Pourquoi les smartphones ont besoin de plusieurs objectifs

L’évolution des smartphones a révolutionné la photographie mobile, rendant les utilisateurs de plus en plus exigeants en matière de qualité et de diversité des prises de vue. Les smartphones dotés de plusieurs objectifs à l’arrière sont devenus la norme, et cette multiplication des capteurs est loin d’être un simple effet de mode. Cela répond à des besoins technologiques et esthétiques précis, permettant d’améliorer la qualité des images tout en élargissant les possibilités de capture. Voici les principales raisons qui expliquent pourquoi ces appareils ont besoin de plusieurs objectifs.

Diversité des distances focales

Un smartphone classique ne peut pas offrir de zoom optique en utilisant un seul objectif, contrairement à un appareil photo reflex où la lentille peut ajuster mécaniquement la distance focale. Pour surmonter cette limitation, les fabricants équipent les smartphones de plusieurs objectifs, chacun dédié à une distance focale spécifique. Par exemple :

• Objectif principal (souvent autour de 24-26 mm) : conçu pour la plupart des prises de vue standards.
• Téléobjectif (généralement autour de 50 mm ou plus) : utilisé pour le zoom optique et les portraits.
• Ultra grand-angle (12-16 mm) : idéal pour capturer de larges paysages ou des scènes avec beaucoup d’éléments. Cette combinaison permet à l’utilisateur de passer d’un mode à l’autre sans sacrifier la qualité de l’image, contrairement au zoom numérique qui dégrade la résolution.

Amélioration de la qualité en basse lumière

Les photos prises dans des conditions de faible éclairage représentent un véritable défi pour la photographie mobile. Un seul objectif peut avoir du mal à capter suffisamment de lumière sans introduire du bruit ou altérer les détails. C’est pourquoi certains smartphones combinent plusieurs capteurs pour améliorer les performances en basse lumière. Par exemple, un objectif dédié à la lumière basse peut capter plus de photons, tandis qu’un autre gère les détails. En combinant les données de ces capteurs, le smartphone peut produire une image plus lumineuse et plus nette.

Effet de profondeur de champ (mode portrait)

La profondeur de champ, cet effet flou derrière un sujet principal, est devenu un incontournable de la photographie mobile, notamment pour les portraits. Dans les appareils photo professionnels, cet effet est obtenu naturellement grâce à l’ouverture de l’objectif et à la taille du capteur. Cependant, dans les smartphones, la petite taille du capteur et l’objectif fixe ne permettent pas d’obtenir ce flou de manière naturelle. C’est ici qu’interviennent les multiples objectifs. Typiquement, un second objectif est utilisé pour capter des informations sur la profondeur, créant ainsi une carte 3D de la scène. Cette carte permet au smartphone d’isoler le sujet du fond et d’appliquer un flou artificiel mais convaincant.

Optimisation des images via la photographie computationnelle

L’intelligence artificielle (IA) et la photographie computationnelle jouent également un rôle central dans l’utilisation de plusieurs objectifs. Chaque objectif capture une partie différente de la scène, et le logiciel du smartphone combine ensuite ces données pour générer une image finale optimisée. Ce processus peut améliorer la netteté, corriger les distorsions et même améliorer les couleurs. Par exemple, le capteur principal peut être optimisé pour la résolution, tandis qu’un autre peut se concentrer sur la gestion des couleurs ou de la plage dynamique.

Zoom sans perte de qualité

Les objectifs multiples permettent aussi aux smartphones de proposer des niveaux de zoom plus poussés sans compromettre la qualité de l’image. Plutôt que d’utiliser uniquement un zoom numérique, qui consiste à agrandir une portion d’image au détriment de la résolution, les fabricants intègrent des téléobjectifs. Ces derniers offrent un zoom optique, en capturant des images plus rapprochées sans perte de détails.

Amélioration des vidéos

Les smartphones récents permettent de filmer des vidéos de haute qualité grâce à l’utilisation simultanée de plusieurs objectifs. Certains modèles offrent un mode vidéo multi-objectifs où deux caméras filmant avec des distances focales différentes enregistrent en parallèle. Cela permet à l’utilisateur de choisir la meilleure vue ou de combiner des plans avec des angles variés dans une même séquence vidéo.

Les Améliorations Techniques des Objectifs à Focale Variable

Avec l’évolution de la technologie optique, les objectifs à focale variable, plus communément appelés objectifs zoom, ont connu d’importantes améliorations tant en photographie qu’en vidéographie. Les progrès réalisés concernent plusieurs aspects :

Qualité Optique : Moins de Distorsion et d’Aberrations Chromatiques

Historiquement, les objectifs zoom présentaient des compromis en matière de qualité d’image par rapport aux objectifs à focale fixe. Cela s’expliquait par leur conception plus complexe, impliquant plusieurs groupes de lentilles mobiles pour ajuster la focale. Ces groupes de lentilles pouvaient introduire des distorsions géométriques (déformation de la scène, en particulier aux extrémités du zoom) ou des aberrations chromatiques (franges de couleurs autour des objets). Cependant, les avancées dans la conception des lentilles et l’utilisation de verres optiques spécialisés, comme les lentilles asphériques ou les éléments à faible dispersion (ED), ont considérablement réduit ces défauts.

