Mis on teleri „suurendamine” ja kuidas see töötab?

Kuna 4K asendab meie kodudes HD-d, tutvustavad tootjad huvitavat turundusžargooni, näiteks „Ultra HD upscaling” (UHD). Kuid suurendamine pole mingi ainulaadne omadus - see võimaldab lihtsalt 4K teleritel töötada väiksema eraldusvõimega videoformaatidega, näiteks 1080p ja 720p.

Kõigi telerite skaala on suurem

Suurendamine tähendab, et madala eraldusvõimega sisu täidab kogu teie teleriekraani. Ilma selleta võtab madala eraldusvõimega video vähem kui poole ekraanipinnast. See on kõigi telerite tüüpiline funktsioon. Isegi 1080p teleritel oli see - nad said 720p sisu kõrgemale skaleerida ja kuvada seda täisekraanirežiimis 1080p ekraanil.

UHD suurendamine muudab teie 4K teleri toimimiseks sarnaselt kõigi teistega. See võib võtta väiksema eraldusvõimega sisu ja kuvada seda kogu 4K ekraanil.

Uuendatud skaala 1080p 4K ekraanil näeb sageli parem välja kui 1080p sisu tavalisel 1080p ekraanil. Kuid suurendamine pole maagia - te ei saa seda teravat pilti, mida saaksite tõelisest natiivsest 4K-sisust. Kuidas see töötab?

Resolutsioon eksisteerib füüsilisel ja visuaalsel tasandil

Enne suurendamise alustamist peame mõistma pildi eraldusvõime mõistet. Esmapilgul on see suhteliselt lihtne mõiste. Suure eraldusvõimega pilt või video näeb välja „parem” kui madala eraldusvõimega pilt või video.

Siiski kipume unustama mõned põhiaspektid, nimelt erinevus füüsilise eraldusvõime ja optilise eraldusvõime vahel. Need aspektid loovad hea pildi loomisel koos ja on aluseks suurenduse mõistmisel. Katame ka pikslitiheduse - kuid ärge muretsege - hoiame asjad lühikesed ja armsad.

  • Füüsiline eraldusvõime: Telerite tehnilisel lehel nimetatakse füüsilist eraldusvõimet lihtsalt eraldusvõimeks. See on ekraanil olevate pikslite arv. 4K teleril on rohkem piksleid kui 1080p teleril ja 4K pilt on neli korda suurem kui 1080p pilt. Kõik 4K ekraanid, olenemata nende suurusest, sisaldavad sama arvu piksleid. Ehkki kõrge füüsilise eraldusvõimega telerid saavad oma lisapiksleid kasutada täiendavate detailide pakkumiseks, ei lähe see alati nii. Füüsiline eraldusvõime on optilise eraldusvõime armus.
  • Optiline eraldusvõime: Sellepärast näevad teie vanad ühekordse kaamera fotod paremad kui pretensioonika sõbra uhked digikaamera fotod. Kui foto näeb välja terav ja sellel on selge dünaamiline ulatus, on sellel kõrge optiline eraldusvõime. Telerid raiskavad mõnikord oma suurt füüsilist eraldusvõimet, kuvades videot hullu optilise eraldusvõimega. See toob kaasa udused pildid ja kontrasti. Mõnikord on selle tulemus suurendamine, kuid naaseme selle juurde mõne minuti pärast.
  • Pikslitihedus: Pikslite arv tolli kohta ekraanil. Kõik 4K kuvarid sisaldavad sama palju piksleid, kuid väiksematel 4K ekraanidel on pikslid üksteisele lähemal, nii et neil on suur pikslitihedus. Näiteks 4K iPhone'il on suurem pikslitihedus kui 70-tollisel 4K teleril. Mainime seda, et kinnitada ideed, et ekraani suurus ei ole sama mis füüsiline eraldusvõime ja et ekraani pikslitihedus ei määra selle füüsilist eraldusvõimet.

Nüüd, kui me kõik oleme füüsilise ja optilise eraldusvõime erinevusi täpsustanud, on aeg hakata suurendama.

Suurendamine muudab pildi suuremaks

Igas teleris on interpoleerimisalgoritmide segadus, mida kasutatakse madala eraldusvõimega piltide kõrgemale skaleerimiseks. Need algoritmid lisavad pildile eraldusvõime suurendamiseks tõhusalt piksleid. Kuid miks peaksite suurendama pildi eraldusvõimet?

Pidage meeles, et füüsilise eraldusvõime määratleb ekraanil olevate pikslite arv. Sellel pole midagi pistmist teie teleri tegeliku suurusega. 1080p teleriekraan koosneb ainult 2 073 600 pikslist, samas kui 4K ekraanil on 8 294 400 pikslit. Kui näitate 4K teleris 1080p videot ilma suuruse muutmata, võtab video ainult veerandi ekraanist.

