در حالی‌که تلویزیون‌های 4K در خانه‌های ما جایگزین تلویزیون‌های HD شده‌اند، کارخانه‌های سازنده اصطلاحات فنی جالبی مانند (Ultra HD upscaling” (UHD“ را برای قابلیت‌هایی که چندان خاص نیستند، به کار می‌برند. همان‌طور که اشاره شد، UHD قابلیت منحصربفردی نیست بلکه این ویژگی تنها اجازه می‌دهد که تلویزیون‌های 4K با فرمت‌های ویدیویی رزولوشن پایین‌تر (مانند 1080p و 720p) کار بکنند. اما قابلیت آپاسکیل کردن تصاویر در تلویزیون چیست و چگونه کار می‌کند؟
تمام تلویزیون‌ها قابلیت آپاسکیل کردن تصاویر را دارند
آپاسکیل کردن یعنی یک محتوا با رزولوشن پایین تمام صفحه‌نمایش تلویزیون را پر کند. بدون این قابلیت یک ویدیو با رزولوشن پایین تنها کمتر از نصف فضای صفحه‌نمایش تلویزیون را اشغال خواهد کرد. این ویژگی یک قابلیت معمول در تمام تلویزیون‌ها است.
حتی تلویزیون‌های 1080p نیز این قابلیت را دارند؛ آن‌ها می‌توانند یک محتوای 720p را به اندازه یک صفحه‌نمایش 1080p بزرگ نمایند.
آپاسکیل کردن UHD باعث می‌شود تلویزیون 4K شما مانند دیگر تلویزیون‌ها کار کند. این قابلیت می‌تواند محتوای با رزولوشن پایین‌تر را در کل صفحه‌نمایش تلویزیون 4K نمایش دهد.
کیفیت نمایش یک محتوای آپ‌اسکیل‌شده 1080p در یک صفحه‌نمایش 4K اغلب بهتر از کیفیت نمایش همان محتوای 1080p در یک صفحه‌نمایش نرمال 1080p است. اما آپاسکیل کردن جادو نمی‌کند! در واقع شما با آپاسکیل کردن تصاویر تقریبا هرگز آن تصاویر واضحی را که از یک محتوای 4K با لذت می‌گیرید را دریافت نخواهید کرد.
رزولوشن در سطح فیزیکی و اپتیکال وجود دارد
قبل از پرداختن به بحث آپاسکیل کردن تصاویر در تلویزیون باید مفهوم رزولوشن تصاویر را درک کنید. در یک نگاه، رزولوشن مفهوم نسبتا ساده‌ای است. یک تصویر یا ویدیو با رزولوشن بالا بهتر از یک تصویر یا ویدیو با رزولوشن پایین به‌نظر می‌رسد. اما ما معمولا بعضی از جنبه‌های کلیدی، به‌خصوص تفاوت بین رزولوشن فیزیکی و رزولوشن اپتیکال را فراموش می‌کنیم. ترکیب و همکاری این جنبه‌ها باهم یک تصویر خوب درست می‌کند که پایه مفهوم آپاسکیل کردن است. همچنین لازم است در مورد تراکم پیکسلی صحبت کنیم. در ادامه به توضیح مختصر و مفید هر یک از این مفاهیم می‌پردازیم.
رزولوشن فیزیکی: در برگه مشخصات تلویزیون، از رزولوشن فیزیکی به‌عنوان رزولوشن نام برده می‌شود. رزولوشن تعداد پیکسل‌های موجود بر روی یک صفحه‌نمایش است. یک تلویزیون 4K پیکسل‌های بیشتری از یک تلویزیون 1080p دارد و اندازه یک تصویر 4K چهار برابر بزرگ‌تر از یک تصویر 1080p است. تمام صفحه‌نمایش‌های 4K بدون در نظر‌گرفتن اندازه‌شان، شامل یک تعداد مشخصی از پیکسل‌ها هستند. در حالی‌که تلویزیون‌هایی که رزولوشن بالایی دارند می‌توانند از پیکسل‌های اضافی‌شان برای ارایه جزئیات بیشتر استفاده کنند، همیشه اوضاع آن‌طور که باید پیش نمی‌رود؛ زیرا رزولوشن فیزیکی تحت کنترل و وابسته به رزولوشن اپتیکال است.
