Pourquoi la course aux mégapixels dans les smartphones est absurde

2024 Auteur: Malcolm Clapton | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 03:55

La qualité de la photo dépend de nombreuses caractéristiques, donc l'appareil photo de 48 mégapixels ne dit toujours rien.

Comment fonctionne l'appareil photo du smartphone

Un appareil photo est une chose complexe: il combine un capteur, un système optique, un contrôleur et d'autres composants auxiliaires, ainsi qu'un logiciel de traitement photo et vidéo. Considérons chaque élément plus en détail.

Matrice

La matrice est un microcircuit rectangulaire composé d'éléments photosensibles - pixels. Chaque pixel contient trois sous-pixels. Un sous-pixel ne transmet que certaines longueurs d'onde: pour le rouge, le vert ou le bleu (rouge, vert, bleu). Ce modèle de couleur est appelé RVB.

De plus, la matrice peut être monochrome, sans filtres de couleur. Trois fois plus de photons tombent sur chacun de ses pixels. En conséquence, les photos en noir et blanc sont plus nettes. De telles matrices peuvent être utilisées pour améliorer l'image couleur d'un autre module de caméra.

L'une des principales caractéristiques d'une matrice est la résolution. Il reflète le nombre de pixels qu'il contient.

Lentille

Le petit objectif du smartphone est presque un bijou. Un système rare comprend 4 à 5 éléments - généralement 7 à 8 ou plus.

Dans les smartphones avec plusieurs caméras, chaque matrice aura son propre objectif. Chacun d'eux résout son propre problème:

• Téléobjectif (téléobjectif) est nécessaire pour la prise de vue à longue distance.
• Grand angle (shirik) aidera à insérer plus d'objets dans le cadre - ceci est utile pour les photos de groupe et la photographie d'architecture.
• Universel l'objectif vous permettra de photographier modérément bien n'importe quel sujet: d'un portrait à un paysage.
• Lentille varifocale (zoom) peut rapprocher le sujet.

Les verres pour smartphones sont en verre ou en polymères spéciaux. Si leur transparence est loin d'être idéale et que les éléments ne sont pas bien ajustés, ne vous attendez pas à de bonnes photos. Même si l'objectif bouge de quelques microns, le système optique se défocalisera.

Diaphragme

Le diaphragme est le trou par lequel la lumière pénètre dans l'appareil photo. La quantité de lumière que le capteur peut recevoir en dépend. La valeur d'ouverture est sortie au format f/1, 7.

Système de stabilisation

La stabilisation compense le flou dû au bougé de l'appareil photo, par exemple lors de la prise de vue à main levée plutôt que d'utiliser un trépied. Il peut être de deux types:

• Optique. Un système électromécanique honnête qui maintient physiquement l'appareil photo dans une position (au moins il essaie). Il vous donne des photos plus nettes avec un minimum de bruit et élimine pratiquement le besoin de traitement logiciel.
• Électronique. Ce sont des algorithmes logiciels. L'appareil photo tremble toujours, mais en analysant plusieurs images, un résultat plus ou moins correct est créé.

Système de mise au point automatique

L'autofocus détermine lui-même la distance à l'objet et ajuste les paramètres de l'optique de la caméra en conséquence. Trois types de systèmes sont utilisés dans les smartphones modernes:

• Phase. Des capteurs spéciaux captent les rayons lumineux en différents points du cadre. La lumière est ensuite divisée en deux flux et envoyée à un capteur de lumière pour déterminer la distance à l'objet. Avantages: haute précision et rapidité de travail. Inconvénients: prix élevé, complexité de la conception et de ses réglages.
• Contrastant. Le contraste de la scène est analysé. En déplaçant les objectifs, l'appareil photo essaie de maximiser le contraste du sujet par rapport à l'arrière-plan. Avantages: taille compacte et faible coût. Inconvénients: Le système est plus lent et n'est pas bien adapté aux scènes dynamiques.
• Hybride. Combine la mise au point de phase et de contraste pour obtenir les meilleurs résultats.

Logiciel

Le logiciel peut également être considéré comme faisant partie de l'appareil photo, car il est directement impliqué dans l'obtention du résultat de la prise de vue. Aujourd'hui, aucun smartphone ne vous offre de trames telles qu'elles sont, sans traitement logiciel. Des algorithmes sophistiqués, utilisant souvent une vaste base de données ou une technologie d'intelligence artificielle, éditent chaque plan pour « vous rendre belle ».

