il y a 1 an

Définition, résolution et densité de pixels : comprendre px, PPI, DPI et pixel pitch

« Résolution » et « définition » sont probablement deux des termes les plus régulièrement mélangés dans le monde des écrans. Une fiche technique annonce du 4K, Windows parle de résolution d’affichage, un graphiste parle de 300 DPI et le vendeur vous explique que l’écran est « Retina » avec suffisamment d’assurance pour décourager toute question supplémentaire.

Pour comprendre correctement le sujet, il faut en réalité distinguer plusieurs notions :

les dimensions en pixels d’une image ou d’un écran ;
le nombre total de pixels ;
la densité physique de pixels, généralement exprimée en PPI ;
la densité de points d’une imprimante, souvent exprimée en DPI ;
la taille physique de l’écran ;
le pixel pitch, c’est-à-dire l’espacement physique des pixels ;
la mise à l’échelle logicielle de l’interface.

Deux écrans peuvent afficher exactement 3840 × 2160 pixels tout en ayant des pixels de tailles très différentes. La définition seule ne dit donc pas à quel point l’image sera dense physiquement.

Définition : combien de pixels composent l’image ?

Dans la terminologie française traditionnelle, la définition correspond aux dimensions d’une image ou d’une dalle en pixels :

largeur × hauteur

Par exemple :

1920 × 1080 px

signifie que l’image possède :

1920 colonnes
×
1080 lignes

soit au total :

1920 × 1080
=
2 073 600 pixels

On peut donc également dire qu’une image Full HD contient environ :

2,07 mégapixels

Cette définition ne contient toutefois aucune information sur la taille physique de l’écran.

Un smartphone et un téléviseur peuvent tous deux afficher :

1920 × 1080

sans que leurs pixels aient évidemment la même taille.

Attention au mot « résolution »

La distinction pédagogique suivante est souvent utilisée en français :

définition
=
dimensions en pixels

résolution
=
densité de pixels

Elle est pratique, mais il ne faut pas la considérer comme une loi terminologique mondiale.

Dans énormément de logiciels, documentations et normes anglophones, le mot :

resolution

désigne directement :

1920 × 1080
2560 × 1440
3840 × 2160

Windows lui-même parle couramment de display resolution pour les dimensions en pixels.

La manière la plus rigoureuse d’éviter toute ambiguïté consiste donc à préciser :

dimensions en pixels
densité en PPI
densité d'impression en DPI

plutôt que de supposer que tout le monde donne exactement le même sens au mot « résolution ».

Les définitions d’écran les plus courantes

Nom courant	Dimensions	Ratio approximatif	Pixels totaux
VGA	640 × 480	4:3	0,31 Mpx
SVGA	800 × 600	4:3	0,48 Mpx
XGA	1024 × 768	4:3	0,79 Mpx
SXGA	1280 × 1024	5:4	1,31 Mpx
HD / 720p	1280 × 720	16:9	0,92 Mpx
WXGA	1280 × 800	16:10	1,02 Mpx
FWXGA	1366 × 768	≈ 16:9	1,05 Mpx
SXGA+	1400 × 1050	4:3	1,47 Mpx
UXGA	1600 × 1200	4:3	1,92 Mpx
WSXGA+	1680 × 1050	16:10	1,76 Mpx
Full HD / 1080p	1920 × 1080	16:9	2,07 Mpx
WUXGA	1920 × 1200	16:10	2,30 Mpx
DCI 2K	2048 × 1080	≈ 1,90:1	2,21 Mpx
QHD / WQHD	2560 × 1440	16:9	3,69 Mpx
WQXGA	2560 × 1600	16:10	4,10 Mpx
UWQHD	3440 × 1440	≈ 21:9	4,95 Mpx
UHD 4K	3840 × 2160	16:9	8,29 Mpx
DCI 4K	4096 × 2160	≈ 1,90:1	8,85 Mpx
5K	5120 × 2880	16:9	14,75 Mpx
DQHD	5120 × 1440	32:9	7,37 Mpx
5K2K	5120 × 2160	≈ 21:9	11,06 Mpx
8K UHD	7680 × 4320	16:9	33,18 Mpx

2K et 4K : attention aux appellations commerciales

Dans le cinéma numérique DCI :

2K
=
2048 × 1080

4K
=
4096 × 2160

Dans le grand public, le terme :

4K

désigne cependant très souvent :

3840 × 2160

qui est plus précisément :

UHD
Ultra High Definition

Les deux formats possèdent 2160 lignes, mais leur largeur diffère.

