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Nouvelles techniques

La prochaine grande nouveauté en matière de photographie sur smartphone – Samsung Global Newsroom


Les capteurs ultra haute résolution 200 MP et la technologie Remosaic d’ISOCELL comblent le fossé entre les appareils photo grand angle et téléobjectif des smartphones.

L’appareil photo est généralement le principal point de référence pour évaluer les smartphones pour deux raisons : premièrement, c’est la fonctionnalité la plus souvent utilisée dans la vie quotidienne, et deuxièmement, l’évaluation de ses performances est possible même pour un œil humain non averti. Les caméras des smartphones se sont rapidement améliorées au cours de la dernière décennie, mais il existe encore des limites évidentes dues à leur format compact. Chaque année, les utilisateurs de smartphones s’attendent à ce que leurs nouveaux appareils soient dotés de meilleurs appareils photo dans un boîtier plus fin et plus léger. Dans le même temps, de plus en plus de voix techniques commentent la taille de la bosse de l’appareil photo ainsi que l’épaisseur et le poids globaux de l’appareil.

L’une des principales solutions à ce défi est la caméra téléobjectif, qui a entraîné des améliorations progressives de la technologie des capteurs téléobjectifs dans l’industrie. Alors que plusieurs grands fabricants de smartphones ont annoncé l’inclusion de téléobjectifs améliorés dans leurs appareils phares, le téléobjectif est désormais considéré comme le deuxième appareil photo principal au lieu d’un simple appareil photo supplémentaire ou secondaire. En regardant vers l’avenir, le téléobjectif est devenu un facteur clé dans l’amélioration des spécifications des appareils photo des smartphones.

Pourquoi les téléobjectifs sont la prochaine grande nouveauté

La photographie de portrait est l’un des domaines dans lesquels les fonctionnalités des téléobjectifs brillent vraiment. Pour prendre des photos distantes, de nombreux utilisateurs de smartphones utilisent le mode fort grossissement de leur téléobjectif. Cependant, lorsqu’il s’agit de portraits, ils ont tendance à prendre des photos en mode grand angle. Le problème est que le champ de vision déforme les objets proches, ce qui rend difficile la capture précise du sujet.

▲ (De gauche à droite) Appareil photo grand angle (1x), Appareil photo téléobjectif (3x) : comparaison de distorsion entre les appareils photo grand angle et téléobjectif

Sur la photo de gauche ci-dessus, la distorsion du sujet s’est produite en raison d’une prise de vue en gros plan avec l’appareil photo principal large, qui a une distance focale de 24 mm et un champ de vision d’environ 84°. Cette distorsion est due à la courte distance de prise de vue de l’appareil photo grand angle pour une prise de vue en gros plan. Étant donné que la forme 3D du visage humain est projetée sur le capteur d’image 2D, le centre du visage est étendu par rapport à la périphérie du visage en raison de la distance relative par rapport à la caméra. C’est ce qu’on appelle la « distorsion d’extension ». Des distances de prise de vue plus courtes augmentent la différence de distance relative des formes faciales 3D, donc plus la distance de prise de vue est courte, plus la distorsion d’extension est importante. Cela explique pourquoi l’appareil photo grand angle convient pour prendre des photos de personnes sur un fond de paysage (comme dans un lieu touristique), mais pas pour les images dans lesquelles les personnes sont les sujets principaux. D’un autre côté, un téléobjectif avec une distance focale de 85 mm et un champ de vision de 29° est beaucoup moins déformé au grossissement le plus courant de 3-3,5x, ce qui le rend plus adapté à la photographie de portrait.

Une autre raison pour laquelle les téléobjectifs excellent dans la photographie de portrait est l’effet de flou produit par la distance focale. Lorsque toutes les autres variables sont égales, plus la distance focale est longue, plus la profondeur de champ est faible. En d’autres termes, l’arrière-plan autour du sujet sera flou et flou, ce qui donnera une photo plus centrée sur le sujet. Ainsi, même si un appareil photo grand angle est idéal pour capturer à la fois les personnes et les arrière-plans dans un lieu touristique, un téléobjectif est bien meilleur pour les scènes qui se concentrent sur les gens eux-mêmes.

