Pourquoi les smartphones ont-ils autant d’appareils photo et que font-ils ?

Les smartphones offrent plusieurs caméras pour augmenter vos choix créatifs et améliorer la qualité globale de l’image grâce à un logiciel. Vous utilisez probablement toutes les caméras de votre téléphone, même si vous ne vous en rendez pas compte.

Les smartphones modernes contiennent plusieurs appareils photo, vous offrant plusieurs choix créatifs lorsque vous photographiez des membres de votre famille, des voyages en voiture, des matchs de football, etc. Mais il y a de fortes chances que vous ne compreniez pas vraiment le fonctionnement de ces caméras et que vous ayez l’impression de n’utiliser que la caméra « principale ».

Voici la bonne nouvelle ; vous utilisez déjà toutes les caméras de votre smartphone, même si vous ne le savez pas. Et avec juste un peu de connaissances, vous améliorez vos compétences en photographie et tirez encore plus d’utilité du réseau de caméras géantes de votre téléphone.

Pourquoi les smartphones ont-ils plusieurs caméras ?

Les appareils photo numériques contiennent une tonne de petites pièces. Mais les composants les plus importants d’un appareil photo numérique sont le capteur d’image et l’objectif. Alors que le capteur d’image dicte la résolution et la qualité globale de la photo, l’objectif contrôle les bizarreries stylistiques comme le champ de vision ou la distance focale – nous simplifions les choses ici, mais c’est l’essentiel. (Et oui, nous expliquerons ce que signifient ces termes dans un instant.)

Les appareils photo reflex numériques et sans miroir professionnels ont un capteur d’image intégré, qui ne peut pas être retiré. Ainsi, pour offrir plus de liberté stylistique au photographe, les appareils photo reflex numériques et sans miroir proposent un système d’objectifs interchangeables. Si vous avez besoin d’une photo détaillée d’un sujet éloigné, sortez simplement votre téléobjectif et fixez-le à l’appareil photo !

Les smartphones sont trop petits et trop fragiles pour utiliser des objectifs interchangeables. Ainsi, pour imiter la flexibilité d’un « vrai » appareil photo, les téléphones proposent plusieurs capteurs d’image, chacun avec son propre objectif unique.

Les téléphones basculent automatiquement entre ces appareils photo pendant que vous prenez des photos, éliminant ainsi la courbe d’apprentissage associée aux appareils photo reflex numériques ou sans miroir (la commutation automatique de l’appareil photo se produit généralement lors d’un zoom avant ou arrière). Cela dit, vous pouvez sélectionner manuellement un objectif à partir de l’application appareil photo de votre téléphone, de la même manière qu’un photographe professionnel pourrait sortir un objectif de son sac.

Caméras larges ou « principales » : prise de vue à usage général

Un appareil photo grand angle a une distance focale relativement courte, généralement entre 24 mm et 35 mm (on parle de distance focale équivalente, soit dit en passant). Cela offre un large champ de vision, vous permettant de capturer des scènes plus grandes que celles que vous pourriez obtenir avec un téléobjectif. De plus, la distance focale courte vous offre une grande profondeur de champ—objets au premier plan et l’arrière-plan reste au point.

Les applications d’appareil photo pour smartphone utilisent toujours par défaut l’objectif grand angle. C’est pourquoi on l’appelle généralement l’objectif « principal » d’un smartphone et, comme on peut s’y attendre, c’est l’option idéale pour la plupart des photos.

Cela dit, les appareils photo grand angle ont tendance à produire des photos très « basiques ». Pour contourner ce problème, les fabricants peuvent utiliser la « photographie informatique » pour améliorer la qualité ou le style de l’image. Fondamentalement, le téléphone exécute vos images via un logiciel pour rendre les images plus jolies.

Le mode Portrait de l’iPhone est un excellent exemple de « photographie computationnelle ». Comme nous l’avons mentionné précédemment, les objectifs grand angle permettent de garder le sujet et l’arrière-plan nets. Mais le mode Portrait utilise les données de la caméra téléobjectif d’un téléphone (qui a une faible profondeur de champ) pour brouiller l’arrière-plan derrière un sujet.

