Muitas TVs modernas agora têm resolução de 4K, que é 3840 x 2160 pixels, embora o padrão "Full HD" ou 1080p (1920 x 1080) também seja muito comum. Um problema que você pode ter identificado com essas telas de alta resolução é que nem todo o conteúdo que você assiste está em 4K, especialmente o conteúdo mais antigo. Para poder exibir imagens e vídeo de baixa resolução em telas de alta resolução, as TVs executam uma função chamada aumento de escala.
Uma tela de 4K é exatamente quatro vezes a resolução de uma tela de 1080p, isso significa que se você quisesse upscaling simples, você poderia simplesmente exibir cada pixel de um vídeo 1080p em um quadrado de quatro pixels em um 4K tela. Infelizmente, há dois problemas principais com essa abordagem. A primeira é que isso só funcionaria com certas resoluções em que o conteúdo está sendo ampliado em múltiplos exatos de quatro. O segundo problema é que não vai parecer muito bom, cada pixel do conteúdo seria maior do que o pretendido, fazendo com que a imagem parecesse em blocos.
A verdadeira maneira de trabalhar o aumento de escala é por meio da realização de análises com um algoritmo de interpolação. O algoritmo de interpolação funciona interpretando a imagem como ela está na resolução mais alta. Isso geralmente envolve o dispositivo tendo que inferir quais seriam as cores entre vários pixels. Por exemplo, se dois pixels na imagem original eram vermelhos e o pixel da imagem com escala aumentada fica entre os dois, então é seguro presumir que também deveria ser vermelho.
A dificuldade está em inferir a cor do pixel quando há um gradiente de cor. Para uma mudança suave na cor, como em uma imagem de um pôr do sol, é relativamente fácil inferir a cor correta para um pixel aumentado. Se houver uma diferença repentina nas cores, como roupas escuras contra um fundo claro, será muito mais difícil determinar com precisão o valor correto do pixel.
Para ajudar a determinar a cor que um pixel deve ter, é usado um algoritmo de suavização que determina a cor de um pixel olhando para os pixels ao seu redor e tenta misturar a diferença nas cores. Um algoritmo de nitidez também é usado para ajudar a melhorar a clareza da imagem.
A qualidade do resultado
Quando o aumento da escala é bem feito, pode ser difícil distinguir o conteúdo originalmente gravado em uma resolução mais alta; a principal dádiva é a falta de detalhes finos. A falta de detalhes pode ser relativamente aparente especificamente para as pessoas, detalhes como imperfeições da pele muitas vezes podem acabar sendo suavizados, o que pode causar uma aparência cerosa ou fosca.
O aumento de escala quase sempre é executado quando o conteúdo é reproduzido, geralmente pela TV ou outro dispositivo de reprodução. No caso da remasterização de filmes mais antigos, o aumento da escala pode ser executado antes da reprodução e, em seguida, combinado com técnicas de processamento mais demoradas para limpar a qualidade tanto quanto possível.
O aumento de escala só pode ser feito até agora. O conceito de Hollywood de "zoom e aprimoramento" realmente não funciona, você não pode ajustar uma imagem para ver e identificar uma figura distante, pois a qualidade da imagem simplesmente não está lá para trabalhar.