Capteurs photos smartphones : autofocus, exposition, tout ce que vous devez savoir

Pourquoi les capteurs photo de nos smartphones ne sont pas tous égaux ? Pourquoi le nombre de mégapixels est loin d’être un gage de qualité ? Voici les réponses à toutes les questions que vous vous posez.

Sans aller jusqu’à dire que le capteur photo est la pierre angulaire d’un smartphone (quoique), il reste un critère d’achat déterminant. De plus en plus d’utilisateurs abandonnent leur appareil photo compact pour leur smartphone, à condition que celui-ci offre une qualité suffisante. Si vous possédez un Galaxy S7, un LG G5 ou un Sony Xperia Z5, il est fort à parier que vous ne serez pas déçu, mais qu’est-ce qui fait que ces derniers parviennent à prendre de si belles photos, mis à part le nombre de mégapixels qui reste un facteur parmi tant d’autres ?

La définition

On ne va pas se mentir, lorsqu’on achète un nouveau smartphone, le nombre de Mégapixels embarqués par l’appareil photo reste l’élément qu’on regarde en premier et souvent celui le plus mis en avant par les constructeurs, bien que la surenchère semble s’être arrêtée. En effet Samsung après avoir proposé des capteurs de 16 MP sur ses Galaxy S5 et S6, propose un simple 12 MP sur le Galaxy S7, mais en améliorant grandement les capacités. Au final il n’y a que Sony qui continue de proposer des capteurs de 21 MP, car même HTC est passé à 12,1 MP avec le HTC 10.

1 Mégapixel, c’est un million de pixels. Le total est calculé en multipliant la hauteur et la largeur de l’image. Plus vous aurez de mégapixels, plus l’image photographiée sera grande et mieux vous pourrez zoomer à posteriori de la prise de vue. La différence se jouera donc surtout au niveau de l’agrandissement, mais certainement pas sur un écran 5 pouces avec une image non zoomée.

Mise au point et autofocus

Étape cruciale avant la prise de vue, la mise au point va permettre de sélectionner quelle portion de l’image sous souhaitez rendre la plus nette. Sur les smartphones et les appareils photo, ce processus est facilité par l’autofocus qui se fera soit de façon totalement automatique, soit en touchant l’écran de l’appareil.

À ce niveau-là, tous les smartphones ne sont pas à égalité. LG utilise un autofocus laser depuis le G3, technologie depuis reprise par certains constructeurs et par les Nexus 5X et 6P et Sony est parvenu à démocratiser l’autofocus à détection de phase sur les smartphones, technologie empruntée aux appareils photo reflex. De façon générale, les hauts de gamme récents proposent un autofocus très rapide. Mention spéciale pour les modèles de la série Sony Xperia Z5 qui assurent une mise au point en seulement 0,03 seconde.

La longueur focale

La longueur focale est une mesure mathématique qui correspond à la distance optique entre le point où les rayons lumineux convergent pour former une image nette (centre optique de l’objectif) et le capteur photo. Plus la distance focale (exprimée en millimètres) sera courte, plus le plan de l’image sera large et inversement. Actuellement, la plupart des smartphones proposent une longueur focale comprise entre 28 et 30 mm.

La taille du capteur

Comme son nom l’indique, cette valeur désigne tout simplement la taille physique du capteur. Et ne vous méprenez pas, ça n’a rien à voir avec le nombre de mégapixels. Il est tout à fait possible d’entasser 20 millions de pixels dans le même espace que 8 Mégapixels. Ceci dit, retenez une chose, plus un capteur est grand, plus grande sera la quantité de lumière captée.

Un facteur qui influencera donc directement la qualité de l’image capturée. La taille du capteur est exprimée sous la forme d’une fraction. Plus le dénominateur est grand, plus le capteur sera petit. À titre d’exemple, le Sony Xperia Z2 (20,7 Mégapixels) embarque un capteur photo de 1/2.3 pouces et le Galaxy Note 4 (16 Mégapixels), un capteur de 1/2.6 pouces.

