Photos portraits au smartphone : la juste restitution des carnations, une gageure ?

Les dernières générations de Pixel signés Google ont, par le biais d’une option baptisée Real Tone, mis en exergue un point important : la représentation des carnations par les appareils photo de smartphones n’a rien d’une évidence. La colorimétrie générale des images joue bien entendu son rôle — certaines photos affichent des couleurs plus ou moins saturées, tirant vers certaines teintes —, mais pas seulement.

La question est aussi celle du traitement apposé aux visages lorsqu’ils sont détectés, en fonction de leur carnation : Google pointe une tendance des images représentant des peaux noires “à offrir un rendu peu naturel, à apparaître plus sombres, plus brillantes ou plus délavées qu’elles ne le sont dans la vraie vie”. L’option Real Tone, qui s’appuie sur une IA abreuvée de milliers d’images représentant tous types d’individus, entend y remédier.

Un souci vieux comme l’argentique

Ce constat n’est pas tout à fait nouveau. Le débat remonte au temps de l’argentique. Comme le notait il y a quelques années le site Vox, les pellicules photo étaient étalonnées pour des peaux blanches, s’appuyant sur la “Shirley Card” (portrait d’une femme blanche) pour concocter les films chimiques recouvrant les bobines. Il a fallu attendre les années 70 pour que des réglages soient ajoutés, permettant d’octroyer autant de nuances aux peaux foncées.

Plusieurs questions se sont donc imposées. Google parvient-il, comme il l’annonce, à restituer au plus juste les teintes de peau ? Et, plus généralement, les smartphones sont-ils capables de s’accommoder des carnations les plus variées pour offrir des portraits précis ?

Le protocole

Nous avons choisi de mener l’enquête en faisant appel à trois membres de notre équipe aux carnations différentes. Pour leur tirer le portrait, nous avons utilisé comme appareil de référence l’hybride Sony Alpha 1 (A1), avec un profil d’image portrait et couplé à une optique 50 mm. Chez le fabricant nippon, ce profil portrait diminue surtout légèrement la netteté du rendu pour restituer moins durement les visages, et les peaux en général.

Ce système fournit un rendu suffisamment neutre pour nous servir de référence face à une sélection de smartphones. Nous avons bien entendu utilisé le Google Pixel 7 Pro, puisqu’il se veut le plus juste sur ce point, mais aussi le Samsung Galaxy S22 Ultra, l’iPhone 14 Pro Max d’Apple et, enfin, le Xiaomi 12T Pro. Nous avons photographié nos modèles dans notre laboratoire, sous un éclairage contrôlé, en optant pour le mode de prise de vue par défaut ainsi que le mode portrait.

Précisons avant toute chose que les focales varient d’un smartphone à l’autre, entre des équivalents 24 et 27 mm en plein format, ce qui explique que les visages semblent légèrement différents selon les clichés.

Nos mesures

Nous avons procédé à une batterie de mesures pour évaluer la colorimétrie (le Delta E) de nos clichés, à l’aide de notre habituelle mire à damier coloré (color checker). Nous avons réalisé plusieurs mesures : l’une en faisant la mise au point sur le visage de notre sujet, avec la mire en arrière-plan, et l’autre en la plaçant sur le même plan que le visage. Les données sont dans tous les cas similaires — en mode standard ou portrait, la mire en premier ou en arrière-plan. Elles témoignent de dérives de couleurs extrêmement limitées sur le boîtier de Sony.

Ci-dessous, nos trois séries de portraits, avec nos journalistes Crono (Tanguy Toussaint), Lâm Hua et Clarisse Treilles, du site ZDNet.fr, que nous remercions d’avoir accepté de poser devant nos objectifs :

La variation des Delta E mesurés avec de mêmes mobiles et dans des conditions identiques signale que le changement de modèle influence le rendu des couleurs. La tendance est bien entendu la même à smartphone égal, et celui de Google concède sans conteste le moins de dérives parmi les smartphones que nous avons utilisés. Il s’impose donc, à l’échelle de l’image entière, comme l’appareil offrant le rendu des couleurs le plus fidèle. Il est suivi des smartphones de Samsung, Apple et, en queue de peloton, Xiaomi. Évacuons d’emblée ce point : les couleurs sont sursaturées et le traitement peu flatteur, comme nous l’avions noté lors de notre test, et ce défaut est tout particulièrement visible sur des visages qui virent au rouge ou à l’orange selon que la peau est en réalité rosée ou brune.