De même, appeler :

2560 × 1440

« 2K » est fréquent dans le marketing des moniteurs, mais techniquement discutable : le 2K DCI possède environ 2000 pixels horizontalement, alors que QHD en possède 2560.

Autrement dit, le « K » commercial possède parfois la précision terminologique d’une publicité pour dentifrice.

Résolution physique : la densité en PPI

La densité d’un écran s’exprime correctement en :

PPI
Pixels Per Inch
pixels par pouce

Elle indique combien de pixels physiques se trouvent sur une distance d’un pouce, soit :

2,54 cm

Plus le PPI est élevé, plus les pixels sont petits et serrés pour une même technologie et une même organisation de sous-pixels.

Pour calculer le PPI d’un écran, il faut connaître :

sa largeur en pixels ;
sa hauteur en pixels ;
sa diagonale physique en pouces.

La formule est :

PPI =
√(largeur² + hauteur²)
/
diagonale en pouces

Exemple : écran Full HD de 24 pouces

Pour :

1920 × 1080
24 pouces

la diagonale en pixels vaut :

√(1920² + 1080²)
≈
2202,9 pixels

Donc :

2202,9 / 24
≈
91,8 PPI

Même définition, taille différente

Considérons deux écrans :

24 pouces
1920 × 1080

15,6 pouces
1920 × 1080

Ils possèdent exactement le même nombre de pixels.

Mais leur densité est très différente :

Écran	Définition	Densité approximative
24 pouces	1920 × 1080	91,8 PPI
15,6 pouces	1920 × 1080	141,2 PPI

Sur le portable de 15,6 pouces, les pixels sont donc physiquement beaucoup plus petits.

Quelques densités typiques

Écran	Définition	PPI approximatif	Pixel pitch approximatif
24″ Full HD	1920 × 1080	91,8 PPI	0,277 mm
27″ QHD	2560 × 1440	108,8 PPI	0,233 mm
27″ UHD 4K	3840 × 2160	163,2 PPI	0,156 mm
32″ UHD 4K	3840 × 2160	137,7 PPI	0,184 mm
15,6″ Full HD	1920 × 1080	141,2 PPI	0,180 mm

On voit immédiatement pourquoi :

4K

ne dit pas à lui seul si un écran possède une densité élevée.

Un téléviseur 4K de 85 pouces possède les mêmes 8,29 millions de pixels qu’un écran 4K de 27 pouces, mais ils sont répartis sur une surface beaucoup plus grande.

Pixel pitch : la distance physique entre les pixels

Sur un écran plat moderne à pixels carrés, le pixel pitch représente généralement la distance entre le centre de deux pixels adjacents.

Il est souvent exprimé en :

mm

La relation approximative avec le PPI est :

pixel pitch en mm
=
25,4 / PPI

Par exemple, pour :

91,8 PPI

on obtient :

25,4 / 91,8
≈
0,277 mm

Pour un écran à :

163 PPI

on obtient environ :

0,156 mm

Plus petit pixel pitch, plus forte densité

À dimensions physiques identiques :

plus de pixels
↓
PPI plus élevé
↓
pixel pitch plus faible

Cela permet généralement d’obtenir :

des contours plus fins ;
une typographie plus détaillée ;
des images moins pixellisées à distance égale ;
davantage d’informations graphiques disponibles.

Mais la netteté perçue dépend également :

de la distance de vision ;
de l’acuité visuelle ;
du sous-pixel layout ;
du traitement de l’image ;
de l’antialiasing ;
de la mise à l’échelle de l’interface.

Dot pitch ou pixel pitch ?

Les termes sont parfois utilisés comme synonymes dans les fiches commerciales, mais pixel pitch est généralement plus précis pour une dalle LCD ou OLED moderne.

Le terme :

dot pitch

vient notamment de technologies comme les CRT, où l’on mesurait la distance entre les éléments phosphorescents de même couleur.

Sur une dalle matricielle moderne, la notion intéressante est surtout :

distance entre pixels physiques voisins

PPI et DPI : pixels contre points

Les deux abréviations sont souvent mélangées.