La taille des photosites

On n’en parle pas assez et pourtant, la taille des photosites reste un facteur déterminant dans la captation de la lumière et le résultat final. Concrètement, il s’agit ni plus ni moins que des cellules photoélectriques qui composent le capteur. Encore une fois, plus ils seront grands, mieux ce sera.

Leur taille est exprimée en micromètres. À titre d’exemple, le capteur photo du Samsung Galaxy S7 propose des photosites de 1.4 μm, ce qui lui permet de capter beaucoup de lumière comme les Nexus 5X et 6P. Ces derniers proposent des photosites de 1,55 μm, ils sont donc relativement larges et c’est d’ailleurs ce qui rend leur appareil photo aussi performant, même si on reste en dessous des (très) grands photosites de l’UltraPixel de HTC.

L’ouverture (ou diaphragme)

Voici l’un des facteurs les plus déterminants pour un appareil photo, l’ouverture du capteur également appelée diaphragme. Plus elle sera grande, plus l’appareil captera de lumière et meilleure sera la qualité en basse luminosité. Cette valeur s’exprime en fx.x. Plus le chiffre qui figure derrière le « f » est petit, plus grande sera l’ouverture.

Actuellement, les meilleurs dans ce domaine ne sont autres que le Samsung Galaxy S7 (et ses variantes) qui propose une ouverture de f/1.7, le LG G5 qui propose une ouverture de f/1.8, mais aussi le HTC 10 qui possède aussi une ouverture de f/1.8. Ce qui explique d’ailleurs pourquoi ils s’en sortent aussi bien pour les photos de nuit. Mais les Xperia Z5 et Nexus 5X et 6P qui proposent des capteurs d’ouverture f/2.0 s’en sortent assez bien également.

La balance des blancs

La balance des blancs est un paramètre directement lié à la température des couleurs. Elle est généralement définie de façon automatique par l’appareil photo qui la mesurera à partir de la lumière ambiante. Si la balance des blancs est bien équilibrée, alors les couleurs de votre image seront proches de la réalité, en revanche, si ce n’est pas le cas, alors le rendu ne sera pas naturel. D’ailleurs, à ce niveau-là, certains ne tombent pas toujours très juste.

À moins de vouloir jouer volontairement avec la balance des blancs pour donner un certain style à votre image, vous préférez la plupart du temps obtenir une photo proche de la réalité. Généralement, ce réglage se fait automatiquement et si votre smartphone ne propose pas de mode pro ou automatique, vous ne pourrez sans doute pas accéder à ce paramètre. Toutefois, si c’est le cas, vous devriez retrouver plusieurs modes sous le réglage « WB » parmi lesquels soleil, nuage, néon, flash.

L’exposition

L’exposition renvoie à la façon dont le capteur va calculer la luminosité de l’image et décider de déclencher ou non le flash. La plupart du temps, le mode automatique suffira à obtenir une photo justement exposée, même si on n’est jamais à l’abri d’erreurs. Et puis c’est toujours plus agréable de pouvoir configurer manuellement l’aspect qu’on souhaite donner à son image, vous ne trouvez pas ?

Heureusement, certains smartphones permettent de régler manuellement l’exposition, ce qui s’avérera bien utile pour corriger certaines erreurs du mode automatique et éviter de se retrouver avec des images soit surexposées (ou brûlées), soit sous-exposées et trop sombres.

Le mode HDR

Présent sur la plupart des smartphones, le mode HDR permet de corriger automatiquement tout effet de surexposition ou de sous-exposition de façon à fournir des images plus contrastées et plus proches de la réalité, l’œil humain étant nettement plus doué que n’importe quel appareil photo lorsqu’il s’agit de percevoir des contrastes.

Généralement, le capteur prendra trois images successives, l’une surexposée, l’autre sous-exposée et une troisième exposée correctement. L’ensemble sera ensuite combiné par un algorithme logiciel qui permettra de corriger les zones trop sombres ou trop claires.

