RAW ou JPEG au smartphone : ce que le logiciel jette à la poubelle

Vous pointez le téléphone vers la Voie lactée, vous déclenchez, et pendant une seconde ou deux il ne se passe rien. Puis la photo apparaît. Cette photo n’est pas ce que le capteur a vu : c’est une reconstruction, une rafale d’images fusionnées, le bruit lissé, les ombres relevées, le contraste remis en ordre, le tout décidé par un logiciel élevé aux visages, aux chiens et aux couchers de soleil. De jour, le travail est excellent. La nuit, il se retrouve devant une poignée de points larges de deux pixels sur fond noir et doit trancher : étoiles ou défauts du capteur. Quelle que soit sa décision, il ne vous en dit rien.

Le téléphone ne photographie pas, il reconstruit

Le déclencheur n’ouvre plus aucun obturateur depuis des années. Il lance une séquence, que le processeur aligne, moyenne, nettoie, applique sur une courbe de tonalité et rend sous forme de JPEG ou de HEIF : un fichier déjà développé, prêt pour l’écran. Un JPEG conserve huit bits par canal, et huit bits suffisent pour qu’une image soit agréable à regarder, pas pour qu’elle reste exploitable. Les décisions intermédiaires ont déjà été prises et cuites dans les pixels : combien de bruit retirer, où relever les ombres, quelle température de couleur attribuer à un ciel qui n’a rien de neutre. Développer un JPEG après coup revient à retoucher les conclusions de quelqu’un d’autre.

Le logiciel intercalé est très bien écrit. Il résout simplement un problème qui n’est pas le vôtre.

L’algorithme qui traque les petits points brillants

En 2019, Google a rendu publique une description détaillée du mode astrophotographie de Night Sight, et un passage mérite le détour même si vous avez un tout autre téléphone en poche. Le silicium de n’importe quel capteur a ses imperfections : certains pixels accumulent du courant dans l’obscurité plus vite que leurs voisins et ressortent dans l’image sous forme de minuscules points lumineux. Pour les éliminer, le logiciel compare la valeur de chaque pixel à celle des pixels voisins et à celle du même pixel dans les autres images de la séquence, cherche les valeurs aberrantes et, quand il en trouve une, la remplace par la moyenne des voisins.

Relisez cette description en pensant à une étoile faible. Sous le grand angle d’un téléphone, une étoile faible est exactement cela : un pixel bien plus lumineux que tout ce qui l’entoure, seul au milieu du noir. La différence avec un pixel défectueux existe et elle est réelle, car l’étoile se déplace dans le cadre pendant que la Terre tourne et que le trépied cède d’un dixième de millimètre, tandis que le défaut reste cloué aux mêmes coordonnées. C’est précisément pour cela que Google compare aussi le long de la séquence. La différence reste fine, tributaire de la quantité de ciel écoulée entre deux images et de l’endroit où quelqu’un a placé le seuil. Chaque constructeur a sa propre chaîne de traitement, et aucun ne la publie.

La même chaîne va plus loin. Google identifie quelle portion du cadre est du ciel afin d’y appliquer une réduction de bruit dédiée et de relever sélectivement le contraste sur les nuages, les dégradés de couleur et la Voie lactée. Pour la photo que vous partagerez ce soir, c’est une bénédiction. Pour une brique parmi six cents dans un empilement, c’est un ennui : chaque brique arrive avec sa correction propre, calculée sur un cadrage légèrement différent, et la moyenne de six cents corrections différentes ne donne pas la correction moyenne.

La même page fixe aussi les bornes du terrain : une seule photo Night Sight s’arrête à quinze images de seize secondes au maximum, soit environ quatre minutes sur un Pixel 4, et ce plafond de seize secondes existe parce qu’au-delà les étoiles cessent d’être des points et deviennent de petits traits. Toute la raison d’être de l’empilement tient là-dedans, et nous en avons raconté la version longue dans l’article sur le live stacking.

Ce que le DNG vous rend

RAW sur téléphone signifie presque toujours DNG, le format ouvert d’Adobe. Sur iPhone il s’appelle Apple ProRAW et doit être activé à la main dans Réglages, Appareil photo, Formats. Apple le décrit comme un fichier DNG qui tient ensemble la donnée brute et une partie du traitement computationnel : un entre-deux assumé par rapport au Bayer nu d’un hybride, mais qui vous restitue l’exposition, la balance des blancs et la courbe. Apple publie aussi le coût en espace : environ 25 Mo par prise en 12 mégapixels, environ 75 Mo en 48.

Une note nous concerne directement. Les 48 mégapixels ne valent que pour l’appareil principal à 1x, et les photos prises en mode Nuit sont enregistrées en 12 de toute façon. La nuit, le gros fichier n’existe pas, et c’est très bien ainsi : sur un ciel faible, des pixels plus petits apportent plus de bruit que de détail.

Sur Android, tout passe par les interfaces de programmation de l’appareil photo. Camera2 fournit l’écriture de fichiers DNG, et CameraX permet depuis la version 1.5 la prise de vue en DNG en parallèle du JPEG, si bien que vous rentrez avec le fichier fini et le fichier encore ouvert. En pratique : cela dépend du modèle et de l’application. Beaucoup de téléphones de milieu de gamme n’exposent tout simplement pas le flux brut, et aucune application ne peut l’inventer.

Le calcul que presque personne ne fait

Faites deux multiplications avant de décréter que le RAW est toujours la bonne réponse. Six cents prises ProRAW à 25 Mo font quinze gigaoctets, pour une seule soirée, sur un téléphone qui en compte 256 et qui est déjà à moitié plein de vidéos. Ajoutez le temps d’écriture entre deux prises, qui étire la séquence au moment précis où le ciel se déplace, et le fait qu’il faudra bien aligner et intégrer ces quinze gigaoctets. Pour une longue nuit sur une cible faible, la voie raisonnable passe ailleurs : une application qui travaille sur le flux linéaire sortant du capteur, intègre au fil de l’eau et vous enregistre le résultat au lieu de six cents négatifs. AstroStackerPro fait exactement cela sur iPhone, et c’est pourquoi il ne vous demande jamais de saturer votre mémoire.

La règle pratique, en trois lignes

Une seule prise, ou une dizaine, sur un paysage avec du ciel au-dessus : RAW, toujours, sans discuter. Une longue nuit sur une nébuleuse : empilez le flux, et gardez le RAW pour le cadrage qui mérite un développement à la main. Dans les deux cas, verrouillez la balance des blancs en manuel avant de commencer, car une automatique qui glisse de trois cents kelvins entre la première image et la deux centième compte parmi les façons les plus silencieuses de ruiner un empilement, aux côtés des erreurs classiques du début que nous commettons tous la première fois.

Et si vous voulez savoir une fois pour toutes ce que le processeur vous retire, il existe un test de cinq minutes. Même champ, même pose, un JPEG et un DNG à la suite, puis à la maison vous les ouvrez côte à côte et vous zoomez à cent pour cent sur une zone vide de ciel. Les étoiles brillantes sont dans les deux. Celles qui affleurent à la limite du bruit, celles qui font la différence entre une photo et un ciel, choisissent leur camp toutes seules.

Ce qui apparaît sur l’écran après le déclenchement est un avis bien argumenté. Le DNG est le procès-verbal.