Ces améliorations sont visibles autant en photo qu’en vidéo. En photographie, les zooms modernes offrent une netteté accrue, même aux focales extrêmes, et minimisent les déformations, surtout aux grands angles. En vidéo, cette précision permet de maintenir une excellente qualité d’image même lors de changements de focale pendant un tournage, garantissant un rendu fluide et naturel sans artefacts optiques.

Ouvertures Maximales Plus Larges et Stables

L’une des limitations des anciens objectifs zoom résidait dans l’ouverture maximale, souvent plus faible et variable selon la focale choisie. Par exemple, un objectif pouvait offrir une ouverture de f/3.5 à 18 mm, mais seulement f/5.6 à 55 mm. Cela impactait non seulement la gestion de la lumière, mais également la profondeur de champ, limitant les possibilités créatives.

Les nouvelles générations d’objectifs zoom, en particulier les zooms professionnels, présentent désormais des ouvertures constantes à toutes les focales. Par exemple, un zoom de 24-70 mm f/2.8 offre cette ouverture maximale, que l’on soit à 24 mm ou à 70 mm. Cela permet de mieux contrôler l’exposition et d’obtenir un effet de flou d’arrière-plan (bokeh) plus prononcé, indépendamment de la focale utilisée. Ce progrès est crucial tant en photo, où il permet de mieux gérer les conditions de faible luminosité, qu’en vidéo, où l’on peut maintenir une exposition cohérente lors des transitions de zooms.

Meilleure Stabilisation Optique

Avec l’allongement des focales, les mouvements involontaires du photographe ou du vidéaste deviennent plus visibles. L’utilisation de longues focales, surtout dans des conditions de faible luminosité, augmente le risque de flou de bougé. La stabilisation d’image, à la fois mécanique (stabilisation interne au boîtier) et optique (stabilisation dans l’objectif), a considérablement évolué ces dernières années. Les objectifs zoom modernes intègrent des systèmes de stabilisation capables de compenser les mouvements sur plusieurs axes, offrant ainsi une meilleure netteté des images.

En photographie, cela permet d’utiliser des vitesses d’obturation plus lentes tout en conservant des images nettes, même avec des focales élevées. En vidéographie, la stabilisation optique est essentielle pour garantir des plans stables, en particulier lors de prises de vues à main levée ou de mouvements lents de caméra. De nombreux zooms actuels proposent des stabilisations avancées, offrant jusqu’à 4 à 5 stops de compensation.

Réduction des Reflets et Amélioration des Traitements de Surface

Une autre avancée majeure concerne les traitements des surfaces des lentilles. Avec l’arrivée des revêtements multicouches avancés (comme les technologies Nano Crystal ou les revêtements Super Spectra), les objectifs modernes sont capables de réduire considérablement les reflets internes et les effets de flare, qui surviennent souvent lorsque la lumière entre directement dans l’objectif, notamment en contre-jour.

Ces traitements améliorent également le contraste et la précision des couleurs, surtout dans des situations difficiles telles que les fortes lumières ou les scènes à haut contraste. Cela a des répercussions directes sur la qualité d’image, tant en photographie qu’en vidéographie, où l’on cherche souvent à éviter les pertes de contraste dues aux reflets parasites.

Précision de la Mise au Point et Performance des Autofocus

Les systèmes de mise au point automatique (autofocus) ont eux aussi bénéficié des progrès technologiques. Autrefois, les zooms étaient plus lents et moins précis que les focales fixes en termes d’autofocus, notamment dans des conditions de faible luminosité. Aujourd’hui, les moteurs d’autofocus utilisés dans les zooms sont plus rapides, plus silencieux et beaucoup plus précis.

Ces moteurs, comme les moteurs à ultrasons (USM) ou les moteurs linéaires (STM), offrent une mise au point rapide et précise, essentielle pour capturer des sujets en mouvement, que ce soit en photo ou en vidéo. En vidéographie, cette précision est couplée à un autofocus silencieux, ce qui permet d’effectuer des transitions de mise au point fluides et sans bruit, garantissant une expérience immersive pour le spectateur.

Zooms Compacts et Plus Légers

La miniaturisation des composants optiques et l’optimisation des designs ont permis de produire des zooms plus compacts et plus légers, sans sacrifier la qualité d’image. Alors que les zooms professionnels étaient autrefois réservés aux photographes de studio ou aux vidéastes équipés de lourds trépieds, les zooms modernes, avec des focales allant jusqu’à 200 ou 300 mm, peuvent être utilisés de manière plus pratique et mobile, rendant ces objectifs accessibles même pour des prises de vue à main levée ou lors de déplacements fréquents.

L’ajout de plusieurs objectifs à l’arrière des smartphones est une réponse aux exigences croissantes des utilisateurs en matière de qualité photographique. Chaque objectif joue un rôle spécifique dans l’amélioration des images, que ce soit en offrant des distances focales variées, en optimisant la photographie en basse lumière ou en permettant des effets visuels tels que le flou d’arrière-plan. En combinant plusieurs capteurs avec des logiciels de traitement d’image avancés, les fabricants parviennent à repousser les limites des petits capteurs et à offrir des performances dignes de véritables appareils photo, tout en maintenant la compacité et la polyvalence d’un smartphone.

Pour aller plus loin :

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