PPI

Pixels Per Inch

sert à parler de la densité d’une image pixellisée ou d’un écran.

DPI

Dots Per Inch

est mieux adapté aux points physiques d’impression ou de numérisation.

Une imprimante annoncée à :

1200 DPI

ne signifie pas qu’elle imprime une image contenant :

1200 pixels par pouce

au sens d’un écran.

Une imprimante peut utiliser plusieurs points d’encre pour reproduire la couleur et la tonalité d’un seul pixel de l’image source.

Pourquoi parle-t-on souvent de 300 DPI en impression ?

Pour une photographie destinée à l’impression, on utilise fréquemment une densité d’image de l’ordre de :

300 PPI

à la taille finale d’impression.

Par exemple, une image de :

3000 × 2400 pixels

imprimée à :

300 PPI

donne :

3000 / 300 = 10 pouces
2400 / 300 = 8 pouces

soit une impression de :

10 × 8 pouces

L’imprimante elle-même peut parallèlement fonctionner à :

600 DPI
1200 DPI
2400 DPI

car ses « dots » physiques ne sont pas les pixels de l’image.

Le mythe de l’écran Windows à 96 DPI

On rencontre encore souvent :

écran Windows
=
96 DPI

Cette affirmation mélange densité physique et système de coordonnées logique.

Un moniteur moderne peut physiquement posséder :

92 PPI
110 PPI
140 PPI
163 PPI
220 PPI

ou davantage.

Le chiffre :

apparaît notamment comme référence historique ou logique dans différents systèmes d’interface et dans CSS.

Ce n’est pas une mesure automatique de la dalle.

CSS : un pixel CSS n’est pas forcément un pixel physique

Sur le Web, :

1px CSS

n’est pas nécessairement :

1 pixel physique de l'écran

Les spécifications CSS définissent notamment la relation :

1in = 96px

dans l’espace des unités CSS.

Sur un écran haute densité, un pixel CSS peut donc être rendu avec plusieurs pixels physiques.

C’est notamment ce qui permet à un bouton CSS de conserver une taille lisible sur un smartphone dont la dalle possède plus de 400 PPI.

Device Pixel Ratio

Les navigateurs exposent notamment une notion appelée :

devicePixelRatio

qui décrit le rapport entre pixels physiques du périphérique et pixels CSS selon la configuration courante.

Un appareil peut par exemple avoir :

devicePixelRatio = 2

et utiliser approximativement :

2 × 2 pixels physiques

pour représenter un pixel CSS dans certaines conditions.

Il ne faut toutefois pas en déduire directement le PPI physique du panneau.

Mise à l’échelle Windows

Un écran 27 pouces en :

3840 × 2160

possède environ :

163 PPI

Si Windows affichait tous les éléments d’interface avec exactement le même nombre de pixels physiques qu’un ancien écran de 96 PPI, les textes et boutons deviendraient très petits.

Le système applique donc une mise à l’échelle, par exemple :

Cette mise à l’échelle ne modifie pas nécessairement la définition native de la dalle.

Un écran :

3840 × 2160
à 150 %

reste physiquement un écran :

3840 × 2160

mais les éléments d’interface utilisent davantage de pixels pour conserver une taille physique confortable.

Pourquoi utiliser la définition native d’un LCD/OLED ?

Une dalle possède une grille physique fixe, par exemple :

2560 × 1440 pixels

Si on lui fournit :

1920 × 1080

en plein écran, l’image doit être mise à l’échelle pour remplir cette grille.

Cette interpolation peut diminuer la netteté, surtout lorsque le rapport de mise à l’échelle n’est pas entier.

Pour le bureau, il est généralement préférable d’utiliser :

définition native
+
mise à l'échelle de l'interface

plutôt que de réduire artificiellement la définition de sortie simplement pour agrandir les textes.

Android : mdpi, hdpi et compagnie

Android utilise des catégories de densité permettant aux applications de proposer des ressources adaptées aux écrans.

Catégorie	Densité logique approximative	Facteur par rapport à mdpi
`ldpi`	120 dpi	0,75×
`mdpi`	160 dpi	1×
`hdpi`	240 dpi	1,5×
`xhdpi`	320 dpi	2×
`xxhdpi`	480 dpi	3×
`xxxhdpi`	640 dpi	4×

Ces valeurs constituent des catégories logiques. Elles permettent notamment de choisir correctement les ressources graphiques.

