что такое апскейлинг в телевизоре
Как работает апскейлинг? Раскрываем секреты современных телевизоров
Помните, что раньше без ИИ вроде бы легко обходились, тем более в таком, казалось бы, обычном деле. Отвечаем: в реальности приведение любого видео к тому, что отображается на экране современных телевизоров — это очень сложный процесс.
Простым увеличением разрешения подобно растягиванию фотографий на весь экран он не был никогда, даже в эпоху DVD-плееров и HD Ready-телевизоров. Но если для преобразования в Full HD-телевизорах применяли лишь пару несложных методов для улучшения картинки при апскейлинге: интерполяцию, сглаживание наклонных линий и шумоподавление, то для 4К и тем более для 8К этого явно недостаточно.
Требования к качеству обработки изображения возросли многократно, потому что любые устройства столь высокого разрешения по отношению к контенту работают подобно лупе, выявляющей все недостатки видеотрансфера. И чтобы он достойно выглядел на телевизорах такого разрешения, его нужно улучшать. Это вполне возможно, ведь улучшают фотографии перед публикацией профессиональные ретушеры и дизайнеры. Они подходят индивидуально к каждому фото, чаще всего обрабатывая его участками: где-то осветляют, где-то затемняют, где-то смягчают, а в другие детали делают более резкими и т.д. Искусственный интеллект в QLED-телевизорах поступает аналогично, но 60 раз в секунду.
Чтобы он различал, какие участки надо обрабатывать соответствующими методами, в память телевизоров зашиты паттерны характерных типов изображения, представляющие собой цифровые коды частотных характеристик, ведь изображение — это тоже набор частот, своеобразных тембров, но более сложных, чем звук.
В итоге он легко отличает характерную «пленочную» киношную зернистость и грунт от шума, волосы от дефектов чересстрочности, однородные поверхности зданий от неба и водную рябь от блочности, вызванной сбоями или малым битрейтом видео. И таких паттернов в память заложены сотни! А высокая мощность процессоров позволяет применять их для обработки все одновременно.
В итоге на новых QLED-телевизорах даже с разрешением 8К даже эфирный DVB-T2-сигнал нашего телевидения выглядит хорошо, а 4К-видео — превосходно. И при этом не возникает мысли о том, что телевизор обращается с сигналом грубо. Наоборот, все смотрится потрясающе. А ведь в большинстве случаев телевизорам приходится работать с Full HD-сигналом, потому что именно в таком разрешении сохраняется подавляющее число фильмов, трансляций и видеороликов в YouTube.
То есть разрешение при этом увеличивается в 16 раз! Попробуйте увеличить свои фото в 16 раз без обработки. А у телевизора получается так увеличивать разрешение видео, и результат не вызывает отрицательных эмоций, если видео не совсем уж низкого качества. Чудо? Не совсем. Скорее результат работы высоких технологий.
Все об искусственном интеллекте в телевизорах: апскейлинг, улучшение яркости, балансировка цвета и прокачка звука
Вряд ли мы сильно ошибемся, назвав искусственный интеллект (далее ИИ) главным трендом последних лет. Никого уже не удивить возможностями ИИ в камерах телефонов, дипфейками, голосовыми ассистентами или «умными» лампочками. Одной из самых быстро-развивающихся областей для подобных технологий неожиданно для многих стали телевизоры. Впрочем, называть это полноценным ИИ и в 36-й раз вспоминать Скайнет не стоит, пока это не столько интеллект, сколько комплекс узконаправленных хорошо натренированных алгоритмов для улучшения изображения или звука. Просто, искусственный интеллект звучит одновременно круче и понятнее.
Как работает ИИ в телевизорах и что умеет?