رزولوشن اپتیکال: به همین دلیل است که عکس‌های دوربین‌های قدیمی یک‌بار مصرف شما بهتر از عکس‌های دوربین‌های دیجیتال دوستان‌تان هستند. زمانی که یک عکس شارپ به‌نظر می‌رسد و یک رنج داینامیک واضح دارد یعنی رزولوشن اپتیکال بالایی دارد. گاهی اوقات تلویزیون‌ها با نمایش‌دادن ویدیوهایی با رزولوشن اپتیکال پایین، رزولوشن فیزیکی خود را ضایع می‌کنند. این امر منجر به تار شدن تصاویر و کنتراست می‌شود. بعضی اوقات نیز این نتیجه انجام آپاسکیل است.
تراکم پیکسلی: تعداد پیکسل‌ها در هر اینچ تراکم پیکسلی نام دارد. تمام تلویزیون‌های 4K تعداد پیکسل یکسانی دارند؛ اما در صفحه‌نمایش‌های 4K کوچک‌تر این پیکسل‌ها به‌هم نزدیک‌تر هستند، بنابراین تراکم پیکسلی بالایی دارند. برای مثال یک گوشی 4K تراکم پیکسلی بالاتری از یک تلویزیون 4K با اندازه 70 اینچ دارد. با توضیح تراکم پیکسلی خواستیم تأکید کنیم که اندازه صفحه‌نمایش همان رزولوشن فیزیکی نیست و تراکم پیکسلی صفحه‌نمایش، رزولوشن فیزیکی آن را مشخص نمی‌کند.
حالا که متوجه تفاوت بین رزولوشن فیزیکی و رزولوشن اپتیکال شدیم، می‌توانیم مفهمو آپاسکیل کردن را بهتر درک کنیم.
آپاسکیل کردن یک تصویر آن را بزرگ‌تر می‌کند
هر تلویزیون حاوی یک الگوریتم درون‌یابی است که برای آپاسکیل کردن تصاویر با وضوح پایین از آن استفاده می‌شود. این الگوریتم به‌طور موثری برای افزایش رزولوشن یک تصویر به آن پیکسل اضافه می‌کند. اما چرا باید به افزایش رزولوشن یک تصویر نیاز داشته باشیم؟
اگر به‌خاطر داشته باشید، رزولوشن فیزیکی توسط تعداد پیکسل‌های موجود بر روی صفحه‌نمایش مشخص می‌شود؛ بنابراین هیچ ربطی به اندازه واقعی تلویزیون شما ندارد. صفحه‌نمایش یک تلویزیون 1080p تنها از 2,073,600 پیکسل تشکیل شده است. در حالی‌که یک صفحه‌نمایش 4K از 8,294,400 پیکسل تشکیل شده است. اگر یک ویدیوی 1080p را در یک تلویزیون 4K بدون آپاسکیل نمایش دهید، ویدیو تنها 1/4 از صفحه‌نمایش را به خود اختصاص خواهد داد.
برای اندازه‌شدن یک تصویر 1080p در صفحه‌نمایش یک تلویزیون 4K، تصویر باید 6 میلیون پیکسل از طریق فرآیند آپاسکیل دریافت کند (که در این‌صورت به یک تصویر 4K تبدیل می‌شود).
به هرحال آپ‌اسکیل‌شدن مبتنی‌بر پروسه درون‌یابی است. پروسه درون‌یابی نیز شبیه به یک بازی حدس زدنی باشکوه است.
آپاسکیل کردن باعث کاهش رزولوشن اپتیکال می‌شود
چندین راه برای درون‌یابی یک تصویر وجود دارد. پایه‌ترین این روش‌ها، روش “نزدیکترین همسایگی” نام دارد. برای اجرای این فرآیند، الگوریتم یک مش از پیکسل‌های “خالی” را به یک تصویر اضافه می‌کند و سپس با نگاه کردن به چهار پیکسل همسایه، حدس می‌زند که هر پیکسل خالی باید چه رنگی داشته باشد.
برای مثال یک پیکسل خالی که با پیکسل‌های سفید احاطه شده است، سفید می‌شود در حالی‌که یک پیکسل سیاه که با پیکسل‌های سفید و آبی احاطه شده است ممکن است آبی کمرنگ بشود. این یک فرآیند ساده است که بسیاری از آثار دیجیتال، تاری و خطوط ناهموار را در یک تصویر به‌نمایش می‌گذارد؛ در حقیقت تصاویر درون‌یابی‌شده رزولوشن اپتیکال ضعیفی دارند.
تصویر سمت چپ، یک تصویر ویرایش‌نشده است؛ تصویر سمت راست همان تصویر پس از انجام درون‌یابی نزدیکترین همسایه است.
این دو تصویر را باهم مقایسه کنید. در حالی‌که هر دو تصویر رزولوشن فیزیکی یکسانی دارند، تصویر سمت راست افتضاح به‌نظر می‌رسد. هر زمان که تلویزیون 4K شما از درون‌یابی نزدیکترین همسایه برای آپاسکیل کردن تصویر استفاده می‌کند، این اتفاق در مقیاس کوچک رخ می‌دهد.
