Samsung Galaxy S23 Ultra décryptage capteur 200 Mpx

Le capteur 200 Mpx du Samsung Galaxy S23 Ultra est-il une vraie révolution ?

Le 1er février, Samsung a officialisé son trio de smartphones premium, les Galaxy S23, S23+ et S23 Ultra. Parmi eux, le Galaxy S23 Ultra se distingue en devenant le smartphone au capteur le plus défini du marché, affichant un total de… 200 Mpx. Simple effet d’annonce ou vraie révolution ? Décryptage des principales avancées matérielles – et logicielles – introduites par le Samsung Galaxy S23 Ultra.

Samsung Galaxy S23 Ultra décryptage capteur 200 Mpx

De 108 à 200 Mpx : le Samsung Galaxy S23 Ultra repousse-t-il les limites des capteurs pour smartphones ?

Alors que des marques comme Apple (ou Sony) sont longtemps restées fidèles à la définition de 12 Mpx pour leurs smartphones, Samsung joue une partition bien différente. Depuis plusieurs années, le sud-coréen n’hésite pas à déployer une avalanche de pixels. Ainsi, les Galaxy S20 Ultra, S21 Ultra et S22 Ultra embarquaient déjà un capteur de 108 Mpx.

Cette année, Samsung va encore plus loin, et nous propose un capteur encore plus défini de… 200 Mpx. De prime abord, un tel nombre de pixels peut sembler incongru. Certains photographes apprécieront cependant de pouvoir rogner très fortement dans l’image – mais au prix d’une certaine baisse de détails.

Samsung Galaxy S23 Ultra décryptage capteur 200 Mpx

Au-delà de la définition de ce capteur, il convient de s’intéresser à d’autres éléments : sa taille, et celle des pixels. En premier lieu, ce capteur, nommé ISOCELL HP2 par Samsung, est de type 1/1,3 pouce. S’il compte plus de pixels que le capteur HM3 du S22 Ultra, sa taille est identique (9,6 x 7,2 mm).

Samsung Galaxy S23 Ultra décryptage capteur 200 Mpx

Alors que certains modèles premium misent sur des capteurs encore plus grands (comme le Xiaomi 12S Ultra et son capteur 1 pouce), certains se demanderont sans doute pourquoi Samsung n’a pas choisi de faire de même. Mais comme souvent, tout est une question de taille.

Les capteurs de grande taille nécessitent des optiques très spécifiques – et prennent une très grande place au dos du smartphone. En optant pour une taille plus raisonnable (et identique à celle utilisée l’an dernier), Samsung livre un smartphone esthétiquement moins clivant.

Tetra2pixel : pour combiner jusqu’à 16 pixels en un seul

À vouloir faire rentrer autant de pixels sur une si petite surface, les photosites sont de très petite taille : 0,6 µm seulement. Aussi, Samsung mise (une nouvelle fois) sur le pixel binning.

Pour mémoire, cette technologie permet au capteur de « réorganiser » la matrice des pixels rouge, bleu et verts, et combine plusieurs pixels adjascents. Sauf qu’ici, Samsung utilise ce procédé de manière « intelligente », en fonction de la luminosité de la scène : 

  • En luminosité « moyenne », le pixel-binning regroupe 4 pixels en 1, générant des photosites de 1,2 µm de côté pour capturer des images de 50 Mpx.
  • Lorsque la luminosité est très faible, le capteur opère un regroupement matriciel très important. Il combine 16 pixels en 1, créant des photosites de 2,4 µm de côté. Les clichés capturés font 12,5 Mpx.
  • Enfin, lorsque la luminosité est maximale, le capteur exploite la totalité des photosites du capteur (0,6 µm de côté), générant des photos de 200 Mpx.
Samsung Galaxy S23 Ultra décryptage capteur 200 Mpx

À ce titre, on notera que la taille des photosites en mode « faible luminosité » (2,4 µm) est équivalente à celle des pixels (fusionnés) du capteur de 48 Mpx de… l’iPhone 14 Pro. Qui est d’ailleurs le premier iPhone à mise sur le pixel binning pour accroître la qualité d’image avec le capteur principal.

