Ano ang "Upscaling" sa isang TV, at Paano Ito Gumagana?
Habang pinapalitan ng 4K ang HD sa aming mga tahanan, inilalabas ng mga tagagawa ang ilang mga kagiliw-giliw na jargon sa marketing, tulad ng "Ultra HD upscaling" (UHD). Ngunit ang pag-upscall ay hindi ilang natatanging tampok — pinapayagan lamang itong gumana ang mga 4K TV na may mga format na mas mababang resolusyon na video, tulad ng 1080p at 720p.
Lahat ng TV ay May Upscaling
Ang pag-upscaling ay nangangahulugang ang nilalaman na may mababang resolusyon ay punan ang iyong buong screen ng TV. Kung wala ito, ang isang video na may mababang resolusyon ay kukuha ng mas mababa sa kalahati ng espasyo sa screen. Ito ay isang tipikal na tampok sa lahat ng TV. Kahit na ang mga 1080p TV ay mayroon nito — maaari nilang itaas ang nilalaman ng 720p at ipakita ito sa full-screen mode sa isang 1080p screen.
Ang UHD upscaling ay ang gumagawa ng iyong 4K TV na gumana tulad ng anumang iba pa. Maaari itong tumagal ng nilalaman na may mas mababang resolusyon at ipakita ito sa buong screen ng 4K.
Ang na-upgrade na nilalamang 1080p sa isang 4K screen ay madalas na mukhang mas mahusay kaysa sa nilalamang 1080p sa isang normal na 1080p screen. Ngunit ang pag-upscall ay hindi mahika-hindi ka makakakuha ng matalas na imaheng gagawin mo mula sa totoo, katutubong nilalamang 4K. Narito kung paano ito gumagana.
Umiiral ang resolusyon sa isang Physical at Visual Level
Bago mag-upscaling, kailangan nating maunawaan ang konsepto ng paglutas ng imahe. Sa isang sulyap, ito ay isang simpleng konsepto. Ang isang imahe o video na may mataas na resolusyon ay mukhang "mas mahusay" kaysa sa isang imahe o video na may mababang resolusyon.
Gayunpaman, may posibilidad kaming kalimutan ang ilang mga pangunahing aspeto, lalo, ang pagkakaiba sa pagitan ng pisikal na resolusyon at resolusyon ng optikal. Ang mga aspetong ito ay nagtutulungan upang lumikha ng isang mahusay na imahe, at ang mga ito ang batayan para maunawaan ang pagtaas. Tatalakayin din namin ang density ng pixel — ngunit huwag mag-alala — panatilihing maikli at matamis ang mga bagay.
- Pisikal na Resolusyon: Sa isang spec sheet ng TV, ang resolusyong pisikal ay tinukoy lamang bilang "resolusyon." Ito ang bilang ng mga pixel sa isang display. Ang isang 4K TV ay may higit pang mga pixel kaysa sa isang 1080p TV, at ang isang 4K na imahe ay apat na beses sa laki ng isang 1080p na imahe. Lahat ng mga ipinapakitang 4K, anuman ang kanilang laki, naglalaman ng parehong bilang ng mga pixel. Habang ang mga TV na may mataas na resolusyong pisikal ay maaaring gumamit ng kanilang labis na mga pixel upang mag-alok ng karagdagang detalye, hindi ito laging gumagana nang ganoong paraan. Ang resolusyon ng pisikal ay nasa awa ng resolusyon ng optikal.
- Resolution ng Optical: Ito ang dahilan kung bakit mas maganda ang hitsura ng iyong mga lumang disposable na larawan ng camera kaysa sa mga magagarbong larawan ng digital camera ng iyong mapagpanggap. Kapag ang isang larawan ay mukhang matalas at may isang malinaw na hanay ng pabagu-bago, mayroon itong isang mataas na resolusyon ng salamin sa mata. Minsan sinasayang ng mga TV ang kanilang mataas na resolusyon sa pisikal sa pamamagitan ng pagpapakita ng video na may malulupit na resolusyon ng salamin. Ito ay humahantong sa mga malabo na imahe at pagkakaiba. Minsan, ito ay isang resulta ng pag-upgrade, ngunit babalik tayo sa iyan sa isang minuto.