Les limites des téléobjectifs jusqu’à présent

Actuellement, les téléobjectifs sont le plus souvent utilisés dans les smartphones haut de gamme. Le format optique des capteurs d’image pour les caméras grand angle de ce segment va de 1/1,4″ à 1″, avec une qualité d’image correspondant à leur taille et à leurs fonctionnalités, telles que la plage dynamique élevée (HDR) et la prise de vue à grande vitesse. En comparaison, le format optique des capteurs d’image téléobjectif est relativement petit, allant de 1/2,7″ à 1/2″ (à quelques exceptions près). Du point de vue de l’utilisateur, une telle différence de spécifications signifie que les caméras téléobjectif offrent une qualité d’image, des couleurs et des expériences HDR différentes de celles des caméras grand angle. Les téléobjectifs sont souvent utilisés pour suivre des sujets à distance, comme dans les stades ou les salles de concert, et les utilisateurs peuvent avoir du mal à capturer des photos et des vidéos avec le niveau de qualité souhaité.

Comparaison des capteurs grand angle et téléobjectif

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  • ISOCELL HP2 et ISOCELL HP3 sont utilisés dans les caméras larges.
  • Les produits ISOCELL A et B sont utilisés dans les téléobjectifs.

Combler l’écart entre les appareils photo grand angle et les téléobjectifs est devenu un défi majeur pour l’industrie des smartphones, avec la nécessité pour les capteurs téléobjectifs d’atteindre à terme le même niveau que les spécifications et les fonctions des capteurs grand angle. Heureusement, à mesure que les modules de capteurs grand angle sont devenus progressivement plus grands et plus hauts, l’espace réservé aux modules de capteurs d’image téléobjectif s’est élargi en conséquence. La mise à niveau de la taille et des capacités du capteur d’image téléobjectif permet non seulement aux utilisateurs de conserver des scénarios de prise de vue proches de ceux des capteurs larges, mais présente également l’avantage supplémentaire d’offrir une meilleure mise au point pour la photographie de portrait. En effet, pour le même champ de vision, un capteur d’image plus grand aura une distance focale plus longue, ce qui entraînera une profondeur de champ plus faible qu’un téléobjectif plus petit.

Capteurs ultra haute résolution : à la pointe de la tendance de la « deuxième caméra principale »

Les capteurs d’image ultra haute résolution d’ISOCELL constituent la solution appropriée à cette tendance vers de meilleurs téléobjectifs, leur permettant de véritablement être considérés comme le deuxième appareil photo principal. Sans surprise, la plus grande force des capteurs d’images ultra haute résolution réside dans leur résolution, qui a été prouvée par leur implémentation réussie dans divers smartphones. Ils ont également montré une valeur particulière dans les smartphones à un prix où l’adoption d’un téléobjectif séparé est difficile, voire impossible. Les images ci-dessous montrent comment un seul capteur de 200 MP peut remplir à la fois les rôles de téléobjectif et de grand angle, avec son zoom intégré 4x montrant une qualité d’image comparable à celle d’un téléobjectif conventionnel.

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▲ Images capturées par un capteur d’image de 200 MP avec une plage de zoom intégrée de 1x à 4x

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▲ Comparaison de la qualité d’image du module téléobjectif conventionnel et du capteur 200MP avec zoom intégré au capteur 4x

Les capteurs 200MP d’ISOCELL offrent une capacité de zoom intégré au capteur 2x et 4x sans perte de résolution, grâce à l’algorithme de remosaïque supérieur. La scène du zoom 4x ci-dessus montre une qualité d’image comparable à celle d’un module optique 3x, une réalisation exceptionnelle qui rend les systèmes de zoom optique séparés moins nécessaires. L’algorithme réorganise les pixels de couleur selon un motif RVB Bayer, de sorte qu’un capteur de 200 MP peut maintenir 12,5 MP avec un zoom 1x/2x/4x sans perte de résolution. Étant donné que l’appareil photo grand angle principal d’un smartphone est généralement réglé par défaut sur 12 MP en mode 1x, cette technologie permet aux utilisateurs de bénéficier de la même résolution avec un zoom 2x/4x.

