Da 4K erstatter HD hjemme hos oss, avdekker produsenter noe interessant markedsføringssjargong, som “Ultra HD-oppskalering” (UHD). Men oppskalering er ikke noe unikt - det lar bare 4K-TVer fungere med videoformater med lavere oppløsning, som 1080p og 720p.
Alle TV-er har oppskalering
Oppskalering betyr at innhold med lav oppløsning vil fylle hele TV-skjermen. Uten den tar en video med lav oppløsning mindre enn halvparten av skjermplassen. Dette er en typisk funksjon på alle TV-er. Selv 1080p-TV-er hadde det - de kunne oppskalere 720p-innhold og vise det i fullskjermmodus på en 1080p-skjerm.
UHD-oppskalering er det som får 4K-TV-en til å fungere som alle andre. Det kan ta innhold med lavere oppløsning og vise det på hele 4K-skjermen.
Oppskalert 1080p-innhold på en 4K-skjerm ser ofte bedre ut enn 1080p-innhold på en vanlig 1080p-skjerm. Men oppskalering er ikke magisk - du får ikke det skarpe bildet du vil ha fra ekte, opprinnelig 4K-innhold. Slik fungerer det.
Oppløsning eksisterer på et fysisk og visuelt nivå
Før vi går i oppskalering, må vi forstå begrepet bildeoppløsning. På et øyeblikk er det et relativt enkelt konsept. Et bilde eller video med høy oppløsning ser “bedre” ut enn et bilde eller video med lav oppløsning.
Imidlertid har vi en tendens til å glemme noen sentrale aspekter , nemlig forskjellen mellom fysisk oppløsning og optisk oppløsning. Disse aspektene jobber sammen for å skape et godt image, og de er grunnlaget for å forstå oppskalering. Vi skal også dekke pikseltetthet - men ikke bekymre deg - vi holder ting korte og søte.
- Fysisk oppløsning : På et TV-spesifikasjonsark blir den fysiske oppløsningen ganske enkelt referert til som "oppløsning". Det er antall piksler på en skjerm. En 4K-TV har flere piksler enn en 1080p-TV, og et 4K-bilde er fire ganger størrelsen på et 1080p-bilde. Alle 4K-skjermer, uansett størrelse, inneholder samme antall piksler. Selv om TV-er med høy fysisk oppløsning kan bruke ekstra piksler for å tilby ytterligere detaljer, går det ikke alltid slik. Fysisk oppløsning er prisgitt optisk oppløsning.
- Optisk oppløsning : Dette er grunnen til at de gamle engangskamerabildene dine ser bedre ut enn den pretensiøse vennens fancy digitale kamerabilder. Når et bilde ser skarpt ut og har et klart dynamisk rekkevidde , den har høy optisk oppløsning. TV-er sløser noen ganger med den høye fysiske oppløsningen ved å vise video med en gal optisk oppløsning. Dette fører til uskarpe bilder og kontrast. Noen ganger er dette et resultat av oppskalering, men vi kommer tilbake til det om et øyeblikk.
- Pikseltetthet : Antall piksler per tomme på en skjerm. Alle 4K-skjermer inneholder samme mengde piksler, men på mindre 4K-skjermer er pikslene nærmere hverandre, slik at de har en høy pikseltetthet. En 4K iPhone har for eksempel en høyere pikseltetthet enn en 70-tommers 4K-TV. Vi nevner dette for å forsterke ideen om at skjermstørrelse ikke er det samme som fysisk oppløsning, og at skjermens pikseltetthet ikke definerer den fysiske oppløsningen.
Nå som vi alle er forsterket av forskjellen mellom fysisk og optisk oppløsning, er det på tide å gå i oppskalering.
Oppskalering gjør bildet til "større"
Hver TV inneholder et rot av interpolasjonsalgoritmer, som brukes til å oppskalere bilder med lav oppløsning. Disse algoritmene legger effektivt til piksler i et bilde for å øke oppløsningen. Men hvorfor trenger du å øke oppløsningen på et bilde?
Husk at fysisk oppløsning er definert av antall piksler på en skjerm. Det har ingenting å gjøre med TV-ens faktiske størrelse. En 1080p TV-skjerm består av bare 2 073 600 piksler, mens en 4K-skjerm har 8 294 400. Hvis du viser en 1080p-video på en 4K-TV uten oppskalering, vil videoen bare ta opp en fjerdedel av skjermen.
For at et 1080p-bilde skal passe til en 4K-skjerm, må det få 6 millioner piksler gjennom oppskaleringsprosessen (på hvilket tidspunkt blir det et 4K-bilde). Oppskalering er imidlertid avhengig av en prosess som kalles interpolasjon, som egentlig bare er et glorifisert gjetningsspill.