Last but not least, le Galaxy S23 Ultra doit utilizer un regroupement matriciel 2x2 pour capturer des vidéos en 8K 30p – dépassant ainsi les performances de son prédécesseur, le S22 Ultra, limité à « seulement » 24 fps en 8K.

Par ailleurs, Samsung mise sur une nouvelle conception des pixels, nommée D-VTG (Dual Vertical Transfer Gate). Selon le constructeur, les photosites doivent être capable d’emmagasiner 1,5x plus de lumière avant d’arriver à saturation.

Samsung Galaxy S23 Ultra décryptage capteur 200 Mpx

Sur le terrain, les bénéfices de ces technologies devraient être notables. Puisque les photosites sont à la fois plus grands, ils sont en mesure de capturer plus de lumière. Le capteur devrait ainsi mieux gérer les basses lumières, avec un lissage moins prononcé. Puisque les pixels saturent moins, les sources lumineuses devraient être mieux gérées.

En outre, le rendu des détails devrait a priori être amélioré – corrigeant ainsi l’un des principaux défauts des photos prises avec un smartphone. Sur bon nombre de modèles, lorsque l’on zoome sur une image, on observe très facilement des aplats de couleurs peu esthétiques. De fait, les clichés n’étaient pas toujours exploitables sur grand écran.

Autant d’écueils que parvenait à éviter le Sony Xperia Pro-i et son capteur de type 1 pouce – même si ce dernier n’avait pas besoin de recourir au pixel binning pour obtenir des photosites de 2,4 µm et générer des clichés plus détaillés.

D’un point de vue purement matériel, ce capteur de 200 Mpx met donc beaucoup d’atouts dans sa manche pour produire des clichés de meilleure facture – du moins, avec le module principal. Nous ne reviendrons pas ici sur l’ultra grand-angle et les deux téléobjectifs du Samsung Galaxy S23 Ultra. Pour en savoir plus sur ces derniers, n’hésitez pas à vous référer à notre article de présentation des Galaxy S23, S23+ et S23 Ultra.

Super HDR, Smart ISO Pro : pour des photos et vidéos plus riches (dixit Samsung)

Parmi les nouveautés introduites par le Galaxy S23, plusieurs technologies sont intéressantes à étudier. Ainsi, le nouveau capteur Isocell HP2 profite de la technologie « Smart ISO Pro », introduite en 2021.

Smart-ISO Pro: HDR technology of ISOCELL Image Sensor | Samsung

Dans la pratique, l’appareil fusionne un grand nombre d’images (comme ses concurrents). Mais il se différencie en étant capable de combiner des images capturées à une valeur ISO basse, l’autre à une valeur ISO élevée

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Ce procédé doit permettre la capture de vidéos avec une plage dynamique beaucoup plus étendue – Samsung avançant une dynamique maximale de 12 bits. Sur le terrain, on devrait obtenir des séquences moins bruitées, avec plus de détails dans les zones faiblement éclairées, et moins de zones « cramées » dans les hautes lumières. En vidéo, cette fonction est cependant limitée à la capture en 4K 60 fps.

Samsung Galaxy S23 Ultra décryptage capteur 200 Mpx

En outre, le capteur Isocell HP2 bénéficie de la technologie « Dual Slope Gain ». Selon Samsung, le capteur « applique deux valeurs de conversion différente lorsque la lumière est convertie en signal numérique ». Un point qui devrait d’accroître sensiblement les performances du HDR du Galaxy S23 Ultra – y compris sur les images de 50 Mpx.

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AI Camera : de nouveaux algorithmes pour réduire intelligemment le bruit numérique et accroître la qualité d’image

Par ailleurs, le Galaxy S23 Ultra (et les S23 et S23+) profite de nouveaux algorithmes de traitement d’image basés sur l’IA. Le but : être capable de différencier le bruit numérique des « vrais » détails de l’image. Un point qui rappelle d’ailleurs le fonctionnement du logiciel DxO PureRAW.

