Poiché il 4K sostituisce l’HD nelle nostre case, i produttori stanno svelando un interessante gergo di marketing, come “Ultra HD upscaling” (UHD). Ma l’upscaling non è una caratteristica unica: consente solo ai televisori 4K di funzionare con formati video a risoluzione inferiore, come 1080p e 720p.
Sommario:
Tutti i televisori hanno upscaling
L’upscaling significa che i contenuti a bassa risoluzione riempiranno l’intero schermo della TV. Senza di essa, un video a bassa risoluzione occupa meno della metà dello spazio sullo schermo. Questa è una caratteristica tipica di tutti i televisori. Anche i televisori 1080p ce l’avevano: potevano eseguire l’upscaling dei contenuti 720p e visualizzarli in modalità a schermo intero su uno schermo 1080p.
L’upscaling UHD è ciò che fa funzionare la tua TV 4K come le altre. Può accettare contenuti a bassa risoluzione e visualizzarli sull’intero schermo 4K.
I contenuti 1080p upscalati su uno schermo 4K spesso hanno un aspetto migliore dei contenuti 1080p su uno schermo normale 1080p. Ma l’upscaling non è magico: non otterrai l’immagine nitida che otterresti da contenuti 4K nativi reali. Ecco come funziona.
La risoluzione esiste a livello fisico e visivo
Prima di passare all’upscaling, dobbiamo comprendere il concetto di risoluzione dell’immagine. A prima vista, è un concetto relativamente semplice. Un’immagine o un video ad alta risoluzione sembra “migliore” di un’immagine o un video a bassa risoluzione.
Tuttavia, tendiamo a dimenticare alcuni aspetti chiave, ovvero la differenza tra risoluzione fisica e risoluzione ottica. Questi aspetti lavorano insieme per creare una buona immagine e sono la base per comprendere l’upscaling. Copriremo anche la densità dei pixel, ma non preoccuparti, manterremo le cose brevi e piacevoli.
Risoluzione fisica: in una scheda tecnica TV, la risoluzione fisica viene semplicemente chiamata “risoluzione”. È il numero di pixel su un display. Una TV 4K ha più pixel di una TV 1080p e un’immagine 4K è quattro volte la dimensione di un’immagine 1080p. Tutti i display 4K, indipendentemente dalle loro dimensioni, contengono lo stesso numero di pixel. Sebbene i televisori con un’elevata risoluzione fisica possano utilizzare i pixel aggiuntivi per offrire dettagli aggiuntivi, non sempre funziona in questo modo. La risoluzione fisica è in balia della risoluzione ottica.
Risoluzione ottica: questo è il motivo per cui le tue vecchie foto della fotocamera usa e getta hanno un aspetto migliore delle fantasiose foto della fotocamera digitale del tuo pretenzioso amico. Quando una foto appare nitida e ha una chiara gamma dinamica, ha un’elevata risoluzione ottica. I televisori a volte sprecano la loro alta risoluzione fisica visualizzando video con una risoluzione ottica scadente. Questo porta a immagini sfocate e contrasto. A volte, questo è il risultato dell’upscaling, ma torneremo su questo in un minuto.
Densità pixel: il numero di pixel per pollice su un display. Tutti i display 4K contengono la stessa quantità di pixel, ma sui display 4K più piccoli i pixel sono più vicini tra loro, quindi hanno un’elevata densità di pixel. Un iPhone 4K, ad esempio, ha una densità di pixel maggiore rispetto a una TV 4K da 70 pollici. Lo menzioniamo per rafforzare l’idea che la dimensione dello schermo non è la stessa cosa della risoluzione fisica e che la densità di pixel di uno schermo non definisce la sua risoluzione fisica.
Ora che siamo tutti rispolverati sulla differenza tra risoluzione fisica e ottica, è tempo di passare all’upscaling.
L’upscaling rende un’immagine “più grande”
Ogni TV contiene un pasticcio di algoritmi di interpolazione, che vengono utilizzati per eseguire l’upscaling delle immagini a bassa risoluzione. Questi algoritmi aggiungono efficacemente pixel a un’immagine per aumentarne la risoluzione. Ma perché dovresti aumentare la risoluzione di un’immagine?
Ricorda, la risoluzione fisica è definita dal numero di pixel su un display. Non ha nulla a che fare con le dimensioni effettive della tua TV. Uno schermo TV 1080p è composto da soli 2.073.600 pixel, mentre uno schermo 4K ha 8.294.400. Se mostri un video 1080p su una TV 4K senza upscaling, il video occuperà solo un quarto dello schermo.
Affinché un’immagine 1080p si adatti a un display 4K, è necessario guadagnare 6 milioni di pixel attraverso il processo di upscaling (a quel punto, diventerà un’immagine 4K). Tuttavia, l’upscaling si basa su un processo chiamato interpolazione, che in realtà è solo un glorificato gioco di ipotesi.
