Quand vos pixels vous mentent

l.heywangAdmin / Helper

@l.heywang•5 mai 2025

Vos écrans ne sont pas aussi parfait que les commerciaux vous le laissent penser …

Hey !

Pour le sujet du jour, un domaine souvent mal compris et mal détaillé : les écrans.

Que sont les notions d’overshoot ? ghosting ?

Aller, c’est parti !

Premièrement, il va être nécessaire de regarder ce qu’est un écran en pratique, et de près !

Un écran, c’est un périphérique, chargé de l’affichage graphique. Pour cela, on lui apporte de la donnée (via HDMI, DisplayPort, DVI, VGA…),

il acquiert, traite et affiche cette donnée. La durée nécessaire à ces étapes est appelée Input-lag (nous n’en parlerons pas ici).

Et comment l’affiche t-il ? Il contrôle pour cela une matrice de pixels, appelée matrice TFT-LCD. Oui, ce nom a bien disparu depuis quelque temps, mais la technique reste la même derrière.

L’idée : Nous avons une lumière blanche de fond, polarisée (arrivant donc avec le bon angle) sur une matrice LCD (cristaux liquides) qui va, selon une commande électronique, plus ou moins laisser passer la lumière vers des filtres colorés (rouges, bleus et verts), notre fameux RGB !

Diverses couches sont placées encore après pour conditionner la lumière pour l’œil humain.

Commande des pixels, la réalité !

La commande des pixels, comme expliquée plus haut est faite électroniquement. Or, un pixel n’échappe pas aux lois de la physique, il n’est donc pas capable de changer instantanément d’un état à l’autre ! Il passe par une phase de transition. Cette phase est souvent rapide et invisible. Pour donner une idée, cette phase dure pour un pixel seul environ 20 ms. Soit, 50 Hz ! Et en plus, il se trompe sur la position finale.

Ce n’est pas comme ça qu’on va arriver à avoir un écran rapide nous…

Mais heureusement pour nous, des physiciens ont conçu des méthodes de contrôle qui permettent d’accélérer ce processus, et réduire, voire supprimer l’erreur. Magique ? Non, pas vraiment. Ces systèmes sont complexes à mettre en place, et demandent de longs calculs et essais pour arriver à un résultat satisfaisant.

Le principe reste cependant facile à comprendre : On considère la position voulue comme une commande, et on fabrique une seconde commande, appliquée au pixel, différente, et qui permettra de corriger les défauts. Par exemple, il est possible de décaler cette 2ᵉ commande vers une valeur différente, si on voulait corriger une erreur fixe. Pour faire l’analogie, on peut comparer ça à rouler en voiture à 84 km/h pour rouler à 80 km/h en vrai.

Vous compensez une erreur de 4 km/h.

Et pour l’accélération, le principe est similaire. Au lieu de simplement commander le pixel, vous mettez la commande à fond le temps qu’arrive là où vous voulez, avant de la relâcher vers le niveau souhaité (peut être décalé !). Pour reprendre l’analogie précédente, c’est comme si après un feu rouge, vous appuyez à fond sur l’accélérateur, au lieu d’appuyer juste assez pour arriver à 50 km/h. Vous arriverez nettement plus vite à votre objectif dans le 1er cas !

Cependant, ces méthodes, comme dit avant sont souvent très complexes, et si mal réglées, apportent divers soucis…

Overshoot et ghosting

Ces deux problèmes sont typiques des commandes qui appuient à fond. Le système ayant une inertie (si vous ne lâchez l’accélérateur qu’à 50 km/h, vous dépasserez votre vitesse cible !). Sur un écran, cela se traduit par une couleur affichée différente de celle voulue.

Je vous ai tracé pour cela un petit graphique :

La ligne rouge représente la commande, et ce que le pixel devrait faire idéalement : De noir à gris. Sauf, que, problème : La commande n’étant pas optimale, et notre petit pixel passe par une couleur qui n’est pas sur le trajet normal (= overshoot). Cela introduit une erreur dans la couleur.

Et en plus, il se permet ensuite de repasser légèrement en dessous (= undershoot) de la réponse souhaitée !

Clairement, cette réponse n’est pas idéale, mais, elle dispose d’un avantage : Le temps nécessaire pour arriver aux environs de la couleur cycle est court.

A l’opposé, j’ai tracé la réponse d’un pixel parfait sur le plan colorimétrique :

Ici, aucun problème de dépassement. Mais, notre pixel est sensiblement plus lent (attention, les unités ne sont pas * strictement les mêmes sur les graphes, il y a presque un facteur deux en vitesse !).

L’œil n’étant pas parfait, il lui sera impossible de discerner un léger dépassement. Mais, dans certains cas extrêmes, ce comportement peut devenir visible et clairement négatif. C’est donc quelque chose de positif si cela permet d’avoir une réponse plus rapide !

Dans tous les cas, le pixel aura fini son changement avant la période demandée (déterminée par la fréquence de rafraîchissement), la couleur sera atteinte (même si une erreur peut exister).

A l’opposé, si votre pixel n’atteint PAS sa valeur demandée pendant le temps imparti, vous obtenez du ghosting. Votre pixel n’ayant pas changé de couleur complètement, il expose alors des “restes” de la couleur précédente, apportant à l’image une sorte de “fantôme” de l’image précédente. Et, devinez : Ce n’est pas une bonne idée non plus, voire pire !

