Τι είναι η “Αναβάθμιση” σε μια τηλεόραση και πώς λειτουργεί;

Καθώς το 4K αντικαθιστά το HD στα σπίτια μας, οι κατασκευαστές αποκαλύπτουν κάποια ενδιαφέρουσα ορολογία μάρκετινγκ, όπως το “Ultra HD upscaling” (UHD). Ωστόσο, η αναβάθμιση δεν είναι ένα μοναδικό χαρακτηριστικό – απλώς επιτρέπει στις τηλεοράσεις 4K να λειτουργούν με μορφές βίντεο χαμηλότερης ανάλυσης, όπως 1080p και 720p.

Όλες οι τηλεοράσεις έχουν αναβάθμιση

Η αναβάθμιση σημαίνει ότι περιεχόμενο χαμηλής ανάλυσης θα γεμίσει ολόκληρη την οθόνη της τηλεόρασής σας. Χωρίς αυτό, ένα βίντεο χαμηλής ανάλυσης καταλαμβάνει λιγότερο από το ήμισυ του χώρου της οθόνης. Αυτό είναι ένα τυπικό χαρακτηριστικό σε όλες τις τηλεοράσεις. Ακόμη και οι τηλεοράσεις 1080p το είχαν—μπορούσαν να αναβαθμίσουν περιεχόμενο 720p και να το εμφανίσουν σε λειτουργία πλήρους οθόνης σε οθόνη 1080p.

Η αναβάθμιση UHD είναι αυτό που κάνει την τηλεόρασή σας 4K να λειτουργεί όπως όλες οι άλλες. Μπορεί να λάβει περιεχόμενο χαμηλότερης ανάλυσης και να το εμφανίσει σε ολόκληρη την οθόνη 4K.

Το αναβαθμισμένο περιεχόμενο 1080p σε μια οθόνη 4K συχνά φαίνεται καλύτερο από το περιεχόμενο 1080p σε μια κανονική οθόνη 1080p. Αλλά η αναβάθμιση δεν είναι μαγική — δεν θα έχετε την ευκρινή εικόνα που θα κάνατε από αληθινό, εγγενές περιεχόμενο 4K. Ετσι δουλευει.

Η ανάλυση υπάρχει σε φυσικό και οπτικό επίπεδο

Πριν ξεκινήσουμε την αναβάθμιση, πρέπει να κατανοήσουμε την έννοια της ανάλυσης εικόνας. Με μια ματιά, είναι μια σχετικά απλή ιδέα. Μια εικόνα ή ένα βίντεο με υψηλή ανάλυση φαίνεται «καλύτερη» από μια εικόνα ή ένα βίντεο με χαμηλή ανάλυση.

Ωστόσο, τείνουμε να ξεχνάμε ορισμένες βασικές πτυχές, δηλαδή τη διαφορά μεταξύ φυσικής και οπτικής ανάλυσης. Αυτές οι πτυχές συνεργάζονται για να δημιουργήσουν μια καλή εικόνα και αποτελούν τη βάση για την κατανόηση της αναβάθμισης. Θα καλύψουμε επίσης την πυκνότητα των εικονοστοιχείων—αλλά μην ανησυχείτε—θα κρατήσουμε τα πράγματα σύντομα και γλυκά.