Les images brutes ne seront pas assez lumineuses ou claires. Le logiciel supprime la surexposition, dessine les zones sombres, améliore les couleurs, augmente la netteté. Et il fait tout cela automatiquement et très rapidement.

Mais il y a aussi un inconvénient à la pièce. Une réduction agressive du bruit peut donner un aspect granuleux à une photo prise au crépuscule, comme si elle contenait de nombreuses petites taches. Cela dégrade les détails et rend les couleurs non naturelles.

Qu'est-ce que le nombre de pixels affecte?

Les spécifications détaillées d'un smartphone indiquent généralement la taille physique de la matrice de la caméra - quelque chose comme 1/2, 6 ″. Sur le site Web du fabricant, vous pouvez trouver des données sur la taille des pixels dans la matrice. Ce paramètre affecte le nombre de points dans la trame. Plus la résolution est élevée, mieux les détails sont reproduits.

Mais si les pixels sont petits, chacun d'eux reçoit peu de lumière et ne peut pas déterminer avec précision la couleur d'un point dans l'image réelle. En conséquence, du bruit apparaît sur la photo.

Le bruit est constitué de points dispersés de couleur et de luminosité aléatoires. Plus l'éclairage est mauvais et plus la qualité de la matrice de la caméra est faible, plus il y aura de bruit sur la photo.

Son nombre dans le cadre est proportionnel à la taille du pixel ou au carré de la diagonale de la matrice. Si nous comparons deux matrices avec des points de taille 1, 55 µm et 1, 1 µm, alors dans la trame avec la première il y aura la moitié du bruit.

La plage dynamique de la matrice est également importante - sa capacité à capturer tout le spectre des couleurs et la luminosité du monde environnant. Les moins chères ont une petite portée et les photos s'avèrent fanées, floues.

Pourquoi les fabricants de smartphones courent après les pixels

Parce que les acheteurs veulent toujours le plus. Même si dans une voiture pour 300 chevaux, vous devez vous tenir dans un embouteillage ou jouer au solitaire sur un ordinateur de jeu cool.

Quel smartphone achèteriez-vous pour le même prix: avec un appareil photo 12MP ou 48MP ? En choisissant le second, vous obtenez quatre fois plus de mégapixels pour le même prix. Mais vos photos ne seront pas quatre fois meilleures.

Un capteur avec beaucoup de petits pixels est moins cher qu'un capteur avec de gros pixels et se vendra mieux.

Les grandes matrices prennent plus de place à l'intérieur du smartphone. Le système optique pour eux devrait également être plus grand. En conséquence, il y aura moins d'espace pour le reste des parties du corps. Le smartphone deviendra plus épais ou l'appareil photo dépassera. Il devra être protégé avec du verre trempé ou saphir. Et c'est aussi de l'argent.

Vendre un smartphone gros et cher est difficile. Il est plus facile de commander des matrices avec un grand nombre de petits pixels et de mener une campagne marketing bruyante: ajoutez un tampon automatique « tiré avec un supermegaflagman 48MP » à la photo de l'appareil photo, afin que tout le monde sache que quelqu'un a acheté un nouveau smartphone. Et laissez les fans et les pros utiliser des reflex numériques.

Bien que Nokia, par exemple, ait tenté sa chance et ait obtenu les légendaires smartphones Lumia 1020 avec des appareils photo de 41 mégapixels. Et c'est en 2013 !

De quoi dépend vraiment la qualité de la photo ?

Matrice et taille de pixel

Si vous prenez deux matrices de même résolution, alors la photo de meilleure qualité sera potentiellement obtenue avec la plus grande d'entre elles. Là, les pixels sont plus gros, ce qui signifie que plus de photons tombent sur chacun lors de la prise de vue. En conséquence, les sous-pixels peuvent déterminer plus précisément la couleur d'un point spécifique.

Il semblerait que si dans une matrice les pixels ont une taille de 1, 4 microns et dans l'autre - 1, 2 microns, ils sont pratiquement les mêmes. Mais 17% est une différence tangible qui se verra certainement dans la qualité des photos et des vidéos, surtout si vous photographiez en basse lumière.

