Source: Alex Dobie / Android Central
L'appareil photo de votre smartphone est bien plus qu'un simple appareil photo. Chaque fois que vous prenez une photo, cela fait bien plus que simplement aspirer de minuscules points de lumière et les afficher à l'écran. Une grande partie de la magie des coulisses est photographie informatique, ce qui semble compliqué, mais c'est un terme assez large qui fait référence à des caméras manipulant une image numériquement, à l'aide d'un ordinateur intégré, par opposition à l'application d'une bonne optique à l'ancienne.
L'appareil photo de tout smartphone moderne agit essentiellement comme un ordinateur autonome. Il utilise des cœurs de calcul spécialisés pour traiter les informations numériques capturées par le capteur de la caméra, puis le traduit en une image que nous pouvons voir sur l'écran ou partager sur Internet - ou même imprimer et accrocher le mur. C'est très différent de l'ancienne méthode où les photographes utilisaient la pellicule et les chambres noires.
L'appareil photo de votre téléphone est essentiellement un ordinateur autonome.
Le capteur d'image est l'endroit où tout commence. Il s'agit d'un réseau rectangulaire de minuscules semi-conducteurs sensibles à la lumière appelés photosites. Le produit final est l'image créée, également un tableau rectangulaire mais composé de pixels colorés. La conversion n'est pas une carte un à un entre les photosites et les pixels. C'est là qu'intervient le traitement d'images et que commence la photographie numérique.
Le capteur d'image de votre téléphone est recouvert d'un motif de filtres de lumière rouge, vert et bleu. Cela signifie qu'un seul photosite enregistre la lumière dans une seule couleur (exprimée par une bande de longueurs d'onde lumineuses). L'image finale a les trois couleurs disponibles dans chaque pixel, où l'intensité de la luminosité détermine la couleur que nos yeux peuvent voir.
Source: Alex Dobie / Android Central
La première étape consiste à appliquer un algorithme qui mélange les informations de couleur capturées par le capteur d'image dans un réel couleur qu'un pixel de l'image doit afficher. Le nom de cette étape est généralement connu sous le nom de dématriçage.
L'étape suivante de l'ordinateur/appareil photo de votre téléphone consiste à utiliser un algorithme de netteté. Cela accentue les bords et mélange les transitions d'une couleur à l'autre. N'oubliez pas que chaque pixel de l'image ne peut avoir qu'une seule couleur, mais vous avez le choix entre des millions de couleurs. Le bord entre une fleur rouge et un ciel bleu doit être net mais aussi mélangé le long du bord. Bien faire les choses n'est pas facile.
Ensuite, des choses comme la balance des blancs et le contraste sont abordées. Ces processus peuvent faire une grande différence dans la qualité de la photo, ainsi que dans les couleurs réelles qu'elle contient. Ces changements ne sont que des chiffres; une fois que l'algorithme de votre téléphone a défini les bords de couleur, il est beaucoup plus simple d'ajuster ensuite la nuance réelle de la couleur ou le niveau de contraste.
Avec chaque photo que vous prenez, votre téléphone fait une tonne de calculs.
Enfin, les données de sortie sont analysées et l'image est compressée. Les couleurs très proches les unes des autres sont commutées pour être de la même couleur (parce que nous ne pouvons pas voir la différence), et si possible, des groupes de pixels sont fusionnés en une seule information, ce qui conduit à une sortie de fichier plus petite Taille.
Ces outils créent une image aussi précise que celles créées par l'ancienne méthode cinématographique. Mais la photographie numérique peut faire beaucoup plus en modifiant les données à l'aide des mêmes algorithmes. Par exemple, la photographie de portrait modifie le processus de détection des contours et de netteté, tandis que la photographie de nuit modifie les algorithmes de contraste et de balance des couleurs. Et les modes de détection de scène « IA » dans les téléphones modernes utilisent également la photographie informatique pour identifier ce qu'il y a dans la photo — un coucher de soleil, par exemple — et modifiez la balance des blancs pour produire une photo agréable avec couleurs.
Source: Hayato Huseman / Android Central
Plus récemment, la puissance de traitement accrue des smartphones a considérablement élargi la puissance de la photographie informatique. C'est en grande partie pourquoi certains des meilleurs téléphones Android comme la série Google Pixel et les modèles récents de Samsung Galaxy prennent de si belles photos. La puissance brute et numérique de ces appareils signifie que les téléphones peuvent contourner certaines des faiblesses de leurs propres petits capteurs grâce à la photographie informatique. Alors que normalement, un capteur beaucoup plus grand peut être nécessaire pour prendre une photo nette dans des conditions de faible luminosité, les techniques de calcul peuvent éclaircir et débruiter intelligemment les images pour produire des photos plus belles.
La fonction Mode nuit de votre téléphone serait impossible sans la photographie informatique.
Prenez la série Google Pixel, par exemple. Au cœur de la magie de l'application Google Camera se trouve la photographie multi-images. C'est une technique de photographie informatique consistant à prendre plusieurs photos en succession rapide à différents niveaux d'exposition, puis les assembler en une seule image avec une exposition uniforme tout au long de. Parce que votre téléphone bougeait probablement pendant que vous preniez la photo, HDR+ s'appuie sur les algorithmes de Google pour remettre l'image en place ensemble sans aucune image fantôme, flou de mouvement ou autres aberrations tout en réduisant intelligemment l'apparence du bruit dans des endroits. C'est un processus très différent de ce que vous pourriez considérer comme la photographie. La puissance de calcul embarquée et le code qui la commande sont tout aussi importants, sinon plus, que l'objectif et le capteur.
Source: Hayato Huseman / Android Central
La photographie multi-images est au cœur des capacités du mode nuit de la plupart des smartphones, y compris la fonction Night Sight de Google. Ces fonctionnalités lourdes en calcul prennent non seulement plusieurs expositions longues sur quelques secondes, mais compensent également la grande quantité de mouvement qui se produit avec une prise de vue à main levée. Encore une fois, une puissance de calcul est nécessaire pour rassembler toutes ces données et les réorganiser en une photo agréable et sans flou.
Passez cette idée à l'étape suivante et vous obtenez le mode Astrophotographie de Google Pixel, qui utilise des calculs photographie pour compenser la rotation de la terre, produisant des photos claires du cosmos sans surexposer détails du paysage.
La prochaine étape de la photographie numérique, comme on le voit dans le Série Google Pixel 6, applique également ces techniques à la vidéo. Le produit phare de Google en 2021 promet d'apporter le même niveau de traitement HDR+ appliqué aux photos fixes dans les Pixels précédents aux séquences 4K à 30 images par seconde.
La puissance de la photographie informatique est limitée par la quantité de données qu'elle peut collecter à partir du capteur de votre téléphone et par le calcul des chiffres. la puissance disponible dans votre téléphone, c'est pourquoi c'est l'un des principaux domaines de recherche et de développement pour à peu près tous les principaux téléphones fabricants.
Alors, quand vous remarquez votre Suivant téléphone prenant de bien meilleures photos que le modèle qu'il remplace, il y a de fortes chances que ce ne soit pas seulement le matériel de l'appareil photo qui en soit responsable. C'est plutôt tout le système informatique qui se cache derrière.
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