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Qu’est-ce que la photographie computationnelle?

Caméra Google Pixel HDR
Google

La photographie informatique est responsable de la plupart des progrès incroyables que nos appareils photo pour smartphone ont réalisés au cours de la dernière décennie. Voici comment cela fonctionne et comment cela rend nos photos tellement meilleures.

La magie de la photographie computationnelle

La photographie numérique utilise un logiciel numérique pour améliorer les photos prises par un appareil photo. Il est le plus utilisé dans les smartphones. En fait, la photographie informatique fait le gros du travail pour créer les superbes images que vous voyez dans la galerie de photos de votre smartphone.

L’amélioration rapide des caméras des smartphones au cours des dernières années peut en grande partie être attribuée à l’amélioration du logiciel, plutôt qu’aux modifications du capteur physique de la caméra. Certains fabricants de smartphones, comme Apple et Google, améliorent continuellement les capacités de prise de photos de leurs appareils année après année sans jamais changer radicalement les capteurs physiques de l’appareil photo.

Pourquoi la photographie numérique est-elle importante?

Femme prenant une photo Google
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La façon dont un appareil photo capture numériquement une photo peut être grossièrement divisée en deux parties: la composante physique et le traitement de l’image. Le composant physique est le processus réel de la prise de vue par l’objectif. C’est là que des éléments tels que la taille du capteur, la vitesse de l’objectif et la distance focale entrent en jeu. C’est dans ce processus qu’un appareil photo traditionnel (comme un reflex numérique) brille vraiment.

La deuxième partie est le traitement d’image. C’est à ce moment que le logiciel utilise des techniques de calcul pour améliorer une photo. Ces techniques varient d’un téléphone à l’autre et d’un fabricant à l’autre. En général, cependant, ces processus fonctionnent ensemble pour créer une photographie impressionnante.

Même les téléphones les plus haut de gamme ont tendance à avoir de minuscules capteurs et une lentille lente en raison de leur taille. C’est pourquoi ils doivent s’appuyer sur des méthodes de traitement d’image pour créer des photos impressionnantes. La photographie informatique n’est pas nécessairement moins ou plus importante que l’optique physique; c’est juste différent.

Cependant, un appareil photo traditionnel peut faire certaines choses qu’un appareil photo de smartphone ne peut pas faire. C’est principalement parce qu’ils sont beaucoup plus grands que les smartphones et qu’ils ont des capteurs gigantesques et des objectifs interchangeables.

Mais il y a aussi certaines choses qu’un appareil photo numérique pour smartphone peut faire qu’un appareil photo traditionnel ne peut pas faire, et c’est tout grâce à la photographie informatique.

Techniques de photographie computationnelle

Empilement d'images iPhone Apple
Pomme

Il existe quelques techniques de photographie numérique que les smartphones utilisent pour créer des images fantastiques. Le plus important d’entre eux est l’empilement. C’est un processus dans lequel plusieurs photos sont prises par un appareil photo à des moments différents, et différentes expositions ou longueurs focales. Ils sont ensuite combinés par logiciel pour conserver les meilleurs détails de chaque image.

L’empilement est responsable de la plupart des énormes progrès réalisés dans les logiciels de photographie mobile au cours des dernières années, et il est utilisé dans la plupart des smartphones modernes. C’est aussi la technologie sur laquelle repose la photographie HDR (High Dynamic Range).

La plage dynamique d’une photographie étant limitée par l’exposition de cette photo spécifique, le HDR prend une image à différents niveaux d’exposition. Il combine ensuite les ombres les plus noires et les reflets les plus brillants pour créer une photo avec une plus grande gamme de couleurs.

Le HDR est une fonctionnalité de base de tout appareil photo de smartphone haut de gamme.

Caméra Deep Fusion iPhone
Pomme

Le binning de pixels est un autre processus utilisé par les appareils photo des smartphones dotés de capteurs de mégapixels élevés. Plutôt que d’empiler différentes photos les unes sur les autres, il combine des pixels adjacents dans une image à très haute résolution. La sortie finale est réduite à une image basse résolution plus détaillée, mais moins bruyante.

Les meilleures caméras de smartphone d’aujourd’hui sont souvent entraînées sur un réseau neuronal, qui est une série d’algorithmes qui traitent les données. Il vise à simuler ce que le cerveau humain peut faire. Ces réseaux de neurones peuvent reconnaître ce qui constitue une bonne photo, de sorte que le logiciel peut alors créer une image agréable à l’œil humain.

La photographie computationnelle en action

Pratiquement toutes les photos que nous prenons avec notre smartphone utilisent la photographie informatique pour améliorer l’image. Cependant, les téléphones ont acquis les caractéristiques notables suivantes qui mettent en évidence la puissance de traitement logiciel de leurs appareils photo au cours des dernières années:

  • Mode nuit (ou vision nocturne): Ce processus utilise des techniques de traitement HDR pour combiner des photos prises sur une plage différente de longueurs d’exposition afin d’étendre la plage dynamique d’une image prise dans des conditions de faible éclairage. La photo finale contiendra plus de détails et apparaîtra plus correctement éclairée qu’une photo prise avec une seule exposition.
  • Astrophotographie: Variante du mode nuit, cette fonctionnalité est disponible sur les téléphones Google Pixel. Il permet à la caméra de prendre des images détaillées du ciel nocturne, avec des étoiles et des corps célestes.
  • Mode portrait: Le nom de ce mode varie. En général, cependant, cela crée un effet de profondeur de champ qui brouille l’arrière-plan derrière le sujet (généralement une personne). Il utilise un logiciel pour analyser la profondeur d’un objet par rapport aux autres objets de l’image, puis brouille ceux qui semblent plus éloignés.
  • Panorama: Un mode de prise de vue disponible sur la plupart des smartphones modernes. Il vous permet de composer des images les unes à côté des autres, puis de les combiner en une seule grande image haute résolution.
  • Fusion profonde: Introduit sur l’iPhone 11 de l’année dernière, ce processus utilise la technologie de réseau neuronal pour réduire considérablement le bruit et améliorer les détails des prises de vue. Il est particulièrement utile pour capturer des images dans des conditions de luminosité moyenne à faible à l’intérieur.
  • Tonification des couleurs: Le logiciel de traitement du téléphone utilise pour optimiser automatiquement le ton de toute photo que vous prenez. Cela se fait avant même de le modifier vous-même avec des filtres ou dans une application d’édition.
Astrophotographie Night Sky Google
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La qualité des fonctionnalités ci-dessus varie selon le fabricant. La tonalité de couleur, en particulier, a tendance à être sensiblement différente. Les appareils Google adoptent une approche plus naturaliste, tandis que les téléphones Samsung prennent généralement des images à contraste élevé et très saturées.

Si vous cherchez à acheter un nouveau smartphone et que la photographie est importante pour vous, assurez-vous de consulter quelques exemples de photos en ligne. Cela vous aidera à choisir le téléphone qui vous convient.

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