Comment le XPS 13 a résolu son problème de webcam sans utiliser d'encoche

Nous adorons les écrans aux bords fins. Plus c’est fin, mieux c’est. Pourtant, il y a un problème qui a tourmenté cette innovation de conception par ailleurs impressionnante.

La webcam.

Dell, le pionnier des lunettes fines ordinateurs portables, a choisi de placer la webcam sous l'écran. Le résultat était une « caméra nasale » peu flatteuse qui ressemblait à une véritable solution au problème. Le dernière version du XPS 13 introduit enfin ce correctif. Les ingénieurs et technologues de Dell ont rétréci la caméra pour l'adapter à un minuscule cadre.

Cela a nécessité des années de travail et a obligé Dell à envisager de nombreuses solutions, notamment une encoche de type smartphone.

L'héritage de la nose-cam

La caméra nasale du XPS 13 était son talon d'Achille. C'était la cible de blagues de la part d'autres fabricants et de passionnés de PC.

« Nous avons eu beaucoup de bons retours. Nous avons également reçu de nombreux retours pointus, ce qui est également une bonne chose », nous a dit poliment Randall Heaton. Il était chef de produit pour les coques XPS chez Dell avant même l’introduction des cadres InfinityEdge. « De cette façon, nous savons sur quoi travailler. J'avoue que je n'avais pas réalisé que j'avais un double menton jusqu'à l'emplacement de la caméra. Donc, je comprends en quelque sorte les commentaires.

Dell a bien pris les critiques car il savait qu’un correctif était nécessaire. Placer la caméra sous l’écran, en pointant vos narines, n’a jamais été une solution permanente. Pourtant, Dell ne regrette pas d’avoir fait ce compromis.

"Nous avons toujours su que nous devions résoudre ce problème", a déclaré Heaton. « Lorsque nous avons opté pour l'InfinityEdge, il y avait beaucoup de doutes en interne quant à savoir si c'était la bonne décision. De toute évidence, des lunettes fines semblaient être la chose intelligente à faire. Déplacer la caméra vers le bas? Cela ne semblait pas être une chose intelligente à faire. Je pense que nous étions nous-mêmes plus angoissés. Est-ce que tout le monde va penser que c’est le bon compromis que nous avons fait ici ?

Donné comment la tendance aux lunettes fines a décollé, la réponse semble claire. Il n’existe aujourd’hui aucun fabricant d’ordinateurs portables qui n’utilise pas d’une manière ou d’une autre les cadres étroits. Même Apple a réduit les cadres de son MacBook en réponse à la pression de cadres de plus en plus fins.

« Lorsque nous avons pris la décision, nous pensions que c’était un problème que nous résoudrions lors de la prochaine itération. Mais nous n’avions pas réalisé à quel point il serait difficile pour nos équipes d’ingénierie et nos technologues de créer une solution […] »

La difficulté de la situation est devenue évidente lorsque les ingénieurs de Dell ont commencé à travailler sur le successeur du premier XPS 13. Aucun composant de la caméra n’était le problème. Chaque composant était un problème. Le capteur était trop gros, l’objectif était trop grand, les circuits imprimés étaient trop gros et encore plus de matériel était nécessaire pour tout câbler ensemble. Remettre une caméra dans le cadre supérieur n’était pas une question de réorganisation des pièces. Cela signifiait concevoir de nouvelles pièces et les emballer de nouvelles manières.

C’est pourquoi la réduction de la caméra n’était pas la première option – et nous devrions tous être heureux que Dell n’ait pas choisi l’une des alternatives envisagées.

L'encoche qui n'a jamais existé

Découper une encoche dans l’écran semble à première vue la solution évidente. L'iPhone l'a fait en premier, et presque tous les téléphone intelligent Le fabricant a emboîté le pas. Ce n’est qu’une question de temps avant qu’ils n’arrivent aux ordinateurs portables, n’est-ce pas ?

« De nombreuses autres idées circulaient », nous a expliqué Maxwell Andrews, ingénieur en chef chez Dell. "Nous avons en fait réfléchi un peu à cela avant que le marché de la téléphonie ne mette en œuvre cela."

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Si cela vous rend nerveux, vous n’êtes pas seul. Placer une encoche sur un ordinateur portable Windows n’est pas tout à fait comme le faire sur un iPhone. Le premier des nombreux problèmes concernait l’expérience utilisateur elle-même.

