Flashback : la deuxième course aux mégapixels

Flashback : la deuxième course aux mégapixels

La première course aux mégapixels a commencé vers 2004 (lorsque les téléphones avec appareil photo ont franchi pour la première fois la barre des 1 mégapixels) et s’est terminée en 2013 environ avec l’arrivée du Nokia 808 PureView. Son appareil photo 41MP ne serait battu qu’en termes de résolution en 2018. Au cours de cette période, les téléphones se sont concentrés sur d’autres aspects de l’appareil photo plutôt que sur la résolution. Mais maintenant, une deuxième course aux mégapixels est à nos portes.

Le premier s’est terminé en partie parce que la sagesse commune est passée de « plus de pixels, c’est mieux » à « des pixels plus gros, c’est mieux ». L’arrivée de la photographie informatique a également joué un rôle majeur et a permis aux iPhones, Galaxys et Pixels de s’en tenir à une résolution de 12MP pour leurs principaux appareils photo pendant plusieurs années (en fait, Apple n’a laissé que 12MP derrière lui).

Ces jours-ci, les choses sont revenues vers « plus de pixels, c’est mieux », mais pas complètement – la tendance actuelle est en fait un mélange des deux approches. Nous avons déjà des téléphones avec des capteurs 200MP ainsi que des téléphones avec des capteurs 1″.

Nous allons examiner de plus près les deux branches qui ont émergé, en commençant par la branche « plus de pixels, c’est mieux » aujourd’hui et en laissant l’autre pour la prochaine fois.

La deuxième course aux mégapixels a entraîné la prolifération des capteurs 48MP, qui sont devenus très populaires sur les milieu de gamme (les produits phares préférant toujours une taille de capteur plus grande à une résolution plus élevée). Regardons le Samsung ISOCELL GM1 de 2018, par exemple. Ce n’est pas énorme au format optique 1/2″, mais il avait des pixels de 0,8 µm, qui ont atteint 1,6 µm plutôt gros avec le binning.

Ici, il faut faire un petit détour pour parler du filtre Bayer. Nous avons écrit une explication détaillée à l’époque, mais les filtres Bayer – et Quad Bayer et ainsi de suite – sont au cœur du sujet d’aujourd’hui. Le capteur GM1 utilisait la technologie Tetrapixel, le terme de Samsung pour Quad Bayer. Cela ressemble à ceci, quatre pixels voisins partageant le même carré de filtre coloré. Cela rend naturel de combiner les quatre en un seul pixel de sortie (binning 4 en 1).

Il existe maintenant des capteurs qui couvrent 3×3 groupes et même 4×4 groupes de pixels avec le même filtre de couleur, ils utilisent respectivement le binning 9 en 1 et 16 en 1. La résolution 12MP que nous avons mentionnée plus tôt n’a pas disparu – les caméras 108MP et 200MP ciblent toujours 12MP comme sortie finale après le binning. Cela fait un bon réglage par défaut car vous obtenez une résolution suffisante pour zoomer mais vous n’avez pas à jongler avec des photos qui occupent des dizaines de mégaoctets de stockage.

Flashback : la deuxième course aux mégapixels

Retour à la course aux mégapixels. Alors que les capteurs haute résolution commençaient à devenir la norme sur les téléphones de milieu de gamme, il y avait une pression pour maintenir les coûts bas et cela ne signifiait qu’une chose : des capteurs plus petits.

Alors que le GM1 avait des pixels de 0,8 µm, le 48MP ISOCELL GM5 de 2020 est tombé à 0,7 µm, ce qui en fait un capteur 1/2,55″. Le JN1 de 2021 est devenu encore plus petit avec des pixels de 0,64 µm, donc malgré sa résolution élevée de 50 MP, il n’avait qu’un format optique de 1/2,76″.

Samsung n’est pas le seul à utiliser de minuscules pixels, par exemple, OmniVisions OV60A est un capteur 60MP, format optique 1/2,8″ avec des pixels de 0,61µm et un filtre Quad Bayer. Il existe également des capteurs plus grands comme le OV64A 1/1,34″, mais encore une fois, nous en reparlerons la prochaine fois.

