Co to jest skalowanie?

Wiele nowoczesnych telewizorów ma teraz rozdzielczość 4K, czyli 3840 x 2160 pikseli, chociaż standard „Full HD” lub 1080p (1920 x 1080) jest nadal bardzo powszechny. Jednym z problemów, który mogłeś zidentyfikować w przypadku tych ekranów o wysokiej rozdzielczości, jest to, że nie wszystkie oglądane treści są w rozdzielczości 4K, zwłaszcza starsze treści. Aby móc wyświetlać obrazy i wideo w niższej rozdzielczości na ekranach o wysokiej rozdzielczości, telewizory wykonują funkcję zwaną skalowaniem w górę.

Ekran 4K ma dokładnie cztery razy większą rozdzielczość niż ekran 1080p, co oznacza, że ​​jeśli chcesz wykonać bardzo proste skalowanie, możesz po prostu wyświetlić każdy piksel wideo 1080p na kwadracie czterech pikseli na ekranie 4K. Niestety, takie podejście wiąże się z dwoma głównymi problemami. Po pierwsze, działałoby to tylko w niektórych rozdzielczościach, w których zawartość jest skalowana w dokładnych wielokrotnościach czterech. Drugim problemem jest to, że nie będzie wyglądał szczególnie dobrze, każdy piksel treści byłby większy niż zamierzano, powodując, że obraz będzie wyglądał na klockowaty.

Prawdziwym sposobem działania skalowania w górę jest wykonanie analizy za pomocą algorytmu interpolacji. Algorytm interpolacji działa na zasadzie interpretacji obrazu w wyższej rozdzielczości. Zwykle oznacza to, że urządzenie musi wywnioskować, jakie będą kolory między wieloma pikselami. Na przykład, jeśli dwa piksele w oryginalnym obrazie były czerwone, a piksel przeskalowanego obrazu znajduje się pomiędzy tymi dwoma, można bezpiecznie założyć, że również powinien być czerwony.

Trudność polega na określeniu koloru piksela, gdy występuje gradient kolorów. Aby uzyskać płynną zmianę koloru, na przykład na zdjęciu zachodu słońca, stosunkowo łatwo jest wywnioskować poprawny kolor dla przeskalowanego piksela. W przypadku nagłej różnicy kolorów, na przykład w przypadku ciemnych ubrań na jasnym tle, o wiele trudniej jest dokładnie określić prawidłową wartość piksela.

Aby pomóc w określeniu koloru piksela, używany jest algorytm wygładzania, który określa kolor piksela, patrząc na otaczające go piksele i starając się zmieszać różnicę kolorów. Stosowany jest również algorytm wyostrzania, który pomaga poprawić klarowność obrazu.

Jakość wyniku

Gdy skalowanie jest wykonane dobrze, może być trudno odróżnić treści nagrane pierwotnie w wyższej rozdzielczości, główną wadą jest brak drobnych szczegółów. Brak szczegółów może być stosunkowo widoczny szczególnie u ludzi, a takie szczegóły, jak niedoskonałości skóry, często mogą zostać wygładzone, co może spowodować woskowaty lub matowy wygląd.

Skalowanie w górę jest prawie zawsze wykonywane podczas odtwarzania treści, zazwyczaj przez telewizor lub inne urządzenie odtwarzające. W przypadku remasteringu starszych filmów, skalowanie w górę można wykonać przed odtworzeniem, a następnie połączyć z bardziej czasochłonnymi technikami przetwarzania, aby maksymalnie oczyścić jakość.

Upscaling można przeprowadzić tylko do tej pory. Hollywoodzka koncepcja „powiększania i ulepszania” naprawdę nie działa, nie można przeskalować obrazu, aby zobaczyć i zidentyfikować odległą postać, ponieważ jakość obrazu po prostu nie jest dostępna.