Многие современные телевизоры ― это как бы уже и не совсем телевизоры. Когда на борту имеется процессор, оперативная память и небольшое хранилище, это уже больше похоже на компьютер. Однако с внедрением ИИ большинство крупных производителей позаботились о том, что для улучшения картинки в телевизоре использовался отдельный предназначенный для этого процессор. LG использует процессоры серии Alpha, у Samsung стоят чипы Crystal и Quantum, у Sony X, а у Phillips ― P5. Дальше мы разберемся с преимуществами и недостатками самых популярных чипов, а пока вернемся к вопросу, что именно и как они улучшают.
 |
Развитие биг дата и машинного обучения открыло перед производителями новые возможности для автоматического улучшения изображения. Процессор способен определять, что именно происходит на экране, после чего увеличивать яркость или контрастность всего изображения, локально подсвечивать или затемнять определенные участки изображения, увеличивать разрешение и все в таком духе. И это лишь на самом базовом уровне. К примеру флагманский чипсет LG Alpha 9 умеет анализировать условия окружающей среды, подстраивая под него яркость и контрастность, а процессоры Quantum от Samsung весьма хороши в апскейлинге, вплоть до 8K.
Подробнее о том, как именно ИИ улучшает звук и картинку
 |
Мощность флагманских процессоров вроде LG α9 и Philips P5 позволяет им в режиме реального времени анализировать и улучшать все изображение или какие-то отдельные его части. Сначала процессор определяет, что именно сейчас выводится на экран. Например, пейзаж с закатом над Токио, рвущие к финишу гоночные машины, пара дерущихся носорогов или сияющие бицепсы Дуэйна Джонсона. Алгоритмы тренировали, прогоняя через сотни тысяч изображений, чтобы они могли их лучше понимать, на что смотрят (животные, спорт, пейзажи и т. д.), а потом обрабатывать изображение согласно этой классификации. В общем-то, в этом нет никакой фантастики, похожие алгоритмы распознавания мы не первый год используем в камерах смартфонов.
Собственно после этого в дело и вступают алгоритмы подстройки, которые выбирают оптимальные показатели для шумоподавления, повышения детализации, усиления резкости, подстройки яркости, гаммы и т. д. У каждого производителя эти «улучшайзеры» могут по разному называться и отличаться в деталях, но на самом деле все сводится к нескольким схожим между собой процессам, которые проходят в несколько этапов.
Апскейлинг
 |
За малопонятным термином апскейлинг на самом деле прячется довольно простой по своей сути процесс искусственного масштабирования изображения. Чтобы купив телевизор с 4K вы могли нормально посмотреть любимый фильм или сериал в этом самом 4K. Иначе, зачем вообще нужен такой телевизор? Идея апскейлинга не нова, вы могли встретить ее в некоторых DVD-плеерах от BBK, консоли Sony PlayStation 3 и многочисленных шпионских боевиках, в которых герой смотрит на фотографию с камеры наблюдения с гигантскими пикселями, потом говорит «компьютер, увеличить» и нам сразу же становятся видны черты лица злодея на фото. Первые 4K-телевизоры создавались без ИИ-процессоров и в этом плане тоже не блистали, просто масштабируя SD-ролики на всю площадь матрицы с помощью простого увеличения пикселей.
Технология апскейлинга в современных ТВ позволяет нейросети не только растягивать картинку, но и дорисовывать недостающие пиксели, сглаживать неровности, убрать лишний шум и размытость объектов, которые находятся в движении. Конечный результат в одних случаях смотрится практически идеально, в других терпимо. Зависит это как от конкретного телевизора и процессора, так и от типа контента. Поэтому многие производители оптимизируют алгоритмы масштабирования под разные типы контента (кино, спорт, игры), чтобы получить наилучший результат при просмотре того или иного контента. От себя добавим, что во время тестов некстген консолей мы сравнивали наитивное 4K разрешение в Xbox Series X с апскейлом до 4K в младшей Xbox Series S. И вот разница была видна только если подойти к телевизору ближе, чем на метр. Сравнивали мы на панели Samsung QE-55Q77TA, а играли в Gears 5 и Battlefield V.
Как Full HD превращают в 4К, и может ли это выглядеть хорошо
Рассказываем про «умный» апскейлинг разрешения в играх.