Il convient également de noter qu’en raison de contraintes technologiques, la grande majorité des appareils photo des smartphones utilisent un objectif à focale fixe. Ce type d’objectif ne peut pas être réglé pour agrandir une image. Ainsi, le zoom optique est hors de propos et le zoom numérique (qui réduit sensiblement la qualité de la photo) prend généralement sa place.

Mais certains smartphones offrent un zoom optique à l’aide d’une astuce sophistiquée : ils passent à un autre appareil photo, généralement un avec un téléobjectif 3x. C’est l’une des plus grandes motivations derrière une conception multi-lentilles. Même si un utilisateur ne comprend pas les caméras de son téléphone, il remarquera que la fonction de zoom est meilleure sur un nouveau téléphone.

Téléobjectifs : zoom de haute qualité

Les téléobjectifs sont fondamentalement à l’opposé des objectifs grand angle. Ils ont une longue focale comprise entre 50 mm et 80 mm, ce qui signifie qu’ils sont « zoomés » par défaut et capturent une zone relativement étroite d’une scène.

Comme son nom l’indique, un téléobjectif est fait pour capturer des sujets lointains. Si vous avez besoin de prendre une photo d’un oiseau sur un arbre ou d’un enfant dans un terrain de softball, vous passez au téléobjectif. Cela se produit automatiquement lorsque vous effectuez un zoom avant sur un appareil photo avec un téléobjectif, et est généralement indiqué par une petite icône à l’écran qui affiche un rapport de zoom de « 2x » ou « 3x ».

Les téléobjectifs ont une faible profondeur de champ. Ainsi, pendant que votre sujet reste net, les objets en arrière-plan (ou les objets qui sont très près de la caméra) peut avoir un beau flou naturel. Étonnamment, cela fait du téléobjectif un excellent choix pour les portraits : le FOV étroit vous aide à cadrer le sujet, tandis que la faible profondeur de champ vous donne un flou d’arrière-plan léger (ou extrême).

Mais cet effet est moins perceptible dans le téléobjectif d’un smartphone, où les limitations liées à la taille du capteur, à l’ouverture et à la distance focale peuvent « annuler » une faible profondeur de champ. À moins que votre parcours ne soit très loinvous avez généralement besoin d’une photographie informatique pour obtenir un flou d’arrière-plan lorsque vous utilisez un téléobjectif pour smartphone.

Il faut aussi noter que les téléobjectifs peuvent « compresser » une image. Il s’agit d’un effet secondaire de la faible profondeur de champ : l’arrière-plan semble être « plus proche » de votre sujet. Cela peut être une bonne ou une mauvaise chose, selon votre sens du style.

Appareils photo ultra-larges : capturez plus d’une scène

Comme vous pouvez probablement le deviner, les caméras ultra-larges capturent une zone extrêmement large de n’importe quelle scène. Ils peuvent même donner l’impression d’un « zoom arrière » par rapport à votre appareil photo grand angle typique, c’est pourquoi les smartphones désignent généralement l’objectif ultra-large comme un « zoom 0,5x ».

Les caméras ultra-larges ont une distance focale comprise entre 16 mm et 24 mm. Cela offre une très grande profondeur de champ. Essentiellement, tout dans votre image reste net.

Grâce à sa courte distance focale et à sa grande profondeur de champ, l’appareil photo ultra-large est une excellente option pour prendre des photos dans presque tous les environnements. L’objectif ultra-large de votre téléphone est idéal pour les photos de paysage, mais il peut également capturer une tonne de détails dans des espaces restreints, comme les couloirs, les rues de la ville ou l’intérieur des voitures.

Cela dit, les objectifs ultra-larges introduisent une distorsion en barillet lors de la prise de vue à courte distance. C’est comme une version allégée de l’effet « fisheye » – le centre de votre image tire vers l’avant, tandis que les bords poussent vers les coins gauche et droit à un angle incurvé.

