Qualité d'image numérique et mise à l'échelle. Comparaison, mythes, méthodes et faisabilité économique

Dans le monde moderne, il existe une grande variété de toutes sortes de compteurs d'images de qualité. Une personne inexpérimentée et non éclairée peut facilement se perdre dans une variété de termes hautement spécialisés, tomber dans les pièges des spécialistes du marketing ou se priver sans réfléchir de nouvelles innovations technologiques.

Cet article vous permettra de comprendre les caractéristiques les plus importantes, de comparer indépendamment différentes technologies et astuces, ainsi que de décider de l'appareil dont vous avez besoin en fonction des exigences et de la prospérité économique.

FPS (images par seconde)


FPS - un indicateur d'une image dynamique (non statique), représentant le nombre d'images par seconde.

Actuellement, le cinéma et la télévision utilisent le taux établi de 24 images par seconde (auparavant, pendant le cinéma silencieux, la norme était de 16 images). Il existe des exceptions, à savoir:

  • Les retransmissions sportives des matchs sur certains services et chaînes de streaming sont de 60 images
  • "The Hobbit" de Peter Jackson, qui a joué et est apparu plus tard dans 48 cinémas IMAX
  • Rééditions de films interpolés artificiellement (quantités variables)
  • Les futures suites de "Avatar" de James Cameron, qu'il promet de tourner en 60 images

La norme des 24 images est née pour une raison, elle suffit pour la fluidité visible de l'image (tous mouvements), et elle reste aussi facile à réaliser, car tout changement augmentera considérablement la largeur du film. C'est-à-dire c'est une sorte de compromis dans l'industrie cinématographique moderne, seuls quelques-uns décident de s'en sortir.

Naturellement, plus ce chiffre est grand, plus l'image est lisse. Vous pouvez démontrer la différence avec le GIF le plus simple dans lequel la balle roule en même temps du coin gauche vers la droite.

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Comme vous pouvez le voir sur le gif, la différence est notable dans tout look même pas préparé. Oui, la différence n'est pas énorme, mais le fait que la fluidité de l'image dépend directement de la fréquence d'images, je pense, est évident pour tout le monde.

Il existe également une astuce appelée interpolation de trame. Un système similaire est utilisé lors de la création de réimpressions de ventilateur, et il est également intégré à certains téléviseurs. Son essence est de calculer de nouvelles images supplémentaires à partir des images source, c'est-à-dire entre 2 images source adjacentes, le programme en dessine de nouvelles en fonction des données de mouvement des images voisines. Ce système est extrêmement difficile à mettre en œuvre et, surtout, il crée de nombreux artefacts qui interfèrent avec la visualisation.

Dans l'industrie des jeux, la fréquence d'images est sensiblement différente de celle du film. 30 images par seconde est la norme établie pour un gameplay confortable, mais il y a beaucoup plus de variations ici. Les simulations sportives, les jeux de combat, les jeux de tir à la première personne et les genres multijoueurs d'esports, où la vitesse de réaction est extrêmement importante, devraient de préférence avoir 60 images par seconde. Atteindre de tels indicateurs est souvent difficile, car Le FPS dépend directement des performances du système.

Mythbusters


L'espace informatif moderne a donné naissance à de nombreux mythes concernant la fréquence d'images, dont chacun je voudrais tenir compte.

L'œil humain ne voit pas plus de 24 images par seconde


Ce mythe est né, très probablement, en raison des normes de l'industrie cinématographique, mais, surtout, il est fondamentalement faux.

Absolument tout est capable de voir la différence de fréquence d'images supérieure à 24, comme vous étiez convaincu du GIF déjà montré. Une autre chose est la question de savoir si le cerveau est capable de reconnaître les informations affichées à grande vitesse. C'est loin d'être si simple, cependant, des études ont montré qu'avec une formation appropriée, une personne est capable de voir la différence dans l'image, flashée dans une seule image.

Effet mystique 25 images


Ce mythe est né en 1957, lorsqu'un scientifique américain a publié une étude au cours de laquelle les ventes de pop-corn auraient augmenté en raison de 25 images. Après 5 ans, il a admis qu'il avait complètement fabriqué l'expérience. Malgré cela, le mythe est toujours vivant, et sur Internet, vous pouvez trouver de nombreuses vidéos et sites offrant l'effet miracle de 25 images pour de l'argent (perte de poids, apprentissage des langues, etc.).

Il n'y a tout simplement aucun effet ici, encore moins affectant l'esprit. Sinon, cela signifierait qu'absolument chaque jeu, ou le même «Hobbit» de Jackson, chaque seconde avait la possibilité de traiter votre cerveau avec des informations cachées. Ce qui, évidemment, est complètement stupide dans sa forme la plus pure.

Résolution d'image


La résolution est un indicateur de l'image, indiquant directement sa qualité, représentant le nombre de points (ou pixels) par unité de surface (ou unité de longueur).