Материал подготовлен при поддержке MSI
Технологии развиваются неравномерно. Например, визуальные эффекты в играх могут сделать скачок, из-за которого даже самое мощное «железо» перестаёт справляться. Или производители консолей и видеокарт задают настолько высокие стандарты качества, что разработчикам приходится догонять прогресс.
Геймерам приходится покупать и обновлять игровые системы, чтобы не остаться отрезанными от последних достижений индустрии. Но есть технология, которая может заставить графику и железо двигаться навстречу друг другу, а не бежать наперегонки. Речь об апскейлинге — это масштабирование разрешения при помощи нейросетей.
В самом по себе масштабировании разрешения нет ничего инновационного — существует несколько десятков алгоритмов, которые способны «в реальном времени» увеличивать или снижать разрешение изображения, подгоняя его под возможности экрана.
Апскейлинг может выполняться на стороне источника (компьютером, консолью или Blu-Ray плеером), на стороне монитора или телевизора и даже некоторыми специальными кабелями.
Чаще всего конвертация происходит всё же устройством отображения: источник отправляет кадр в заданном разрешении, а тем, чтобы он занимал всю площадь экрана и минимально терял в качестве, занимается уже монитор. Одна из самых распространённых технологий сегодня — бикубическое масштабирование, алгоритм, который увеличивает цифровое изображение попиксельно. Он достраивает недостающие точках, сверяясь с информацией о 16 окружающих каждую из них пикселях.
Другие алгоритмы могут использовать для сверки от одного до 36 пикселей — обычно производители не указывают, как именно их монитор или телевизор «растягивает» изображение и не дают пользователю вариантов выбора.
Но это не всегда оптимальный вариант. Обратите внимание на сравнение алгоритмов в пиксельной игре (скриншот выше) и при апскейлинге фотографии (скриншот ниже). Там, где присутствует очевидная пиксельная сетка, лучше всего справляется самый примитивный, но с более сложными изображениями он создаёт «лесенки», которых удаётся избежать при большей выборке смежных точек.
Многие современные телевизоры используют временной апскейлинг: перед выводом изображения система накапливает кадры в буфере и дорисовывает целевому кадру недостающие пиксели — учитывая при этом, как изображение будет меняться в динамике.
Это позволяет повысить чёткость и плавность изображения в неинтерактивном контенте и снизить количество артефактов., Но для игр это не подходит, так как создаёт дополнительную задержку ввода — изображение выводится на экран с запозданием, делая управление неотзывчивым.
Продвинутые «умные» телевизоры и некоторые ТВ-приставки вроде NVIDIA Shield предлагают «умный» апскейлинг изображения.
Каким бы умным ни был телевизор, в «игровом» режиме все технологии для улучшения картинки отключаются, в том числе, увеличение разрешения. Если пренебречь рекомендациями производителя и оставить «улучшайзеры», задержка ввода может возрасти до нескольких сотен миллисекунд, что создаст дискомфорт из-за задержки ввода даже в самых размеренных играх.
Уже больше пяти лет игры в 4К — мечта и цель для многих геймеров. Но «грубой силой» производительного железа покорить эту высоту не получилось — сменилось уже три поколения видеокарт и полтора поколения консолей, но компромиссов избежать всё ещё не получается.
Консоли нового поколения чаще всего не «вытягивают» полное 4К-разрешение 2160р даже при 30 fps и далеко не максимальных настройках графических эффектов. И даже флагманские видеокарты, по цене сравнимые с недорогой иномаркой, только в 2021 году достигли достаточной мощности, чтобы гарантировать 40-60 кадров в секунду в нативном 4К при максимальных настройках с трассировкой лучей.
Но если не получается добиться «честного 4К», приходится искать способы создать достаточно убедительную иллюзию.
На консолях прошлого и текущего поколений большинство игр работают в разрешении значительно ниже 4096 на 2160 пикселей. чтобы изображение достаточно чётко выглядело на 4К-телевизорах, применяется шахматный рендеринг.
