sa console, soit s'en procurer une du Japon ou des USA.

Et que sa télé soit compatible 60 htz. Si la console possède une sortie RVB (ce qui est le cas de quasi toutes les consoles concernées à l'exception de la NES et de la 3DO) il n'est aucunement nécessaire que la télévision supporte le NTSC.

Car le NTSC est une norme de codage couleur composite, il n'a rien a voir avec le 60 htz.

Attention tout de même, car qui dit 60 Htz dit résolution 525 lignes.
Pour les consoles 8/16/32/64 bits ce n'est pas important, en effet la résolution maximum de ces consoles ne dépasse pas 640*480 pixels.
En revanche, sur les consoles 128 bits, les 100 lignes supplémentaires de la norme Européenne sont utilisées, ce qui offre une image plus fine!
A voir aussi que l'image étant redimensionnée en largeur, l'image va être légèrement étirée car une télévision cathodique ne se redimensionne pas en largeur.

En revanche c'est l'inverse pour les consoles anciennes génération 8 et 16 bits...

Un petit résumé rapide :

Les connecteurs :

Antenne : signal composite modulé sur une onde de radiotélévision. Qualité la plus basse.

Composite : signal composé d'une image en noir et blanc avec superposition d'un signal couleur, encodé dans 3 standards incompatibles.

S-vidéo : signal composite amélioré, avec séparation des signaux N&B des signaux couleurs. Meilleure qualité que le composite

RVB péritel : signal composé des 3 couleurs du tube cathodique, reçu sans filtrage de la console. Meilleure qualité possible sur toutes les consoles jusqu'à la génération 128 bits.

Composante : signal vidéo analogique avec synchronisation numérique. Qualité encore meilleure que le RVB mais signal disponible uniquement sur les consoles les plus récentes.

Norme TV :

NTSC : utilisée uniquement en association avec un signal 525 lignes 60 htz. Japon, Amérique du Nord principalement. C'est la première norme couleur massivement utilisée.

SECAM : Utilisée principalement avec la norme 625 lignes 50 htz. Se trouve surtout en France, Afrique et ex-URSS, notamment Russie, et Asie. C'est la seconde norme couleur brevetée.
Ne pas confondre le SECAM et la norme Française SECAM L qui est incompatible pour d'autres raisons que le standard couleur.

PAL : Utilisée principalement avec la norme 625 lignes 50 htz. Se trouve en Europe, Amérique du Sud, Asie, Afrique. 3E norme couleur inventée, réunit les avantages des deux premières tout en supprimant les principaux inconvénients.


Sources : Wikipédia, World Analog TV Standard : http://www.pembers.freeserve.co.uk/World-TV-Standards/Colour-Standards.html#Top pour plus de détails techniques (site en anglais!)

[Invité]

Quelle bonne idée d'article, rondement mené, merci Lesarthois!

[Brice1612]

Un peu largué, mais c'est intéressant :)

Le YUV, c'est une autre appellation du composante/component ou je dis une connerie ?

[drfloyd]

Excellent, je cherche à voir comment integrer ca efficacement sur le site (surement dans les tuto)

[Lesarthois]

N'hésite pas à reformuler/couper/rajouter.

L'idée est d'expliquer ce qui a mené aux différentes normes, plutôt que de faire un exposé "sec" genre : la norme US est ceci/celà, et c'est tout...

Un peu largué, mais c'est intéressant :)

Le YUV, c'est une autre appellation du composante/component ou je dis une connerie ?

Tout à fait exact, je vais le rajouter!