Que disent les caractéristiques des caméras de smartphone et pouvez-vous leur faire confiance ?

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

Lifehacker explique comment déterminer des dizaines de mégapixels et différentes distances focales.

À l'aube du développement des smartphones, une catégorie distincte s'est démarquée - le téléphone avec appareil photo: dans ces gadgets, une attention maximale a été accordée à l'appareil photo. Désormais, chaque modèle phare de presque toutes les marques essaie d'attirer l'attention avec la mise en œuvre de la caméra la plus complexe et la plus intéressante. Les caractéristiques des appareils sont masquées par des mots forts, des slogans audacieux, des nombres énormes et leurs propres noms de technologies. Mais est-il possible d'en soustraire quoi que ce soit d'utile et de comprendre si cet appareil photo est capable de produire une image décente ? Voyons maintenant.

Principales caractéristiques des caméras pour smartphone

Les caractéristiques d'un appareil photo pour smartphone sont essentiellement les mêmes que celles de tout appareil photo numérique. Mais vous devez comprendre de quoi est responsable tel ou tel paramètre.

Mégapixels

Les fabricants y prêtent le plus d'attention dans les campagnes publicitaires. Un pixel est un élément sensible à la lumière sur un capteur d'appareil photo, ou une photodiode. Il se compose de quatre sous-pixels, dont chacun, grâce à des filtres de lumière, ne laisse passer que la lumière de sa propre nuance. Le plus souvent, ce sont le rouge, le bleu et le vert. A partir de la combinaison de ces couleurs, un point de la nuance requise et de la luminosité souhaitée est obtenu.

Certains fabricants s'éloignent du schéma le plus populaire et ajoutent du blanc ou du jaune aux filtres de couleur rouge, bleu et vert. Dans ce cas, la photodiode capte plus de lumière et les images sont plus lumineuses.

Les mégapixels indiquent à quelle résolution l'appareil photo est capable de prendre des photos, c'est-à-dire de combien de millions de pixels l'image finale sera constituée.

Aujourd'hui, de nombreux fabricants présentent des smartphones avec des appareils photo de 48, 64 ou 108 mégapixels qui fonctionnent en mode fusion de points. Dans de tels capteurs, les pixels ne sont pas constitués de quatre, mais de 16 sous-pixels, combinés par quatre. Alors que dans un capteur classique, par exemple, un pixel se compose d'un sous-pixel bleu, deux verts et un rouge, dans les caméras haute résolution, il se compose de quatre sous-pixels bleus, huit verts et quatre rouges.

En augmentant le nombre de pixels, la sensibilité à la lumière augmente et la plage dynamique de l'image augmente - la différence entre les zones les plus sombres et les plus claires de la photo. Mais en même temps, les appareils photo de 48 mégapixels, grâce à une telle combinaison, créent en fait des images avec une résolution de 12 mégapixels. Et il n'y a rien à redire ici: c'est le cas lorsque la quantité se transforme en qualité, et que des images d'une résolution de 4000 × 3000 (ces mêmes 12 mégapixels) suffisent amplement à être publiées sur les réseaux sociaux.

Taille du capteur

C'est peut-être l'élément le plus important d'un appareil photo pour smartphone. La taille du capteur indique la zone sur laquelle se trouvent les diodes photosensibles. Plus le capteur est grand, plus les pixels eux-mêmes peuvent être grands, et plus le pixel est grand, mieux il capte la lumière. Les tailles de pixels typiques dans les capteurs de caméras mobiles modernes vont de 0,8 à 2,4 microns, cependant, cette dernière est précisément obtenue en combinant des sous-pixels, dont nous avons parlé dans le paragraphe précédent.

Plus le capteur peut capturer de lumière, meilleures seront les images capturées par la caméra. Ceci est particulièrement important lors de la prise de vue dans des conditions de faible luminosité. Et dans une telle situation, il peut s'avérer qu'un capteur avec un plus petit nombre de pixels plus gros produira une meilleure image qu'un capteur avec un plus grand nombre de pixels plus petits, car chaque photodiode a capté plus de lumière et, par conséquent, plus d'informations.

C'est-à-dire qu'un appareil photo avec moins de pixels dans ses spécifications peut surpasser un appareil photo avec un grand nombre de pixels en raison du fait que les pixels eux-mêmes sont plus gros.

Dans les smartphones modernes, les dimensions des capteurs sont indiquées en fractions de pouce. Le plus grand capteur - le Samsung ISOCELL GN2 de 50 mégapixels - est installé dans le Xiaomi Mi 11 Ultra: sa diagonale est de 1/1, 12 pouces.