Это не совсем апскейлинг — при таком подходе изображение изначально рендерится под 4К, но с пропусками по одному или несколько пикселей, что напоминает шахматную доску. На каждом кадре пропуски располагаются в разных местах, чтобы алгоритм мог заполнять недостающие пиксели информацией с предыдущих кадров.
Шахматный рендеринг хорош тем, что эффективно снижает нагрузку на систему и не требует дополнительных аппаратных средств. На ПК шахматный рендеринг обычно не применяется, однако на многих более-менее актуальных видеокартах доступен режим апскейлинга с похожим эффектом.
Integer Scaling или «целочисленное масштабирование» производится видеокартой, а не монитором, не добавляет значимой или видимой задержки. Алгоритм дробит каждый пиксель изображения в низком разрешении на несколько суб-пикселей одинакового цвета, благодаря чему чёткость повышается без размытия и искажений.
Целочисленное масштабирование доступно на следующих видеокартах:
Такой апскейлинг подходит для игр с пиксельной графикой. Кроме того, в старых тайтлах с фиксированным низким разрешением ассетов, например, в «Героях 3», интерфейс и карта будут иметь привычные пропорции.
Правда, по краям объектов на экране могут появляться «лесенки», а цветовые переходы становятся резкими.
Для игр только две большие компании предлагают технологии апскейлинга: DLSS от NVIDIA и FSR от AMD (если не считать любительских наработок). Принцип работы у них разный, но обе задействуют нейросети в дополнение к стандартным алгоритмам.
Использовать их можно только в самих приложениях и играх (а не на уровне экрана или видеокарты). В 2021 году DLSS от NVIDIA интегрировали в движок Unreal Engine 4, а в будущем собираются добавить в Unity и UE5. AMD FidelityFX Super Resolution (FSR) стала доступна рядовым пользователям только в конце июня 2021 года и пока поддерживается лишь восьми играх. Алгоритм анализирует объекты на каждом отдельном кадре, увеличивает разрешение и применяет различные эффекты, включая сглаживание, увеличение резкости.
У FSR нет временного компонента: система не учитывает ни предыдущие кадры, ни положение объектов на будущих кадрах с учётом векторов, поэтому работает система неидеально и иногда допускает артефакты. Но зато и никаких особенно строгих системных требований у FSR нет: подходят видеокарты NVIDIA GeForce GTX 10-й серии и новее, AMD Radeon RX 460 и новее и даже графические ускорители от Intel.
Использование FSR снижает нагрузку на видеокарту от 40% до 60% в зависимости от разрешения и режима. В будущем технология может появиться и на консолях нового поколения, которые используют графическую архитектуру AMD.
NVIDIA DLSS (Deep Learning Super Sampling) устроена сложнее и обеспечивает более высокое качество масштабирования изображения, но и требования у неё намного выше. Технология опирается на специальные тензорные ядра, предназначенные для быстрого обсчёта матриц нейросетей, которыми оснащаются только видеокарты серий RTX 20 и RTX 30.
Согласно статистике Steam, такие карты есть примерно у 17% пользователей (это довольно много). В Steam порядка 120 миллионов учётных записей, то есть карты RTX используют порядка 20,5 миллионов человек. Однако подавляющим большинством этих пользователей назвать тяжело, поэтому не все разработчики считают DLSS необходимостью.
В DLSS первой версии нейросеть нужно было обучать на конкретной игре (это сотни часов), при этом рядовые геймеры и игровые журналисты жаловались на мерцание, низкую чёткость и другие проблемы.
Однако в DLSS 2.0 многое изменилось. Технология анализирует прошлые кадры и определяет векторы движения объектов в поле зрения, чтобы корректно обрабатывать динамичные сцены — без мерцания и артефактов.
В поддерживаемых играх прирост производительности с DLSS 2.0 достигает от 40% до 120% в зависимости от игры. DLSS поддерживается в большинстве крупных релизов: владельцев видеокарт GeForce RTX всё больше, вместе с этим растёт число потребителей новых технологий.