L’upscaling riduce la risoluzione ottica
Esistono diversi modi per interpolare un’immagine. La più elementare è chiamata interpolazione del “vicino più vicino”. Per eseguire questo processo, un algoritmo aggiunge una trama di pixel “vuoti” a un’immagine, quindi indovina quale valore di colore dovrebbe avere ogni pixel vuoto osservando i quattro pixel adiacenti.
Ad esempio, un pixel vuoto circondato da pixel bianchi risulterà bianco; mentre un pixel vuoto circondato da pixel bianchi e blu potrebbe risultare azzurro. È un processo semplice, ma lascia molti artefatti digitali, sfocature e contorni irregolari in un’immagine. In altre parole, le immagini interpolate hanno una scarsa risoluzione ottica.
A sinistra: immagine non modificata. Destra: dopo l’interpolazione del vicino più vicino.
Confronta queste due immagini. Quello a sinistra non è modificato e quello a destra è vittima del processo di interpolazione del vicino più vicino. L’immagine a destra ha un aspetto terribile, anche se ha la stessa risoluzione fisica di quella a sinistra. Ciò accade su piccola scala ogni volta che la tua TV 4K utilizza l’interpolazione del vicino più vicino per eseguire l’upscaling di un’immagine.
“Aspetta un minuto”, potresti dire. “La mia nuova TV 4K non ha niente di simile!” Bene, questo perché non si basa interamente sull’interpolazione del vicino più vicino: utilizza un mix di metodi per l’upscaling delle immagini.
L’upscaling cerca anche di affrontare la risoluzione ottica
Ok, quindi l’interpolazione del vicino più vicino è difettosa. È un metodo a forza bruta per aumentare la risoluzione di un’immagine che non tiene conto della risoluzione ottica. Ecco perché i televisori utilizzano altre due forme di interpolazione insieme all’interpolazione del vicino più vicino. Questi sono chiamati interpolazione bicubica (smoothing) e interpolazione bilineare (sharpening).
A sinistra: un esempio di interpolazione bilineare. A destra: un esempio di interpolazione bicubica.
Con l’interpolazione bicubica (levigatura), ogni pixel aggiunto a un’immagine guarda ai suoi 16 pixel vicini per assumere un colore. Ciò si traduce in un’immagine decisamente “morbida”. D’altra parte, l’interpolazione bilineare (nitidezza) guarda solo ai due vicini più vicini e produce un’immagine “nitida”. Mescolando questi metodi e applicando alcuni filtri per contrasto e colore, il televisore può generare un’immagine che non presenta perdite evidenti nella qualità ottica.
Naturalmente, l’interpolazione è ancora un gioco d’ipotesi. Anche con una corretta interpolazione, alcuni video possono assumere il “ghosting” dopo essere stati potenziati, soprattutto se la tua TV economica fa schifo con l’upscaling. Questi artefatti diventano anche più evidenti quando le immagini di qualità super bassa (720p e inferiore) vengono aggiornate alla risoluzione 4K o quando le immagini vengono ridimensionate su TV incredibilmente grandi con una bassa densità di pixel.
L’immagine sopra non è un esempio di upscaling da una TV. Invece, è un esempio dell’upscaling fatto per il rilascio di Buffy The Vampire Slayer HD DVD (tratto da un saggio video di Passione di The Nerd). È un buon esempio (anche se estremo) di come una scarsa interpolazione possa rovinare un’immagine. No, Nicholas Brendon non indossa un trucco da vampiro ceroso, è proprio quello che è successo alla sua faccia durante il processo di upscaling.
Sebbene tutti i televisori offrano l’upscaling, alcuni potrebbero avere algoritmi di upscaling migliori di altri, risultando in un’immagine migliore.
L’upcaling è necessario e raramente si nota
Anche con tutti i suoi difetti, l’upscaling è una buona cosa. È un processo che di solito si svolge senza intoppi e ti consente di guardare una varietà di formati video sulla stessa TV. È perfetto? Ovviamente no. Ecco perché alcuni puristi di film e videogiochi preferiscono godersi la vecchia arte sul mezzo previsto: vecchi televisori. Ma, al momento, l’upscaling non è qualcosa di cui entusiasmarsi. Né è qualcosa di cui arrabbiarsi troppo.
Vale la pena ricordare che i formati video 8K, 10K e 16K sono già supportati da alcuni hardware che utilizziamo ogni giorno. Se la tecnologia di upscaling non riesce a raggiungere questi formati ad alta risoluzione, c’è la possibilità che si traduca in una perdita di qualità molto maggiore di quella a cui siamo abituati.
Poiché i produttori e i servizi di streaming stanno ancora trascinando i piedi verso il 4K, forse non dovremmo ancora preoccuparci dell’8K.