Vous constaterez que cette distorsion est souhaitable dans certaines situations. Cela peut rendre les images surréalistes, et si vous collez un appareil photo ultra-large sur le visage de votre animal, les résultats sont très amusants. Mais d’une manière générale, cette distorsion décourage les gens d’utiliser leur appareil photo ultra-large pour photographier des sujets à courte distance.

Autres caméras : macro et monochrome

Les fabricants ont tendance à devenir un peu fous avec les caméras des téléphones de milieu de gamme. Ils jettent tout contre le mur, généralement dans le but de rendre leurs appareils bon marché un peu plus « premium ». Pour cette raison, votre téléphone peut être équipé d’un appareil photo macro ou d’un capteur monochrome.

Un appareil photo macro est spécialement conçu pour faire la mise au point sur de petits sujets, généralement à une distance extrêmement courte. Vous pouvez utiliser un appareil photo macro pour prendre des photos détaillées de LEGO, par exemple, bien qu’ils soient généralement utilisés sur des fleurs, des insectes, des globes oculaires et d’autres choses qui semblent dramatiques lorsqu’elles sont vues en détail.

Mais à moins d’être fan de macrophotographie, un objectif macro n’est pas très utile dans un smartphone. C’est pourquoi le dernier iPhone utilise un téléobjectif pour son « mode de prise de vue macro ». Les résultats sont assez impressionnants, et nous nous attendons à ce que d’autres smartphones suivent l’exemple d’Apple dans ce domaine.

En ce qui concerne les capteurs monochromes, eh bien, expliquons d’abord un capteur de caméra typique. Lors de la capture d’images en couleur, un capteur d’appareil photo numérique doit capturer individuellement les longueurs d’onde rouge, bleue et verte, qui sont combinées par un processeur de capteur d’image (ISP). Les caméras monochromes capturent toute cette lumière en une seule fois, offrant une augmentation spectaculaire du contraste et éliminant le besoin d’un FAI.

Bien sûr, les capteurs monochromes ne prennent des photos qu’en noir et blanc. Vous pouvez utiliser un capteur monochrome comme appareil photo noir et blanc de base, mais en général, les smartphones incluent ce capteur pour augmenter le contraste des images en couleur. Les photos sont prises simultanément par l’appareil photo principal et le capteur monochrome, et les informations de contraste sont extraites de l’image N&B pour améliorer votre photo en couleur.

Encore une fois, ces caméras sont généralement incluses dans les téléphones de milieu de gamme. En conséquence, il n’y a pas trop de téléphones avec des caméras macro ou des capteurs monochromes de haute qualité.

Capteurs de temps de vol (ToF) : amélioration du sens de la profondeur

Certains appareils, y compris les iPhones modernes, utilisent un capteur de temps de vol (ToF) pour mesurer la profondeur. Il émet une rafale de lumière infrarouge, mesure le temps qu’il faut pour que la lumière revienne et crache une carte de profondeur 3D qui peut être utilisée par un logiciel de photographie informatique ou des applications de «cartographie de la pièce».

Le capteur ToF de l’iPhone est accompagné d’un capteur LiDAR. Les deux technologies effectuent la même tâche de base, bien que les capteurs LiDAR soient un peu plus précis, car ils envoient plusieurs éclats de lumière non visible. Comme vous pouvez l’imaginer, le capteur ToF nécessite beaucoup moins de puissance de traitement, c’est donc l’option idéale pour la photographie.

Cela dit, un smartphone peut prendre de superbes photos sans capteur ToF. L’iPhone utilise principalement son capteur ToF pour améliorer la mise au point en basse lumière et fournir une plus grande précision en mode Portrait. Les marques de smartphones rivales ont pour la plupart évité cette technologie, et Samsung a abandonné les capteurs ToF après le Galaxy S9.

Il convient également de noter que l’iPhone utilise ToF et LiDAR pour Face ID (et Samsung utilisait cette technologie pour sa fonction Iris Scan). C’est pourquoi la reconnaissance faciale est plus sécurisée sur iPhone que sur Android – des appareils comme le Pixel 7 numérisent des photos 2D pour Face Unlock, mais l’iPhone traite des cartes de profondeur 3D.