FSR и DLSS — не все технологии, которые снижают нагрузку на железо и повышают производительность игр с минимальным влиянием на качество графики. Microsoft активно тестирует продвинутую систему работы с памятью DirectStorage, на основе которой NVIDIA разрабатывает собственную RTX IO. Она ускоряют загрузку, упрощает обращение игры к ассетам и «агрессивнее» сжимает файлы на диске.
Сами графические API вроде DirectX 12 Ultimate и Vulkan интегрируют всё больше инструментов, чтобы оптимизировать производительность и снизить системные требования. Например, Variable rate shading помогает разработчикам разбивать отображаемое на экране пространство на зоны и рендерить их с разной степенью детализации. А Sampler feedback повышает производительность, позволяя игре повторно использовать уже отрендеренные текстуры или обходить рендеринг поверхностей за кадром, а также быстрее загружать текстуры.
Apple iTunes, апскейлинг и HDR: какие технологии используются в вашем новом телевизоре?
На 2019 год пришелся очередной виток эволюции телевизоров. Помимо вновь возросшей диагонали, в средний ценовой сегмент (40-60 тысяч рублей) пришли 4K, HDR, QLED и прочие малопонятные обычному человеку технологии. Чтобы вам было проще разобраться во всех этих названиях, мы решили разобраться в том, как устроены телевизоры, которые сегодня становятся массовыми, хотя еще недавно стоили как недорогой автомобиль.
Новые процессоры
“Процессор, в телевизоре? Разве так бывает?” – вот что приходит на ум, когда впервые слышишь о том, что в обычной TV-панели есть что-то настолько сложное. На самом деле, процессор современному телевизору нужен для многих довольно сложных задач – улучшения цветопередачи, правильного отображения HDR-видео, масштабирования картинки и пр. Тут на помощь приходит искусственный интеллект (тот самый, который мы видели в чипах AMD, Apple, HiSilicon и других процессорных гигантов). Именно алгоритмы машинного обучения позволяют красиво растягивать низкодетализированный контент на полный экран практически без потери качества.
Апскейлинг
Апскейлинг – это то самое растягивание изображения, о котором мы говорили чуть выше. Первые 4K-телевизоры создавались без ИИ-процессора и функции автоматического апскейлинга, поэтому они масштабировали SD-ролики на всю площадь матрицы путем обычной интерполяции – то есть, просто увеличивая размер пикселей. Такой подход применялся и в более ранних моделях, еще со времен HD- и FullHD-телевизоров. Билинейная интерполяция является своеобразной лупой, выявляющей малейшие недостатки изображения. Искусственный интеллект проходится по таким участкам 60 раз в секунду, исправляя насыщенность, детализацию и баланс белого в тех местах, где это возможно сделать. Для того, чтобы процессор понимал в каких местах необходима обработка, в память телевизора записана база паттернов, представленных не с помощью обычных текстур, а виде строк кода. Такой подход позволяет добиться более высокой точности распознавания отображаемых в данный момент объектов, благодаря чему процессору удается различать где грунт, а где – шумы на картинке, где небо, а где – его отражение в окнах небоскребов.
HDR
На сегодняшний день основным стандартом этой технологии является HDR10, применяющийся и в мониторах, и в телевизорах, и в мобильных устройствах. Грубо говоря, HDR (High Dynamic Range) делает видеоряд гораздо более реалистичным, выравнивая яркость и контрастность отдельных зон изображения. Самый простой пример работы HDR: наверняка каждый, кто пытался сфотографировать что-то в контровом свете, получали пересвеченный источник освещения, а все остальное выходило черным. При этом, во многих голливудских фильмах объекты различимы вне зависимости от того, происходит ли действие на фоне заката, прожектора или обычной яркой лампы накаливания. Это происходит потому, что при монтаже отдельные участки вручную осветляют или затемняют, повышают яркость и регулируют контраст. В телевизорах с HDR в качестве “монтажера” выступает процессор, автоматически обрабатывающий те или иные объекты на текущем кадре.
