Apa Itu “Upscaling” di TV, dan Bagaimana Cara Kerjanya?

Karena 4K menggantikan HD di rumah kami, produsen meluncurkan beberapa jargon pemasaran yang menarik, seperti “Peningkatan Ultra HD” (UHD). Namun, upscaling bukanlah fitur unik—hanya memungkinkan TV 4K bekerja dengan format video beresolusi lebih rendah, seperti 1080p dan 720p.

Semua TV Memiliki Peningkatan

Upscaling berarti konten beresolusi rendah akan memenuhi seluruh layar TV Anda. Tanpa itu, video resolusi rendah hanya memakan kurang dari setengah ruang layar. Ini adalah fitur khas di semua TV. Bahkan TV 1080p memilikinya—mereka dapat meningkatkan konten 720p dan menampilkannya dalam mode layar penuh pada layar 1080p.

Peningkatan UHD membuat TV 4K Anda berfungsi seperti TV lainnya. Itu dapat mengambil konten dengan resolusi lebih rendah dan menampilkannya di seluruh layar 4K.

Konten 1080p yang ditingkatkan pada layar 4K sering kali terlihat lebih baik daripada konten 1080p pada layar 1080p biasa. Namun, peningkatan bukanlah hal yang ajaib—Anda tidak akan mendapatkan gambar yang tajam seperti yang Anda dapatkan dari konten 4K asli yang sebenarnya. Berikut cara kerjanya.

Resolusi Ada pada Tingkat Fisik dan Visual

Sebelum masuk ke upscaling, kita perlu memahami konsep resolusi gambar. Sepintas, ini adalah konsep yang relatif sederhana. Gambar atau video dengan resolusi tinggi terlihat “lebih baik” daripada gambar atau video dengan resolusi rendah.

Namun, kita cenderung melupakan beberapa aspek utama, yaitu perbedaan antara resolusi fisik dan resolusi optik. Aspek-aspek ini bekerja sama untuk menciptakan citra yang baik, dan merupakan dasar untuk memahami peningkatan. Kami juga akan membahas kerapatan piksel—tapi jangan khawatir—kami akan membuat semuanya singkat dan manis.

• Resolusi Fisik : Pada lembar spesifikasi TV, resolusi fisik hanya disebut sebagai "resolusi." Ini adalah jumlah piksel pada layar. TV 4K memiliki lebih banyak piksel daripada TV 1080p, dan gambar 4K berukuran empat kali lebih besar dari gambar 1080p. Semua layar 4K, berapa pun ukurannya, berisi jumlah piksel yang sama. Meskipun TV dengan resolusi fisik tinggi dapat menggunakan piksel ekstra untuk menawarkan detail tambahan, hal itu tidak selalu berhasil. Resolusi fisik bergantung pada resolusi optik.
• Resolusi Optik : Inilah sebabnya mengapa foto kamera sekali pakai lama Anda terlihat lebih baik daripada foto kamera digital mewah milik teman Anda yang sok. Ketika sebuah foto terlihat tajam dan memiliki rentang dinamis yang jelas, ia memiliki resolusi optik yang tinggi. TV terkadang menyia-nyiakan resolusi fisiknya yang tinggi dengan menampilkan video dengan resolusi optik yang buruk. Hal ini menyebabkan gambar buram dan kontras. Terkadang, ini adalah hasil dari peningkatan, tetapi kita akan kembali ke sana sebentar lagi.
• Pixel Density : Jumlah piksel per inci pada layar. Semua layar 4K berisi jumlah piksel yang sama, tetapi pada layar 4K yang lebih kecil, pikselnya lebih dekat satu sama lain, sehingga memiliki kerapatan piksel yang tinggi. iPhone 4K, misalnya, memiliki kerapatan piksel lebih tinggi daripada TV 4K 70 inci. Kami menyebutkan ini untuk memperkuat gagasan bahwa ukuran layar tidak sama dengan resolusi fisik, dan bahwa kerapatan piksel layar tidak menentukan resolusi fisiknya.

Sekarang setelah kita semua mempelajari perbedaan antara resolusi fisik dan optik, saatnya untuk meningkatkan.

Upscaling Membuat Gambar “Lebih Besar”

Setiap TV berisi algoritme interpolasi yang berantakan, yang digunakan untuk meningkatkan gambar beresolusi rendah. Algoritme ini secara efektif menambahkan piksel ke gambar untuk meningkatkan resolusinya. Tetapi mengapa Anda perlu meningkatkan resolusi gambar?

Ingat, resolusi fisik ditentukan oleh jumlah piksel pada layar. Ini tidak ada hubungannya dengan ukuran sebenarnya dari TV Anda. Layar TV 1080p hanya terdiri dari 2.073.600 piksel, sedangkan layar 4K memiliki 8.294.400. Jika Anda menampilkan video 1080p di TV 4K tanpa meningkatkan skala, video hanya akan mengambil seperempat layar.

Untuk gambar 1080p agar sesuai dengan tampilan 4K, perlu untuk mendapatkan 6 juta piksel melalui proses upscaling (di mana, itu akan menjadi gambar 4K). Namun, upscaling bergantung pada proses yang disebut interpolasi, yang sebenarnya hanyalah permainan tebak-tebakan yang dimuliakan.

