Многие современные телевизоры теперь имеют разрешение 4K, то есть 3840 x 2160 пикселей, хотя стандарт «Full HD» или 1080p (1920 x 1080) все еще очень распространен. Одна проблема, которую вы, возможно, определили с этими экранами с высоким разрешением, заключается в том, что не весь контент, который вы смотрите, имеет разрешение 4K, особенно старый контент. Чтобы иметь возможность отображать изображения и видео с низким разрешением на экранах с высоким разрешением, телевизоры выполняют функцию, называемую апскейлингом.
Экран 4K ровно в четыре раза превышает разрешение экрана 1080p, это означает, что если вы хотите сделать очень простое масштабирование, вы можете просто отображать каждый пиксель видео 1080p в квадрате из четырех пикселей на 4K экран. К сожалению, у этого подхода есть две основные проблемы. Во-первых, это будет работать только с определенными разрешениями, в которых контент увеличивается точно в четыре раза. Вторая проблема заключается в том, что это не будет выглядеть особенно хорошо, каждый пиксель контента будет больше, чем предполагалось, из-за чего изображение будет казаться блочным.
Реальный способ работы апскейлинга - это выполнение анализа с помощью алгоритма интерполяции. Алгоритм интерполяции работает, интерпретируя изображение как есть при более высоком разрешении. Обычно это связано с тем, что устройству необходимо сделать вывод о том, какие цвета будут между несколькими пикселями. Например, если два пикселя исходного изображения были красными, а пиксель увеличенного изображения находится между этими двумя, то можно с уверенностью предположить, что он тоже должен быть красным.
Сложность связана с определением цвета пикселя при наличии цветового градиента. Для плавного изменения цвета, например, на изображении заката, относительно легко определить правильный цвет для увеличенного пикселя. Если цвета внезапно различаются, например, в случае с темной одеждой на светлом фоне, то гораздо труднее точно определить правильное значение в пикселях.
Чтобы помочь определить цвет, которым должен быть пиксель, используется алгоритм сглаживания, который определяет цвет пикселя, глядя на пиксели вокруг него, и пытается смешать разницу в цветах. Алгоритм повышения резкости также используется для повышения четкости изображения.
Качество результата
Когда масштабирование выполнено хорошо, может быть трудно отличить от контента, изначально записанного с более высоким разрешением, главным недостатком является отсутствие мелких деталей. Отсутствие деталей может быть относительно очевидным, особенно для людей, такие детали, как несовершенства кожи, часто могут быть сглажены, что может привести к восковому или матовому виду.
Повышение разрешения почти всегда выполняется при воспроизведении контента, как правило, на телевизоре или другом устройстве воспроизведения. В случае ремастеринга старых фильмов масштабирование можно выполнить перед воспроизведением, а затем объединить с более трудоемкими методами обработки, чтобы максимально улучшить качество.
Апскейлинг возможен только на данный момент. Голливудская концепция «масштабировать и улучшать» действительно не работает, вы не можете масштабировать изображение, чтобы увидеть и идентифицировать удаленную фигуру, поскольку качество изображения просто не для работы.