La sensibilité ISO

Encore une fois, tous les smartphones ne permettent pas de choisir manuellement la sensibilité ISO, mais si c’est le cas, vous prenez alors la main sur un réglage déterminant pour la suite. Pourquoi ? Tout simplement parce que plus la sensibilité ISO sera basse, moins vos photos seront bruitées et plus elles seront nettes. Ceci dit, ce n’est pas aussi simple que ça, sinon on utiliserait toujours la valeur la plus basse.

Concrètement, la sensibilité ISO est étroitement liée à l’exposition de la lumière. Plus elle sera élevée, plus votre image sera claire et vice versa. Généralement, elle varie entre 100 et 1600 ISO, mais sur certains smartphones, elle peut descendre jusqu’à 50 et/ou grimper jusqu’à 12 800 depuis le Sony Xperia Z3. Généralement, du bruit est susceptible d’apparaître sur les images à partir de 200 ISO. Il faut donc en user intelligemment, mais pas en abuser !

La vitesse d’obturation

En photographie, la vitesse d’obturation, également appelée temps de pose ou durée d’exposition désigne la période de temps durant laquelle l’obturateur va laisser passer la lumière dans le capteur. Plus ce temps sera court, plus votre image sera nette. Ceci dit, en basse luminosité, il est conseillé d’opter pour un temps de pose plus long. En revanche, si vous photographiez des objets en mouvement, plus la durée d’exposition sera courte, mieux ce sera.

Généralement, votre smartphone gérera automatiquement ce paramètre en fonction de la luminosité et seulement une poignée d’appareils intégrant les contrôles manuels de l’API Camera2 de Google dans leur firmware permettront d’influer dessus manuellement et d’obtenir ce genre d’effets.

La stabilisation optique OIS

En l’espace de deux ans, la stabilisation optique OIS s’est imposée chez la majeure partie des constructeurs et permet de compenser les effets de flou causés par les mouvements de l’utilisateur lors de la capture d’une image ou d’une vidéo. Contrairement à la stabilisation électronique (ou logicielle), la stabilisation optique se base sur un composant physique. Une lentille supplémentaire contrôlée par des électroaimants qui va permettre de compenser les mouvements de l’utilisateur afin d’obtenir l’image la plus nette possible.

Mais une très bonne stabilisation numérique peut aussi très bien faire l’affaire, c’est le cas par exemple sur le Xperia X Performance, la stabilisation Steadyshot de Sony est impressionnante. Elle a d’ailleurs était saluée par DxOMark dans leur test.

Voilà ce dossier devrait vous permettre de tout connaître à propose des différents capteurs photo qu’on peut trouver sur son smartphone, on espère qu’il vous permettra de faire le bon choix au moment de l’achat d’un nouveau smartphone.

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Réagir à cet article

  • fred

    Merci de toutes ces explications. ;)

  • Pierrick le Louer

    Merci, oncomprend mieux mais j’ai mal au cœur sur la photo de tout ces smartphones écran face a une pierre…je suis un maniaque des écrans nickel ! lol

  • Ben

    Enfin un article qui se démarque des sites concurrents. Merci. Très intéressant.
    Hélas, les fiches techniques des smartphones ne délivrent pas tous ces éléments …

  • Nafnaf84

    Merci pour ce super article qui résume bien en montrant clairement avec images explicites :)

  • Honneur et Fidélité

    Voila un bel article,sérieux,clair et intéressant ,merci et bravo.
    (ca change) :))

  • XTREME

    c’est pas 12 mpx sur le s7 ??

    • Athena223

      Dual Pixel 12 MP
      ouverture f/1,7
      pixels (1.4µm)

  • louis

    Si cela voulait dire que les constructeurs allaient nous pondent des appareils qui soient aussi convenablement renseignés … et de caractéristiques comparable aux APN compacts expert, ce serait encore mieux, faut bien rêver un petit peu !