什么是电视上的“放大”,它是如何工作的?

随着4K在我们家里取代高清,制造商们正在推出一些有趣的营销术语,比如“超高清升级”(UHD)。但升级并不是什么独一无二的功能--它只允许4K电视使用较低分辨率的视频格式,如1080p和720p。

所有电视都有升级换代功能

放大意味着低分辨率内容将填满您的整个电视屏幕。如果没有它,一段低分辨率的视频只占不到一半的屏幕空间。这是所有电视上的典型特征。即使是1080p的电视也有这个功能-他们可以升级720p的内容,并在1080p的屏幕上以全屏模式显示。

超高清升级是让您的4K电视像其他电视一样工作的原因。它可以获取较低分辨率的内容,并将其显示在整个4K屏幕上。

4K屏幕上放大的1080p内容通常比普通1080p屏幕上的1080p内容看起来更好。但是升级并不是魔术-你不会从真正的原生4K内容中获得你想要的清晰图像。这是它的工作原理。

分辨率存在于物理和视觉级别

在开始升级之前,我们需要了解图像分辨率的概念。乍一看,这是一个相对简单的概念。高分辨率的图像或视频比低分辨率的图像或视频看起来“更好”。

然而,我们往往会忘记一些关键的方面,即物理分辨率和光学分辨率之间的差异。这些方面共同创造了一个良好的形象,它们是理解升级的基础。我们还将介绍像素密度--但别担心--我们会保持简短和贴心。

物理分辨率:在电视规格表上,物理分辨率简称为“分辨率”。它是显示器上的像素数。4K电视比1080p电视有更多的像素,4K图像的大小是1080p图像的四倍。所有4K显示器,无论其大小如何,都包含相同数量的像素。虽然高物理分辨率的电视可以使用额外的像素来提供额外的细节,但并不总是这样。物理分辨率取决于光学分辨率。 光学分辨率:这就是为什么你的旧一次性相机照片比你自命不凡的朋友的花哨的数码相机照片看起来更好。当照片看起来清晰且动态范围清晰时,它具有较高的光学分辨率。电视有时会浪费它们的高物理分辨率,因为它们用糟糕的光学分辨率显示视频。这会导致图像和对比度模糊。有时,这是升级的结果,但我们将立即回到这一点。 像素密度:显示器上每英寸的像素数。所有4K显示器都包含相同数量的像素,但在较小的4K显示器上,像素彼此较近,因此像素密度较高。例如,4K的iPhone比70英寸的4K电视有更高的像素密度。我们提到这一点是为了强化这样一个观点,即屏幕大小与物理分辨率不是一回事,屏幕的像素密度并不定义其物理分辨率。

现在我们都熟悉了物理分辨率和光学分辨率之间的区别,是时候开始升级了。

提升比例使图像变得“更大”

每台电视都包含一堆用于提升低分辨率图像的插值算法。这些算法有效地将像素添加到图像以提高其分辨率。但是为什么你需要增加图像的分辨率呢?

请记住,物理分辨率由显示器上的像素数定义。它与您的电视的实际大小无关。一块1080p的电视屏幕只有2073,600像素,而4K屏幕有8,294,400像素。如果您在4K电视上播放1080p视频而不进行缩放,则该视频将只占屏幕的四分之一。

对于适合4K显示器的1080p图像,需要通过放大过程获得600万像素(此时,它将成为4K图像)。然而,升级依赖于一种称为插值的过程,这实际上只是一场美化的猜谜游戏。

提升比例会降低光学分辨率

有几种方法可以对图像进行插值。最基本的插值称为“最近邻”插值。为了执行这一过程,算法将“空白”像素的网格添加到图像中,然后通过查看其四个相邻像素来猜测每个空白像素应该是什么颜色值。

例如,由白色像素包围的空白像素会变成白色;而由白色和蓝色像素包围的空白像素可能会变成浅蓝色。这是一个简单的过程,但它在图像中留下了许多数字制品、模糊和粗糙的轮廓。换句话说,插值图像的光学分辨率较差。

比较这两张图片。左边的是未经编辑的,右边的是最近邻插值过程的牺牲品。右边的图像看起来很糟糕,尽管它的物理分辨率与左边的一样。每次您的4K电视使用最近邻插值来放大图像时,这种情况都会在小范围内发生。

“等一下,”你可能会说。“我的新4K电视看起来一点都不像这个!”嗯,这是因为它并不完全依赖最近邻插值-它使用混合的方法来升级图像。

升级也试图解决光学分辨率问题

好吧,所以最近邻插法是有缺陷的。这是一种在不考虑光学分辨率的情况下提高图像分辨率的强力方法。这就是为什么电视除了使用最近邻插值之外,还使用另外两种形式的插值。这些被称为双三次(平滑)插值和双线性(锐化)插值。

使用双三次(平滑)插值,添加到图像的每个像素都会查看其16个相邻像素以呈现一种颜色。这就产生了一个绝对“柔和”的形象。另一方面,双线性(锐化)插值只看最近的两个邻居,并产生“清晰”的图像。通过混合这些方法-并应用一些对比度和颜色滤镜-您的电视可以生成没有明显光学质量损失的图像。

当然,插值仍然是一个猜谜游戏。即使有适当的插值,一些视频在升级后也会出现“重影”-特别是如果你的廉价电视在升级方面做得很糟糕的话。当超低质量图像(720p及以下)被放大到4K分辨率时,或者在像素密度极低的超大电视上放大图像时,这些瑕疵也会变得更加明显。

上图并不是电视升级的例子。取而代之的是,它是为“吸血鬼猎人巴菲”的HD DVD发行(取自“书呆子的激情”的一篇视频文章)所做的升级的一个例子。这是一个很好的(尽管是极端的)例子,说明了糟糕的插值会如何毁掉一幅图像。不,尼古拉斯·布兰登没有涂蜡质的吸血鬼妆,这只是他的脸在升级过程中发生的事情。

虽然所有的电视都提供升阶功能,但有些电视的升阶算法可能比其他的更好,从而产生更好的画面。

升级是必要的,而且很少引起注意。

即使它有所有的缺点,升级也是一件好事。这是一个通常会一帆风顺的过程,可以让你在同一台电视上观看多种格式的视频。它完美吗?当然不是。这就是为什么一些电影和视频游戏纯粹主义者更喜欢在其预定的媒介上欣赏古老的艺术:老式电视。但是,到目前为止,升级并不是一件太令人兴奋的事情。这也不是什么让人太不安的事情。

值得一提的是,我们日常使用的一些硬件已经支持8K、10K、16K视频格式。如果升级技术赶不上这些高分辨率格式,就有可能导致比我们习惯的质量损失更大的质量损失。

然而,由于制造商和流媒体服务仍在拖延4K,也许我们现在还不应该担心8K。

相关文章