Φυσική ανάλυση: Σε ένα φύλλο προδιαγραφών τηλεόρασης, η φυσική ανάλυση αναφέρεται απλώς ως “ανάλυση”. Είναι ο αριθμός των pixel σε μια οθόνη. Μια τηλεόραση 4K έχει περισσότερα pixel από μια τηλεόραση 1080p και μια εικόνα 4K είναι τέσσερις φορές το μέγεθος μιας εικόνας 1080p. Όλες οι οθόνες 4K, ανεξάρτητα από το μέγεθός τους, περιέχουν τον ίδιο αριθμό pixel. Ενώ οι τηλεοράσεις με υψηλή φυσική ανάλυση μπορούν να χρησιμοποιήσουν τα επιπλέον pixel τους για να προσφέρουν πρόσθετες λεπτομέρειες, δεν λειτουργεί πάντα έτσι. Η φυσική ανάλυση βρίσκεται στο έλεος της οπτικής ανάλυσης.
Οπτική ανάλυση: Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο οι παλιές σας φωτογραφίες μιας χρήσης φωτογραφικής μηχανής φαίνονται καλύτερες από τις φανταχτερές φωτογραφίες ψηφιακής φωτογραφικής μηχανής του επιτηδευμένου φίλου σας. Όταν μια φωτογραφία φαίνεται ευκρινής και έχει καθαρό δυναμικό εύρος, έχει υψηλή οπτική ανάλυση. Μερικές φορές οι τηλεοράσεις σπαταλούν την υψηλή φυσική τους ανάλυση προβάλλοντας βίντεο με άθλια οπτική ανάλυση. Αυτό οδηγεί σε θολές εικόνες και αντίθεση. Μερικές φορές, αυτό είναι αποτέλεσμα αναβάθμισης, αλλά θα επανέλθουμε σε αυτό σε ένα λεπτό.
Πυκνότητα εικονοστοιχείων: Ο αριθμός των εικονοστοιχείων ανά ίντσα σε μια οθόνη. Όλες οι οθόνες 4K περιέχουν την ίδια ποσότητα pixel, αλλά σε μικρότερες οθόνες 4K, τα pixel είναι πιο κοντά το ένα στο άλλο, επομένως έχουν υψηλή πυκνότητα pixel. Ένα iPhone 4K, για παράδειγμα, έχει μεγαλύτερη πυκνότητα pixel από μια τηλεόραση 4K 70 ιντσών. Το αναφέρουμε αυτό για να ενισχύσουμε την ιδέα ότι το μέγεθος της οθόνης δεν είναι το ίδιο πράγμα με τη φυσική ανάλυση και ότι η πυκνότητα των pixel μιας οθόνης δεν καθορίζει τη φυσική της ανάλυση.

  Πώς να σταματήσετε την αυτόματη εκκίνηση του Spotify στα Windows 10

Τώρα που έχουμε μάθει όλοι τη διαφορά μεταξύ φυσικής και οπτικής ανάλυσης, ήρθε η ώρα να ασχοληθούμε με την αναβάθμιση.

Η αναβάθμιση κάνει μια εικόνα “μεγαλύτερη”

Κάθε τηλεόραση περιέχει ένα χάος από αλγόριθμους παρεμβολής, οι οποίοι χρησιμοποιούνται για την αναβάθμιση εικόνων χαμηλής ανάλυσης. Αυτοί οι αλγόριθμοι προσθέτουν αποτελεσματικά pixel σε μια εικόνα για να αυξήσουν την ανάλυσή τους. Αλλά γιατί θα χρειαστεί να αυξήσετε την ανάλυση μιας εικόνας;

Θυμηθείτε, η φυσική ανάλυση ορίζεται από τον αριθμό των pixel σε μια οθόνη. Δεν έχει καμία σχέση με το πραγματικό μέγεθος της τηλεόρασής σας. Μια οθόνη τηλεόρασης 1080p αποτελείται από μόνο 2.073.600 pixel, ενώ μια οθόνη 4K έχει 8.294.400. Εάν εμφανίσετε ένα βίντεο 1080p σε μια τηλεόραση 4K χωρίς αναβάθμιση, το βίντεο θα καταλαμβάνει μόνο το ένα τέταρτο της οθόνης.

Για να χωρέσει μια εικόνα 1080p σε μια οθόνη 4K, πρέπει να κερδίσει 6 εκατομμύρια pixel μέσω της διαδικασίας αναβάθμισης (οπότε θα γίνει εικόνα 4K). Ωστόσο, η αναβάθμιση βασίζεται σε μια διαδικασία που ονομάζεται παρεμβολή, η οποία είναι στην πραγματικότητα απλώς ένα δοξασμένο παιχνίδι εικασίας.