Oppskalering Reduserer optisk oppløsning
Det er flere måter å interpolere et bilde på. Den mest grunnleggende kalles "nærmeste nabo" interpolasjon. For å utføre denne prosessen legger en algoritme til et nett av "blanke" piksler til et bilde, og gjetter deretter hvilken fargeverdi hver tom piksel skal være ved å se på de fire nabopiksler.
For eksempel vil en tom piksel omgitt av hvite piksler bli hvit; mens en tom piksel omgitt av hvite og blå piksler kan komme ut i lyseblå. Det er en enkel prosess, men den etterlater mange digitale gjenstander, uskarphet og robuste konturer i et bilde. Interpolerte bilder har med andre ord en dårlig optisk oppløsning.
Sammenlign disse to bildene. Den til venstre er ikke redigert, og den til høyre er offeret for den nærmeste interpolasjonsprosessen. Bildet til høyre ser forferdelig ut, selv om det er den samme fysiske oppløsningen som den til venstre. Dette skjer i liten skala hver gang 4K-TV-en din bruker nærmeste nabointerpolasjon for å oppskalere et bilde.
"Vent litt," sier du kanskje. "Den nye 4K-TV-en min ser ikke ut som dette!" Vel, det er fordi den ikke er helt avhengig av nærmeste nabointerpolasjon - den bruker en blanding av metoder for å oppskalere bilder.
Oppskalering av prøver for å takle optisk oppløsning, også
Ok, så nærmeste nabointerpolasjon er feil. Det er en brute-force metode for å øke oppløsningen på et bilde som ikke tar hensyn til optisk oppløsning. Derfor bruker TV-er to andre former for interpolasjon sammen med nærmeste interpolasjon. Disse kalles bikubisk (utjevning) interpolasjon og bilinær (sliping) interpolasjon.
Med bikubisk (utjevnende) interpolasjon ser hver piksel som legges til et bilde ut til de 16 nabopikslene for å få en farge. Dette resulterer i et bilde som er "mykt". På den annen side ser bilinær (skjerpende) interpolasjon bare til de nærmeste to naboene og gir et "skarpt" bilde. Ved å blande disse metodene - og bruke noen filtre for kontrast og farger - kan TV-en din generere et bilde som ikke har noe merkbar tap i optisk kvalitet.
Selvfølgelig er interpolering fremdeles et gjetningsspill. Selv med riktig interpolering, kan noen videoer ta "ghosting" etter å ha blitt oppskalert - spesielt hvis den billige TV-en din suger til oppskalering. Disse gjenstandene blir også tydeligere når bilder av lav kvalitet (720p og lavere) oppskaleres til 4K-oppløsning, eller når bilder oppskaleres på vanvittig store TV-er med lav pikseltetthet.
Ovenstående bilde er ikke et eksempel på oppskalering fra en TV. I stedet er det et eksempel på oppskalering gjort for Buffy The Vampire Slayer HD DVD-utgivelse (hentet fra et videooppgave fra The Nerd's Passion ). Det er et godt (om enn ekstremt) eksempel på hvordan dårlig interpolasjon kan ødelegge et bilde. Nei, Nicholas Brendon har ikke på seg voksaktig vampyrmakeup, det er akkurat det som skjedde med ansiktet hans under oppskaleringsprosessen.
Mens alle TV-er tilbyr oppskalering, kan noen ha bedre oppskaleringsalgoritmer enn andre, noe som resulterer i et bedre bilde.
Oppskalering er nødvendig og sjelden merkbar
Selv med alle feilene, er oppskalering en god ting. Det er en prosess som vanligvis går uten problemer og lar deg se en rekke videoformater på samme TV. Er det perfekt? Selvfølgelig ikke. Derfor foretrekker noen film- og videospillpurister å nyte gammel kunst på det tiltenkte mediet: gamle TV-er. Men akkurat nå er oppskalering ikke noe å bli for begeistret for. Det er heller ikke noe å bli for opprørt over.
Det er verdt å nevne at 8K, 10K og 16K videoformater allerede støttes av noe av maskinvaren vi bruker hver dag. Hvis oppskaleringsteknologi ikke kan innhente disse høyoppløselige formatene, er det en sjanse for at det vil resultere i et mye større tap av kvalitet enn det vi er vant til.
Siden produsenter og streamingtjenester fortsatt er drar føttene mot 4K skjønt, kanskje vi ikke skal bekymre oss for 8K ennå.