Colorimétrie et gamuts :

Second grand aspect des écrans, la colorimétrie. Pour cela, on utilise des “gamuts”, une gamme de couleur parmi toutes celles possibles. En effet, selon la qualité des cristaux liquides et autres éléments, il peut être possible, ou non de reproduire toutes les couleurs (un pixel de qualité moyenne pourra moins bien reproduire la couleur verte qu’un pixel de très bonne qualité par exemple).

Ces gamuts permettent de réduire l’espace couleur absolu en des standard, afin d’assurer qu’une image filmée par un appareil ressemblera à peu près à la réalité sur un autre. Ils ont des noms parfois croisés, tels que NTSC, DCI-P3, Adobe, sRGB…

Cet aspect, absolument indispensable pour les usages créatifs (dessin, photo, montage…) permet de s’assurer que l’écran affiche une couleur juste (= strictement identique à celle qui est / sera dans la réalité). À l’opposé, un écran avec une mauvaise colorimétrie affichera des fausses couleurs (bien souvent trop brillantes / fades).

Ces différences peuvent être très gênantes si vous aspirez à vendre / diffuser vos créations : Imaginez faire un super montage chez vous, mais une fois sur YouTube ou un client, toute la vidéo est tellement brillante qu’elle en pique les yeux ? Ou bien toute fade en termes de couleur ? Ce n’est pas viable !

Pour cela, il suffit de regarder la couverture colorimétrique de votre écran :

• 45% NTSC : Très courant sur les pc portables et écrans vraiment pas chers. Couleurs fades, pas envisageable pour plus qu’un travail sur un traitement de texte !
• 100% sRGB : Très courant sur les écrans de meilleure qualité. Couleurs correctes, un travail photo / vidéo est déjà envisageable !
• 100% NTSC / 100% sRGB : Écrans de graphismes haut de gammes, vous n’êtes probablement pas en train de lire ça ! Idéal pour photo / vidéo !

Bien évidemment, ces valeurs ne sont parfois pas toutes annoncées, et il est très difficile de convertir de l’un à l’autre. J’ai donc choisi les valeurs communément rencontrées.

Refresh rate

Pour finir, parlons Hz et fréquence de rafraîchissement et ms. Et spoiler : le marketing arrive !

Commençons par définir ce que sont les ms (millisecondes) dans ce contexte. Et, c’est là que ça se complique. Il n’existe AUCUNE norme sur cette mesure. Il est donc très facile de mesurer dans le cas qui nous arrange pour vendre ce que l’on veut.

Selon les fabricants, certains mesurent :

• La durée demandée au pixel pour atteindre la 1ʳᵉ fois la couleur, qu’importe de la suite (mesure très courte, même si la durée pour atteindre la couleur sans erreur est 3-5x plus longue !)
• La durée au pic : Un peu mieux, mais toujours faux
• La durée une fois dans la plage de la tolérance de couleur : Là, c’est top.

Mais il y a aussi une autre arnaque : La mesure GTG.

Changez de vraiment peu la couleur (par exemple d’un Gris à Gris), vous mesurez une réponse très rapide, alors que dans un usage réel, cela sera bien différent !

C’est donc comme ça que votre écran gaming 1 ms est en réalité un écran 15 ms, mesuré de manière différente ! Et ça, le marketing l’a bien compris : ça se vend mieux avec 1 ms.

Sachant qu’une fréquence, c’est l’inverse d’une durée (F = 1 / T), et bien, vous pouvez donc vendre des Hz (en s’assurant une marge pour compenser la phase de transition, l’idée n’étant pas de finir de changer de couleur à la fin de l’image). Encore une fois, cette marge ne sera jamais la même (ex : un écran 1 ms est peut-être un écran 5 ms marge déduite !)

Conclusion

Et voilà, quelques notions importantes d’un écran vulgarisées.

Pour apporter un petit mot final : C’est en usant et abusant de ces effets que l’on peut proposer des écrans avec des caractéristiques de fous pour un prix cassés. Ils ne tiennent leur fréquence que d’un gris à l’autre, pour l’ensemble des autres usages, vous n’aurez que du ghosting / overshoot / fréquences inférieures.

Ce n’est pas rare de croiser des écrans “240 Hz” qui peinent à faire plus de 100 Hz en réalité (et en plus produisent une image de mauvaise qualité). Préférez donc un écran plus modeste, qui assure ses caractéristiques ! Cependant, l’écran “parfait” n’existe pas, et selon votre usage un compromis doit être trouvé : Couleurs imparfaites, mais vitesse, ou couleurs parfaites, mais plus lent ?

Et c’est tout pour aujourd’hui,

Tchuss !

Liens utiles / Sources

En cadeau, quelques liens utiles

Pour tous :

• Essais d’écrans et recommandations (anglais) : RTINGS (Update 2026 : Devenu payant)

Méthodes d’essais du site précédent (pas mal d’infos aussi !)

• Tests de réponse
• Tests d’input lag
• Tests de couleur

Pour les meilleurs et habitués de l’électronique :

• Fonctionnement des différentes techs des écrans (anglais)
• Résolution en couleur des écrans (anglais)
• Page globlale (anglais)
• Explication sur les gamuts de couleur (anglais)