Вслед за HDR10 в TV-индустрию приходит новый стандарт – HDR10+, который пока встречается лишь в дорогих 8K-панелях и задействует не только процессор, но и внешние датчики освещения, чтобы аккуратно подстраивать цветовую температуру в соответствии с окружающим пространством. HDR10+ также выравнивает громкость аудиоканала в различных сценах и улучшает его качество, делая речь более отчетливой при сохранении той же громкости прочих звуков.
QLED
После активного развития в середине десятых годов, сегодня телевизионные технологии находятся в некоем состоянии затишья. Судите сами: UltraHD уже вряд ли кого-то можно удивить, HDR медленно, но уверенно переходит в более доступные модели, а возможность воспроизведения потокового видео есть в каждом втором телевизоре. В то же время производители бытовой техники по-прежнему засыпают нас новыми аббревиатурами, причем наиболее терпеливыми остаются маркетологи компании Samsung — единственной выпускающей QLED-матрицы.
С технической токи зрения, QLED-телевизоры (Quantum-dot Light Emitting Diode, светодиод на квантовых точках) похожи на дисплеи с подсветкой на основе органических диодов (OLED), поскольку в обоих случаях каждый пиксель излучает собственный свет, однако в QLED вместо пикселей используются крошечные квантовые точки толщиной в несколько нанометров. Хотя QLED и обходит органические светодиоды по четкости и качеству цветопередачи, телевизоры с OLED-экранами обладают более высокой максимальной яркостью из-за того, что квантовые точки сами по себе не могут светиться, за них это делает подсветка, которая роднит QLED TV еще и с привычными нам LCD/IPS-матрицами
Встроенная поддержка сервисов Apple
В этом году Apple объявила о поддержке AirPlay 2 и iTunes телевизорами LG, Sony, Samsung и VIZIO. Если точнее, речь идет о возможности покупать и брать в аренду фильмы из каталога iTunes Store. Купертиновцы не пошли на этот шаг ранее, так как приобретая телевизор с яблочными сервисами, вы делаете бессмысленной покупку приставки Apple TV, но с появлением собственного стримингового сервиса Apple решила сделать ставку не на продажи довольно нишевого устройства, а на наращивание пользовательской базы. Среди поддерживаемых моделей – телевизоры, выпущенные в 2018 и 2019, причем если последние получат предустановленные приложения Apple, то в Smart TV 2018 года AirPlay 2 прилетит вместе с обновлением ПО. Полный список совместимых моделей телевизоров можно найти на сайте Apple.
Какие бывают функции улучшения изображения в телевизорах
Содержание
Содержание
Телевизоры последних поколений предлагают насыщенную, сочную и яркую картинку. Все это стало возможным благодаря использованию ряда технологий. Мы расскажем о каждой из них подробно, а также разберем путаницу в маркетинговых названиях.
Технология HDR
Данную аббревиатуру вы нередко встречаете в характеристиках телевизора и слышите в рекламе. Это одна из самых распространенных и важных технологий, которая дает ощутимое улучшение качества изображения.
HDR (High Dynamic Range) — стал дальнейшим развитием SDR (Standard Dynamic Range). Ранее из-за технологических ограничений в передаче информации данные урезались, поэтому изображение на телевизоре теряло в сочности, насыщенности и других деталях. Сейчас же с появлением HDMI 2.0 передача больших объемов данных не проблема, поэтому видеоконтент можно передавать практически без сжатия.
Расширенный диапазон оперирует тремя основными характеристиками изображения:
Другое принципиальное отличие последних версий HDR — наличие динамических метаданных. В них зашифрованы значения всех этих параметров, но не для фильма в целом,
а для каждого отдельного кадра и даже участка. HDR фактически «подкручивает» яркость, контрастность и цветопередачу в каждый отдельный момент видео так, чтобы картинка была максимально приближенной к оригиналу. Однако здесь есть несколько нюансов.