  Πώς να εξαιρέσετε αρχεία και φακέλους από την αναζήτηση Cortana στα Windows 10

Η αναβάθμιση μειώνει την οπτική ανάλυση

Υπάρχουν διάφοροι τρόποι παρεμβολής μιας εικόνας. Η πιο βασική ονομάζεται παρεμβολή «πλησιέστερου γείτονα». Για να εκτελέσει αυτή τη διαδικασία, ένας αλγόριθμος προσθέτει ένα πλέγμα «κενών» εικονοστοιχείων σε μια εικόνα και, στη συνέχεια, μαντεύει ποια τιμή χρώματος πρέπει να είναι κάθε κενό εικονοστοιχείο κοιτάζοντας τα τέσσερα γειτονικά εικονοστοιχεία του.

Για παράδειγμα, ένα κενό pixel που περιβάλλεται από λευκά pixel θα γίνει λευκό. ενώ ένα κενό pixel που περιβάλλεται από λευκά και μπλε εικονοστοιχεία μπορεί να βγει ανοιχτό μπλε. Είναι μια απλή διαδικασία, αλλά αφήνει πολλά ψηφιακά τεχνουργήματα, θολά και τραχιά περιγράμματα σε μια εικόνα. Με άλλα λόγια, οι παρεμβαλλόμενες εικόνες έχουν κακή οπτική ανάλυση.

Αριστερά: Μη επεξεργασμένη εικόνα. Δεξιά: Μετά την παρεμβολή του πλησιέστερου γείτονα.

Συγκρίνετε αυτές τις δύο εικόνες. Το ένα στα αριστερά είναι χωρίς επεξεργασία και το ένα στα δεξιά είναι το θύμα της διαδικασίας παρεμβολής του πλησιέστερου γείτονα. Η εικόνα στα δεξιά φαίνεται τρομερή, παρόλο που έχει την ίδια φυσική ανάλυση με αυτήν στα αριστερά. Αυτό συμβαίνει σε μικρή κλίμακα κάθε φορά που η τηλεόρασή σας 4K χρησιμοποιεί παρεμβολή πλησιέστερου γείτονα για να αναβαθμίσει μια εικόνα.

«Περιμένετε ένα λεπτό», ίσως λέτε. “Η νέα μου τηλεόραση 4K δεν μοιάζει καθόλου!” Λοιπόν, αυτό συμβαίνει επειδή δεν βασίζεται εξ ολοκλήρου στην παρεμβολή του πλησιέστερου γείτονα – χρησιμοποιεί έναν συνδυασμό μεθόδων για την αναβάθμιση των εικόνων.

Η αναβάθμιση προσπαθεί επίσης να αντιμετωπίσει την οπτική ανάλυση

Εντάξει, άρα η παρεμβολή του πλησιέστερου γείτονα είναι εσφαλμένη. Είναι μια μέθοδος ωμής βίας για την αύξηση της ανάλυσης μιας εικόνας που δεν λαμβάνει υπόψη την οπτική ανάλυση. Γι’ αυτό οι τηλεοράσεις χρησιμοποιούν δύο άλλες μορφές παρεμβολής παράλληλα με την παρεμβολή του πλησιέστερου γείτονα. Αυτές ονομάζονται δικυβική (εξομάλυνση) παρεμβολή και διγραμμική (ακόνισμα) παρεμβολή.

Αριστερά: Ένα παράδειγμα διγραμμικής παρεμβολής. Δεξιά: Ένα παράδειγμα δικυβικής παρεμβολής.

Με τη δικυβική (εξομάλυνση) παρεμβολή, κάθε εικονοστοιχείο που προστίθεται σε μια εικόνα φαίνεται στα 16 γειτονικά του εικονοστοιχεία για να πάρει ένα χρώμα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μια εικόνα που είναι αναμφισβήτητα «μαλακή». Από την άλλη πλευρά, η διγραμμική (ακονίζοντας) παρεμβολή κοιτάζει μόνο τους δύο πλησιέστερους γείτονές της και παράγει μια «αιχμηρή» εικόνα. Με την ανάμειξη αυτών των μεθόδων—και την εφαρμογή ορισμένων φίλτρων για την αντίθεση και το χρώμα—η τηλεόρασή σας μπορεί να δημιουργήσει μια εικόνα που δεν έχει αισθητή απώλεια οπτικής ποιότητας.