Lentilles

Les objectifs utilisés ont un impact significatif sur la qualité de l'image. Ils se composent de lentilles - des plaques transparentes avec certaines propriétés optiques. La fonction principale d'une lentille est de déformer correctement le faisceau lumineux incident. Le type de distorsion dépend de la forme de la plaque.

Les lentilles sont le plus souvent constituées de plusieurs lentilles, car une seule ne suffit pas. Des verres incurvés et concaves de différentes densités alternent les uns avec les autres. Une sélection et un placement corrects dans l'objectif affecteront la clarté et le contraste de l'image. Avec des lentilles incurvées, une distorsion optique peut se produire. Dans certains objectifs, tels que les objectifs grand angle, la distorsion, au contraire, est devenue une caractéristique stylistique. Certes, certains appareils les corrigent par programme au stade du post-traitement.

Dans les smartphones modernes, les modules de caméra se composent de plusieurs objectifs, chacun ayant son propre capteur, adapté à une tâche spécifique. Il s'agit le plus souvent d'objectifs standard, grand angle et macro. En même temps, on ne peut pas dire que les smartphones à plusieurs objectifs tirent évidemment mieux qu'avec un seul: cela dépend de l'implémentation d'un appareil particulier. Il peut arriver que parmi les nombreuses caméras d'un même module, aucune ne donne un résultat acceptable et la quantité ne se transforme pas en qualité.

Distance focale et ouverture

Plus la distance focale est faible, plus l'angle de vue de l'objectif est élevé, et vice versa - les objectifs avec une distance focale élevée tirent loin, mais en même temps avec un petit angle de vue.

L'ouverture indique la quantité de lumière qui atteint le capteur de l'appareil photo à travers l'objectif. La plupart des smartphones ont une ouverture fixe, qui correspond au rapport entre la distance focale et la taille de l'entrée de l'appareil photo.

Plus la lumière frappe le capteur et plus l'entrée de l'appareil photo est grande, plus la profondeur de champ est faible, c'est-à-dire que seul le sujet sera net et l'arrière-plan derrière lui sera flou.

Pour augmenter la profondeur de champ, vous devez réduire l'entrée, cependant, cela réduira également la luminosité. Dans les smartphones, cela est le plus souvent réalisé par programme. Cependant, les appareils modernes utilisent des modules avec plusieurs objectifs - avec des objectifs de différentes tailles, différentes distances focales et ouvertures. Ainsi, au lieu de vous fier au traitement logiciel, vous pouvez basculer entre les objectifs.

Les smartphones d'aujourd'hui sont équipés de systèmes de mise au point automatique avancés. Par exemple, dans la technologie PDAF, certains points du capteur de la caméra sont utilisés comme points focaux. Deux pixels adjacents sont situés de manière à ce que l'un d'eux perçoive le flux lumineux venant d'en haut et l'autre d'en bas, et le système ajuste la mise au point si différentes quantités de lumière tombent sur les pixels.

Il existe également un autofocus basé sur le laser et le contraste. Certaines entreprises utilisent des technologies dans les appareils photo qui vous permettent de vous concentrer sur des objets spécifiques dans le cadre, par exemple, de reconnaître les visages et de les rendre plus clairs.

Zoom

Le zoom montre à quel point l'image peut être proche. Il existe deux options de zoom: numérique et optique. Le numérique agrandit et recadre simplement l'image en taille réelle. La lentille optique utilise des lentilles spéciales pour le grossissement, qui, en raison du système de lentilles correct, peuvent regarder loin.

Avec le développement des caméras dans les smartphones, de plus en plus de modules avec zoom optique ont commencé à apparaître - généralement 2X ou 3X. Cependant, il existe également des options que les fabricants appellent des périscopes. De tels objectifs utilisent un système d'objectifs et de miroirs situés latéralement dans le corps du smartphone, et grâce à eux, vous pouvez obtenir, par exemple, un zoom quintuple. La distance à laquelle vous pouvez vous rapprocher d'une image dépend de la distance focale.

Le zoom optique maximal que les smartphones offrent aujourd'hui est de 10x. On le retrouve dans le Huawei P40 Pro+ (c'est dans celui-ci que le même "périscope" est utilisé) et dans les objectifs individuels du Samsung Galaxy S21 Ultra. Pour les cas où un zoom aussi puissant n'est pas nécessaire, ces smartphones ont également des objectifs avec un grossissement inférieur - trois fois.

Capteurs auxiliaires

Capteurs de lumière, capteurs de profondeur, télémètres, lidars - tous ces systèmes aident le smartphone à comprendre où se trouvent les objets photographiés, comment ils sont éclairés, s'ils sont en mouvement ou non. Le smartphone utilise les données obtenues à la fois dans le viseur et dans le processus de post-traitement, complétant et éditant l'image.