- Density ng Pixel: Ang bilang ng mga pixel bawat pulgada sa isang display. Ang lahat ng mga ipinapakitang 4K ay naglalaman ng parehong dami ng mga pixel, ngunit sa mas maliit na mga ipinapakitang 4K, ang mga pixel ay mas malapit sa bawat isa, kaya't may mataas silang density ng pixel. Ang isang 4K iPhone, halimbawa, ay may mas mataas na density ng pixel kaysa sa isang 70-inch 4K TV. Binabanggit namin ito upang mapalakas ang ideya na ang laki ng screen ay hindi katulad ng pisikal na resolusyon, at hindi tumutukoy sa density ng pixel ng isang screen ang pisikal na resolusyon nito.
Ngayong lahat tayo ay nagsipilyo sa pagkakaiba sa pagitan ng pisikal at optikal na resolusyon, oras na upang makakuha ng upscaling.
Ang pag-upscaling ay Gumagawa ng isang Larawan na "Mas Malaki"
Naglalaman ang bawat TV ng isang gulo ng mga interpolation algorithm, na ginagamit upang mapataas ang mga imahe na may mababang resolusyon. Ang mga algorithm na ito ay mabisang nagdagdag ng mga pixel sa isang imahe upang madagdagan ang kanilang resolusyon. Ngunit bakit kakailanganin mong taasan ang resolusyon ng isang imahe?
Tandaan, ang pisikal na resolusyon ay tinukoy ng bilang ng mga pixel sa isang display. Wala itong kinalaman sa aktwal na laki ng iyong TV. Ang isang 1080p TV screen ay binubuo lamang ng 2,073,600 mga pixel, habang ang isang 4K screen ay may 8,294,400. Kung magpapakita ka ng isang 1080p na video sa isang 4K TV nang walang pag-upscall, tatagal ng hanggang isang-kapat ng screen ang video.
Para sa isang 1080p na imahe upang magkasya sa isang 4K display, kailangan itong makakuha ng 6 milyong mga pixel sa pamamagitan ng proseso ng pag-upscaling (sa oras na ito, magiging isang 4K na imahe). Gayunpaman, ang pagtaas ng pagtaas ay nakasalalay sa isang proseso na tinatawag na interpolation, na talagang isang niluwalhating laro sa paghula.
Binabawasan ng Upscaling ang Resolution ng Optical
Mayroong maraming mga paraan upang interpolate ng isang imahe. Ang pinaka pangunahing ay tinatawag na "pinakamalapit na kapitbahay" na pagkakaugnay. Upang maisagawa ang prosesong ito, ang isang algorithm ay nagdaragdag ng isang mesh ng "blangko" na mga pixel sa isang imahe, at pagkatapos ay hulaan kung aling kulay ang dapat bigyan ng bawat blangkong pixel sa pamamagitan ng pagtingin sa apat na karatig na mga pixel.
Halimbawa, ang isang blangkong pixel na napapaligiran ng mga puting pixel ay magiging puti; samantalang ang isang blangko na pixel na napapaligiran ng puti at asul na mga pixel ay maaaring lumabas ng asul na asul. Ito ay isang prangka na proseso, ngunit nag-iiwan ito ng maraming mga digital na artifact, lumabo, at masungit na mga balangkas sa isang imahe. Sa madaling salita, ang mga interpolated na imahe ay may isang mahinang resolusyon ng salamin sa mata.
Ihambing ang dalawang imaheng ito. Ang isa sa kaliwa ay hindi na-edit, at ang isa sa kanan ay biktima ng pinakamalapit na proseso ng interpolasyon ng kapitbahay. Ang imahe sa kanan ay mukhang kakila-kilabot, kahit na ito ay parehong pisikal na resolusyon tulad ng isa sa kaliwa. Nangyayari ito sa isang maliit na sukat sa tuwing gumagamit ang iyong 4K TV ng pinakamalapit na interpolation ng kapitbahay upang mapataas ang isang imahe.
"Sandali lang," baka nasasabi mo. "Ang aking bagong 4K TV ay hindi ganito ang hitsura!" Sa gayon, iyon ay dahil hindi ito ganap na umaasa sa pinakamalapit na interpolation ng kapitbahay — gumagamit ito ng isang halo ng mga pamamaraan upang mapataas ang mga imahe.
