Ce este „upscaling” pe un televizor și cum funcționează?

Pe măsură ce 4K înlocuiește HD în casele noastre, producătorii dezvăluie un jargon de marketing interesant, cum ar fi „Ultra HD upscaling” (UHD). Dar upscalingul nu este o caracteristică unică, ci doar permite televizoarelor 4K să funcționeze cu formate video cu rezoluție mai mică, cum ar fi 1080p și 720p.

Toate televizoarele au upscaling

Upscaling înseamnă că conținutul cu rezoluție scăzută va umple întregul ecran al televizorului. Fără el, un videoclip cu rezoluție scăzută ocupă mai puțin de jumătate din spațiul ecranului. Aceasta este o caracteristică tipică la toate televizoarele. Chiar și televizoarele 1080p aveau acest lucru - puteau mări conținutul 720p și îl puteau afișa în modul ecran complet pe un ecran 1080p.

Upscalingul UHD este ceea ce face ca televizorul dvs. 4K să funcționeze ca oricare altul. Poate prelua conținut cu rezoluție mai mică și îl poate afișa pe întregul ecran 4K.

Conținutul 1080p upscalat pe un ecran 4K arată adesea mai bine decât conținutul 1080p pe un ecran normal 1080p. Dar upscalingul nu este magie – nu veți obține imaginea clară pe care o ați avea din conținutul 4K nativ adevărat. Iată cum funcționează.

Rezoluția există la nivel fizic și vizual

Înainte de a intra în upscaling, trebuie să înțelegem conceptul de rezoluție a imaginii. La o privire, este un concept relativ simplu. O imagine sau un videoclip cu o rezoluție înaltă arată „mai bine” decât o imagine sau un videoclip cu o rezoluție scăzută.

Cu toate acestea, avem tendința de a uita câteva aspecte cheie, și anume, diferența dintre rezoluția fizică și rezoluția optică. Aceste aspecte lucrează împreună pentru a crea o imagine bună și sunt baza pentru înțelegerea upscalingului. Vom acoperi și densitatea pixelilor, dar nu vă faceți griji, vom păstra lucrurile scurte și dulci.

• Rezoluție fizică : Pe o fișă de specificații TV, rezoluția fizică este pur și simplu denumită „rezoluție”. Este numărul de pixeli de pe un afișaj. Un televizor 4K are mai mulți pixeli decât un televizor 1080p, iar o imagine 4K este de patru ori mai mare decât o imagine de 1080p. Toate afișajele 4K, indiferent de dimensiunea lor, conțin același număr de pixeli. În timp ce televizoarele cu o rezoluție fizică ridicată își pot folosi pixelii suplimentari pentru a oferi detalii suplimentare, nu funcționează întotdeauna așa. Rezoluția fizică este la cheremul rezoluției optice.
• Rezoluție optică : Acesta este motivul pentru care fotografiile vechi de unică folosință ale camerei foto arată mai bine decât fotografiile elegante ale prietenului tău pretențios cu camera digitală. Când o fotografie pare clară și are o gamă dinamică clară, are o rezoluție optică ridicată. Televizoarele uneori își risipesc rezoluția fizică ridicată afișând videoclipuri cu o rezoluție optică proastă. Acest lucru duce la imagini neclare și contrast. Uneori, acesta este un rezultat al extinderii, dar vom reveni la asta într-un minut.
• Densitate pixeli : numărul de pixeli pe inch de pe un afișaj. Toate afișajele 4K conțin aceeași cantitate de pixeli, dar pe ecranele 4K mai mici, pixelii sunt mai aproape unul de celălalt, astfel încât au o densitate mare de pixeli. Un iPhone 4K, de exemplu, are o densitate de pixeli mai mare decât un televizor 4K de 70 de inchi. Menționăm acest lucru pentru a întări ideea că dimensiunea ecranului nu este același lucru cu rezoluția fizică și că densitatea pixelilor unui ecran nu definește rezoluția fizică a acestuia.

Acum că suntem cu toții la curent cu diferența dintre rezoluția fizică și cea optică, este timpul să trecem la upscaling.

Upscaling face o imagine „mai mare”

Fiecare televizor conține o mizerie de algoritmi de interpolare, care sunt utilizați pentru a mări imaginile cu rezoluție scăzută. Acești algoritmi adaugă efectiv pixeli unei imagini pentru a le crește rezoluția. Dar de ce ar trebui să măriți rezoluția unei imagini?

Rețineți că rezoluția fizică este definită de numărul de pixeli de pe un afișaj. Nu are nimic de-a face cu dimensiunea reală a televizorului dvs. Un ecran TV 1080p este format din doar 2.073.600 de pixeli, în timp ce un ecran 4K are 8.294.400. Dacă afișați un videoclip 1080p pe un televizor 4K fără upscaling, videoclipul va ocupa doar un sfert din ecran.