"Nous avons réalisé quelques maquettes", a déclaré Andrews. « Avoir cette belle toile intacte et ensuite y avoir une certaine intrusion est assez flagrant. Nous ne voulions pas avoir d’impact sur l’expérience d’affichage des utilisateurs avec une fonctionnalité de caméra que la plupart n’utilisent qu’occasionnellement. L’écran est quelque chose que les clients utilisent quotidiennement. C’est la fonctionnalité phare du produit. C’est là que toutes les informations, tout le travail, tout le contenu passent par cet affichage.

Andrews a raison. Prendre un selfie sur un smartphone est un peu plus courant que d'en prendre un sur un PC. Et faire de la place pour une place sur Instagram ou WhatsApp est une chose. Mais dans Photoshop, Google Chrome ou CAO? C'est différent. Une encoche pourrait facilement masquer les barres d’outils importantes auxquelles les utilisateurs doivent accéder.

Windows ne permet pas non plus le même degré de personnalisation qu'iOS ou Android fait. Apple contrôle entièrement iOS, tandis que Google a très peu de contrôle sur Android. Microsoft a cependant une opinion sur l'expérience de base que tout utilisateur de Windows devrait avoir, et bien que Dell soit l'un des les grands fabricants de PC, même s'ils n'ont pas assez d'influence, demandent une toute nouvelle fonctionnalité Windows qui ne profite qu'à un seul ordinateur portable.

C'était ça. L'encoche était sortie. Mais ce n’était pas la seule option sur la table. C'est là que les choses deviennent bizarres.

Un concept plaçait la caméra derrière l’écran, ce qui aurait entièrement résolu le problème. Tout comme l’encoche, ce n’est pas un concept entièrement nouveau. Diverses entreprises ont poursuivi cette idée de différentes manières, mais avec peu de succès. Dell ne faisait pas exception. L’entreprise n’a pas pu se procurer le panneau OLED dont elle avait besoin et les premiers tests techniques n’ont pas produit d’excellents résultats.

« De nombreux artefacts sont créés parce que vous filmez toujours à travers une grille de fils, donc la qualité de l’image est épouvantable. Même si nous disposions d’un panneau OLED, celui-ci ne répondrait tout simplement pas aux exigences de qualité.

Une autre solution consistait à supprimer quelques pixels au milieu de l'écran et à placer la caméra derrière. Cela présentait cependant un problème évident: des pixels morts au milieu de l’écran.

Désespérés, les ingénieurs de Dell ont été contraints d’envisager des solutions inhabituelles. Le plus étrange était une caméra périscope. Andrews a décrit un appareil photo plié en forme de « L », se courbant à un angle de 90 degrés pour que le capteur puisse s'aligner avec l'objectif. C'était une idée intrigante qui permettait de garder le cadre petit, mais qui aboutissait à ses propres saillies par rapport au châssis.

En fin de compte, Dell a dû revenir à la solution évidente mais difficile. La caméra devait être plus petite. L’objectif étant évident, les ingénieurs de l’entreprise se sont mis au travail, même s’ils ne savaient pas si le succès était possible.

Un éclat ici, un éclat là

La plupart des composants qui composent une webcam placée dans votre ordinateur sont fabriqués par différentes sociétés. Le capteur, l’objectif, la structure autour de l’objectif – même le processus de mise en place. Une grande partie de cela échappe à la sphère d’influence de Dell.

« Nous avons dû mener de nombreuses enquêtes approfondies auprès de nos fournisseurs pour voir ce que nous pourrait faire des progrès », nous a dit Andrews. « En fin de compte, nous avons vu une voie qui nous permettrait, si nous pouvions obtenir un objectif plus petit, quelques optimisations de la part de notre fournisseur de capteurs et une meilleure façon d'emballer. ces deux composants réunis qui suppriment certaines des pièces mécaniques inutiles de la caméra, nous pourrions arriver à quelque chose de très, très petit."

Cela a commencé avec le capteur. Ce composant central est une pièce de base destinée à être vendue comme pièce standard à de nombreux fournisseurs. Convaincre un fournisseur de fabriquer un petit capteur personnalisé pour Dell n’était pas sur le point de se produire. Dell est peut-être l’un des plus grands fabricants de PC, mais comparé aux chiffres avancés par les fabricants de smartphones, il n’a pas beaucoup d’influence.

Au lieu de cela, l’entreprise a dû faire quelque chose de bien plus ambitieux. Il lui fallait convaincre ses partenaires qu'il s'agissait d'un projet de grande envergure. Quelque chose de plus grand que Dell.