При слабой яркости эффект HDR практически незаметен, 8-мибитные матрицы не обеспечивают достаточную цветопередачу, а коннекторы ниже HDMI 2.0 не обладают достаточной пропускной способностью. Да, чтобы смотреть ТВ в HDR необходимо не только устройство с поддержкой этого стандарта, но и соответствующий контент. Обычно полную поддержку HDR имеют фильмы и сериалы со стриминговых сервисов, Blu-Ray-диски и некоторые игры, например, Horizon Zero Dawn или Metro Exodus.
Главная проблема — как узнать, действительно ли ваш телевизор поддерживает эту технологию? Маркетологи придумали десятки названий. Например, HDR+ и HDR Effect —
это маркетинговые названия имитации технологии HDR. Такие телевизоры лишь приближенно имитируют повышенное качество изображения.
ЕСли вам нужен настоящий HDR, то обращайте внимание именно на поддержку стандартов:
Если в технических характеристиках ТВ есть упоминание одного из этих четырех стандартов, то устройство способно воспроизводить видео с HDR. Главная сложность — найти соответствующий контент.
OLED-технология
Появление OLED действительно можно считать прорывом на фоне классической LED-подсветки, причем с ощутимым улучшением картинки. Обычные телевизоры со светодиодной подсветкой делятся на Edge LED и Direct LED. Первая предполагает размещение светодиодов по периметру, что приводит к появлению засветов по бокам. Вторая уже имеет светодиоды по всей площади, но все еще не способна обеспечить насыщенный черный цвет.
Принципиальное отличие OLED заключается в том, что в конструкции используются органические светодиоды, каждый из которых способен сам генерировать свет. Благодаря этому пропадает необходимость в использовании подсветки позади и других слоев. OLED-телевизоры способны контролировать яркость каждого отдельного пикселя, что делает картинку более контрастной, а черный цвет — супернасыщенным. Другое достоинство — такие модели более тонкие.
Телевизоры с OLED стоят ощутимо дороже, а главной проблемой является постепенное выгорание пикселей. Однако эта технология никакая не маркетинговая уловка, а самый настоящий прогресс в качестве.
Технология Motion Smoothing
У каждого бренда свое название этой технологи: Samsung Motion Rate, Sony MotionFlow, LG TruMotion. Несмотря на разные названия, принцип работы практически всегда идентичный. Motion Smoothing способна как улучшить изображение, так и ухудшить, поэтому ее использование актуально не для всех типов контента.
Видео может иметь частоту 24, 30 или 60 кадров в секунду в зависимости от источника. Однако телевизоры обладают частотой обновления экрана в 50, 60 и 120 Гц. Чтобы устранить несоответствие частоты обновления экрана и источника видео, применяется технология Motion Smoothing. Есть несколько алгоритмов ее работы:
Black Frame Insertions (BFI). Метод заключается в добавлении кадров с черным фоном. Это позволяет подтянуть частоту, уменьшает эффект размытия, но изображение становится менее ярким из-за мелькания черных кадров.
Дублирование. Вместо недостающих кадров алгоритм выставляет повторы в необходимом количестве. Но из-за этой методики изображение иногда ненадолго зависает или, наоборот, быстро прыгает.
Интерполяция. Процессор анализирует два соседних кадра и формирует на их основе промежуточный. Это самая продвинутая методика, но именно она приводит к эффекту «мыльной оперы», когда изображение теряет в четкости. Также такие алгоритмы не всегда корректно отрисовывают некоторые кадры.
Включать Motion Smoothing рекомендуется в сценах с постоянной динамикой. Это могут быть гонки, футбол, баскетбол и другие виды спорта. При просмотре фильмов или сериалов функцию лучше отключить, чтобы повысить четкость изображения. Практически в каждом телевизоре это можно сделать через стандартное меню.
Технология апскейлинга (Upscaling)
Если по-русски, то это обычное масштабирование. Большинство контента все еще поставляется в форматах HD (720p) и Full-HD (1080p). Соответственно, для просмотра такого видео на 4К или 8К-телевизорах картинку придется растягивать и дополнять данными. Чем больше разница в разрешении, тем больше пикселей придется дорисовать.
