“ การยกระดับสัญญาณ” ในทีวีคืออะไรและทำงานอย่างไร

ในฐานะที่เป็น 4K แทนที่ HD ในบ้านของเราผู้ผลิตคือเปิดตัวศัพท์แสงทางการตลาดที่น่าสนใจเช่น“ Ultra HD upscaling” (UHD) แต่การลดอัตราการสุ่มสัญญาณโทรทัศน์ไม่ใช่คุณสมบัติพิเศษบางอย่าง - เพียงอนุญาตให้ทีวี 4K ทำงานกับรูปแบบวิดีโอความละเอียดต่ำเช่น 1080p และ 720p

ทีวีทุกเครื่องมีการลดระดับสัญญาณ

การลดขนาดหมายถึงเนื้อหาที่มีความละเอียดต่ำจะเต็มหน้าจอทีวีทั้งหมดของคุณ ก็ไม่มีวิดีโอความละเอียดต่ำใช้พื้นที่น้อยกว่าครึ่งหนึ่งของพื้นที่หน้าจอ นี่เป็นคุณสมบัติทั่วไปของทีวีทุกเครื่อง แม้แต่ทีวี 1080p ก็มี - พวกเขาสามารถเพิ่มเนื้อหา 720p และแสดงในโหมดเต็มหน้าจอบนหน้าจอ 1080p

การลดอัตราการสุ่มสัญญาณ UHD เป็นสิ่งที่ทำให้ทีวี 4K ของคุณทำงานได้เหมือนกัน สามารถใช้เนื้อหาความละเอียดต่ำกว่าและแสดงบนหน้าจอ 4K ทั้งหมด

ยกระดับเนื้อหา 1080p บนหน้าจอ 4K มักจะมีลักษณะดีกว่าเนื้อหา 1080p บนหน้าจอ 1080p ปกติ แต่การลดอัตราการสุ่มสัญญาณไม่ใช่เรื่องมหัศจรรย์ - คุณจะไม่ได้ภาพที่คมชัดเท่าที่ควรจากเนื้อหา 4K ที่แท้จริง นี่คือวิธีการทำงาน

ความละเอียดมีอยู่ในระดับกายภาพและระดับสายตา

ก่อนที่จะทำการลดอัตราการสุ่มเราจำเป็นต้องเข้าใจแนวคิดของความละเอียดของภาพ อย่างรวดเร็วมันเป็นแนวคิดที่ค่อนข้างง่าย รูปภาพหรือวิดีโอที่มีความละเอียดสูงจะดู“ ดีกว่า” กว่ารูปภาพหรือวิดีโอที่มีความละเอียดต่ำ

อย่างไรก็ตามเรามักจะลืมประเด็นสำคัญบางประการกล่าวคือความแตกต่างระหว่างความละเอียดทางกายภาพและความละเอียดของแสง แง่มุมเหล่านี้ทำงานร่วมกันเพื่อสร้างภาพลักษณ์ที่ดีและเป็นพื้นฐานสำหรับการทำความเข้าใจกับการลดอัตราการสุ่ม เราจะครอบคลุมความหนาแน่นของพิกเซลด้วย - แต่ไม่ต้องกังวล - เราจะทำให้ทุกอย่างสั้นและหวาน

• ความละเอียดทางกายภาพ: บนแผ่นข้อมูลจำเพาะทีวีความละเอียดทางกายภาพคือเรียกง่ายๆว่า "ความละเอียด" ซึ่งเป็นจำนวนพิกเซลบนหน้าจอ ทีวี 4K มีพิกเซลมากกว่าทีวี 1080p และภาพ 4K มีขนาดสี่เท่าของภาพ 1080p จอแสดงผล 4K ทั้งหมดโดยไม่คำนึงถึงขนาดนั้นมีจำนวนพิกเซลเท่ากัน ในขณะที่ทีวีที่มีความละเอียดสูงสามารถใช้พิกเซลพิเศษเพื่อเสนอรายละเอียดเพิ่มเติม แต่ก็ไม่ได้เป็นอย่างนั้นเสมอไป ความละเอียดทางกายภาพอยู่ที่ความละเอียดของแสง
• ความละเอียดออฟติคัล: นี่คือเหตุผลว่าทำไมภาพถ่ายจากกล้องเก่าที่ใช้แล้วทิ้งของคุณดูดีกว่าภาพถ่ายในกล้องดิจิทัลของเพื่อนที่อวดรู้ เมื่อภาพถ่ายดูคมชัดและมีช่วงไดนามิกที่ชัดเจนก็จะมีความละเอียดของแสงสูง บางครั้งทีวีก็ใช้ความละเอียดทางกายภาพสูงโดยการแสดงวิดีโอที่มีความละเอียดออปติคอลเส็งเคร็ง สิ่งนี้นำไปสู่ภาพและความคมชัดที่เบลอ บางครั้งนี่เป็นผลมาจากการลดอัตราการสุ่มสัญญาณ แต่เราจะกลับไปหาข้อมูลในเวลาไม่กี่นาที
• ความหนาแน่นของพิกเซล: จำนวนพิกเซลต่อนิ้วบนหน้าจอ จอแสดงผล 4K ทั้งหมดมีจำนวนพิกเซลเท่ากัน แต่บนจอแสดงผลขนาดเล็กกว่า 4K แสดงว่าพิกเซลอยู่ใกล้กันดังนั้นจึงมีความหนาแน่นของพิกเซลสูง ตัวอย่างเช่น iPhone 4K มีความหนาแน่นของพิกเซลสูงกว่าทีวี 4K ขนาด 70 นิ้ว เรากำลังพูดถึงสิ่งนี้เพื่อตอกย้ำแนวคิดที่ว่าขนาดหน้าจอไม่เหมือนกับความละเอียดทางกายภาพและความหนาแน่นของพิกเซลของหน้าจอไม่ได้กำหนดความละเอียดทางกายภาพ

