Nokia Lumia 920 – La technologie PureMotion HD+ démystifiée


Par Fneuf,
 Le 27/11/12

Le nouveau flagship de Nokia comprend un nombre intéressant de nouveautés. La stabilisation optique et la recharge par induction figurent parmi les plus médiatisées, mais ce serait oublier certaines particularités de son écran LCD.

Après la police de caractères Nokia Pure et la désormais célèbre technologie PureView, le 920 est l’occasion pour Nokia de continuer le déploiement de son badge « Pure ». Nous allons aujourd’hui nous intéresser à ce que Nokia a rassemblé sous le terme « PureMotion« .

Les écrans LCD couleur modernes (où LCD signifie Liquid Cristal Display, soit écran à cristaux liquides dans la langue de Molière) ont surtout été diffusés auprès du grand public avec l’essor des moniteurs informatiques, puis des télévisions « écrans plats ». Temps de réponse, taux de contraste, angles de vision, spectre colorimétrique. Autant de notions techniques critiques dans le jugement de la qualité d’un écran et de termes qui sont arrivés aux oreilles du grand public, avec plus ou moins de compréhension.

Pour son Lumia 920 Nokia a ici fait confiance à la technologie IPS (In-Plane Switching). Connue pour être aujourd’hui la technologie la plus performante dans les domaines colorimétrique (fidélité de la reproduction des couleurs) et d’angles de vision, ses seules limites tiennent à un taux de contraste souvent faible et à une réactivité moyenne.

 

Temps de réponse

Avec PureMotion, Nokia se propose d’améliorer le temps de réponse de l’écran d’un smartphone. La notion de « temps de réponse » caractérise la réactivité d’un système : le temps écoulé entre une commande et la concrétisation de cette commande. Pour les écrans LCD elle décrit leur capacité à afficher rapidement une image (plus ce temps est faible, meilleur sera l’écran).

Contrairement à la légende urbaine, écran LCD monochrome et écran LCD couleur ne se différencient pas par une « colorisation » des cristaux liquides qui les composent. La différence provient d’un filtre coloré, placé devant les cristaux.

Simplification du principe d'un écran LCD (bit-tech.net)

Observons en détails le procédé de restitution d’une image mis en œuvre au sein d’un écran LCD :

  1. Les cristaux, plus ou moins excités par un champ électrique se « foncent » ou « s’éclairent » : leur transparence varie,
  2. Devant chaque cristal est placé un filtre coloré (généralement Rouge, Vert ou Bleu, bien que certains constructeurs comme Sharp ou Sony soient quelquefois plus originaux en ajoutant une 4ème couleur tel le jaune ou le blanc),
  3. Comme les cristaux sont « passifs » (ils n’émettent pas de lumière, à l’exception de ceux équipant les écrans OLED), derrière chaque groupe de cristaux est placé une source de lumière : le rétro-éclairage,

L’addition de ces 3 couches permet de former et contrôler un point coloré, visible par l’œil humain.

Les plus fidèles lecteurs auront certainement remarqué que le principe des écrans LCD est finalement assez proche de celui mis en œuvre dans les capteurs CCD et CMOS. Sauf que dans le cas de l’écran, l’image doit être créée et non captée. D’où la présence d’une source d’éclairage (et création de photons), là où un capteur dispose d’un photosite (dont le rôle est de capturer les photons).

 

Overdrive

Les smartphones sont de plus en plus les couteaux suisses du quotidien numérique. Là où le mobile des années 2000 pouvait souvent se contenter d’afficher de simples caractères alpha-numériques statiques (numéros de téléphone, messages, …), le smartphone doit à présent composer avec des animations (transitions, navigation dans les menus, …) et des séquences aux mouvements complexes (défilement de texte, vidéos, jeux, …). De plus, la notion de fluidité devient de plus en plus importante aux yeux du consommateur. Elle est prédominante dans la perception d’une sensation de confort. Tout retard, toute latence perçue dans le comportement d’un smartphone déçoit son propriétaire.

