Darks, bias et flats au smartphone : ce qu'il vaut la peine de calibrer

Trois cents poses empilées, la Voie lactée qui commence à se détacher du fond, et parmi les étoiles une poignée de points rouges et verts bien trop nets pour appartenir au ciel. La nuit suivante, ils sont là, identiques : mêmes coordonnées, même couleur, même insolence. Ils viennent du capteur. L’astrophotographie les combat depuis des décennies avec les images de calibration, cette liturgie de poses objectif bouché que tous les manuels imposent avant de vous laisser aller dormir. Au smartphone, la liturgie mérite d’être sérieusement raccourcie : une bonne part du travail était faite avant que le fichier n’arrive entre vos mains.

Trois fichiers, trois problèmes qui n’ont rien en commun

Qui vient du télescope connaît la procédure. Le dark se prend objectif couvert, à la même durée de pose et au même gain que les images utiles, et enregistre ce que le capteur produit en l’absence de lumière : courant d’obscurité, pixels défectueux, éventuelles lueurs de l’électronique. Le bias utilise la pose la plus courte que l’appareil accepte et mesure le point de départ, la valeur que les pixels annoncent quand ils n’ont pratiquement rien collecté. Le flat cadre une surface éclairée uniformément et photographie les défauts du chemin optique : vignetage sur les bords, ombres de poussière, réponse inégale d’une zone à l’autre.

Les enchaîner tous les trois en fin de soirée n’en fait pas la même chose. Ils mesurent des phénomènes distincts, et sur un smartphone les trois connaissent des sorts très différents.

Le bias est déjà là, image par image

Sur ce point, on peut conclure vite. La documentation de l’appareil photo d’Android explique que, dans la plupart des capteurs, la zone active est entourée de régions de pixels masquées par un blindage métallique : elles ne reçoivent aucune lumière par construction et fournissent, mot pour mot, «une référence de noir fiable pour la compensation du niveau de noir» dans la zone active. L’appareil lit ces pixels et en tire son propre offset. Pas une fois pour toutes, d’ailleurs : la même documentation décrit un niveau de noir dynamique, estimé image par image et canal par canal, parce que la valeur «peut varier de façon spectaculaire» selon les réglages de prise de vue, ISO compris.

Un bias fabriqué maison mesurerait plus mal, et avec bien plus d’efforts, une grandeur que le téléphone mesure en direct avec des pixels conçus pour ça. Épargnez-vous la série.

Le flat est à moitié fait, et l’autre moitié pèse peu

Le vignetage non plus n’a rien d’un mystère pour l’appareil, qui transporte une carte basse résolution de coefficients de correction pour chaque canal de la mosaïque de Bayer, la même qu’il applique aux images déjà développées. Si vous rentrez avec un JPEG, la correction est cuite dans l’image et l’affaire s’arrête là. En RAW, cela dépend du modèle : la carte peut être déjà appliquée au fichier brut ou laissée de côté, et dans le second cas les coins vous parviennent plus sombres que le centre.

Le reste est une question de priorités. Un flat correct exige une source vraiment uniforme, et sur une photo nocturne la dégradation qui se remarque le plus ne vient pas de l’optique mais du ciel : le dégradé qui vous mange les étoiles basses est presque toujours la lumière diffusée des villes, et il s’enlève au traitement par une soustraction de fond. Quant à la poussière, elle est un hôte rare dans le bloc optique scellé d’un téléphone. Si votre empilement présente un halo dans un coin, avant de bricoler une boîte à lumière au salon, allez vérifier à quel point votre site est sombre.

Le dark est le seul qui mérite sa place

Les pixels défectueux, eux, existent bel et bien et se voient. La documentation d’Android les décrit sans diplomatie : la correction des pixels chauds interpole ou supprime les pixels «qui ne mesurent pas correctement la lumière incidente», c’est-à-dire ceux bloqués sur une valeur arbitraire ou trop sensibles. Les constructeurs qui le souhaitent exposent même la liste des coordonnées des pixels chauds ou défectueux du capteur. Sa liste de suspects, le téléphone l’a donc déjà.

Sauf que cette correction admet trois états (désactivée, rapide, haute qualité) et que le mode rapide fait ce qu’il peut sans ralentir la capture. Plus gênant : la liste d’usine recense les défauts permanents. Les pixels qui ne s’allument que lorsque pose longue, gain élevé et capteur chaud se rejoignent échappent au recensement, et une nuit d’astrophotographie est précisément la combinaison qui les réveille.

La chaleur est le vrai adversaire, et c’est elle que vous maîtrisez le moins

Le courant d’obscurité augmente avec la température du capteur et avec la durée de pose, ce qui explique pourquoi les caméras astronomiques sérieuses sont refroidies. Un téléphone fait l’inverse : il mitraille, il calcule, il garde l’écran allumé, il se réchauffe tout seul en travaillant. Le dark que vous avez pris à neuf heures, appareil à peine sorti de la poche, décrit un capteur qui n’existe plus à minuit.

D’où une règle de terrain brève. Les darks se prennent à la fin, téléphone encore en température, juste après la dernière image utile et sans quitter l’application. Même durée de pose, mêmes ISO, mêmes réglages de réduction de bruit, laquelle travaille sur bien des appareils jusque sur le RAW : si elle reste active sur les images utiles, elle doit rester active sur les darks, sinon vous comparez deux capteurs imaginaires. Il faut aussi un bouchon réellement opaque. Une manche foncée posée dessus laisse passer plus de lumière qu’on ne l’imagine, et un dark contaminé aggrave la situation au lieu de la corriger. Quinze ou vingt images donnent une médiane propre, trente si la batterie tient.

Déplacer le cadrage plutôt que faire des darks

Il existe un raccourci élégant, et il naît d’une asymétrie. Les défauts restent immobiles sur le capteur. Les étoiles, non. Dès que le logiciel aligne les images sur les étoiles, chaque défaut fixe se retrouve décalé de quelques pixels d’une pose à l’autre, et un algorithme de rejet des valeurs aberrantes (sigma clipping, ou une médiane bien menée) voit cette valeur surgir à chaque fois ailleurs et la jette. La technique s’appelle le dithering, et dans la pratique classique on l’obtient en décalant volontairement le cadrage de quelques pixels entre deux poses.

Avec un téléphone sur trépied fixe, le ciel fait le dithering pour vous : la rotation terrestre décale le champ d’une pose à l’autre, et sur une longue série les points fixes n’ont aucune chance. Sur une monture bien mise en station, la situation s’inverse : le champ reste immobile par rapport au capteur et les défauts s’additionnent avec la même fidélité que le signal. C’est là que les darks redeviennent utiles, ou qu’on décale le cadrage à la main de temps à autre, d’un rien, en feignant la maladresse. Le live stacking additionne les étoiles et les déchets avec la même diligence : ce qui change le résultat, c’est le critère selon lequel il décide de ce qu’il écarte, et c’est bien pourquoi dans AstroStackerPro la méthode de combinaison des images n’est pas un paramètre à laisser sur sa valeur par défaut avant de l’oublier.

Le verdict tient en une ligne : bias jamais, flats presque jamais, darks seulement quand le champ reste immobile sur le capteur. Tout le temps que vous ne passez pas à photographier le noir au fond d’une poche redevient disponible pour récolter du vrai ciel, et c’est la seule chose qu’aucun algorithme ne saura inventer à votre place.