ПО для масштабирования постоянно совершенствуется, но всё же стоит учитывать некоторые нюансы.
Переход от аналоговой пленки к цифровому видео произошел стремительно. Не успели вы оглянуться, как кассетные видеокамеры уступили место цифровым, а затем и смартфонам. На сегодняшний день 4K является золотым стандартом для создания видео, в то время как 1080p осталось его собратом более низкого качества.
Несмотря на повсеместное распространение 4K, по-прежнему создается множество видеоматериалов в формате 1080p. Не стоит забывать и о контенте из прошлого — от домашних архивов до старых фильмов, доступных в стандартном разрешении или даже ниже. Это может натолкнуть вас на мысль о конвертации видео в 4K, чтобы улучшить его и сделать на современном 4K OLED-дисплее таким же четким, как и ролики, снятые сегодня. Конвертировать видео в 4K возможно, однако этот процесс состоит из множества этапов и требует учета ряда факторов.
Конвертация видео в 4K означает создание миллионов новых пикселей
Когда мы говорим о 4K и 1080p, или об ультравысоком и высоком разрешении, мы имеем в виду количество пикселей, содержащихся в каждом кадре видео. Для видеоконтента сверхвысокой четкости, под которым обычно и понимают 4K, это означает разрешение 3,840 x 2,160 пикселей по сравнению с 1,920 x 1,080 пикселей для видео высокой четкости 1080p. Видео стандартной четкости, в свою очередь, имеет 480 или 576 вертикальных строк в зависимости от региона; ширина может варьироваться в зависимости от того, как контент был снят изначально. Вы также можете встретить кинематографические разрешения 4K, так называемое «истинное 4K» или DCI 4K, с разрешением 4,096 x 2,160.
Вы можете масштабировать любой файл до 4K — ведь 4K это просто размер кадра. Чтобы перейти от 1080p к 4K, вам понадобится три дополнительных пикселя на экране на каждый исходный записанный пиксель, то есть в общей сложности в четыре раза больше. Проблема заключается в том, чтобы справиться с этой задачей без потери качества. Это практически невозможно, и простое изменение разрешения не позволит обнаружить скрытую версию с повышенной четкостью или резкостью.
Традиционное программное обеспечение для апскейлинга использует интерполяцию для решения этой задачи, увеличивая каждый кадр и вычисляя, как он должен выглядеть. Главный вопрос заключается в том, насколько точным может быть такое ПО. Ему приходится оценивать, как должны выглядеть пиксели, но оно не может восстановить реальные детали, если они изначально не были записаны.
Часто это означает, что увеличение размера делает кадры более «мягкими». Из-за «приблизительных расчетов», используемых для добавления дополнительных пикселей, изображение в результате может выглядеть излишне сглаженным. Повышение резкости может помочь по краям, но здесь возникает дилемма: слишком сильное или недостаточное воздействие может всё испорутить. То же самое относится и к шумоподавлению, из-за которого финальные кадры могут выглядеть неестественно.
Профессиональная реставрация в 4K часто опирается на высококачественные оригинальные исходные файлы
Если вы профессионал и хотите конвертировать видео в 4K, вам захочется работать с лучшими доступными исходными данными: оригинальными исходными файлами. Чем лучше эти исходные данные, тем качественнее результат вы сможете получить.
HD-реставрация сериала «Звездный путь: Следующее поколение» доказывает, насколько сложным может быть этот процесс, если вы хотите сделать всё правильно. Для этого апгрейда, заказанного CBS в 2011 году, использовались оригинальные 35-миллиметровые кинонегативы шоу, качество которых, по словам создателей, было эквивалентно разрешению 20 мегапикселей. Это позволило ремастировать все семь сезонов сериала из оригинального телевизионного качества в 1080p для релиза на Blu-ray. Было задействовано 25 000 рулонов оригинальной кинопленки, а для облегчения процесса использовались визуальные эффекты и улучшения с помощью CGI. Работа заняла более трех лет и, по словам одного из продюсеров, обошлась студии более чем в 12 миллионов долларов.
По иронии судьбы, конвертация аналоговой пленки в цифровую в данном случае облегчает подобную задачу. Если вы работаете со старым цифровым мастер-файлом с фиксированным разрешением, вы привязаны к определенному количеству пикселей. Оригинальные негативы, использованные при обновлении «Звездного пути», запечатлели гораздо больше деталей, которые не попали в оригинальные телевизионные трансляции.
