Omdat 4K HD in onze huizen vervangt, onthullen fabrikanten interessant marketingjargon, zoals “Ultra HD upscaling” (UHD). Maar opschalen is niet een unieke functie: het stelt 4K-tv’s alleen in staat te werken met videoformaten met een lagere resolutie, zoals 1080p en 720p.
Alle tv’s hebben opschaling
Opschalen betekent dat inhoud met een lage resolutie uw hele tv-scherm vult. Zonder dit neemt een video met een lage resolutie minder dan de helft van de schermruimte in beslag. Dit is een typische functie op alle tv’s. Zelfs 1080p-tv’s hadden het: ze konden 720p-inhoud opschalen en deze in volledig scherm weergeven op een 1080p-scherm.
UHD-opschaling zorgt ervoor dat uw 4K-tv werkt als elke andere. Het kan inhoud met een lagere resolutie opnemen en deze op het volledige 4K-scherm weergeven.
Opgeschaalde 1080p-inhoud op een 4K-scherm ziet er vaak beter uit dan 1080p-inhoud op een normaal 1080p-scherm. Maar opschalen is geen magie – u krijgt niet het scherpe beeld dat u zou krijgen van echte, native 4K-inhoud. Dit is hoe het werkt.
Oplossing bestaat op fysiek en visueel niveau
Voordat we beginnen met opschalen, moeten we het concept van beeldresolutie begrijpen. In één oogopslag is het een relatief eenvoudig concept. Een afbeelding of video met een hoge resolutie ziet er ‘beter’ uit dan een afbeelding of video met een lage resolutie.
We hebben echter de neiging om enkele belangrijke aspecten te vergeten, namelijk het verschil tussen fysieke resolutie en optische resolutie. Deze aspecten werken samen om een ​​goed imago te creëren en vormen de basis voor inzicht in opschaling. We gaan ook de pixeldichtheid bespreken – maar maak je geen zorgen – we houden het kort en krachtig.
- Fysieke resolutie: Op een tv-specificatieblad wordt de fysieke resolutie eenvoudigweg ‘resolutie’ genoemd. Het is het aantal pixels op een scherm. Een 4K-tv heeft meer pixels dan een 1080p-tv en een 4K-beeld is vier keer zo groot als een 1080p-afbeelding. Alle 4K-beeldschermen bevatten, ongeacht hun grootte, hetzelfde aantal pixels. Hoewel tv’s met een hoge fysieke resolutie hun extra pixels kunnen gebruiken om extra details te bieden, werkt dat niet altijd zo. Fysieke resolutie is overgeleverd aan optische resolutie.
- Optische resolutie: Dit is de reden waarom uw oude wegwerpcamerafoto’s er beter uitzien dan de mooie digitale camerafoto’s van uw pretentieuze vriend. Als een foto er scherp uitziet en een duidelijk dynamisch bereik heeft, heeft deze een hoge optische resolutie. Tv’s verspillen soms hun hoge fysieke resolutie door video weer te geven met een waardeloze optische resolutie. Dit leidt tot wazige beelden en contrast. Soms is dit een gevolg van opschaling, maar daar komen we zo op terug.
- Pixel dichtheid: Het aantal pixels per inch op een beeldscherm. Alle 4K beeldschermen bevatten evenveel pixels, maar op kleinere 4K beeldschermen staan ​​de pixels dichter bij elkaar waardoor ze een hoge pixeldichtheid hebben. Een 4K iPhone heeft bijvoorbeeld een hogere pixeldichtheid dan een 70 inch 4K tv. We noemen dit om het idee te versterken dat schermgrootte niet hetzelfde is als fysieke resolutie, en dat de pixeldichtheid van een scherm niet de fysieke resolutie bepaalt.
Nu we allemaal het verschil tussen fysieke en optische resolutie hebben opgepoetst, is het tijd om op te schalen.
Opschalen maakt een afbeelding ‘groter’
Elke tv bevat een hoop interpolatie-algoritmen, die worden gebruikt om afbeeldingen met een lage resolutie op te schalen. Deze algoritmen voegen effectief pixels toe aan een afbeelding om hun resolutie te verhogen. Maar waarom zou u de resolutie van een afbeelding moeten verhogen?
Onthoud dat fysieke resolutie wordt bepaald door het aantal pixels op een beeldscherm. Het heeft niets te maken met de werkelijke grootte van uw tv. Een 1080p tv-scherm bestaat uit slechts 2.073.600 pixels, terwijl een 4K-scherm 8.294.400 heeft. Laat je een 1080p video zien op een 4K tv zonder upscaling, dan neemt de video maar een kwart van het scherm in beslag.
Om een ​​1080p-afbeelding op een 4K-scherm te laten passen, moet het 6 miljoen pixels krijgen tijdens het opschalingsproces (op dat moment wordt het een 4K-afbeelding). Opschaling is echter afhankelijk van een proces dat interpolatie wordt genoemd, wat eigenlijk slechts een veredeld raadspel is.