Upscaling Mengurangi Resolusi Optik

Ada beberapa cara untuk menginterpolasi gambar. Yang paling dasar disebut interpolasi "tetangga terdekat". Untuk melakukan proses ini, algoritme menambahkan mesh piksel "kosong" ke gambar, dan kemudian menebak nilai warna mana yang seharusnya dimiliki setiap piksel kosong dengan melihat empat piksel tetangganya.

Misalnya, piksel kosong yang dikelilingi oleh piksel putih akan berubah menjadi putih; sedangkan piksel kosong yang dikelilingi oleh piksel putih dan biru mungkin akan berwarna biru muda. Ini adalah proses yang mudah, tetapi meninggalkan banyak artefak digital, kabur, dan garis kasar dalam sebuah gambar. Dengan kata lain, gambar yang diinterpolasi memiliki resolusi optik yang buruk.

Bandingkan dua gambar ini. Yang di sebelah kiri tidak diedit, dan yang di sebelah kanan adalah korban dari proses interpolasi tetangga terdekat. Gambar di sebelah kanan tampak mengerikan, meskipun resolusi fisiknya sama dengan yang di sebelah kiri. Ini terjadi dalam skala kecil setiap kali TV 4K Anda menggunakan interpolasi tetangga terdekat untuk meningkatkan gambar.

“Tunggu sebentar,” Anda mungkin berkata. “TV 4K baru saya tidak terlihat seperti ini!” Yah, itu karena tidak sepenuhnya bergantung pada interpolasi tetangga terdekat—menggunakan campuran metode untuk meningkatkan gambar.

Upaya Peningkatan untuk Mengatasi Resolusi Optik, Juga

Oke, jadi interpolasi tetangga terdekat salah. Ini adalah metode brute force untuk meningkatkan resolusi gambar yang tidak memperhitungkan resolusi optik. Itu sebabnya TV menggunakan dua bentuk interpolasi lain di samping interpolasi tetangga terdekat. Ini disebut interpolasi bikubik (memperhalus) dan interpolasi bilinear (mempertajam).

Dengan interpolasi bicubic (memperhalus), setiap piksel yang ditambahkan ke gambar melihat ke 16 piksel tetangganya untuk mengambil warna. Ini menghasilkan gambar yang jelas "lembut". Di sisi lain, interpolasi bilinear (menajamkan) hanya melihat ke dua tetangga terdekatnya dan menghasilkan gambar yang “tajam”. Dengan menggabungkan metode ini—dan menerapkan beberapa filter untuk kontras dan warna—TV Anda dapat menghasilkan gambar yang tidak kehilangan kualitas optiknya .

Tentu saja, interpolasi masih merupakan permainan tebak-tebakan. Bahkan dengan interpolasi yang tepat, beberapa video dapat menjadi "berbayang" setelah ditingkatkan—terutama jika TV murah Anda payah dalam peningkatan. Artefak ini juga menjadi lebih jelas saat gambar berkualitas super rendah (720p dan lebih rendah) ditingkatkan ke resolusi 4K, atau saat gambar ditingkatkan pada TV yang sangat besar dengan kerapatan piksel rendah.

Gambar di atas bukan contoh upscaling dari TV. Sebagai gantinya, ini adalah contoh peningkatan yang dilakukan untuk rilis DVD HD Buffy The Vampire Slayer (diambil dari esai video oleh Passion of The Nerd). Ini adalah contoh yang baik (walaupun ekstrem) tentang bagaimana interpolasi yang buruk dapat merusak gambar. Tidak, Nicholas Brendon tidak memakai riasan vampir lilin, itulah yang terjadi pada wajahnya selama proses upscaling.

Meskipun semua TV menawarkan peningkatan, beberapa mungkin memiliki algoritme peningkatan yang lebih baik daripada yang lain, sehingga menghasilkan gambar yang lebih baik.

Upscaling Diperlukan dan Jarang Terlihat

Bahkan dengan semua kesalahannya, upscaling adalah hal yang baik. Ini adalah proses yang biasanya berjalan lancar dan memungkinkan Anda untuk menonton berbagai format video di TV yang sama. Apakah itu sempurna? Tentu saja tidak. Itulah sebabnya beberapa pecinta film dan video game lebih suka menikmati karya seni lama di media yang dimaksudkan: TV kuno. Tapi, untuk saat ini, upscaling bukanlah sesuatu yang terlalu bersemangat. Juga bukan sesuatu yang membuat Anda terlalu kesal.

Perlu disebutkan bahwa format video 8K, 10K, dan 16K sudah didukung oleh beberapa perangkat keras yang kami gunakan setiap hari. Jika teknologi upscaling tidak dapat mengejar format resolusi tinggi ini, ada kemungkinan hal itu akan mengakibatkan penurunan kualitas yang jauh lebih besar daripada yang biasa kami lakukan.

Karena produsen dan layanan streaming masih menyeret kaki mereka menuju 4K, mungkin kita tidak perlu khawatir tentang 8K dulu.