احتمالا با خود فکر می‌کنید که تلویزیون 4K جدید شما به‌هیچ وجه شبیه به تصویر بالا افتضاح به‌نظر نمی‌رسد. خب واضح است که تلویزیون شما تنها به درون‌یابی نزدیکترین همسایه بسنده نمی‌کند بلکه برای آپاسکیل کردن تصاویر از ترکیبی از روش‌های درون‌یابی استفاده می‌کند.
آپاسکیل کردن در مقابله با رزولوشن اپتیکال
روش درون‌یابی نزدیکترین همسایه، یک روش ناقص است. این روش یک متد بروت‌فورس برای افزایش رزولوشن تصاویری است که به رزولوشن اپتیکال توجه نمی‌کنند. به همین خاطر است که تلویزیون‌ها از دو روش درون‌یابی دیگر در کنار درون‌یابی نزدیکترین همسایه استفاده می‌کنند.
این روش‌ها درون‌یابی دومکعبی (bicubic) یا اسموتینگ و درون‌یابی دوخطی (bilinear) یا شارپنینگ نام دارند. تصویر سمت راست مثالی از درون‌یابی دومکعبی و تصویر سمت چپ مثالی از درون‌یابی دو خطی است.
در درون‌یابی دومکعبی یا اسموتینگ هر پیکسل اضافه‌شده به تصویر برای انتخاب رنگ به 16 پیکسل همسایه نگاه می‌کند. همین امر موجب به ایجاد یک تصویر محو و ملایم یا به‌اصطلاح سافت می‌شود. این در‌حالی است که در روش درون‌یابی دوخطی یا شارپنینگ هر پیکسل برای انتخاب رنگ به دو پیکسل همسایه نگاه می‌کند و درنتیجه یک تصویر واضح یا به‌اصطلاح شارپ تولید می‌کند. با ترکیب این دو روش و اعمال‌کردن فیلترهای کنتراست و رنگ، تلویزیون شما می‌تواند تصاویری تولید کند که کیفیت اپتیکال آن کاهش قابل توجهی پیدا نکرده باشد.
به هرحال درون‌یابی همچنان یک بازی حدس‌وگمان باقی مانده است. حتی با یک درون‌یابی مناسب بعضی از ویدیوها پس از آپ‌اسکیل‌شدن ممکن است محو شوند؛ مخصوصا اگر تلویزیون ارزان‌قیمت شما نتواند به‌خوبی تصاویر را آپاسکیل کند. این مشکل زمانی بیشتر مشخص می‌شود که تصاویری که رزولوشن بسیار پایینی دارند (720p و پایین‌تر) به رزولوشن 4K آپاسکیل می‌شوند و یا هنگامی‌که تصاویر بر روی تلویزیون‌های بسیار بزرگ باتراکم پیکسلی کم آپاسکیل می‌شوند.
تصویر بالا یک مثال از خراب‌شدن یک عکس پس از درون‌یابی است. خطوط بالا بر اثر آپ‌اسکیل‌شدن تصویر بر روی صورت بازیگر ایجاد شده است.
باید درنظر داشت در حالی‌که تمام تلویزیون‌ها قابلیت آپاسکیل کردن تصاویر را دارند، ممکن است بعضی از آن‌ها از الگوریتم‌های بهتری برای آپاسکیل کردن تصاویر استفاده کنند.
آپاسکیل یک قابلیت ضروری است
حتی با تمام مشکلات، قابلیت آپاسکیل کردن تصاویر ویژگی مفیدی است. این پروسه معمولا بدون هیچ مشکلی انجام می‌شود و شما را قادر می‌سازد تا انواع فرمت‌های ویدیویی را در یک تلویزیون مشاهده کنید.
لازم به ذکر است که فرمت‌های ویدئویی 8K، 10K و 16K در حال‌حاضر توسط برخی از سخت‌افزارهایی که هر روز استفاده می‌کنیم، پشتیبانی می‌شود. اگر تکنولوژی آپاسکیل کردن نتواند خود را به این فرمت‌های رزولوشن بالا برساند، این امکان وجود دارد که این قابلیت منجر به افت کیفیت بسیار بیشتری نسبت به آنچه ما به آن عادت داریم، بشود.
از آن‌جاکه در حال‌حاضر سازندگان و سرویس‌های پخش آنلاین تنها بر روی ارایه خدمات 4K تمرکز کرده‌اند، شاید بهتر باشد که الان درباره 8K نگران نباشیم.
