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

À l'aube du développement des smartphones, une catégorie distincte se démarque - le téléphone 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 l'implémentation de 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 de leur soustraire quelque chose d'utile et de comprendre si cet appareil photo est capable de produire une image décente? Découvrons-le maintenant.

Principales caractéristiques des caméras de smartphone

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

Mégapixels

Les fabricants leur accordent 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, en raison des filtres de lumière, ne laisse passer que la lumière de sa propre nuance. Le plus souvent, ils sont rouges, bleus et verts. A partir de la combinaison de ces couleurs, un point de la teinte 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 la résolution de l'appareil photo capable de prendre des photos, c'est-à-dire le nombre de millions de pixels de l'image finale.

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

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 cette combinaison, créent en fait des images avec une résolution de 12 mégapixels. Et il n'y a rien de mal 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 largement 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 gros, et plus le pixel est grand, mieux il capte la lumière. Les tailles de pixels typiques dans les capteurs de caméras mobiles modernes sont de 0,8 à 2,4 microns, cependant, ce dernier est précisément obtenu 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 l'appareil photo. Ceci est particulièrement important lors de la prise de vue dans des conditions de faible éclairage. Et dans une telle situation, il se peut qu'un capteur avec un plus petit nombre de pixels plus grands produise une meilleure image que capteur avec un plus grand nombre de pixels plus petits, car chaque photodiode capte plus de lumière et, par conséquent, plus informations.

Autrement dit, une caméra avec moins de pixels dans ses spécifications peut surpasser une caméra avec un grand nombre de pixels en raison du fait que les pixels eux-mêmes sont plus grands.

Dans les smartphones modernes, les dimensions des capteurs sont indiquées en parties fractionnaires de pouce. Le plus grand capteur, un Samsung ISOCELL GN2 de 50 mégapixels, est installé dans Xiaomi Mi 11 Ultra: Il mesure 1 / 1,12 "de diagonale.

Lentilles

Les objectifs utilisés ont un impact significatif sur la qualité de l'image. Ils se composent de lentilles - 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 composées de plusieurs lentilles, car une seule ne suffit pas. Des lentilles courbes et concaves de densités différentes alternent. Une sélection et un placement corrects dans l'objectif affecteront la clarté et le contraste de l'image. Avec les 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. Le plus souvent, il s'agit d'objectifs standard, grand angle et macro. Dans le même temps, on ne peut pas dire que les smartphones à plusieurs objectifs tirent évidemment mieux qu'avec un seul: cela dépend de la mise en œuvre d'un appareil particulier. Il peut arriver que parmi les nombreuses caméras d'un module, aucune ne donne un résultat acceptable et la quantité ne se transforme pas en qualité.

Focale et ouverture

Plus la distance focale est basse, plus l'angle de vue de l'objectif est élevé, et vice versa - les objectifs avec une focale élevée tournent 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 est le rapport entre la distance focale et la taille de l'entrée de la caméra.

Plus la lumière atteint le capteur et plus l'entrée de l'appareil photo est grande, moins la profondeur de champ est faible, c'est-à-dire que seul le sujet sera mis au point et l'arrière-plan sera flou.

Pour augmenter la profondeur de champ, vous devez réduire l'entrée, mais cela réduira également la luminosité. Dans les smartphones, cela est le plus souvent réalisé par programmation. Cependant, les appareils modernes utilisent des modules avec plusieurs objectifs - avec des objectifs de différentes tailles, différentes longueurs 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 des 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 est en bas et le système ajuste la mise au point dans le cas où une quantité différente de pixels tombe sur les pixels Sveta.

Il existe également une mise au point automatique basée sur le laser et le contraste. Certaines entreprises utilisent des technologies dans les caméras qui vous permettent de vous concentrer sur des objets spécifiques dans le cadre, par exemple, reconnaître les visages et 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. Ces objectifs utilisent un système d'objectifs et de miroirs situés sur le côté dans le corps du smartphone, et grâce à eux, vous pouvez obtenir, par exemple, un zoom cinq fois. 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. Cela se produit dans Huawei P40 Pro + (c'est en lui 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 - 3x.

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, 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 le nombre de pixels contenus dans une image. Et la fréquence d'images est le nombre d'images de ce type par seconde.

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

HDR

HDR signifie High Dynamic Range, qui représente 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 de la prise de vue vidéo - cadres) avec des expositions différentes, puis les combine, en équilibrant les zones claires et sombres. Pour cette raison, 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, bien sûr, confondent et effraient. Et le principal problème est qu'il est irréaliste de comprendre uniquement à partir de ces chiffres comment l'appareil photo du smartphone tournera.

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

Chaque fabricant a une approche différente 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 tout cela fait également partie du traitement.

Prenons un exemple simple parmi les smartphones assez populaires. 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 ont 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, mais sans être sursaturé. Les photos du 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, tournés 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. Seuls les avis professionnels avec des photos de test prises dans différents modes vous aideront ici.

Aucune confiance en mégapixels

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

La première étape consiste à 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 avis, qui publient des photos de test 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 droits et la capacité de capturer l'instant. Et le reste est secondaire.