Au-delà de la colorimétrie

Notre appareil de référence, grâce à son grand capteur 24×36 de 50 mégapixels, propose un piqué bien plus riche que les smartphones de notre comparatif, mais limite l’accentuation des détails de la peau : il ne donne pas à voir plus que de raison les petites aspérités, ridules ou rougeurs.

Les smartphones, eux, procèdent différemment, comme vous pouvez le constater sur les extraits que nous avons isolés ; il s’agit, sur chaque image, d’une zone de 30 x 30 pixels piochée sur la joue de chaque modèle — nous avons évité le front, où nos lampes risquaient de créer des reflets. On note tout d’abord que les teintes varient en fonction de chaque terminal. Ce que notre Delta E global ne permet pas de constater est visible sur chaque extrait : le traitement appliqué aux visages fait varier sa colorimétrie.

Sur le visage de Clarisse, on remarque à l’œil nu que le Pixel 7 offre un rendu tirant vers le rose, tandis que le Xiaomi vire à l’orange. Le boîtier Sony qui nous sert de mètre étalon, lui, adopte une base située entre ces deux teintes, que l’on pourrait qualifier de vermillon. On note d’ailleurs que Samsung en est très proche, mais aussi Apple, qui adopte une exposition plus soutenue que notre boîtier. Mais, dans l’ensemble, la teinte de son visage est assez semblable, quel que soit l’appareil utilisé. Pour vous en convaincre, voyez la couleur moyenne de notre extrait du visage.

L’observation des extraits du portrait de Lâm montre des disparités bien plus flagrantes. Notre nuancier met en exergue une teinte de base tirant soit vers le rouge, soit vers l’orangé, et une couleur moyenne très variable. Sous-exposant légèrement les images, notre Sony affiche une couleur un peu froide, dont le Pixel 7 Pro et, avec une nuance plus claire, le Galaxy S22 Ultra, s’approchent le plus. L’iPhone 14 Pro Max préfère un rendu plus chaud, et le Xiaomi, très saturé.

Les disparités observées sur le portrait de Lâm s’observent aussi sur celui de Crono. En revanche, l’iPhone opte pour une teinte plus rosée, tandis que le Pixel 7 Pro et l’iPhone 14 Pro Max s’inscrivent dans la même mouvance que l’Alpha 1.

Une conclusion semble s’imposer ici : sur notre “échantillon” de modèles, la carnation la plus claire semble poser moins de difficultés aux algorithmes de nos smartphones que les teintes les plus foncées, dont les rendus sont sujets à des variations plus marquées. Les terminaux opèrent alors des choix plus ou moins naturels, et souvent éloignés de notre image de référence.

Mais la proximité de la colorimétrie suffit-elle à déclarer que le rendu de la peau est juste ? D’autres paramètres entrent en ligne de compte : le lissage, dont souffrent manifestement les clichés du smartphone Xiaomi, et la gestion des microcontrastes. À ce petit jeu, le Pixel 7 Pro est le plus généreux en traitement : il accentue les aspérités de la peau, faisant ressortir grains de beauté, cernes, ridules ou taches de rousseur. Il nous semble, quant à nous, que le résultat perd en naturel.

Puisque, globalement, tous les smartphones de notre banc d’essai se montrent capables de restituer à chaque visage sa complexité, mais avec plus ou moins de bonheur colorimétrique, nous avons préféré faire appel à nos modèles. À la question de savoir quelle photo leur semblait représenter le plus fidèlement leur peau, ou plutôt l’image qu’ils en ont, tous ont choisi (à l’aveugle) le Pixel 7 Pro.

Mode portrait vs mode standard : le cas Google

Les modes portrait proposés par les fabricants de smartphones visent à simuler un effet de flou d’arrière-plan, le fameux bokeh. Le rendu est un peu plus artistique que l’aspect “plat” des clichés au 24-27 mm des smartphones conventionnels, mais correspond à un traitement entièrement logiciel. De plus, la focale des smartphones varie en mode portrait, que ce soit un zoom optique ou un recadrage numérique, pour minimiser les déformations du visage.

Le flou, géré par les algorithmes du fabricant, est susceptible de plus ou moins bien détourer les cheveux, de comprendre avec plus ou moins de succès les plans de prise de vue : bref, d’offrir un résultat plus ou moins naturel.

Mais lors de nos essais, nous avons observé que les photos des smartphones de Xiaomi, Apple et Samsung présentent une colorimétrie semblable, que l’on fasse appel à leur mode standard ou à leur mode portrait.

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