Selleks, et 1080p pilt sobiks 4K ekraaniga, peab see suurendusprotsessi abil saama 6 miljonit pikslit (sel hetkel saab sellest 4K pilt). Suurendamine tugineb aga protsessile, mida nimetatakse interpoleerimiseks, mis on tegelikult vaid ülistatud aimamismäng.

Suurendamine suurendab optilist eraldusvõimet

Kujutise interpoleerimiseks on mitu võimalust. Kõige elementaarsemat nimetatakse “lähima naabri” interpoleerimiseks. Selle protsessi läbiviimiseks lisab algoritm pildile võrgu tühje piksleid ja seejärel arvab, millise värvi väärtus peaks iga tühi piksel olema, vaadates selle nelja naaberpikslit.

Näiteks valge pikslitega ümbritsetud tühi piksel muutub valgeks; valge ja sinise piksliga ümbritsetud tühi piksel võib aga olla helesinine. See on sirgjooneline protsess, kuid see jätab pildile palju digitaalseid esemeid, hägusust ja vastupidavaid kontuure. Teisisõnu, interpoleeritud piltidel on halb optiline eraldusvõime.

Võrrelge neid kahte pilti. Vasakpoolne on redigeerimata ja paremal olev on lähima naabri interpoleerimisprotsessi ohver. Parempoolne pilt näeb kohutav välja, kuigi see on sama füüsilise eraldusvõimega kui vasakul. Seda juhtub väikeses mahus iga kord, kui teie 4K teler kasutab pildi suurendamiseks lähima naabri interpoleerimist.

"Oota natuke," võite öelda. "Minu uus 4K teler ei näe midagi sellist välja!" See on sellepärast, et see ei tugine täielikult lähima naabri interpoleerimisele - see kasutab piltide suurendamiseks erinevaid meetodeid.

Uuendamine proovib lahendada ka optilise eraldusvõime

Okei, nii et lähima naabri interpoleerimine on vigane. See on toore jõu meetod pildi eraldusvõime suurendamiseks, mis ei arvesta optilist eraldusvõimet. Sellepärast kasutavad telerid lähima naabri interpoleerimise kõrval kahte muud interpoleerimisvormi. Neid nimetatakse kahekuubiliseks (silumiseks) ja bilineaarseks (teritamiseks) interpoleerimiseks.

Bikubiubilise (siluva) interpoleerimise korral näeb iga pildile lisatud piksel värvi võtmiseks oma 16 naaberpikslit. Selle tulemuseks on pilt, mis on kindlasti „pehme”. Teisalt vaatab bilinaarne (terav) interpoleerimine ainult oma kahe lähima naabri poole ja tekitab “terava” pildi. Neid meetodeid segades - ja rakendades kontrasti ja värvide jaoks mõningaid filtreid - saab teler luua pildi, millel seda pole märgatav optilise kvaliteedi kaotus.

Muidugi on interpoleerimine ikkagi aimamismäng. Isegi nõuetekohase interpoleerimise korral võib mõni video pärast suurendamist muuta "kummituslikuks" - eriti kui teie odav teler suurendab suurust. Need artefaktid tulevad ilmsemaks ka siis, kui ülimadalakvaliteedilised pildid (720p ja madalamad) suurendatakse 4K eraldusvõimega või kui pilte suurendatakse meeletult suurtes väikese pikslitihedusega telerites.

Ülaltoodud pilt ei ole telerist suurendamise näide. Selle asemel on see näide Buffy Vampiiritapja HD DVD väljaanne (võetud video essee autorilt Passion of The Nerd). See on hea (ehkki äärmuslik) näide sellest, kuidas vilets interpoleerimine võib pilti rikkuda. Ei, Nicholas Brendon ei kanna mingit vahast vampiirimeiki, just see juhtus tema näoga suurendusprotsessi käigus.

Kuigi kõik telerid pakuvad suuruse suurendamist, võivad mõnedel olla paremad suurendamise algoritmid kui teistel, mille tulemuseks on parem pilt.

Suurendamine on vajalik ja harva märgatav

Suurendamine on isegi kõigi selle vigade korral hea. See on protsess, mis kulgeb tavaliselt ilma probleemideta ja võimaldab teil samas teleris vaadata erinevaid videovorminguid. Kas see on täiuslik? Muidugi mitte. Sellepärast eelistavad mõned filmi- ja videomängupuristid vana kunsti nautida selle jaoks mõeldud keskkonnas: vana persega telerid. Kuid praeguse seisuga ei ole suuremaks muutmine midagi, millest liiga põnevil oleks. Ega see pole asi, mille pärast liiga palju pahandada.

Tasub mainida, et 8K, 10K ja 16K videovorminguid toetab juba mõni riistvara, mida igapäevaselt kasutame. Kui kõrgekvaliteediline tehnoloogia ei jõua neile kõrglahutusega vormingutele järele, on tõenäoline, et see toob kaasa palju suurema kvaliteedikao kui me oleme harjunud.

Kuna tootjad ja voogedastusteenused siiski lohistavad oma jalgu 4K suunas, ei peaks me võib-olla veel 8K pärast muretsema.