ตอนนี้เราทุกคนแปรงฟันความแตกต่างระหว่างความละเอียดแบบกายภาพและแบบออปติคัลได้เวลาที่จะลดอัตราการสุ่มสัญญาณ

การลดขนาดทำให้รูปภาพ“ ใหญ่ขึ้น”

ทีวีทุกเครื่องมีระเบียบวาระการแก้ไขอัลกอริทึมซึ่งใช้สำหรับภาพความละเอียดต่ำสุดหรู อัลกอริทึมเหล่านี้เพิ่มพิกเซลอย่างมีประสิทธิภาพเพื่อเพิ่มความละเอียด แต่ทำไมคุณต้องเพิ่มความละเอียดของภาพ

จำไว้ว่าความละเอียดทางกายภาพนั้นถูกกำหนดโดยจำนวนพิกเซลบนจอแสดงผล มันไม่เกี่ยวกับขนาดที่แท้จริงของทีวีของคุณ หน้าจอทีวี 1080p ประกอบด้วยเพียง 2,073,600 พิกเซลในขณะที่หน้าจอ 4K มี 8,294,400 หากคุณแสดงวิดีโอ 1080p บนทีวี 4K โดยไม่มีการลดอัตราการสุ่มสัญญาณวิดีโอจะใช้เวลาเพียงหนึ่งในสี่ของหน้าจอ

เพื่อให้ภาพที่มีขนาดพอดีกับจอแสดงผล 4K นั้นจำเป็นต้องมีเพื่อให้ได้ 6 ล้านพิกเซลผ่านขั้นตอนการลดอัตราการสุ่ม (ณ จุดนี้มันจะกลายเป็นภาพ 4K) อย่างไรก็ตามการลดอัตราการสุ่มจะขึ้นอยู่กับกระบวนการที่เรียกว่าการแก้ไขซึ่งเป็นเพียงเกมเดาที่น่ายกย่อง

การยกระดับสัญญาณลดความละเอียดออฟติคัล

มีหลายวิธีในการสอดแทรกภาพ พื้นฐานที่สุดเรียกว่าการแก้ไข "เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด" ในการทำกระบวนการนี้อัลกอริธึมจะเพิ่มจำนวนพิกเซล“ ว่าง” ลงในภาพจากนั้นคาดเดาว่าค่าสีใดที่แต่ละพิกเซลว่างควรจะดูด้วยการมองไปที่พิกเซลข้างเคียงทั้งสี่

ตัวอย่างเช่นพิกเซลว่างเปล่าล้อมรอบด้วยสีขาวพิกเซลจะกลายเป็นสีขาว ในขณะที่พิกเซลว่างเปล่าล้อมรอบด้วยพิกเซลสีขาวและสีน้ำเงินอาจออกมาเป็นสีฟ้าอ่อน เป็นกระบวนการที่ตรงไปตรงมา แต่ทิ้งสิ่งประดิษฐ์ดิจิตอลจำนวนมากเบลอและโครงร่างที่ขรุขระในรูปภาพ กล่าวอีกนัยหนึ่งรูปภาพที่ถูกแก้ไขมีความละเอียดของแสงต่ำ

เปรียบเทียบภาพทั้งสองนี้ ทางด้านซ้ายจะไม่มีการแก้ไขและทางด้านขวาเป็นเหยื่อของกระบวนการแก้ไขเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด รูปภาพด้านขวาดูแย่มากแม้ว่าจะเป็นความละเอียดทางกายภาพเหมือนกับภาพทางซ้าย สิ่งนี้เกิดขึ้นในขนาดเล็กทุกครั้งที่ทีวี 4K ของคุณใช้การแก้ไขเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดเพื่อเพิ่มภาพ

“ เดี๋ยวก่อน” คุณอาจกำลังพูด "ทีวี 4K ใหม่ของฉันดูไม่เหมือนนี้!" นั่นเป็นเพราะมันไม่ได้พึ่งพาการแก้ไขเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดทั้งหมดโดยใช้วิธีการผสมผสานกับภาพระดับสูง