"À l'époque, je ne pense pas qu'ils étaient autant intéressés à résoudre le problème parce que nous étions les seuls à réaliser une lunette fine", nous a expliqué Randall Heaton. "Mais maintenant que de plus en plus d'ordinateurs portables sont dotés de cadres plus fins, le fabricant a pensé: « D'accord, il est logique pour moi de développer un nouveau processus de fabrication pour cela et de le faire de manière efficace. manière.'"

Dell a lancé cette tendance aux cadres fins et, finalement, son partenaire fournisseur en a vu les avantages. Dell a été l'un des premiers acheteurs, récupérant les capteurs tout juste sortis de la chaîne de montage.

Avec le plus petit capteur en main, Dell avait besoin d'un objectif plus petit et d'un boîtier en plastique pour tout assembler. Cela aussi était plus difficile que vous ne le pensez. Construire la nouvelle caméra ne consistait pas simplement à demander à l’entreprise qui l’assemblait de visser les pièces plus étroitement. Des techniques totalement différentes ont été nécessaires pour raser les derniers millimètres.

"Puisqu'ils assemblent la caméra, nous travaillons avec eux pour apporter certaines des machines d'assemblage les plus avancées de leur ligne de production de caméras pour téléphones portables jusqu'au côté PC, ce qu'ils n'avaient jamais fait auparavant », a déclaré Andrews. "Nous les avons vraiment poussés à moderniser leur ensemble caméra PC afin de pouvoir réaliser ce boîtier extrêmement petit."

À quel point est-il avancé? Eh bien, cela implique des robots et des lasers. Le filetage qui maintient normalement l’objectif directement en ligne avec le capteur faisait partie de la pile verticale qui ne rentrait pas dans la lunette. Il a donc été supprimé. La lentille est désormais placée par un robot pour assurer un alignement parfait, puis collée. L’excédent de colle est ensuite découpé au laser. Ce sont des techniques utilisées pour les caméras des smartphones, mais c’est un nouveau territoire pour les PC.

En réduisant chaque pièce puis en découpant chaque morceau d'un millimètre de hauteur verticale de l'assemblage, Dell a finalement transformé un appareil photo 7 mm en un appareil photo 2,25 mm. C'est juste assez petit pour être inséré dans ce que Dell appelle un écran « InfinityEdge ».

Mais avec un capteur et un objectif plus petits, un problème différent est apparu. Qualité d'image. Un capteur aussi petit n’est pas exposé à suffisamment de lumière pour créer une image de haute qualité et essayer d’ajouter plus de lumière peut entraîner un excès de bruit qui brouille l’image. Dell appelle sa propre solution propriétaire au problème « réduction temporelle du bruit ». C’est une technologie en développement depuis des années, mais elle a trouvé sa solution idéale dans le nouvel appareil photo XPS 13.

"Cette réduction du bruit temporel prend plusieurs images de l'image et les compare, puis est capable d'obtenir débarrassé d'une partie du bruit qui pourrait être introduit par le capteur plus petit avec moins de lumière atteignant le caméra."

Il s’agit d’une combinaison de logiciels et de matériel de pointe – c’est exactement là que les meilleures technologies atterrissent toujours.

Le résultat n’est pas une expérience photographique incroyable. Ce n’est pas mieux que la webcam de n’importe quel autre ordinateur portable. Mais cela n’a jamais été le but. Il fait le travail sans être pointé vers le haut ou augmenter les lunettes. Il s’agit d’une histoire d’ingénierie de quatre ans qui a finalement abouti à un produit que vous pouvez prendre en main et tenir entre vos mains.

Le voyage continue

Mission accomplie?

Pas assez. Les concepteurs et ingénieurs de Dell ont une vision singulière de l’ordinateur portable de demain. Des lunettes plus fines. Encombrement réduit. Un écran maximisé. Mais pour y parvenir, il faudra autant de réflexion créative que le voyage jusqu’à présent.

Chaque millimètre du clavier doit être pris en compte. Les repose-poignets. La charnière. L'emplacement du clavier. Chaque aspect doit être conforme à la vision.

"Nous avons ce que nous pensons être des conceptions passionnantes dans ce domaine à l'avenir", déclare Heaton. « Mais c’est encore dans le futur. Dans une certaine mesure, cela ressemblera un peu à cet emplacement de caméra. Nous n'avons pas résolu tout afin de permettre ce que nous pensons être le système parfait dans ces limites. Mais nous travaillons sur combien nous pouvons en résoudre un à la fois.

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