Dans la course aux technologies modernes, cet indicateur est plus familier à tout acheteur ordinaire d'équipement. Tout magasin d'électronique regorge de toutes sortes de panneaux publicitaires «Full HD», «Real 4k Resolution!», «Crystal clear image», etc.
Tout est loin d'être simple, c'est l'indicateur le plus important de tout appareil de reproduction d'informations visuelles, qu'il s'agisse d'un écran d'ordinateur portable, d'un écran de télévision, d'un smartphone ou d'un affichage de livre électronique. Plus la résolution est élevée, plus l'image est nette et détaillée. La progression de l'image est évidente, ce n'est que l'image que nous avons vue pendant le VHS, ou regardez la comparaison la plus simple:

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La qualité de l'image dépend également de sa source, dont la vitesse de développement est complètement différente. Et à sa tête se trouve l'industrie du jeu, qui chaque jour augmente constamment les aspects technologiques. L'industrie du jeu est en alerte. C'est elle qui fait surtout avancer les progrès du développement de la qualité d'image. Générations de consoles, amélioration des performances du système - tout cela conduit au fait que l'image devient plus réaliste, plus nette et plus détaillée.

Résolution 4k


Lorsque la mode des téléviseurs 3D a rapidement disparu, mais sa place est venue d'un aspect technologique différent - la résolution d'écran 4k, annoncée de tous les côtés.

Très probablement, vous avez tous, pour la plupart, un téléviseur Full HD à la maison. Avez-vous besoin de passer à une nouvelle résolution? Allez-vous voir la différence?

Tout dépend de l'usage que vous en ferez. Une résolution similaire est encore rare. La télévision moderne, en particulier dans notre pays, est diffusée pour la plupart dans les maigres 480p (720x480 pixels) les plus anciennes, seulement quelques chaînes, et parfois payantes, commutées en HD (720p), et seulement quelques en FHD (1080p), par exemple, Channel One. Cela signifie que si vous n'utilisez le téléviseur qu'aux fins prévues, la résolution 4k au cours de cette décennie ne sera pas certaine.

Afin d'utiliser encore d'une manière ou d'une autre les capacités de la nouvelle résolution, vous devrez soit acheter des disques Blu-ray 4K avec des films (ce qui n'est toujours pas très courant chez nous, et surtout, pas cher), ou rechercher des services de streaming 4k (ala Netflix , qui, bien qu'il existe officiellement en Russie, ne fournit la localisation d'aucune de ses créations), soit regarder des vidéos 4k sur YouTube (dont le nombre est extrêmement faible jusqu'à présent), soit l'utiliser à des fins de jeu en conjonction avec un appareil de haute technologie tel que la Xbox Un X ou Ps4 Pro. Mais dans ce dernier cas, vous ne pourrez pas toujours utiliser toutes les possibilités d'un tel téléviseur. Les développeurs utilisent de nombreuses astuces (méthodes), car le composant technique n'est pas encore totalement adapté à une nouvelle résolution.

Nous listons toutes les variantes de la résolution finale:

Résolution native


La résolution native est la résolution réelle (pixel à pixel) de la source qui correspond au périphérique d'affichage (dans notre cas, 4k).

C'est cette résolution que Netflix et la vidéo 4k utilisent sur YouTube, mais elle est difficile à atteindre dans l'industrie du jeu. Une telle image nécessite un équipement coûteux, dont la puissance peut ne pas être suffisante pour une fréquence d'images stable.

Naturellement, c'est la vraie résolution qui donne l'image la plus haute qualité, tandis que l'utilisation d'astuces, par exemple le rendu d'échecs, nuit à la clarté. Cela est particulièrement évident dans la plage de dessin à une approximation de 4 fois pour comparaison. Par exemple, prenez une capture d'écran approximative de 4 fois de deux versions du jeu (résolution native 4k à gauche, résolution dynamique avec rendu d'échecs à droite) de l'excellente chaîne Digital Foundry, où le jeu Rise of Tomb Raider est comparé.

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Suréchantillonnage


Parce que Les téléviseurs et moniteurs 4K ne sont toujours pas très répandus (en particulier en Russie, où la moitié de la population n'est pas passée à la HD), et les prix sont élevés, il y a un contingent de personnes qui n'ont qu'un écran FHD, mais en même temps ont un moderne plus productif appareil. Bien entendu, tout utilisateur souhaite tirer le meilleur parti des capacités de la nouvelle technologie. Pour cela, il existe une technologie de suréchantillonnage.

Le suréchantillonnage est une technologie qui permet à une image du jeu d'être d'abord rendue en 4K, puis affichée en 1080p. Cela permet de voir plus de détails sur un téléviseur Full HD classique. En comparaison, l'image perdra parfois, mais la présence d'une telle technologie est extrêmement pratique pour une solution temporaire. Cela nécessite également la création initiale d'une image en plus haute résolution, ce qui signifie qu'elle nécessite des performances système décentes.

Par exemple, prenez une capture d'écran de la démonstration de technologie incroyablement belle d'Insan, disponible gratuitement auprès de Microsoft, enregistrée sur un téléviseur Full HD. Le premier - sans suréchantillonnage, le second - à l'aide.

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Comme vous pouvez le voir avec une augmentation, la différence n'est pas énorme, mais présente. Oui, cela ne remplacera pas l'utilisation de la résolution 4k sur le même écran 4k, mais ce sera une bagatelle agréable pendant un certain temps.