ยกระดับความพยายามที่จะแก้ไขปัญหาความละเอียดของแสงด้วย

โอเคการแก้ไขเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดจึงมีข้อบกพร่อง เป็นวิธีบังคับแบบไร้ระเบียบสำหรับการเพิ่มความละเอียดของภาพที่ไม่ได้คำนึงถึงความละเอียดของแสง นั่นเป็นสาเหตุที่ทีวีใช้การแก้ไขสองรูปแบบอื่น ๆ ควบคู่กับการแก้ไขเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด สิ่งเหล่านี้เรียกว่าการแก้ไขแบบ Bicubic (การทำให้ราบเรียบ) และการประมาณค่าแบบสองทาง

ด้วยการแก้ไข bicubic (ปรับให้เรียบ) แต่ละพิกเซลที่เพิ่มลงในรูปภาพจะมองไปที่พิกเซลที่อยู่ติดกัน 16 พิกเซลเพื่อใช้เป็นสี ผลลัพธ์นี้เป็นภาพที่ "นุ่ม" อย่างเด็ดขาดในทางกลับกันการแก้ไขแบบสองจังหวะ (คมชัด) จะมองไปที่เพื่อนบ้านทั้งสองที่อยู่ใกล้ที่สุดและสร้างภาพที่ "คมชัด" เท่านั้น ด้วยการผสมผสานวิธีการเหล่านี้ - และใช้ตัวกรองบางอย่างเพื่อความคมชัดและสี - ทีวีของคุณสามารถสร้างภาพที่ไม่มี เห็นได้ชัด การสูญเสียคุณภาพของแสง

แน่นอนการแก้ไขยังคงเป็นเกมที่คาดเดา แม้จะมีการแก้ไขที่เหมาะสม แต่วิดีโอบางอย่างสามารถใช้“ โกสต์” หลังจากอัปสเกลได้ สิ่งประดิษฐ์เหล่านี้มีความชัดเจนมากขึ้นเมื่อภาพที่มีคุณภาพต่ำสุด (720p และต่ำกว่า) ถูกปรับสเกลให้เป็นความละเอียด 4K หรือเมื่อภาพถูกปรับอัตราส่วนบนทีวีขนาดใหญ่ที่มีความหนาแน่นพิกเซลต่ำ

ภาพด้านบนไม่ใช่ตัวอย่างการลดอัตราการสุ่มสัญญาณโทรทัศน์ แต่เป็นตัวอย่างของการลดอัตราการสุ่มสัญญาณที่ทำได้สำหรับ Buffy The Vampire Slayer HD DVD release (นำมาจากเรียงความวิดีโอโดยPassion of The Nerd) เป็นตัวอย่างที่ดี (ถึงแม้ว่าสุดโต่ง) ว่าการแก้ไขที่ไม่ดีสามารถทำลายภาพได้อย่างไร ไม่นิโคลัสเบรนดอนไม่ได้แต่งหน้าแวมไพร์แวมไพร์นั่นเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นกับใบหน้าของเขาในระหว่างขั้นตอนการลดอัตราการสุ่ม

ในขณะที่ทีวีทุกรุ่นมีการลดอัตราการสุ่มสัญญาณบางอย่างอาจมีอัลกอริธึมการลดอัตราการสุ่มสัญญาณได้ดีกว่าทีวีอื่น แต่จะให้ภาพที่ดีกว่า

การยกระดับสัญญาณเป็นสิ่งที่จำเป็นและสังเกตได้ยาก

ถึงแม้จะมีความผิดพลาดทั้งหมดการลดอัตราการสุ่มเป็นสิ่งที่ดีสิ่ง. เป็นกระบวนการที่มักจะปิดโดยไม่มีการผูกปมและช่วยให้คุณดูรูปแบบวิดีโอที่หลากหลายบนทีวีเครื่องเดียวกัน มันสมบูรณ์แบบหรือไม่ ไม่แน่นอน นั่นเป็นเหตุผลที่นักเล่นหนังและวิดีโอเกมบางคนชอบที่จะเพลิดเพลินกับงานศิลปะเก่า ๆ ในสื่อที่ต้องการ: ทีวีเก่า แต่ ณ ตอนนี้การลดอัตราการสุ่มสัญญาณไม่ใช่สิ่งที่น่าตื่นเต้นเกินไป และมันก็ไม่ใช่เรื่องที่จะทำให้หัวเสียเกินไป

เป็นมูลค่าการกล่าวขวัญว่าวิดีโอ 8K, 10K และ 16Kฟอร์แมตได้รับการสนับสนุนโดยฮาร์ดแวร์บางตัวที่เราใช้ทุกวัน หากเทคโนโลยีการลดอัตราการสุ่มสัญญาณไม่สามารถใช้รูปแบบความละเอียดสูงเหล่านี้ได้มีโอกาสที่จะส่งผลให้สูญเสียคุณภาพมากกว่าที่เราคุ้นเคย

เนื่องจากผู้ผลิตและบริการสตรีมมิ่งยังคงลากเท้าไปยัง 4K แม้ว่าเราอาจไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับ 8K ในตอนนี้