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Comment fonctionne la caméra de 41 mégapixels du Lumia 1020 ?

Comme prévu, Nokia a annoncé le Lumia 1020, un téléphone Windows avec un appareil photo de 41 MP qui promet de prendre de belles photos, avec un niveau de détail bien supérieur à celui des concurrents. Et pas seulement dans des conditions d’éclairage favorables : certaines caractéristiques du Lumia 1020 lui permettent de capturer des images avec un faible niveau de bruit et sans flou, même la nuit.

Mais à quoi servent tant de mégapixels dans un appareil photo de téléphone portable ?

Comment fonctionne le suréchantillonnage

L’idée n’est pas seulement de prendre des photos géantes ou d’impressionner avec un chiffre géant. En fait, la plupart des avantages de la caméra Lumia 1020 sont basés sur une technique appelée suréchantillonnage. Vous connaissez l’interpolation, cette magie qui fait que Tekpix avec un capteur précaire de 5 MP génère des photos floues de 12 MP ? Le suréchantillonnage est en fait cela, mais seulement l’inverse.

Dans le cas du Lumia 1020, le processus de suréchantillonnage combine des groupes de sept pixels en un “super-pixel” qui conserve pratiquement tous les détails de l’image, mais filtre le bruit. En pratique, cela signifie que les photos originales de 38 MP (7136×5360 pixels, format 4:3) ou 34 MP (7712×4352 pixels, format 16:9) sont réduites à une image de 5 MP avec un niveau de détail élevé.

Avec le suréchantillonnage, il est clair que les photos de 5 MP prises par le Lumia 1020 seront plus nettes et plus détaillées que si elles étaient prises par un appareil photo avec un capteur de 5 MP seulement. Mais pourquoi Nokia a-t-elle choisi cette résolution ? Selon le Finlandais, 5 MP est une bonne taille pour que la photo puisse être facilement partagée et également imprimée sur une feuille de papier A3. En outre, il existe une autre caractéristique importante : le zoom.

Zoom en conservant la résolution de l’image

Il faut savoir que le zoom optique est de loin supérieur au numérique. Alors que le premier agrandit véritablement l’image grâce au système de lentilles de l’appareil photo, le second n’est qu’un traitement logiciel, qui consiste à étirer la photo puis à la découper, ce que vous pourriez faire vous-même même dans Paint. Ce procédé de zoom numérique nuit à la netteté de la photo.

Comme les smartphones doivent être compacts, les fabricants ne mettent pas de zoom optique sur leurs appareils afin qu’ils ne soient pas trop épais ou qu’ils n’aient pas une forme bizarre. Mais le Lumia 1020 a un capteur de 41 MP, il n’a donc pas besoin d’étirer l’image pour générer une photo de 5 MP avec zoom dans une certaine mesure. C’est plus avantageux pour les prises de vue : 1080p ou 720p sont beaucoup plus petits que 41 MP, ce qui permet de zoomer sur un objet sans perdre la définition.

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En prenant une photo de 5 MP, vous pouvez zoomer jusqu’à 3x sur le Lumia 1020 sans affecter la qualité de l’image. La valeur atteint 4x lors de l’enregistrement vidéo en 1080p ou 6x lorsque le film a une résolution de 720p. Vous pouvez même zoomer plus que cela, mais vous commencerez à perdre la définition de l’image, ce qui n’est pas très avantageux.

Trop de pixels peuvent causer des problèmes

L’un des problèmes que pose l’installation de nombreux mégapixels dans un capteur d’images est que l’interférence électromagnétique augmente, ce qui accroît inévitablement le bruit. Contrairement aux écrans, plus la densité de pixels du capteur d’image est faible, mieux c’est. En faveur d’un faible niveau de bruit, le HTC a placé un capteur de seulement 4 MP sur le HTC One, par exemple.

Pour minimiser le problème du bruit, le capteur du Lumia 1020 a une taille de 1/1,5 pouce, soit trois à cinq fois plus que ceux utilisés dans les smartphones concurrents, selon Nokia. Il est évidemment beaucoup plus petit qu’un capteur APS-C de la plupart des reflex numériques, mais il est plus grand que n’importe quel appareil compact moyen orienté vers l’utilisateur ? c’est-à-dire sans tenir compte des appareils de niche tels que les gammes RX de Sony, Fujifilm X et Ricoh GR.

Avec un capteur d’image physiquement plus grand, Nokia peut maintenir une bonne densité de pixels sur le Lumia 1020, en plus d’avoir l’aide du suréchantillonnage (regardez encore !) pour réduire le bruit sur les photos de 5 MP.

Le défi des photos de nuit

Tout appareil photo peut (ou du moins devrait) prendre de bonnes photos lorsque les conditions d’éclairage sont favorables. La même chose ne se produit pas dans les environnements sombres. Les appareils photo doivent capter la lumière pour prendre une photo ; lorsqu’il n’y a pas assez de lumière, il est nécessaire d’effectuer certains réglages qui peuvent finir par nuire à la qualité de la photo. Si vous comprenez la théorie de la photographie, vous pouvez sauter à la fin. Sinon, restez ici !

Dans un appareil photo reflex numérique, ou un appareil qui permet des réglages manuels, le premier réglage à effectuer lors d’une prise de vue dans des conditions de faible luminosité est d’augmenter l’ouverture de l’objectif. Plus l’ouverture est grande, plus la lumière atteint le capteur.