К сожалению, когда лучшие исходные файлы изначально имеют низкое разрешение, вы не можете работать с реальными данными. Все недостающие пиксели, которые создаются — это лишь предположения. В лучшем случае результат будет выглядеть довольно убедительно, но он не будет на 100% соответствовать оригиналу.
Домашний апскейлинг использует интерполяцию или ИИ для заполнения пробелов
В отличие от CBS, у вас вряд ли найдется 12 миллионов долларов на конвертацию видео в 4K. Домашним пользователям, конвертирующим видео в 4K, вместо этого придется выбирать между традиционной интерполяцией и более новыми инструментами на базе искусственного интеллекта. Оба метода создают дополнительные пиксели, необходимые для заполнения увеличенного кадра 4K, но делают это по-разному.
Программы для апскейлинга до 4K, использующие интерполяцию, опираются на хорошую старую математику. Программа берет пиксель из отдельного кадра и анализирует цвет и яркость соседних пикселей. Исходя из этого, она пытается вычислить, как будут выглядеть окружающие пиксели. На базовом уровне это может достигаться простым дублированием, но более продвинутые алгоритмы будут сосредоточены на сохранении краев и предотвращении появления «зубчатых» линий. Конечный результат вполне предсказуем, но одна из проблем — это мягкость изображения. Интерполяция не может волшебным образом воссоздать подлинные детали или текстуры, из-за чего картинка кажется немного фальшивой. Ваш телевизор также может делать это автоматически с разной степенью успеха.
К счастью, апскейлинг с помощью ИИ призван решить эту проблему. Эти модели обучаются на примерах изображений с низким и высоким разрешением, что позволяет им определять, как типичные элементы должны выглядеть на вашем экране. Вместо того чтобы оценивать каждый пиксель, ИИ предсказывает, как будет выглядеть более четкое изображение.
Результат может быть более резким и убедительным, но, как и в случае с интерполяцией, он не будет точно соответствовать реальному миру. Апскейлеры на базе ИИ также могут привносить необычные артефакты, которых нет при интерполяции. Тем не менее, модели ИИ постоянно совершенствуются, поэтому качество и стабильность, которые вы видите сегодня, через несколько лет могут показаться устаревшими.
Если вы работаете со старым видео, вам также может потребоваться учесть чересстрочную развертку, при которой видеокадры делились на две половины нечетными и четными горизонтальными линиями, причем каждая линия обновлялась при обновлении экрана. Современные дисплеи не используют чересстрочную развертку, но старые трансляции, предназначенные для экранов ЭЛТ (кинескопов), использовали её. Конвертация видео такого типа потребует удаления чересстрочной развертки перед масштабированием, хотя остается под вопросом, насколько хорошо вам удастся масштабировать видео 480i NTSC до 4K так, чтобы сохранить приемлемое для просмотра качество.
Инструменты масштабирования часто предлагают множество настроек, помогающих добиться желаемого результата, будь то использование ИИ или интерполяции. Если с первого раза вы не получили нужного результата, вы можете изменить настройки и попробовать снова (при условии, что у вас достаточно свободного места на диске).
Масштабирование видео 1080p до 4K не делает его лучше автоматически
Нельзя просто закинуть видео в формате 1080p в программу для апскейлинга и ожидать на выходе идеальное 4K-видео. Технически этого можно добиться за счет увеличения размера кадра, но заставить видео масштабироваться без потери качества сложно. Чтобы результат соответствовал вашим ожиданиям, может потребоваться несколько попыток.
Этого проще добиться, если у вас есть хороший исходный материал, и чем меньше разница в разрешении, тем лучше. Например, масштабирование с 1440p до 4K потребует не так много «фальшивых» пикселей, как с 1080p до 4K, или, что еще хуже, с 480p до 4K. Программное обеспечение для апскейлинга до 4K может лишь догадываться о том, как должны выглядеть недостающие элементы — те самые дополнительные пиксели. Искусственный интеллект делает этот процесс проще и потенциально лучше, но точное совпадение «один в один» не гарантировано.
Впрочем, разрешение — не единственный фактор, влияющий на это. Чтобы сэкономить место на диске, видеофайлы могут быть сжаты с более низким битрейтом, что означает меньший объем данных, сохраняемых для каждой секунды видео. Масштабирование до 4K не отменит этого, и вы не сможете избавиться от распространенных артефактов сжатия, таких как пикселизация или цветовые полосы, если работаете с файлом с низким битрейтом. Всё сводится к качеству исходного материала, и если оно достаточно хорошее, процесс апскейлинга становится гораздо проще.