Самый простой алгоритм решения этой проблемы — выполнить дублирование пикселя и заполнить «клонами» недостающее пространство. Однако это дает посредственную картинку, которая получается размытой. Алгоритмы бикубической и билинейной интерполяции дают лучший результат, но изображение все равно получается неточным.
В большинстве телевизоров, способных делать апскейлинг до 4К и выше, используется ИИ на базе нейросетей. У каждого разработчика не только свой алгоритм, но и собственная база изображений в разных разрешениях, которые используются нейросетью для анализа.
Функция апскейлинга незаменима для 4К и 8К телевизоров, но ее эффективность можно узнать только на практике, поскольку каждый производитель использует свои процессоры и технологии. Однако применение ИИ однозначно дает лучший результат, чем ранее описанные классические методы.
Цифровое шумоподавление
Даже «цифра» подвержена помехам, например, белые пятна, расплывчатость картинки, «соль и перец». Если вы столкнулись с этими проблемами, то стоит поискать функцию шумоподавления. В каждом ТВ она может иметь свое маркетинговое название, однако в основе обычно используются идентичные алгоритмы с некоторыми доработками.
2D DNR (Digital Noise Reduction). Простейший метод устранения шумов, который анализирует пиксели в одном из двух направлений — пространственном или временном. В первом случае анализируются пиксели одного кадра, а во втором пиксели сравниваются с двумя соседними. Используется компенсационный или адаптивный методы фильтрации. Недостаток 2D DNR — расплывчатость изображения и возможная потеря в цветности.
3D DNR использует и пространственный и временной анализ пикселей, что позволяет эффективно удалять помехи и не терять в качестве изображения. Алгоритм учитывает и вектор движения, и положение пикселей в кадре. Поскольку большинство помех не статические, то они легко устраняются.
Каким бы не было название функции шумоподавления, обычно в ее основе лежит 2D или 3D DNR. Включать шумоподавление рекомендуется только для контента в низком качестве. Например, если вы смотрите аналоговое или не самое качественное цифровое ТВ. Для Blu-Ray или контента из стриминговых сервисов шумоподавление лучше отключить, поскольку картинка может потерять в четкости.
Динамический контраст
Часть телевизоров предлагает и такую функцию. Суть заключается в том, что ТВ автоматически подбирает уровень контрастности в зависимости от изображения, как правило, путем регулировки отдельных светодиодов подсветки. Соответственно, динамический контраст работает лучше всего на Direct LED с большим количеством светодиодов, а также на OLED телевизорах, где можно контролировать буквально любой пиксель.
Однако многие пользователи утверждают, что динамическая контрастность по факту ухудшает качество картинки. Проблема в том, что освещенность комнаты остается неизменной, поэтому оптимальный уровень контрастности следует подбирать именно под окружение, а не постоянно менять его в зависимости от сцены. К тому же, увеличение яркости белого обычно отрицательно сказывается на насыщенности черного. Иногда изменение подсветки просто не успевает под смену кадров, что также вносит дискомфорт при просмотре.
Локальное затенение и микродимминг
Еще одна пара технологий, которые частично связаны с динамическим контрастом и между собой. Локальное затенение аналогично динамической контрастности регулирует уровень подсветки отдельных светодиодов/пикселей. Это позволяет делать черный цвет более насыщенным. Эффект напрямую зависит от плотности и возможностей светодиодов.
Технология микродиминга (Samsung — Micro Dimming, Panasonic и Toshiba — Local Dimming, LG — Edge) — это фактически то же самое, что и локальное затенение. Отличия лишь в размере массива светодиодов, яркость которых можно менять. Эффективность зависит от динамичности видео и уровня освещенности помещения.
Теперь вы точно знаете, какие технологии принесут вам пользу, а какие — нет. Поделитесь в комментариях своим опытом использования функций улучшения изображния на ТВ.