Un autre point important est la distance entre les pixels adjacents. Dans les petites matrices, les fabricants économisent franchement dessus. Dans les plus grands, ils peuvent vous permettre de séparer qualitativement les pixels voisins afin qu'ils ne s'affectent pas les uns les autres.

Technologie de production

De nouvelles méthodes permettent de déterminer plus précisément l'intensité du flux lumineux à partir de moins de photons, ce qui signifie que vous pouvez garantir un faible bruit et un bon rendu des couleurs, même si vous photographiez au crépuscule sans flash.

Mais il faut lire et analyser. Par exemple, le smartphone HTC One (M7) proposait la technologie UltraPixel. Le fabricant a promis une sérieuse augmentation de la qualité des photos et des vidéos.

En fait, les UltraPixels se sont avérés être juste des pixels plus gros de 2 microns. Cela peut-il être considéré comme une nouvelle technologie ? Improbable. A titre de comparaison: le Google Pixel, que HTC a également assemblé et qui à un moment était considéré comme l'un des meilleurs téléphones photo du marché, avait une matrice avec des pixels de 1,55 microns. La taille de l'appareil photo n'a pas été augmentée afin de ne pas augmenter l'épaisseur du smartphone. La résolution matricielle de 5 mégapixels était petite même pour 2014. En conséquence, il n'y avait pas de files d'attente pour HTC One (M7).

Un autre exemple est celui des technologies comme Super Pixel ou Quad Pixel. Quatre pixels adjacents d'une grande matrice sont combinés pour obtenir une photo d'une résolution inférieure, mais de meilleure qualité. La solution est purement logicielle. Si la matrice est moyenne, l'efficacité sera faible.

Stabilisation

La stabilisation optique est toujours meilleure que le numérique. Les algorithmes de post-traitement seront toujours appliqués à la trame, et il est préférable qu'elle soit nette au départ.

Zoom

Pour se rapprocher du sujet dans le cadre, le zoom optique décale les objectifs, et la qualité de la photo n'est pratiquement pas affectée. Le zoom numérique étend une partie de l'image pour remplir tout le cadre. Cette fonctionnalité est disponible dans n'importe quel éditeur de photos, souvent même dans une application d'appareil photo standard. Par conséquent, cela n'a pas de sens de payer pour un zoom numérique.

Système de mise au point automatique

Contrast AF est un système peu coûteux pour les appareils photo médiocres. L'autofocus à détection de phase convient si vous photographiez des enfants, des chats ou des athlètes qui courent rapidement. Mais l'option idéale est un système hybride qui combine les avantages de l'autofocus à détection de phase et à détection de contraste.

Diaphragme

Étant donné qu'un smartphone est utilisé pour prendre des photos dans diverses situations, un appareil photo avec une plus grande ouverture en bénéficiera: f/1, 7 est meilleur que f/2, 0. Plus la valeur est élevée (ou plus le nombre après la barre oblique est faible), plus l'ouverture de l'objectif est élevée et plus elle sera efficace.

Marque

Oui, ce n'est pas seulement un outil publicitaire. Il arrive que la même matrice soit installée dans le smartphone chinois et le fleuron de la marque A. Mais les plans de sortie sont très différents.

Si le fabricant n'investit pas d'efforts et d'argent dans le développement de composants, de technologies et de logiciels, vous ne devez pas vous attendre à de beaux cadres clairs. S'il économise sur tout, par exemple, met des lentilles bon marché avec une mauvaise transparence, cela affectera le résultat.

Ce qu'il faut retenir

• Des dizaines de mégapixels sont principalement marketing. La qualité des photos et des vidéos n'en dépend pas directement.
• Même 5 ou 8 mégapixels suffisent pour imprimer une image de bonne qualité sur une feuille paysage. La résolution d'écran 4K d'un téléviseur avancé est d'environ 8 à 9 mégapixels. Full HD - seulement 2 mégapixels.
• Les pixels plus gros collectent plus de lumière. Le résultat est un cadre net et bien détaillé avec une reproduction naturelle des couleurs et sans bruit.
• Si vous ne voulez pas vous embêter avec la théorie, passez à la pratique. Des revues comparatives de smartphones et de photos d'appareils photo (pleine taille et recadrée - fragments coupés et agrandis) permettront de comprendre la situation réelle.