La norme d’usage retenue en informatique pour le rafraichissement d’un écran est calée sur un multiple de la norme NTSC : 30, 60… images/secondes. Afin d’améliorer l’expérience utilisateur, les constructeurs de smartphones ont progressivement adopté le 60 i/s dans leurs terminaux. Pourtant ce n’est pas parce que l’on a la volonté de faire du 60 i/s qu’il est possible d’y arriver. Plusieurs écueils doivent être évités.

La chaine de restitution d’un écran comporte 2 parties :

  1. une partie informatique pour calculer l’image : la carte graphique (GPU), soutenue par le processeur,
  2. une partie physique pour restituer l’image : l’écran. C’est ici que PureMotion entre en scène.

Si aujourd’hui la plupart des appareils disposent d’une puissance de calcul suffisante pour supporter 60 i/s, il n’en est pas de même de leurs écrans. A cette cadence une nouvelle image est calculée et doit être affichée toutes les 16,7 ms (1/60). Or ce chiffre n’est pas atteignable par un écran IPS standard qui peine à descendre sous les 25 ms. Le GPU va alors envoyer à l’écran une image, alors que l’écran n’aura pas terminé l’affichage de la précédente… Deux impacts : l’apparition de la rémanence qui décrit le fait qu’une image affichée contient en partie les restes d’une ou plusieurs images précédentes, et une sensation de flou dans les contours et les couleurs. Autant de points qui nuisent à la qualité de restitution et au ressenti de l’utilisateur.

Une astuce électronique est ici utilisée : pour favoriser l’augmentation de la réactivité des cristaux liquides, le courant qui pilote leur transparence va être temporairement augmenté. C’est la technique de l’overdrive, dérivée d’une idée de NEC du début des années 2000 :

Accélération du changement d'état des cristaux liquides suite à l'overdrive.

Cette technique permettrait un gain de 60% sur la réactivité de l’écran LCD qui descend d’après le constructeur sous les 9 ms. Les petits cristaux liquides sont ainsi fermement encouragés à s’exécuter fissa. En clair : Nokia leur chauffe les miches pour qu’ils se bougent le cul.

Le monde n’est pas parfait : l’overdrive n’est pas LA technique miracle. Elle comporte ses propres défauts. Lorsque trop accentuée elle peut être une catastrophe pour le rendu des couleurs, provoquer des fourmillements ou même créer des images fantômes… La bonne nouvelle c’est que sur l’exemplaire du Lumia 920 mis à la disposition d’Axel, l’overdrive semble de bonne facture.

 

Un écran PureMotion HD+

PureMotion ne se limite pas à l’overdrive. C’est un package de techniques qui visent à favoriser l’utilisabilité d’un smartphone :

  • Réactivité : cf. paragraphes précédents,
  • Sensibilité : la peau n’est plus le seul élément reconnu, l’écran devient utilisable avec vos ongles, une paire de gants, une fourchette… Ici Nokia a travaillé avec la dernière génération de couche tactile d’un des leaders du domaine, la technologie ClearPad de Synaptics,
  • Lisibilité : profitant de la technologie maison ClearBlackDisplay et grâce à un travail sur la réflectivité du verre et une augmentation de la puissance de rétro-éclairage l’écran du Lumia 920 devient plus lisibles en plein soleil,
  • Résolution : avec l’adoption de la définition WXGA (1280×768), l’écran présente 7% d’informations en plus par rapport au typique 720p (1280×720). C’est la justification du « + » dans « HD+ ». Le ratio 15:9 du format WXGA permet ainsi de placer en haut de l’écran une barre de menu supplémentaire. Est ici recherché un équilibre entre la partie de l’affichage dédiée au contenu et la partie consacrée aux interactions.

 

Conclusion

Le « package » PureMotion est la réponse de Nokia aux faiblesses des écrans LCD IPS. Elle bâtit sur les points fort de cette technologie et se propose d’améliorer les deux talons d’Achille de l’IPS : la réactivité et le contraste de l’écran. En supplément un effort a été fait sur l’ergonomie du tactile : le 920 est compatible avec le port de gants, une manucure sophistiquée… et sur l’utilisabilité : en plein soleil l’affichage reste lisible.

Une question me taraude toujours : pourquoi Nokia serait-il le premier et le seul constructeur à utiliser l’overdrive, une astuce qui fête ses 10 ans sur les écrans de bureau ?

@fneuf

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