Elles ne signifient pas qu’un appareil classé :

xhdpi

possède obligatoirement une dalle mesurée physiquement à exactement :

320 PPI

Les dp sous Android

Android utilise également le :

dp
density-independent pixel

Le principe est de permettre à une interface de conserver une taille visuelle relativement cohérente malgré des densités de pixels différentes.

La référence est :

160 dpi
=
1 dp ≈ 1 px à mdpi

Sur un écran xhdpi à facteur 2, un élément de :

100 dp

occupera typiquement environ :

200 px

dans la grille de rendu correspondante.

« Retina » n’est pas une densité unique

Le terme :

Retina

est une appellation commerciale utilisée pour différentes familles d’appareils Apple.

Il n’existe pas une valeur universelle telle que :

Retina = exactement 300 PPI

La densité nécessaire pour que les pixels deviennent difficiles à distinguer dépend notamment de :

la distance d’observation ;
la taille de l’écran ;
l’acuité visuelle ;
la densité physique.

Un écran d’ordinateur observé à 60 cm n’a donc pas besoin du même PPI qu’un smartphone placé beaucoup plus près des yeux.

La distance d’observation compte énormément

La perception des pixels dépend de leur taille angulaire.

Un téléviseur 4K de 65 pouces semble extrêmement fin depuis le canapé, alors que la même dalle observée à quinze centimètres révèle beaucoup plus facilement sa structure.

La netteté perçue dépend donc d’un ensemble :

définition
+
taille physique
+
PPI
+
distance de vision
+
acuité visuelle
+
qualité du rendu

Plus de pixels ne signifie pas automatiquement meilleure image

Passer de :

1920 × 1080

à :

3840 × 2160

multiplie le nombre total de pixels par :

car :

1920 × 2 = 3840
1080 × 2 = 2160

2 × 2
=
4 fois plus de pixels

Mais la qualité perçue dépend aussi :

du contraste ;
du niveau de noir ;
de la couverture colorimétrique ;
de la précision des couleurs ;
du HDR ;
du taux de rafraîchissement ;
du temps de réponse ;
de la compression de l’image ou de la vidéo.

Un mauvais écran 4K reste parfaitement capable d’être un mauvais écran, simplement avec beaucoup plus de pixels pour documenter le problème.

Définition et performances graphiques

Une définition supérieure impose également davantage de travail au GPU.

Définition	Pixels par image	Charge relative approximative
1920 × 1080	2,07 millions	1×
2560 × 1440	3,69 millions	1,78×
3840 × 2160	8,29 millions	4×
7680 × 4320	33,18 millions	16×

En jeu, passer de Full HD à UHD 4K ne signifie donc pas simplement « rendre l’image plus jolie ». Le GPU doit potentiellement calculer quatre fois plus de pixels par image.

Les technologies de reconstruction et d’upscaling modernes peuvent modifier ce calcul, mais la relation géométrique de départ reste bien réelle.

Quelques erreurs classiques

« Mon écran est en 96 DPI »

Peut-être dans un système de coordonnées logique, mais probablement pas physiquement.

Calculez le PPI réel à partir des dimensions en pixels et de la diagonale.

« 4K signifie forcément très haute densité »

Non.

La densité d’un 4K 27 pouces est bien supérieure à celle d’un 4K 85 pouces.

« DPI et PPI, c’est pareil »

Ils peuvent être mélangés dans certains logiciels ou discours commerciaux, mais techniquement :

PPI
→ pixels

DPI
→ points

« 2K = 2560 × 1440 »

QHD est souvent commercialisé ainsi, mais le 2K DCI correspond à :

2048 × 1080

« 4K = toujours 3840 × 2160 »

Dans le marché téléviseur et moniteur :

4K UHD
=
3840 × 2160

Dans le cinéma numérique DCI :

4K
=
4096 × 2160

« Plus de PPI est toujours mieux »

Au-delà d’un certain niveau, le bénéfice dépend énormément de la distance de vision et de l’usage. Une densité supplémentaire implique également parfois :

plus de charge GPU ;
davantage de bande passante vidéo ;
des besoins de scaling ;
une consommation potentiellement supérieure.

Comment choisir une définition selon la taille ?

