Da 4K erstatter HD i vores hjem, afslører producenter noget interessant marketingjargon, som “Ultra HD-opskalering” (UHD). Men opskalering er ikke en unik funktion - det giver bare 4K-tv'er mulighed for at arbejde med videoformater med lavere opløsning som 1080p og 720p.
Alle tv'er har opskalering
Opskalering betyder, at indhold med lav opløsning udfylder hele din tv-skærm. Uden det optager en video med lav opløsning mindre end halvdelen af skærmpladsen. Dette er en typisk funktion på alle tv'er. Selv 1080p-tv havde det - de kunne opskalere 720p-indhold og vise det i fuldskærmstilstand på en 1080p-skærm.
UHD-opskalering er det, der får dit 4K-tv til at fungere som alle andre. Det kan tage indhold med lavere opløsning og vise det på hele 4K-skærmen.
Opskaleret 1080p-indhold på en 4K-skærm ser ofte bedre ud end 1080p-indhold på en normal 1080p-skærm. Men opskalering er ikke magisk - du får ikke det skarpe billede, du ville få fra ægte, oprindeligt 4K-indhold. Sådan fungerer det.
Opløsning findes på et fysisk og visuelt niveau
Før vi går i opskalering, skal vi forstå begrebet billedopløsning. På et øjeblik er det et relativt simpelt koncept. Et billede eller en video med en høj opløsning ser “bedre” ud end et billede eller en video med en lav opløsning.
Vi har dog en tendens til at glemme nogle centrale aspekter , nemlig forskellen mellem fysisk opløsning og optisk opløsning. Disse aspekter arbejder sammen om at skabe et godt image, og de er grundlaget for forståelse af opskalering. Vi skal også dække pixeltæthed - men rolig - vi holder tingene korte og søde.
- Fysisk opløsning : På et tv-specifikationsark betegnes den fysiske opløsning simpelthen som "opløsning". Det er antallet af pixels på en skærm. Et 4K-tv har flere pixels end et 1080p-tv, og et 4K-billede er fire gange størrelsen af et 1080p-billede. Alle 4K-skærme, uanset størrelse, indeholder det samme antal pixels. Mens tv'er med en høj fysisk opløsning kan bruge deres ekstra pixels til at tilbyde yderligere detaljer, fungerer det ikke altid på den måde. Fysisk opløsning er underlagt optisk opløsning.
- Optisk opløsning : Dette er grunden til, at dine gamle engangs-kamerabilleder ser bedre ud end din prætentiøse vens fancy digitale kamerafotos. Når et foto ser skarpt ud og har et klart dynamisk rækkevidde , den har en høj optisk opløsning. Tv spilder nogle gange deres høje fysiske opløsning ved at vise video med en skør optisk opløsning. Dette fører til slørede billeder og kontrast. Nogle gange er dette et resultat af opskalering, men det vender vi tilbage om et øjeblik.
- Pixel tæthed : Antallet af pixels pr. Tomme på en skærm. Alle 4K-skærme indeholder den samme mængde pixels, men på mindre 4K-skærme er pixels tættere på hinanden, så de har en høj pixeltæthed. En 4K iPhone har for eksempel en højere pixeltæthed end et 70-tommer 4K-tv. Vi nævner dette for at forstærke ideen om, at skærmstørrelse ikke er den samme som fysisk opløsning, og at skærmens pixeltæthed ikke definerer dens fysiske opløsning.
Nu hvor vi alle sammen er klar over forskellen mellem fysisk og optisk opløsning, er det tid til at gå i opskalering.
Opskalering gør billedet "større"
Hvert tv indeholder et rod af interpolationsalgoritmer, der bruges til at opskalere billeder med lav opløsning. Disse algoritmer tilføjer effektivt pixels til et billede for at øge deres opløsning. Men hvorfor skulle du øge billedets opløsning?
Husk, fysisk opløsning er defineret af antallet af pixels på en skærm. Det har intet at gøre med den faktiske størrelse på dit tv. En 1080p tv-skærm består kun af 2.073.600 pixels, mens en 4K-skærm har 8.294.400. Hvis du viser en 1080p-video på et 4K-tv uden opskalering, optager videoen kun en fjerdedel af skærmen.
For at et 1080p-billede passer til en 4K-skærm, skal det vinde 6 millioner pixels gennem opskaleringsprocessen (på hvilket tidspunkt bliver det til et 4K-billede). Opskalering er imidlertid afhængig af en proces kaldet interpolation, som egentlig bare er et glorificeret gættespil.