Upscaling verlaagt de optische resolutie
Er zijn verschillende manieren om een ​​afbeelding te interpoleren. De meest basale is de “dichtstbijzijnde buur” -interpolatie. Om dit proces uit te voeren, voegt een algoritme een maaswijdte van “blanco” pixels toe aan een afbeelding, en raadt vervolgens welke kleurwaarde elke blanco pixel zou moeten zijn door naar de vier aangrenzende pixels te kijken.
Een lege pixel omgeven door witte pixels wordt bijvoorbeeld wit; terwijl een lege pixel omgeven door witte en blauwe pixels lichtblauw kan worden. Het is een eenvoudig proces, maar het laat veel digitale artefacten, onscherpte en ruige contouren in een afbeelding achter. Met andere woorden, geïnterpoleerde afbeeldingen hebben een slechte optische resolutie.
Vergelijk deze twee afbeeldingen. De linker is onbewerkt en de rechter is het slachtoffer van het interpolatieproces van de dichtstbijzijnde buur. De afbeelding aan de rechterkant ziet er vreselijk uit, ook al is het dezelfde fysieke resolutie als die aan de linkerkant. Dit gebeurt op kleine schaal elke keer dat uw 4K-tv interpolatie van de dichtstbijzijnde buur gebruikt om een ​​afbeelding op te schalen.
“Wacht even”, zou je kunnen zeggen. “Mijn nieuwe 4K-tv ziet er niet zo uit!” Dat komt omdat het niet volledig afhankelijk is van interpolatie van naaste buren – het gebruikt een combinatie van methoden om afbeeldingen op te schalen.
Upscaling probeert ook de optische resolutie aan te pakken
Oké, dus interpolatie van de dichtstbijzijnde buur is gebrekkig. Het is een brute-force-methode om de resolutie van een afbeelding te verhogen zonder rekening te houden met de optische resolutie. Daarom gebruiken tv’s naast interpolatie van naaste buren nog twee andere vormen van interpolatie. Dit worden bicubische (afvlakkende) interpolatie en bilineaire (verscherping) interpolatie genoemd.
Met bicubische (afvlakkende) interpolatie kijkt elke pixel die aan een afbeelding wordt toegevoegd naar de 16 aangrenzende pixels om een ​​kleur aan te nemen. Dit resulteert in een afbeelding die beslist “zacht” is. Aan de andere kant kijkt bilineaire (verscherping) interpolatie alleen naar de twee dichtstbijzijnde buren en produceert een “scherp” beeld. Door deze methoden te combineren – en enkele filters voor contrast en kleur toe te passen – kan uw tv een beeld genereren zonder merkbaar verlies van optische kwaliteit.
Interpolatie is natuurlijk nog steeds een raadspel. Zelfs met de juiste interpolatie kan sommige video ‘ghosting’ vertonen nadat ze zijn opgeschaald, vooral als je goedkope tv slecht opschaalt. Deze artefacten worden ook duidelijker wanneer afbeeldingen van superlage kwaliteit (720p en lager) worden opgeschaald naar 4K-resolutie, of wanneer afbeeldingen worden opgeschaald op waanzinnig grote tv’s met een lage pixeldichtheid.
De bovenstaande afbeelding is geen voorbeeld van opschalen vanaf een tv. In plaats daarvan is het een voorbeeld van de opschaling die is uitgevoerd voor het Buffy de vampiermoordenaar HD dvd-release (overgenomen uit een video-essay van Passion of The Nerd). Het is een goed (zij het extreem) voorbeeld van hoe slechte interpolatie een afbeelding kan ruïneren. Nee, Nicholas Brendon draagt ​​geen wasachtige vampiermake-up, dat is precies wat er met zijn gezicht is gebeurd tijdens het opschalingsproces.
Hoewel alle tv’s opschalen bieden, hebben sommige misschien betere opschalingsalgoritmen dan andere, wat resulteert in een beter beeld.
Opschaling is nodig en wordt zelden opgemerkt
Ondanks al zijn fouten is opschaling een goede zaak. Het is een proces dat meestal zonder problemen verloopt en u in staat stelt om verschillende videoformaten op dezelfde tv te bekijken. Is het perfect? Natuurlijk niet. Daarom genieten sommige film- en videogamepuristen liever van oude kunst op het medium waarvoor ze bedoeld zijn: ouderwetse tv’s. Maar vanaf nu is opschaling niet iets om al te enthousiast van te worden. Het is ook niet iets om je al te druk over te maken.
Het is vermeldenswaard dat 8K-, 10K- en 16K-videoformaten al worden ondersteund door sommige hardware die we dagelijks gebruiken. Als opschalingstechnologie deze formaten met hoge resolutie niet kan inhalen, bestaat de kans dat dit leidt tot een veel groter kwaliteitsverlies dan we gewend zijn.
Omdat fabrikanten en streamingdiensten nog steeds met hun voeten naar 4K slepen, hoeven we ons misschien nog geen zorgen te maken over 8K.