Si l’ouverture maximale de l’objectif n’est pas suffisante, il est nécessaire de laisser le temps d’exposition plus long. L’obturateur reste ainsi ouvert plus longtemps, ce qui permet au capteur de capter plus de lumière, mais a un effet secondaire : plus le temps d’exposition est long, plus vous risquez de prendre des photos floues. C’est pourquoi les trépieds sont utiles pour prendre des photos de nuit.

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Comme on ne peut pas augmenter beaucoup le temps d’exposition, l’alternative est d’augmenter l’ISO. Cela augmente la sensibilité du capteur à la lumière, ce qui est important, mais a aussi un effet négatif : plus l’ISO est élevé, plus l’image est bruyante. Ainsi, pour prendre des photos très détaillées, il est préférable de mettre l’ISO au minimum possible.

Pour améliorer les photos de nuit, Nokia a placé un objectif relativement lumineux sur le Lumia 1020 avec une ouverture constante de f/2,2, permettant à une grande quantité de lumière d’atteindre le capteur. Le capteur du Lumia 1020 est rétro-éclairé, ce qui signifie en pratique qu’il peut capter plus de lumière que les capteurs de lumière avant normalement utilisés dans les téléphones portables à bas prix.

Avec plus de lumière atteignant le capteur Lumia 1020, il est moins nécessaire d’augmenter le temps d’exposition, ce qui pourrait générer des photos tremblantes. Cependant, l’appareil dispose d’une stabilisation optique (le jeu de lentilles se déplace pour neutraliser le mouvement naturel de nos mains), il est donc possible de laisser le temps d’exposition un peu plus long, en conservant la netteté de la photo. Cela permet également d’abaisser l’ISO, ce qui réduit le bruit.

Enfin, le Lumia 1020 est équipé d’un flash au xénon, qui peut mieux éclairer l’environnement qu’un flash à LED. Le flash est quelque chose que je n’aime pas beaucoup (quand j’en ai besoin, je préfère ne pas toucher la photo), mais il peut être très utile dans des conditions extrêmes.

Bien sûr, Nokia n’est pas le premier à penser à une telle “magie”, et n’a pas inventé la plupart de ces technologies, comme le capteur rétro-éclairé ou la stabilisation optique. D’autres fabricants y ont également accès. Mais à en juger par les photos de nuit que le Lumia 920 pourrait faire, on peut dire que les Finlandais font du bon travail.

Non seulement la photographie vit l’homme

En ce qui concerne les appareils photo des smartphones, il est tout aussi important d’enregistrer des vidéos de bonne qualité que de prendre des photos bien définies. Le Lumia 1020 est doté de la technologie Nokia Rich Recording, qui améliore non pas la qualité vidéo, mais plus particulièrement la qualité du son.

J’avoue que je ne connais pas grand chose à l’audio, alors je vais me contenter de reproduire les informations et les exemples publiés par Nokia.

L’idée de Nokia Rich Recording est apparemment simple. Lorsque vous essayez de filmer dans un endroit très bruyant avec une forte présence de basses, comme un concert de groupe de rock, il est normal que le son soit déformé : le niveau de volume est si élevé que le microphone atteint sa limite et ne peut pas capter tous les détails. Les deux microphones du Lumia 1020 supportent une pression sonore jusqu’à six fois supérieure à celle des smartphones classiques, ce qui permet d’enregistrer des aigus clairs et des basses profondes.

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Dans le Lumia 1020, il y a un filtre audio à trois niveaux. La norme applique un effet de réduction du niveau des sons graves (entre 0 et 200 Hz), qui équilibre le son, en évitant les distorsions comme dans le cas mentionné ci-dessus. Le niveau Fort tente d’éliminer le bruit du vent, pour mieux capter le son à l’extérieur. Enfin, Off laisse le son pur, ce qui peut être utile pour ceux qui préfèrent monter le son eux-mêmes.

Alors, Lumia 1020 va être un succès commercial ?

Le Lumia 1020 prendra encore quelques mois pour arriver en France et Nokia ne divulgue toujours pas d’informations importantes, comme le prix, alors ce que je dis sera du pur achisme.

Je doute sincèrement que le Lumia 1020 se vende à des millions : tout comme le Nokia 808 PureView, il semble être un produit de niche pour les amateurs de photos qui exigent la meilleure qualité de photo sur un smartphone. Les appareils photo comme le Lumia 920 sont assez bons pour satisfaire les masses et sont moins chers. Le Lumia 925 arrive, également au quatrième trimestre, et sera certainement plus rentable pour le grand public. D’ailleurs, nous jouons avec elle de première main.

C’est la même raison pour laquelle je pense que les appareils photo grand public, comme le Canon G1 X, se vendent moins bien que les compacts bon marché comme le Sony Cyber-shot, par exemple. La qualité de la première est nettement supérieure, mais celles de la seconde répondent très bien aux besoins du grand public. Et ils sont moins chers et plus compacts.

Vendant des millions ou non, Nokia fait un bon travail pour maintenir son image de “société qui peut fabriquer de meilleurs appareils photo pour téléphones portables que ses concurrents”, ce qui est important : l’appareil photo n’est pas le seul facteur à prendre en compte lors de l’achat d’un smartphone, mais il est pertinent. Comme le public le voit, si Nokia peut fabriquer un bon appareil photo coûteux, il devrait aussi mettre de bons appareils sur les appareils les moins chers. Et c’est très bon pour les profits.

Ecoutez le casting de TB sur Lumia 1020

Photos et illustrations : Nokia.

A propos de l'auteur

Bernard

Actuellement responsable informatique dans une PME, je bosse dans le domaine depuis une vingtaine d'année maintenant. Fan inconditionnel de DBZ, et de la triologie Die Hard. #teamWindows sur Perlmol !

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