Il n’existe pas de règle universelle, mais les combinaisons suivantes donnent une idée des densités rencontrées sur les moniteurs de bureau :

Taille	Définition	Densité approximative	Observation
24″	1920 × 1080	92 PPI	Densité classique de bureau
27″	1920 × 1080	82 PPI	Pixels plus visibles à courte distance
27″	2560 × 1440	109 PPI	Compromis très courant
27″	3840 × 2160	163 PPI	Très fin, scaling généralement utile
32″	3840 × 2160	138 PPI	Haute densité avec grande surface

La meilleure combinaison dépend ensuite de :

la distance de travail ;
la vision de l’utilisateur ;
le système d’exploitation ;
la qualité du scaling des applications ;
les performances graphiques disponibles.

Calculer soi-même la densité d’un écran

Pour un écran annoncé :

2560 × 1440
27 pouces

la formule est :

PPI =
√(2560² + 1440²) / 27

Ce qui donne environ :

108,8 PPI

Son pixel pitch vaut approximativement :

25,4 / 108,8
≈
0,233 mm

Avec ces deux formules, une grande partie du marketing des écrans redevient immédiatement mesurable :

PPI =
√(largeur² + hauteur²)
/
diagonale

Pixel pitch en mm =
25,4 / PPI

Résumé des concepts

Concept	Exemple	Ce qu’il décrit
Dimensions en pixels / définition	`3840 × 2160 px`	Nombre de colonnes et lignes de pixels
Nombre total de pixels	8,29 Mpx	Quantité totale de pixels
PPI	163 PPI	Densité physique de pixels
DPI	1200 DPI	Densité de points, surtout impression/scan
Pixel pitch	0,156 mm	Espacement physique entre pixels
Diagonale	27″	Taille physique de l’écran
Scaling	150 %	Taille logique de l’interface
Device Pixel Ratio	2	Rapport logique utilisé notamment par le navigateur

Les règles essentielles à retenir

1920 × 1080, 2560 × 1440 ou 3840 × 2160 décrivent les dimensions en pixels d’une image ou d’un écran.
Le mot « résolution » est ambigu : dans de nombreuses documentations, il désigne directement ces dimensions en pixels.
Le PPI indique la densité physique des pixels d’un écran.
Le DPI concerne plus naturellement les points d’impression ou de numérisation.
Deux écrans possédant la même définition peuvent avoir des PPI différents s’ils n’ont pas la même taille physique.
Le pixel pitch diminue lorsque la densité PPI augmente.
Un pixel CSS ne correspond pas nécessairement à un pixel physique.
Le « 96 DPI » informatique peut être une référence logique et ne décrit pas nécessairement la densité réelle de l’écran.
Les catégories Android mdpi, hdpi, xhdpi, etc. sont des buckets de densité logique.
Retina n’est pas une valeur de PPI universelle.
4K UHD correspond à 3840 × 2160 tandis que le 4K DCI correspond à 4096 × 2160.
Le 2K DCI correspond à 2048 × 1080 ; QHD 2560 × 1440 n’est pas techniquement la même chose.
Plus de pixels augmente généralement la charge graphique : la 4K UHD contient quatre fois plus de pixels que le Full HD.

Conclusion : comptez les pixels, puis mesurez où vous les mettez

La distinction fondamentale peut être résumée ainsi :

1920 × 1080
=
combien de pixels ?

92 PPI
=
à quelle densité ?

0,277 mm
=
quelle distance entre pixels ?

24 pouces
=
sur quelle taille physique ?

Ce sont quatre informations complémentaires.

Dire qu’un écran est :

4K

sans préciser sa taille revient donc un peu à annoncer qu’une bibliothèque contient huit millions de livres sans indiquer si elle occupe un hangar ou tient dans une valise.

La définition vous dit combien de pixels sont disponibles. Le PPI vous dit à quel point ils sont serrés. Le pixel pitch traduit cette densité en distance physique. La mise à l’échelle détermine ensuite comment le système utilise toute cette finesse sans transformer les menus en examen ophtalmologique.

Et si quelqu’un vous affirme encore qu’un écran est « forcément plus net parce qu’il est 4K », demandez simplement :

Quelle taille ?
Quel PPI ?
Quelle distance de vision ?

Normalement, la conversation devient immédiatement beaucoup plus calme.

Post Views: 30