Viele moderne Fernseher haben mittlerweile eine 4K-Auflösung, also 3840 x 2160 Pixel, obwohl auch der „Full HD“- oder 1080p-Standard (1920 x 1080) noch weit verbreitet ist. Ein Problem, das Sie bei diesen hochauflösenden Bildschirmen möglicherweise festgestellt haben, ist, dass nicht alle Inhalte, die Sie ansehen, in 4K vorliegen, insbesondere ältere Inhalte. Um Bilder und Videos mit niedrigerer Auflösung auf hochauflösenden Bildschirmen anzeigen zu können, führen Fernsehgeräte eine Funktion namens Upscaling aus.
Ein 4K-Bildschirm hat genau das Vierfache der Auflösung eines 1080p-Bildschirms. Wenn Sie also eine sehr einfache Hochskalierung durchführen möchten, können Sie einfach jedes Pixel eines 1080p-Videos auf einem Quadrat von vier Pixeln auf einem 4K-Bildschirm anzeigen. Leider gibt es bei diesem Ansatz zwei Hauptprobleme. Der erste ist, dass dies nur bei bestimmten Auflösungen funktioniert, bei denen der Inhalt in genauen Vielfachen von vier skaliert wird. Das zweite Problem ist, dass es nicht besonders gut aussieht, jedes Pixel des Inhalts wäre größer als beabsichtigt, wodurch das Bild blockartig erscheint.
Das Hochskalieren funktioniert in Wirklichkeit durch die Durchführung einer Analyse mit einem Interpolationsalgorithmus. Der Interpolationsalgorithmus funktioniert, indem er das Bild so interpretiert, wie es bei der höheren Auflösung ist. Dies beinhaltet im Allgemeinen, dass das Gerät ableiten muss, welche Farben zwischen mehreren Pixeln wären. Wenn beispielsweise zwei Pixel im Originalbild rot waren und das Pixel des hochskalierten Bildes zwischen diesen beiden liegt, kann davon ausgegangen werden, dass es auch rot sein sollte.
Die Schwierigkeit besteht darin, die Pixelfarbe abzuleiten, wenn ein Farbverlauf vorhanden ist. Für einen sanften Farbwechsel wie bei einem Sonnenuntergangsbild ist es relativ einfach, die richtige Farbe für ein hochskaliertes Pixel abzuleiten. Bei plötzlichen Farbunterschieden, beispielsweise bei dunkler Kleidung vor hellem Hintergrund, ist es viel schwieriger, den richtigen Pixelwert genau zu bestimmen.
Um die Farbe eines Pixels zu bestimmen, wird ein Glättungsalgorithmus verwendet, der die Farbe eines Pixels bestimmt, indem er die Pixel um ihn herum betrachtet und versucht, den Farbunterschied zu mischen. Ein Schärfungsalgorithmus wird auch verwendet, um die Klarheit des Bildes zu verbessern.
Wenn das Upscaling gut gemacht ist, kann es schwierig sein, von Inhalten zu unterscheiden, die ursprünglich mit einer höheren Auflösung aufgenommen wurden. Der Mangel an Details kann speziell für Menschen relativ offensichtlich sein, Details wie Hautunreinheiten können oft geglättet werden, was zu einem wachsartigen oder matten Aussehen führen kann.
Das Hochskalieren wird fast immer durchgeführt, wenn der Inhalt wiedergegeben wird, im Allgemeinen vom Fernseher oder einem anderen Wiedergabegerät. Beim Remastering älterer Filme kann das Upscaling vor der Wiedergabe durchgeführt und dann mit aufwändigeren Verarbeitungstechniken kombiniert werden, um die Qualität so gut wie möglich zu bereinigen.
Das Hochskalieren kann nur bis jetzt erfolgen. Das Hollywood-Konzept des „Zoomens und Verbesserns“ funktioniert wirklich nicht, Sie können ein Bild nicht hochskalieren, um eine entfernte Figur zu sehen und zu identifizieren, da die Bildqualität einfach nicht ausreicht.
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