Pentru ca o imagine de 1080p să se potrivească cu un afișaj 4K, trebuie să câștige 6 milioane de pixeli prin procesul de upscaling ( moment în care, va deveni o imagine 4K). Cu toate acestea, upscalingul se bazează pe un proces numit interpolare, care este de fapt doar un joc de ghicire glorificat.

Upscaling reduce rezoluția optică

Există mai multe moduri de a interpola o imagine. Cea mai simplă interpolare se numește „cel mai apropiat vecin”. Pentru a efectua acest proces, un algoritm adaugă o rețea de pixeli „albi” unei imagini și apoi ghicește ce valoare de culoare ar trebui să aibă fiecare pixel gol, uitându-se la cei patru pixeli învecinați.

De exemplu, un pixel gol înconjurat de pixeli albi va deveni alb; în timp ce un pixel gol înconjurat de pixeli albi și albaștri ar putea ieși albastru deschis. Este un proces simplu, dar lasă o mulțime de artefacte digitale, neclare și contururi accidentate într-o imagine. Cu alte cuvinte, imaginile interpolate au o rezoluție optică slabă.

Comparați aceste două imagini. Cel din stânga este needitat, iar cel din dreapta este victima procesului de interpolare a vecinului cel mai apropiat. Imaginea din dreapta arată groaznic, deși are aceeași rezoluție fizică ca cea din stânga. Acest lucru se întâmplă la scară mică de fiecare dată când televizorul dvs. 4K utilizează interpolarea celui mai apropiat vecin pentru a mări o imagine.

„Stai puțin”, s-ar putea să spui. „Noul meu televizor 4K nu arată deloc așa!” Ei bine, asta pentru că nu se bazează în totalitate pe interpolarea celui mai apropiat vecin - folosește un amestec de metode pentru a mări imaginile.

Upscaling încearcă să abordeze și rezoluția optică

Bine, deci interpolarea vecinului cel mai apropiat este greșită. Este o metodă de forță brută pentru creșterea rezoluției unei imagini care nu ia în considerare rezoluția optică. De aceea, televizoarele folosesc alte două forme de interpolare alături de interpolarea celui mai apropiat vecin. Acestea se numesc interpolare bicubică (netezire) și interpolare biliniară (ascuțire).

Cu interpolare bicubică (netezire), fiecare pixel adăugat unei imagini se uită la cei 16 pixeli învecinați pentru a căpăta o culoare. Acest lucru are ca rezultat o imagine care este categoric „moale”. Pe de altă parte, interpolarea biliniară (de clarificare) se uită doar la cei mai apropiați doi vecini ai săi și produce o imagine „sharp”. Prin amestecarea acestor metode și prin aplicarea unor filtre pentru contrast și culoare, televizorul dvs. poate genera o imagine care nu are o pierdere vizibilă a calității optice.

Desigur, interpolarea este încă un joc de ghicituri. Chiar și cu o interpolare adecvată, unele videoclipuri pot avea „fantasmare” după ce au fost mărite – mai ales dacă televizorul tău ieftin nu este foarte eficient. Aceste artefacte devin și mai evidente atunci când imaginile de calitate super-scăzută (720p și mai mică) sunt mărite la rezoluție 4K sau când imaginile sunt mărite pe televizoare nebun de mari cu o densitate scăzută a pixelilor.

Imaginea de mai sus nu este un exemplu de upscaling de la un televizor. În schimb, este un exemplu de upscaling făcut pentru lansarea HD DVD-ului Buffy The Vampire Slayer (preluat dintr-un eseu video al lui Passion of The Nerd). Este un exemplu bun (deși extrem) al modului în care o interpolare slabă poate strica o imagine. Nu, Nicholas Brendon nu poartă un machiaj de vampir ceară, tocmai asta s-a întâmplat cu fața lui în timpul procesului de upscaling.

În timp ce toate televizoarele oferă upscaling, unele ar putea avea algoritmi de upscaling mai buni decât altele, rezultând o imagine mai bună.

Upscaling-ul este necesar și rar observabil

Chiar și cu toate defectele sale, upscaling-ul este un lucru bun. Este un proces care de obicei se declanșează fără probleme și vă permite să vizionați o varietate de formate video pe același televizor. Este perfect? Desigur că nu. De aceea, unii puriști ai filmelor și a jocurilor video preferă să se bucure de arta veche pe mediul său destinat: televizoarele vechi. Dar, deocamdată, upscaling nu este ceva de care să fii prea entuziasmat. Nici nu este ceva pentru care să te superi prea mult.

Merită menționat faptul că formatele video 8K, 10K și 16K sunt deja acceptate de unele dintre hardware-urile pe care le folosim în fiecare zi. Dacă tehnologia de upscaling nu poate ajunge din urmă cu aceste formate de înaltă rezoluție, există șansa ca aceasta să aibă ca rezultat o pierdere de calitate mult mai mare decât cea cu care suntem obișnuiți.

Deoarece producătorii și serviciile de streaming încă își trag picioarele spre 4K, poate că nu ar trebui să ne îngrijorăm încă de 8K.