Samsung Galaxy S23 Ultra décryptage capteur 200 Mpx

Pour cela, l’appareil effectue une réduction du bruit numérique « intelligente », basée sur le traitement de multiples images (Multi-frame processing). L’appareil combine plusieurs images en une seule pour plus de détails et moins de bruit numérique, sans pour autant avoir recours à un lissage de l’image.

Super Quad Pixel : utiliser 4 pixels adjacents pour une mise au point plus efficace

Samsung semble déterminé à éliminer tous les soucis de mise au point avec ses capteurs ultra-défini. Outre le module Laser AF, présent depuis déjà 3 générations, le Galaxy S23 Ultra mise sur une technologie nommée « Super Quad Pixel ».

Dans la pratique, ce procédé se base sur les 200 Mpx et le pixel binning. Le capteur combine 4 pixels en 1 (voir ci-dessus), et compare la différence gauche/droite et haut/bas pour effectuer la mise au point plus précisément.

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Ce procédé peut rappeler, en un sens, le Dual Pixel AF employé par certains constructeurs (Canon, mais aussi Samsung). Sauf qu’ici, les pixels ne sont pas divisés en 2 parties : c’est bien la combinaison de 4 pixels qui permet de réaliser la détection de phase.

En clair, Samsung va donc encore plus loin dans l’utilisation du pixel binning, afin d’optimiser la mise au point en photo et en vidéo. Reste à voir le bénéfice réel de cette technologie très prometteuse, notamment en basse lumière.

Samsung Galaxy S23 Ultra

OIS et VDIS : stabilisation optique et numérique parfaite ?

Presque en catimini, Samsung a également apporté quelques modifications à la stabilisation optique (OIS) et numérique (VDIS) du capteur principal des Galaxy S23, S23+ et S23 Ultra.

Côté OIS, Samsung indique que la lentille dédiée à la stabilisation profite d’une amplitude de déplacement deux fois supérieure. Un système qui devrait permettre d’atténuer les mouvements parasites de l’utilisateur plus efficacement.

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En parallèle, le constructeur sud-coréen aurait considérablement retravaillé les algorithmes de stabilisation numérique, nommée « Adaptive VDIS ». Cette dernière doit être en mesure d’analyser les mouvements du sujet et les conditions lumineuses de la scène, afin de compenser automatiquement les tremblements du vidéaste.

Reste à savoir si cette technologie sera de taille avec l’Action mode dévoilé par Apple avec l’iPhone 14 Pro – et qui vise à rivaliser avec l’HyperSmooth de GoPro. Là encore, seul un test terrain nous permettre de vérifier les performances réelles de cette stabilisation nouvelle génération.

Astro Hyperlapse, Expert RAW en partenariat avec Lightroom : de nouvelles fonctions avancées pour le Samsung Galaxy S23 Ultra

En parallèle, Samsung a dévoilé plusieurs nouveautés logicielles alléchantes. La plus impressionnante au premier abord est nommée « Astro Hyperlapse ». Comme une forme de réponse au mode « Night Sight » (Vision de Nuit) du Pixel 7 Pro.

Samsung Galaxy S23 Ultra décryptage capteur 200 Mpx

Dans la pratique, l’appareil capture un grand nombre de clichés en pose longue, qui sont (là encore) fusionnées par le smartphone. Le but : obtenir des traînées lumineuses grâce aux étoiles dans le ciel. Un mode très original, et qui devrait ravir les oiseaux de nuit.

Par ailleurs, Samsung propose à nouveau son application « Expert RAW » –disponible (et c’est nouveau) au sein de l’application photo native du smartphone.

L’Expert RAW est une réponse directe de Samsung au format ProRAW d’Apple. En effet, elle combine les avantages de la capture HDR et la flexibilité offerte par un fichier RAW pour la retouche.

Avec le Galaxy S23 Ultra, Samsung va plus loin en intégrant une fonction de double-exposition et l’Astro Hyperlapse au sein d’Expert RAW, afin d’offrir plus de latitude de retouche.

