Tout savoir sur les téléphones aux appareils photo multiples

Les téléphones intelligents intègrent désormais jusqu’à cinq appareils photo différents. Notre chroniqueur techno Maxime Johnson offre un petit cours de photographie mobile 101 pour y voir plus clair.

Photo : Nokia

Voilà quelques années maintenant que les téléphones intelligents combinent plusieurs capteurs photographiques, une façon de reproduire l’expérience des appareils photo reflex à objectifs interchangeables traditionnels. Un objectif grand-angle peut ainsi saisir l’ensemble d’un paysage en une seule image, tandis qu’un téléobjectif est capable de produire un gros plan d’un objet situé à plusieurs mètres de distance. Alors que deux capteurs étaient la norme en 2018, 2019 s’annonce comme l’année des appareils à trois, quatre et même cinq capteurs.

Samsung a par exemple dévoilé la semaine dernière le Samsung Galaxy S10 avec trois appareils photo, Huawei devrait présenter le mois prochain son P30, qui en compte quatre, et HMD a lancé cette semaine au Mobile World Congress de Barcelone le Nokia PureView 9 avec cinq appareils photo (voir photo en haut de l’article).

Les fiches techniques des téléphones se sont complexifiées pour refléter cette nouvelle réalité.

Les fabricants tendent à réduire les détails qu’ils partagent pour ne pas effrayer leurs acheteurs potentiels. Un site spécialisé pourrait toutefois décrire l’appareil photo principal du Samsung Galaxy S10 comme suit : 12MP, F/1.5-2.4, (45°), 1/2.55″, 1.4µm, Dual Pixel, OIS.

Derrière ce jargon incompréhensible se cachent pourtant des informations cruciales pour bien comprendre les téléphones modernes et guider nos décisions d’achat. Voici les principales caractéristiques à surveiller.

Objectifs : angle, ouverture et stabilisation

L’objectif est l’ensemble de lentilles de verre que la lumière traverse avant de se rendre au capteur. Celui-ci peut laisser passer une quantité plus ou moins grande de lumière et la diriger de sorte que l’image obtenue soit plus ou moins large.

Angle : du téléobjectif à l’ultra grand-angle

L’une des mesures les plus importantes à comprendre concernant un objectif est l’angle auquel il fait passer la lumière. Les téléphones modernes offrent trois types d’objectifs : l’ultra grand-angle, le grand-angle et le téléobjectif. L’angle est habituellement calculé en degrés (une valeur plus grande renvoie à un plan plus large) ou en millimètres (une valeur plus grande représente au contraire un plan plus rapproché).

Trois images prises successivement avec les trois objectifs du Samsung Galaxy S10 (ultra grand-angle, grand-angle et téléobjectif).

L’objectif principal des téléphones intelligents (celui qui équipe tous les iPhone à un seul objectif, par exemple) est de type grand-angle, parce qu’il permet de prendre des photos assez larges. C’est l’objectif le plus polyvalent de tous et le plus important, puisque c’est celui qui est utilisé le plus souvent.

On peut saisir une photo encore plus large avec un objectif ultra grand-angle. Un immeuble s’affiche au complet dans l’image et une pièce exiguë peut être présentée dans sa totalité. L’image se déforme par contre dans les extrémités, ce qui limite souvent l’intérêt de ces objectifs.

L’autre objectif que l’on trouve communément dans les téléphones est un téléobjectif. Celui-ci est généralement qualifié de 2X ou 3X, selon son taux d’agrandissement par rapport à l’objectif principal de l’appareil. L’un n’est pas meilleur que l’autre, toutefois : un objectif 2X est ainsi tout indiqué pour réaliser des portraits de près, tandis qu’un objectif 3X est surtout intéressant pour photographier des sujets au loin.

Plus un téléphone intègre des objectifs avec des angles variés, plus il sera polyvalent.

Ouverture : pour de meilleurs clichés nocturnes

Un cliché à la pénombre avec le Huawei Mate 20 Pro.

Comme dans un appareil photo reflex, l’ouverture des objectifs des téléphones intelligents est représentée par une valeur F, où un chiffre plus petit indique une plus grande ouverture. Un objectif F1.5 laisse ainsi passer plus de lumière qu’un objectif F2.2. L’ouverture a principalement un effet sur la qualité des clichés à faible luminosité, mais aussi sur un léger effet de flou qui se crée autour des sujets photographiés de près.

Un appareil photo mobile avec une plus grande ouverture ne sera pas à tous les coups meilleur qu’un autre avec une ouverture plus petite, mais la valeur est généralement tout de même une indication de qualité.