Mga Upscaling na Pagsubok upang Mangasiwa ang Resolution ng Optical, Gayundin
Okay, kaya ang pinakamalapit na interpolation ng kapitbahay ay may kapintasan. Ito ay isang brute-force na paraan para sa pagdaragdag ng resolusyon ng isang imahe na hindi isinasaalang-alang ang resolusyon ng salamin sa mata. Iyon ang dahilan kung bakit gumagamit ang mga TV ng dalawang iba pang mga paraan ng interpolation sa tabi ng pinakamalapit na interpolation ng kapitbahay. Ang mga ito ay tinatawag na bicubic (smoothing) interpolation at bilinear (hasa) interpolation.
Sa pamamagitan ng bicubic (smoothing) interpolation, ang bawat pixel na idinagdag sa isang imahe ay tumingin sa 16 na mga kalapit na pixel upang kumuha ng isang kulay. Nagreresulta ito sa isang imaheng nagpasya na "malambot." Sa kabilang banda, ang pagsabog ng bilinear (hasa) ay nakatingin lamang sa pinakamalapit na dalawang kapit-bahay nito at gumagawa ng isang "matalas" na imahe. Sa pamamagitan ng paghahalo ng mga pamamaraang ito — at paglalapat ng ilang mga filter para sa kaibahan at kulay — ang iyong TV ay maaaring makabuo ng isang imahe na wala kapansin-pansin pagkawala sa kalidad ng optikal.
Siyempre, ang interpolation ay pa rin ng isang laro ng paghula. Kahit na may tamang interpolation, ang ilang video ay maaaring kumuha ng "ghosting" pagkatapos na ma-upscaled — lalo na kung ang iyong murang TV ay sumuso sa upscaling. Ang mga artifact na ito ay naging mas maliwanag din kapag ang mga napakababang kalidad na mga imahe (720p at mas mababa) ay naitaas sa resolusyon ng 4K, o kapag ang mga imahe ay naitaas sa nakakabaliw na mga TV na may mababang density ng pixel.
Ang imahe sa itaas ay hindi isang halimbawa ng pag-upscaling mula sa isang TV. Sa halip, ito ay isang halimbawa ng pag-upscaling na ginawa para sa Si Buffy ang tagapatay ng mga bampira Paglabas ng HD DVD (kinuha mula sa isang video essay ni Passion of The Nerd). Ito ay isang mahusay (kahit na matinding) halimbawa ng kung paano ang mahihirap na interpolation ay maaaring makapinsala sa isang imahe. Hindi, si Nicholas Brendon ay walang suot na waxy vampire makeup, iyon lang ang nangyari sa kanyang mukha sa proseso ng pag-upscaling.
Habang ang lahat ng mga TV ay nag-aalok ng pagtaas, ang ilan ay maaaring may mas mahusay na mga upscaling algorithm kaysa sa iba, na nagreresulta sa isang mas mahusay na larawan.
Kinakailangan ang Upscaling at Bihirang Mapapansin
Kahit na sa lahat ng mga pagkakamali nito, ang pag-angat ay isang magandang bagay. Ito ay isang proseso na karaniwang napupunta nang walang sagabal at nagbibigay-daan sa iyo upang manuod ng iba't ibang mga format ng video sa parehong TV. Perpekto ba ito? Syempre hindi. Iyon ang dahilan kung bakit ang ilang mga purista ng pelikula at video game ay ginusto na masiyahan sa lumang sining sa inilaan nitong daluyan: mga TV na luma. Ngunit, hanggang ngayon, ang pag-upscaling ay hindi isang bagay na labis na nasasabik. Hindi rin ito isang bagay upang masyadong mapataob.
Mahalagang banggitin na ang 8K, 10K, at 16K na mga format ng video ay suportado na ng ilan sa mga hardware na ginagamit namin araw-araw. Kung hindi maabutan ng upscaling na teknolohiya ang mga format na may mataas na resolusyon na ito, may pagkakataon na magreresulta ito sa isang higit na malaking pagkawala ng kalidad kaysa sa nakasanayan na natin.
Dahil ang mga tagagawa at streaming na serbisyo ay hinihila pa rin ang kanilang mga paa patungo sa 4K, gayunpaman, marahil ay hindi pa tayo dapat magalala tungkol sa 8K pa lang.