Très bien, nous avons couvert les tailles de pixels et les filtres Bayer, il est temps de franchir la barrière des 100MP. Le premier capteur à aller au-delà a été le Samsung ISOCELL Bright HMX. Sa pleine résolution était de 12 032 x 9 024 px et ses pixels de 0,8 µm, ce qui correspondait à un format optique de 1/1,33″.

Flashback : la deuxième course aux mégapixels

Le premier téléphone à l’utiliser était le Xiaomi Mi CC9 Pro (c’était censé être le Mi Mix Alpha, mais cela a été annulé). Vous pouvez consulter notre examen pratique pour des échantillons d’appareils photo. Le téléphone a pris par défaut une résolution d’un quart, 27MP, avec regroupement de pixels.

Un autre capteur 108MP 1/1,33″ est le HM3, qui possède également des pixels de 0,8 µm et a été utilisé dans le Galaxy S21 Ultra. Cependant, celui-ci effectue un regroupement 9 en 1, avec une résolution par défaut de 12 MP. Comme avec les capteurs 48MP, les choses ont peut-être commencé à 0,8 µm, mais ont rapidement commencé à baisser – à 0,7 µm et 108 MP, nous avons des modèles comme le HM2 1/1,52″, puis à 0,64 µm et une résolution de 108 MP, il y a le HM6, un 1 /Capteur 1,67″.

Nous avons déjà mentionné le JN1, un autre capteur de 0,64 µm. Comme vous pouvez probablement le constater, les capteurs peuvent être regroupés par taille de pixel. Par exemple, Samsung a construit plusieurs capteurs sur sa technologie 0,7 µm :

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Maintenant, nous arrivons aux capteurs 200MP, Samsung en a deux – le 1/1,22″ HP1 (0,64µm pixels) et le 1/1,4″ HP3, qui a les plus petits pixels que nous ayons vus à seulement 0,56µm.

OmniVision a une paire de capteurs concurrents. L’OVB0B a des pixels de 0,61 µm, l’OVB0A correspond à la HP3 à 1/1,4″ et 0,56 µm.

200MP est aussi élevé que les appareils photo actuels des smartphones. Cependant, on dit que Samsung travaille sur des capteurs avec une résolution allant jusqu’à 600MP, donc ce n’est pas la fin de la route.

Avant de conclure, nous devrions passer rapidement en revue les avantages d’avoir autant de pixels. Le premier est évident, le droit de se vanter. Nous savons que les départements marketing adorent ça, surtout quand ils peuvent gifler un « Premier! » étiquette dessus.

Mais il y a aussi des avantages pratiques. Le zoom numérique en a grandement profité – les capteurs qui utilisent le regroupement de pixels peuvent généralement effectuer un zoom numérique sans perte au même facteur (par exemple, un regroupement de 2×2 pixels et un zoom avant 2x). Même lorsqu’il est forcé de faire une interpolation, le résultat final est meilleur car il y a plus de pixels avec lesquels travailler.

Sans objectif motorisé, c’est le seul moyen d’obtenir un zoom fluide (par exemple dans les vidéos). Des zooms motorisés suffisamment petits pour les smartphones modernes sont déjà sur le marché, bien qu’ils soient extrêmement rares.

Une autre utilisation intéressante des capteurs haute résolution consiste à les traiter comme deux capteurs, voire séparés. Par exemple, la moitié des pixels peuvent prendre des photos à faible sensibilité ISO et l’autre moitié à une sensibilité ISO élevée, qui peuvent ensuite être combinées en une seule image présentant des détails à la fois dans les zones claires et sombres. Le HDR décalé fait une astuce similaire sauf qu’il fait varier le temps d’exposition (faible, moyen et élevé).

Double ISO
Double ISO

HDR décalé
HDR décalé

C’est tout pour aujourd’hui, la prochaine fois, nous examinerons l’autre branche et nous suivrons la croissance des capteurs d’image des smartphones jusqu’à la marque 1″. Nous avons déjà eu des caméras de téléphone 1″, mais le Panasonic CM1 fait même le Xiaomi 12S Look ultra élancé.