Rendu des échecs


Comme vous pouvez déjà le comprendre, la résolution native nécessite une puissance de traitement énorme. Parce que même les systèmes les plus modernes sont loin d'être toujours en mesure de le permettre; il existe des astuces permettant d'obtenir une résolution à moindre coût de productivité.

Le rendu d'échecs est une technologie par laquelle vous pouvez générer une image d'une résolution plus élevée sur la base d'images d'une résolution plus petite et de quelques données supplémentaires. En fait, cela réduit légèrement la qualité finale de l'image en raison d'une forte diminution de la puissance requise.

La technologie fonctionne, comme son nom l'indique, en supprimant tous les 2 pixels de la scène, puis en collant ceux qui manquent et, si nécessaire, en les moyennant.

Pour analyser la méthode, nous prendrons une explication du site NeoGAF intéressant, mais déjà décédé. Il traite du processus de rendu d'une explosion très simple. La première image montre la construction de rendu habituelle (dans notre cas, par exemple, utilisée en résolution native).

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Sur le deuxième - en utilisant la technologie:

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Comme vous pouvez le voir, le processus de construction d'un cadre est très différent. En raison de la diminution des pixels, comme sur un échiquier, le système est chargé en moins grande quantité, mais cela entraîne, bien que non de manière significative, une détérioration de la qualité de l'image finale. Les pixels moyens sont les plus susceptibles de paraître, car à la fin, nous voyons un léger flou de l'image.

Upscaling


La conversion ascendante est la plus simple de toutes les méthodes de conversion de la résolution d'image, au cours de laquelle le processeur (même un téléviseur ordinaire) dessine indépendamment des pixels supplémentaires afin de correspondre à sa propre résolution.

L'image finale, même si elle aura en fait la résolution correspondante, sera en fait un grand nombre de nouveaux pixels moyens, dont la qualité terrible se reflétera dans le flou complet final de l'image, en particulier en comparaison avec d'autres méthodes de transformation de l'image et de la résolution.

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Naturellement, à la suite de la comparaison des 3 méthodes de construction, on peut dire que la résolution native naturelle donne finalement la meilleure image. Dans ce cas, bien sûr, il y a une dépendance à la puissance requise. Meilleure est l'image que vous voulez et meilleure est la méthode de construction à utiliser, plus le système dont vous avez besoin est productif.

La comparaison finale de l'image d'explosion générée peut être vue dans l'image finale:

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Faisabilité économique


Comme déjà indiqué dans l'article, tout dépend de la raison pour laquelle vous allez acheter un téléviseur ou un moniteur 4k. Il y a encore très peu de contenu de cette qualité. De plus, la télévision en résolution 4k n'existe pas encore en principe.

Lorsque vous utilisez le téléviseur aux fins prévues, même votre ancien téléviseur FHD ne réalise toujours pas toutes ses capacités. Combien de chaînes HD avez-vous actuellement? Il est sûr de dire que les doigts d'une main suffisent pour les énumérer. À partir de cela, il vaut la peine de tirer une conclusion simple, cela n'a aucun sens d'acquérir une telle technique pour vous. C'est un gaspillage d'argent. Les promesses des spécialistes du marketing de sensations complètement nouvelles de la visualisation dans ce cas sont une pure invention.

Lorsque vous utilisez le téléviseur comme appareil multimédia, une différence visible apparaît enfin. Cependant, il convient de noter que dans ce cas, le contenu est extrêmement petit. Oui, regarder la série 4k sur Netflix est incroyablement agréable, mais il n'y a pas de localisation en Russie, ce qui signifie que seuls quelques-uns peuvent en profiter.

L'application principale et la plus courante de la nouvelle résolution est désormais l'industrie du jeu. Mais dans ce cas, il convient de considérer que vous aurez besoin d'un appareil hautes performances (et donc coûteux) (PC, ps4 pro ou Xbox One X), et d'une résolution native qui utilise toutes les capacités de votre écran 4k, vous ne verrez pas toujours. Pour la plupart, ce n'est que pour une telle application que la nouvelle résolution aura un sens.

De tout ce qui précède, il s'ensuit que la nouvelle résolution 4k est encore très mal distribuée. Ne tombez pas dans les pièges des marketeurs et courez pour acheter de nouveaux appareils. La seule chose pour laquelle cela est vraiment demandé, ce sont les services de streaming et les jeux modernes, qui sont très limités. Dans ces derniers cas, vous devez examiner en détail si ces petits avantages valent l'argent que vous devez dépenser.

Un tout nouveau téléviseur 4k coûtera en moyenne 60 000 roubles, un appareil de jeu haute performance à 40 000 roubles, un film bluray 4k à 2 000 roubles (et il a encore besoin d'un lecteur séparé), un abonnement au service de streaming 4k "Netflix" 10 euros par mois ( N'oubliez pas qu'Internet haut débit est toujours nécessaire ici). Est-ce que ça vaut le coup? Cela dépend de vous.

Source: https://habr.com/ru/post/fr408915/


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