Stabilisation optique : à considérer pour la vidéo

Plusieurs objectifs sont équipés d’un mécanisme de stabilisation optique (simplement indiqué par beaucoup de fabricants par l’acronyme anglais OIS), qui permet de compenser les mouvements de la main qui tient le téléphone. Cette technologie est surtout utile pour les vidéos, dans lesquels les vibrations sont faciles à percevoir. Notons que dans les téléphones à appareils photo multiples, seul un objectif ou deux est généralement doté d’un tel système.

Capteurs : taille, mégapixels et fonctionnalités avancées

Le capteur est la puce qui transforme la lumière en information numérique une fois que celle-ci a traversé l’objectif.

Mégapixels : une mesure plus ou moins importante

Plusieurs exploitants ne mentionnent que le nombre de mégapixels pour décrire cette composante, même s’il s’agit de la mesure la moins importante dans les appareils photo de téléphones intelligents modernes. Une photo de 20 mégapixels est plus grande et contient plus d’informations qu’une photo de 12 mégapixels, mais ce n’est pas un gage de qualité. Une photo plus grande occupe de surcroît plus d’espace sur le téléphone et requiert plus de temps pour être partagée en ligne.

Alors que la quantité de mégapixels dans les appareils photo de téléphones augmentait auparavant d’année en année, celle-ci s’est maintenant stabilisée à 12 mégapixels en moyenne.

Taille : la grosseur des pixels

La taille du capteur reflète la quantité de lumière qu’il peut recevoir. Il s’agit d’une valeur plus importante pour évaluer la qualité d’un appareil que la quantité de mégapixels. Certains fabricants précisent la taille totale du capteur (par exemple 1/2,55 pouces), mais c’est généralement la taille des pixels qui est indiquée, en micromètres. Les bons appareils en 2019 sont dotés de pixels d’environ 1.4µm (ce qui n’est qu’une fraction de la taille que l’on retrouve dans un appareil photo professionnel).

Un capteur gros pour un téléphone intelligent et des effets logiciels permettent de prendre des photos lumineuses, même la nuit.

Notons qu’il y a des exceptions à ces règles. Certains fabricants de composants produisent ainsi des puces avec beaucoup de petits pixels. Un logiciel fusionne ensuite les informations provenant de pixels environnants, ce qui donne l’équivalent d’une photo prise par un gros capteur. Cette technologie était peu utilisée depuis son introduction par Nokia, en 2012, mais elle semble faire un retour depuis l’année dernière.

Quelques fonctionnalités avancées à surveiller

Les bons capteurs de téléphones intelligents sont dotés de pixels spéciaux servant uniquement à la mise au point automatique des photos, qui permettent d’obtenir une image nette plus rapidement. La technologie varie d’un fabricant à l’autre, et chacun adopte son propre terme marketing pour la décrire, comme Dual Pixel pour les téléphones Samsung et Focus Pixel pour ceux d’Apple.

Certains appareils comptent aussi un capteur monochrome, comme le Huawei P20. Celui-ci peut être utilisé pour réaliser des clichés en noir et blanc, ou encore pour améliorer les photos prises par le capteur principal grâce à un outil logiciel.

Logiciel : le pouvoir de la photographie de calcul

La détection de la profondeur permet au Huawei Mate 20 Pro de créer un effet de flou artificiel autour du sujet dans la photo du bas.

Les meilleurs appareils photo ne se distinguent plus par leurs composantes physiques, mais plutôt par le logiciel qui les accompagne. Les algorithmes qui analysent les informations recueillies par les capteurs permettent de créer des images de plus en plus dignes d’appareils photo professionnels.

Cette discipline, la photographie de calcul (computational photography, en anglais), connaît un essor depuis l’arrivée des capteurs multiples. Grâce à ces derniers, les ingénieurs peuvent par exemple se servir d’un second capteur pour mesurer la profondeur d’une scène, ce qui facilite la création de clichés où le sujet est entouré d’un flou artistique.

Dans le cas du Nokia PureView 9, les cinq capteurs (trois monochromes et deux couleurs) sont dotés d’objectifs identiques et sont utilisés simultanément lors d’une prise de photo. La combinaison des données provenant des cinq capteurs permet d’optimiser la profondeur des images et d’obtenir des clichés à grande gamme dynamique. Des zones sombres pourront donc cohabiter avec des parties claires sur une même photo, sans qu’elles soient trop noires ou trop blanches.

Contrairement aux composantes physiques plus faciles à quantifier, la qualité du logiciel des téléphones intelligents est pour sa part plus subjective. Chose certaine, l’addition de capteurs aux appareils modernes devrait ajouter des cordes à l’arc des ingénieurs, qui auront accès à plus de données pour améliorer les photos prises par les utilisateurs.

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