La résolution des capteurs est loin d'être le paramètre le plus important: un très petit nombre de pixels leur suffit pour bien remplir leurs fonctions. Par conséquent, vous ne devriez pas être surpris de voir, par exemple, un capteur de profondeur avec une résolution de 2 mégapixels: il y en a assez pour son fonctionnement.

Résolution vidéo et fréquence d'images

La résolution vidéo indique combien de pixels seront contenus dans une image. Et la fréquence d'images est le nombre de telles images par seconde qui seront prises.

Au fur et à mesure que les pixels grandissent, le détail et la clarté de l'image s'améliorent. À mesure que la fréquence d'images augmente, l'effet de flou diminue, la vidéo est plus nette et mieux perçue par l'œil humain. De plus, les vidéos capturées à des fréquences d'images élevées peuvent ensuite être ralenties jusqu'aux 24 images par seconde habituelles pour un effet de ralenti intéressant.

HDR

HDR signifie High Dynamic Range, qui est une grande différence entre les parties les plus sombres et les plus claires d'une image. L'appareil photo en mode HDR prend plusieurs photos (dans le cas d'une prise de vue vidéo - cadres) avec différentes expositions, puis les combine, en équilibrant les zones claires et sombres. De ce fait, il est possible d'obtenir un contraste et des détails d'image plus élevés.

Magie du post-traitement

Les caractéristiques sèches des appareils photo des smartphones sont, bien sûr, déroutantes et effrayantes. Et le principal problème est qu'il est irréaliste de comprendre uniquement à partir de ces chiffres comment l'appareil photo du smartphone va tirer.

En plus du système d'objectifs et de capteurs autour de la caméra, il existe également un faisceau provenant du processeur d'image et du logiciel de post-traitement - des algorithmes qui analysent les données reçues et utilisent divers amplificateurs propriétaires. En conséquence, les entreprises utilisant les mêmes capteurs peuvent se retrouver avec des images complètement différentes en raison de systèmes de post-traitement différents.

Chaque fabricant a sa propre approche du rendu des couleurs et de l'analyse des limites des objets. Chaque entreprise utilise une variété d'astuces et de technologies pour aboutir à une image qui correspond à son sens de la beauté. Certaines marques utilisent l'apprentissage automatique pour identifier correctement les objets dans le cadre et à quoi ils devraient idéalement ressembler, et cela fait également partie du traitement.

Prenons un exemple simple parmi les smartphones assez populaires. Dans Realme 7 Pro et Samsung Galaxy M51, les caméras principales sont construites sur les mêmes capteurs - Sony IMX682. Il s'agit d'un capteur de 64 mégapixels alimenté par le système d'agrégation de sous-pixels Quad Bayer et produit des images avec une résolution de 16 mégapixels (mais également capable de fonctionner en mode pleine taille). Malgré le fait qu'ils aient les mêmes capteurs, les images elles-mêmes sont complètement différentes.

Le rendu des couleurs de Samsung à la lumière du jour est plus juteux et vibrant, sans être sursaturé. Les photos de Realme 7 Pro ont reçu une gamme légèrement plus douce et plus réaliste, mais parfois les limites de petits détails y sont perdues, par exemple des brins d'herbe individuels, pris relativement loin. Chez Samsung, le système de post-traitement et de réduction du bruit définit plus clairement les limites, ce qui crée cependant parfois un sentiment d'artificialité. Confondre les photos prises avec ces téléphones ne fonctionnera pas, malgré les mêmes capteurs.

Le fonctionnement du post-traitement des images sur un téléphone particulier ne peut pas être compris à partir des caractéristiques. Seules les critiques professionnelles avec des photos de test prises dans différents modes vous aideront ici.

Pas de foi dans les mégapixels

Les spécifications ne garantissent pas la qualité de l'image. On ne peut pas prétendre qu'un appareil photo 108 mégapixels tirera mieux qu'un appareil photo 64 mégapixels, car en plus des mégapixels, d'autres paramètres de l'appareil photo affectent également le résultat.

La première étape est de faire attention à la taille du capteur: plus il est grand, plus il reçoit de lumière, et la qualité de l'image dépend directement de la quantité de lumière. Vient ensuite la partie matérielle du système de post-traitement d'image, puis le logiciel. Leur fonctionnement ne peut être compris qu'en voyant les photos prises par un téléphone avec ce système.

La seule option est de faire confiance aux critiques dans lesquelles des photos tests sont publiées dans différentes conditions de prise de vue: sous différentes conditions d'éclairage, en mouvement, à différentes distances, etc. Et n'oubliez pas que les principaux outils du photographe et de l'opérateur sont les bras tendus et la capacité de capturer l'instant. Et le reste est secondaire.