a qualité de la caméra est la dernière course d’armes pour smartphone et le capteur de la caméra est l’un des plus grands contributeurs aux images superbes. Si le nombre de mégapixels est une tendance de plus en plus populaire, c’est la taille du capteur d’image de la caméra qui est en fait beaucoup plus importante. Huawei, par exemple, s’enorgueillit en permanence d’inclure des capteurs d’images plus grands dans ses combinés phares que ses concurrents. Les fabricants de composants tels que Sony et Samsung soulignent de plus en plus la taille de leurs capteurs. Mais pourquoi la taille du capteur semble-t-elle si cruciale pour prendre les meilleures photos ?
Pour comprendre pourquoi, nous devons revenir au principe fondamental de prendre des photos — capture de lumière. Un capteur plus grand capture plus de lumière qu’un petit, et plus de lumière produit des images plus belles. C’est tout au moins ça, mais il y a un peu plus que ça.
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Capturer le plus de lumière possible
À un niveau de base, la taille du capteur détermine la quantité de lumière disponible pour créer une image. Bien que la résolution joue un rôle dans le détail, c’est la quantité de lumière capturée qui détermine l’équilibre d’exposition, la portée dynamique et même la netteté d’une caméra. C’est pourquoi les caméras DSLR 16MP et 20MP ont toujours un meilleur aspect que les smartphones 108MP actuels.
La plupart des capteurs de smartphone mesurent généralement seulement 1/2,55 pouce ou environ 1 cm de large, bien que certains soient plus grands à 1/1,7 pouce et plus. En comparaison, les capteurs de la caméra DSLR s’adaptent à un pouce au-dessus de l’autre, ce qui permet d’obtenir 4 ou 5 fois la taille requise. Les capteurs de téléphones intelligents sont tout simplement minuscules en comparaison, bien que quelques marques réduisent l’écart par rapport à la taille traditionnelle des capteurs de points et de prises de vue. La série Huawei P40 est la plus grande de l’industrie mobile à 1/1,28 pouce.
Plus le capteur est grand, plus il capture de lumière pour une vitesse d’obturation définie, ISO (sensibilité à l’exposition) et ouverture. Bien que vous puissiez compenser les petits inconvénients des capteurs en utilisant une plus grande exposition pour plus de lumière, cela rend les images plus sensibles au flou dû aux tremblements de mains et aux mouvements de scène. Le flou réduit la netteté de l’image quelle que soit la résolution du capteur. De même, il est plus difficile de construire des lentilles plus larges sans introduire d’artefacts de distorsion de l’objectif, sans parler de la modification du champ de vision. Comme vous l’avez probablement deviné, plus de lumière rend les capteurs plus larges bien meilleurs en photographie à faible luminosité que les capteurs plus petits également.
Les photo sites de caméra, les bits responsables de la conversion d’une scène en signaux électriques, aiment la lumière. Ils peuvent être organisés de différentes manières selon le capteur, mais dans les capteurs de la couche de smartphone courants, ils sont d’un pixel par potosiite. Plus les photo sites reçoivent de lumière, plus la gamme dynamique (pas perceptible entre la lumière et le noir) qu’ils peuvent produire est grande. Imaginez une « certitude » que n’importe quel pixel était plus clair ou plus sombre que son voisin. Il est beaucoup plus facile de juger cela avec beaucoup de lumière qui frappe le capteur et un bruit minimal.
La taille des photos varie en fonction de la résolution de la caméra et de la taille du capteur. Le maintien de la taille constante du capteur signifie que la taille du photo site diminue à mesure que la résolution augmente. Sinon, pour une résolution définie, plus les photos sont volumineuses, plus le capteur est grand.
Il est important de noter que les photo sites sont entassés dans de petits capteurs. Leur proximité étroite signifie qu’il arrive que la lumière d’un pixel se dissipe dans un pixel adjacent. Il s’agit d’un bruit de capteur qui apparaît souvent très clairement sur des images de faible luminosité et sur des couleurs unies comme un ciel bleu. Les capteurs plus petits et les petits photo sites augmentent le bruit et diminuent la portée dynamique.
Pourquoi la taille du capteur de l’appareil photo est-elle importante ?
Avec le passage à des résolutions de plus en plus grandes (maintenant supérieures à 100 MP), les capteurs de caméra plus gros n’ont jamais été aussi importants. Pour optimiser le potentiel de résolution des caméras 48, 64 et 108 MP, il est essentiel de conserver des tailles de pixels raisonnables. Bien que nous n’ayons pas encore vu de smartphone qui extrait le niveau de détail que vous attendiez de ces chiffres. Malgré cela, ces capteurs captent plus de détails que jamais dans un bon éclairage.
Une autre tendance récente dans l’espace mobile est la technologie d’éjection de pixels, qui permet à ces capteurs haute résolution de combiner des pixels pour une meilleure capture de lumière. Ces capteurs plus grands, et par extension plus de pixels, améliorent considérablement la qualité de la photographie à faible éclairage. Cela réduit le bruit et améliore les couleurs, même dans les environnements faiblement éclairés.
Les capteurs plus grands ont également un impact sur l’aspect et la qualité de vos prises au-delà de la simple résolution. Comme nous l’avons déjà mentionné, des vitesses d’obturation plus élevées et une ISO plus faible garantissent une image nette et nette. Vous n’avez pas besoin d’une telle ouverture pour capter beaucoup de lumière, ce qui réduit les risques de distorsion de l’objectif, comme le halo violette.
Des capteurs plus grands permettent également de produire cet effet de flou bookée d’aspect fantaisiste que nous associons aux DSLR, où le sujet semble isolé et le reste de l’image flou. Les capteurs de grande taille peuvent utiliser des ouvertures plus rapides (plus élevées) et des lentilles d’angle plus larges pour obtenir le même effet que les capteurs plus petits, ou utiliser des ouvertures similaires et des lentilles plus étroites pour obtenir un effet bookée plus fort. Bien que les petits capteurs mobiles ne puissent pas rivaliser avec l’effet du DSLR, les capteurs plus grands permettent de combler l’écart.
Capteurs Smartphone comparés
Pour présenter la vaste gamme de capteurs d’images actuellement disponibles dans l’espace du smartphone, nous avons suivi les tailles de capteurs principales sur une gamme de téléphones haut de gamme.
Il faut attendre 2020 pour qu’un bon nombre de caméras smartphone surpassent le capteur 1/1,5 pouce offert par le Nokia Lumia 1020 de 2013, un titan historique de la photographie mobile. Les capteurs plus grands ne sont certainement pas une idée nouvelle, mais les entreprises sont maintenant prêtes à accepter les compromis esthétiques qui vont de pair avec les capteurs plus grands.
Il est également remarquable que les Google Pixel 4 et iPhone 11 se classent au bas des tailles de capteurs phares modernes, tout en étant considérés comme parmi les meilleurs téléphones de caméra. De toute évidence, la taille du capteur n’est pas tout pour prendre une photo exceptionnelle
Just one piece of the puzzle
Larger image sensors are an important part of the mobile photography puzzle, but they’re not the only piece. A great quality camera also requires a brilliant lens, a powerful image processing chain, and software that lets you get the most out of the hardware as easily as possible. It’s essential to look at the whole package, not just one part or big numbers on a spec sheet.
Smartphone camera quality is also increasingly driven by advances in computational photography and machine learning. See the Google Pixel 4. So much so that smart software often beats raw megapixels for image quality. Even so, there’s only so much that great software can do with poor hardware. Intelligent cameras need a solid base to build from, and image sensor size is the essential ingredient in the race to better smartphone cameras.