Opskalering Reducerer optisk opløsning
Der er flere måder at interpolere et billede på. Den mest basale kaldes "nærmeste nabo" interpolation. For at udføre denne proces tilføjer en algoritme et net af "blanke" pixels til et billede og gætter derefter hvilken farveværdi hver tom pixel skal være ved at se på de fire nabopixel.
For eksempel bliver en tom pixel omgivet af hvide pixels hvid; der henviser til, at en tom pixel omgivet af hvide og blå pixels muligvis bliver lyseblå. Det er en ligetil proces, men den efterlader en masse digitale artefakter, sløring og robuste konturer i et billede. Med andre ord har interpolerede billeder en dårlig optisk opløsning.
Sammenlign disse to billeder. Den ene til venstre er ikke-redigeret, og den til højre er offeret for den nærmeste nabointerpolationsproces. Billedet til højre ser forfærdeligt ud, selvom det er den samme fysiske opløsning som den til venstre. Dette sker i lille skala hver gang dit 4K TV bruger nærmeste nabointerpolation til at opskalere et billede.
”Vent et øjeblik,” siger du måske. "Mit nye 4K-tv ser ikke sådan ud!" Det skyldes, at det ikke helt er afhængig af nærmeste nabointerpolation - det bruger en blanding af metoder til at opskalere billeder.
Opskalering af forsøg på at tackle optisk opløsning, også
Okay, så nærmeste nabointerpolation er mangelfuld. Det er en brute-force metode til at øge et billedes opløsning, der ikke tager optisk opløsning i betragtning. Derfor bruger tv'erne to andre former for interpolation sammen med nærmeste interpolation. Disse kaldes bikubisk (udjævning) interpolation og bilinær (slibning) interpolation.
Med bikubisk (udjævning) interpolation ser hver pixel, der føjes til et billede, ud til sine 16 nabopixel for at få en farve. Dette resulterer i et billede, der bestemt er "blødt". På den anden side ser bilinear (skærpning) interpolation kun til de nærmeste to naboer og frembringer et "skarpt" billede. Ved at blande disse metoder - og anvende nogle filtre til kontrast og farve - kan dit tv generere et billede, der ikke har noget mærkbar tab af optisk kvalitet.
Selvfølgelig er interpolation stadig et gættespil. Selv med korrekt interpolation kan nogle videoer tage "ghosting" efter at være blevet opskaleret - især hvis dit billige tv stinker ved opskalering. Disse artefakter bliver også tydeligere, når billeder af lav kvalitet (720p og lavere) opskaleres til 4K-opløsning, eller når billeder opskaleres på sindssygt store fjernsyn med lav pixeltæthed.
Ovenstående billede er ikke et eksempel på opskalering fra et tv. I stedet er det et eksempel på opskalering foretaget for Buffy The Vampire Slayer HD DVD-udgivelse (taget fra et video-essay af The Nerds lidenskab ). Det er et godt (omend ekstremt) eksempel på, hvordan dårlig interpolation kan ødelægge et billede. Nej, Nicholas Brendon er ikke iført en voksagtig vampyrmakeup, det er lige hvad der skete med hans ansigt under opskaleringsprocessen.
Mens alle tv'er tilbyder opskalering, kan nogle have bedre opskaleringsalgoritmer end andre, hvilket resulterer i et bedre billede.
Opskalering er nødvendig og sjældent mærkbar
Selv med alle dens fejl er opskalering en god ting. Det er en proces, der normalt går uden problemer og giver dig mulighed for at se en række videoformater på det samme tv. Er det perfekt? Selvfølgelig ikke. Derfor foretrækker nogle film- og videospilpurister at nyde gammel kunst på det tilsigtede medium: gamle røv-tv. Men lige nu er opskalering ikke noget at blive for begejstret for. Det er heller ikke noget at blive for ked af.
Det er værd at nævne, at 8K, 10K og 16K videoformater allerede understøttes af noget af hardwaren vi bruger hver dag. Hvis opskaleringsteknologi ikke kan indhente disse formater med høj opløsning, er der en chance for, at det vil resultere i et meget større kvalitetstab end det, vi er vant til.
Da producenter og streamingtjenester stadig er trækker deres fødder mod 4K dog skal vi måske ikke bekymre os om 8K endnu.