En particulier, les ISOCELL HP2 et ISOCELL HP3 de 200 MP améliorent la qualité de la prise de vue avec zoom en appliquant un algorithme de remosaïque basé sur l’apprentissage en profondeur qui permet de mieux exprimer les détails optimisés pour la scène. De plus, avec des processeurs d’application (AP) phares comme la plate-forme mobile Snapdragon®, l’adoption de composants internes favorisant le calcul parallèle, tels que les processeurs de signal numérique (DSP) et les unités de traitement graphique (GPU), a créé une synergie et une qualité d’image considérablement améliorée.

Étant donné que ces capteurs d’image ultra haute résolution sont intrinsèquement conçus pour être le capteur principal, ils disposent de technologies avancées pour améliorer la qualité de l’image. Les capteurs utilisent la fonction Tetra²pixel, qui fusionne jusqu’à 16 pixels voisins pour améliorer la qualité des images en basse lumière. Ils offrent également de meilleures performances pour le HDR et les images par seconde (FPS). Ensuite, il y a le grand format optique 1/1,3″ à 1/1,4″, qui peut capturer des images avec une mise au point améliorée par rapport aux capteurs téléobjectifs conventionnels. Grâce à ces avantages clés, les capteurs d’image ISOCELL 200MP surmontent la barrière entre les caméras grand angle et les téléobjectifs, offrant une qualité d’image constante entre les caméras principales et secondaires ainsi que des expériences utilisateur innovantes pour les utilisateurs de smartphones phares.

Par exemple, sur un module téléobjectif 3x avec un capteur 200MP, des scénarios de zoom sans perte peuvent être exécutés de 3x à 6x à 12x. Cette capacité impressionnante signifie que des scènes plus diverses peuvent être capturées sans aucune perte de résolution. Dans la vie de tous les jours, et en particulier dans les lieux touristiques, il arrive souvent que les utilisateurs souhaitent non seulement capturer l’intégralité du premier plan, mais également zoomer sur une zone spécifique, comme les bâtiments de l’image ci-dessous. Mais avoir un sujet plus éloigné signifie que quelques pas suffisent pour obtenir une image très différente de celle vue avec le grand angle précédent. Outre le manque de capacités de zoom dans les appareils photo des smartphones existants, la mauvaise qualité d’image des téléobjectifs basse résolution constitue un point de frustration majeur lorsque les utilisateurs se rapprochent de leurs sujets. C’est pourquoi les capteurs d’images ultra haute résolution des téléobjectifs constituent une solution si efficace : les utilisateurs peuvent capturer des souvenirs plus précis et plus colorés de leur environnement, au même endroit et sous l’angle de leur choix.

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▲ (De haut en bas) Image de 12,5 MP capturée par un zoom intégré au capteur de 200 MP et certaines zones agrandies pour afficher les détails

La gamme de capteurs ISOCELL est prête à répondre aux besoins du marché

À mesure que les formats optiques des appareils photo larges des smartphones haut de gamme augmentent en taille, les capteurs d’image actuellement utilisés dans les appareils photo larges (1/1,3″ à 1/1,4″) pourraient également être intégrés dans les modules téléobjectifs à l’avenir. La gamme ISOCELL de capteurs 200MP, y compris l’ISOCELL HP2 et l’ISOCELL HP3, est bien adaptée à ce type d’application. Les deux capteurs ont été conçus pour répondre aux besoins des capteurs larges haut de gamme en termes de qualité d’image, de mise au point automatique, de HDR et de FPS. Ils sont actuellement en production pour être utilisés dans plusieurs modèles de smartphones. Bien qu’ils diffèrent à certains égards, les deux capteurs ont la même fonctionnalité de base : un algorithme logiciel de remosaïque d’apprentissage en profondeur 4 × 4 qui permet un zoom sans perte 2x/4x et un zoom de recadrage 4x sur puce.

Les capteurs 200MP d’ISOCELL ont déjà démontré la valeur de l’ultra-haute résolution en présentant leurs impressionnantes capacités de zoom dans les appareils existants. Alors que le paysage concurrentiel des smartphones haut de gamme se concentre de plus en plus sur l’offre d’une expérience utilisateur différenciée – au-delà du matériel – les capteurs ultra haute résolution d’ISOCELL sont sur le point de prouver leur valeur en tant que solution avant-gardiste permettant un meilleur zoom avec des détails épiques.

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Ray Richard

Head of technical department in some websites, I have been in the field of electronic journalism for 12 years and I am interested in travel, trips and discovering the world of technology.
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