  Διόρθωση: Η webcam μου δεν λειτουργεί στα Windows 10

Φυσικά, η παρεμβολή εξακολουθεί να είναι ένα παιχνίδι εικασιών. Ακόμη και με την κατάλληλη παρεμβολή, ορισμένα βίντεο μπορούν να γίνουν «φαντάσματα» μετά την αναβάθμιση —ειδικά αν η φθηνή τηλεόρασή σας είναι χάλια για την αναβάθμιση. Αυτά τα τεχνουργήματα γίνονται επίσης πιο εμφανή όταν οι εικόνες εξαιρετικά χαμηλής ποιότητας (720p και χαμηλότερες) αναβαθμίζονται σε ανάλυση 4K ή όταν οι εικόνες αναβαθμίζονται σε τρελά μεγάλες τηλεοράσεις με χαμηλή πυκνότητα pixel.

Η παραπάνω εικόνα δεν αποτελεί παράδειγμα αναβάθμισης από τηλεόραση. Αντίθετα, είναι ένα παράδειγμα της αναβάθμισης που έγινε για την κυκλοφορία του Buffy The Vampire Slayer HD DVD (παράγεται από ένα βίντεο δοκίμιο από Passion of The Nerd). Είναι ένα καλό (αν και ακραίο) παράδειγμα για το πώς η κακή παρεμβολή μπορεί να καταστρέψει μια εικόνα. Όχι, ο Nicholas Brendon δεν φοράει κάποιο κέρινο μακιγιάζ βαμπίρ, αυτό ακριβώς συνέβη στο πρόσωπό του κατά τη διαδικασία αναβάθμισης.

Ενώ όλες οι τηλεοράσεις προσφέρουν αναβάθμιση, ορισμένες μπορεί να έχουν καλύτερους αλγόριθμους αναβάθμισης από άλλες, με αποτέλεσμα καλύτερη εικόνα.

Η αναβάθμιση είναι απαραίτητη και σπάνια παρατηρείται

Ακόμη και με όλα τα ελαττώματα του, η αναβάθμιση είναι κάτι καλό. Είναι μια διαδικασία που συνήθως τελειώνει χωρίς προβλήματα και σας δίνει τη δυνατότητα να παρακολουθείτε μια ποικιλία μορφών βίντεο στην ίδια τηλεόραση. Είναι τέλειο; Φυσικά και όχι. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο ορισμένοι καθαρολόγοι ταινιών και βιντεοπαιχνιδιών προτιμούν να απολαμβάνουν την παλιά τέχνη στο μέσο που προορίζεται: τηλεοράσεις παλιάς γαϊδούρας. Αλλά, από τώρα, η αναβάθμιση δεν είναι κάτι για το οποίο πρέπει να ενθουσιαστείτε πολύ. Ούτε είναι κάτι για το οποίο να εκνευρίζεσαι πολύ.

Αξίζει να αναφέρουμε ότι οι μορφές βίντεο 8K, 10K και 16K υποστηρίζονται ήδη από κάποιο υλικό που χρησιμοποιούμε καθημερινά. Εάν η τεχνολογία αναβάθμισης δεν μπορεί να καλύψει τη διαφορά με αυτές τις μορφές υψηλής ανάλυσης, υπάρχει πιθανότητα να οδηγήσει σε πολύ μεγαλύτερη απώλεια ποιότητας από αυτήν που έχουμε συνηθίσει.

Εφόσον οι κατασκευαστές και οι υπηρεσίες ροής εξακολουθούν να σέρνουν τα πόδια τους προς το 4K, ωστόσο, ίσως δεν πρέπει να ανησυχούμε ακόμα για το 8K.