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La fonction double-exposition, présente dans l’application Expert RAW. L’image est ici retouchée avec Adobe Lightroom, intégré nativement sur les Galaxy S23.

En outre, Samsung et Adobe ont signé un nouveau partenariat. Ainsi, les Galaxy S23 intègrent Adobe Lightroom, afin de permettre aux utilisateurs de retoucher directement les photos prises avec Expert RAW. Un appel du pied très prononcé aux photographes expérimentés, qui ont souvent davantage l’habitude de travailler… avec un iPhone.

Dans le même registre, Samsung tente de séduire les vidéastes chevronnés. En plus d’un mode Pro en vidéo, qui permet d’ajuster la sensibilité ISO, la balance des blancs, l’application offre un mode de mise au point manuel assisté par le focus peaking (déjà présent en photo depuis le Galaxy S21 Ultra), les zones nettes étant « surlignées » en vert. 

Samsung Galaxy S23 Ultra décryptage capteur 200 Mpx

De plus, Samsung propose une nouvelle application, nommée Camera Assistant. Dévoilée en octobre dernier, elle se distingue en offrant plusieurs options supplémentaires pour l’appareil photo. La plus notable étant sans doute celle nommée « Clean preview on HDMI Displays »

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Comme son nom l’indique, elle permet d’éliminer tous les éléments de l’interface lorsque l’appareil est connecté en HDMI. Pratique pour utiliser le smartphone avec un moniteur externe, par exemple. On ignore cependant la qualité du flux diffusé par la sortie HDMI du smartphone.

Enfin, sur une note plus amusante, Samsung propose une nouvelle fonction d’amélioration automatique des GIFs, à mi-chemin entre un Gigapixel AI et une Super Resolution.

Nouvelle puce Snapdragon 8 Gen 2 : une « arme fatale » pour le Samsung Galaxy S23 Ultra ?

Bon nombre de ces nouveautés du Galaxy S23 Ultra (et, dans une moindre mesure, des S23 et S23+) reposent sur nouveaux capteurs et les nouveaux algorithmes de traitement d’image conçus par Samsung. Mais ces améliorations doivent sans doute beaucoup à la nouvelle puce qui équipe ce trio de smartphones.

En effet, la série Galaxy S23 inaugure une nouvelle puce Snapdragon 8 Gen 2. Conçue par l’américain Qualcomm – et optimisée spécialement pour Samsung –, elle vient remplacer la puce Exynos 2200, aux performances en demi-teinte.

Gravée en 4 nm (comme la puce Apple A16 Bionic), elle dispose d’un CPU composé de 8 cœurs. Le cœur principal, dédié tâches demandant beaucoup de puissance de calcul, est cadence à 3,36 Ghz (contre 3,2 Ghz pour la version standard de la même puce). En outre, on dénombre 4 cœurs dédiés aux tâches de fond. À la clé, selon Samsung, des gains de performances de l’ordre de 34 %, et une consommation d’énergie plus réduite.

Cette puce dispose également d’un NPU (Neural Processing Unit) retravaillé, afin d’offrir de meilleures performances en basse lumière – grâce aux algorithmes de traitement d’image évoquées plus haut (AI Camera). Selon Samsung, le NPU est censé se montrer 49 % plus efficace que sur les Galaxy S22. De la même manière, la partie graphique doit se montrer beaucoup plus efficace (+41 %) que l’an passé, corrigeant l’un des principaux griefs formulés à l’encontre des modèles de 2022.

En un mot comme en cent, les avancées hardware sont couplées à de nombreuses innovations en matière de photographie computationnelle. Avec une puissance de calcul accrue, Samsung devrait (en théorie) offrir une meilleure qualité d’image en toute circonstance, en photo comme en vidéo. En clair, nous sommes particulièrement impatients de démarrer notre test terrain du Samsung Galaxy S23, afin de mesurer ses performances réelles.

Enfin, le Samsung Galaxy S23 Ultra est disponible à partir de 1419 € (256 Go de stockage), de 1599 € (512 Go) ou de 1839 € (1 To de stockage, 16 Go de RAM).