什麼是 4K 投影機?什麼是XPR技術 ?什麼是插值像素 ?

什麼是 4K 投影機?

         

CTA 美國消費科技協會(Consumer Technology Association)規範,必須要螢幕、畫面上可真實呈現830萬畫素,4倍 Full HD 1080p 解析度,才是4K UHD解析度。

什麼是 XPR技術?

DLP XPR抖動4K的原理

大概是受相機數碼插值的影響,很多人以為小像素變大像素就是效果很差的插值,實際上DLP的XPR抖動是個【黑科技】。它實現的方法確實跟數碼相機很像,不過不是插值。PENTAX、松下、奧林巴斯這些品牌的相機帶機身防抖,機身防抖就是移動COMS抵消機身的震動,但他們利用這個特性開發出了“超解析”這項黑科技:

以PENTAX為例,他們把這個技術叫做“像素偏移分辨率系統”:自動連拍四張照片,每拍一張就利用機身防抖的特性,把整個COMS移動半個像素點(圖中四個方框是一個像素點),四張照片拍完後等於同一束光線被四個方框都採集到了,這四次採集的數據疊加,就有了類似FoveonX3傳感器的成像效果,並且分辨率提升了四倍。雖然這種方式拍照很受限,防抖不能用而且必須上腳架,但是可以讓APS畫幅的K3II拍攝風景時候畫質直逼中畫幅相機。

DLP的XPR技術實現方法非常類似,同樣是讓芯片移動半個像素,一幀畫面分多次投影,利用視覺暫留現象疊加。而0.47英寸的1080P芯片則要四次疊加達到830萬像素。

可能有些用戶看到XPR抖動就不由分說的是插值,顯然這是不准確的說法。DLP的XPR技術簡單來說就是讓DMD芯片先拆分像素,每次高速位移半個像素,通過四次疊加輸出一幀畫面(如上圖向右、向下、向左、向上一個輪迴),使200萬像素的DMD芯片能在屏幕上最終實現更細膩的830萬個有效像素點(4k正好是1080P的4倍,像素拆分重組也更方便),而830萬像素也正是符合CEA等行業協會對於4K畫面定義。

 

 

這XPR技術的4k分辨率和那些一兩千的投影機說的4k有什麼區別?

XPR技術,是讓視覺上真正能看到830萬像素的足量4k解析度,而一些低價雜牌產品所說的支持4k分辨率其實是商家混淆概念,是指可以播放4k視頻,但實際呈現在眼前的畫面受限物理分辨率,並不能帶來4k精度的視覺震撼,兩者是有本質區別!

另外,其實同級別流明的XPR化4K和原生4K對於普通消費者來說,兩者實際觀感下帶來的畫質異其實較難分辨,XPR技術帶來的4K級別畫面,它們都是遠勝於1080P的細膩觀感,將這兩者歸為真4K系列倒沒什麼問題。

什麼是 插值像素?

插值像素是將數碼相機中的感光器件所形成的實際像素,通過相機中內置的軟體,依據實際感光影像的像素,依照一定的運算方式進行計算,產生出新的像素點,並將其插入到本來像素鄰近的空隙處,從而實現增加了像素總量和增大了像素密度的目的。其實,不但是數碼攝像會用到插值,數碼變焦的基礎原理也是採用插值演算法的,它是一種由電子線路即時實現圖像空間變換的效果。

插值(Interpolation),這個概念的提出是很早的事情。如果有人說什麽“重置樣本”,你或許還是不理解,其實所謂的“插值”,用比較通俗的話說,就是“在不生成像素的情況下增加圖像像素大小的一種方法”,或者說,它隻是用數學公式計算丟失像素的色彩。事實上所謂的“插值”,隻是哄外行的一種說法,插值是根據中心像素點的顏色參數模擬出周邊像素值的方法,是數碼相機特有的放大數碼照片的軟體手段。插值像素並不是數碼相機本身的有效像素,它的取值隻是在攝像時用軟體最佳化處理後所提升的像素值。通過插值可以使到數碼相機的像素在攝像中得到大幅提升,例如本來130萬像素的數碼相機,經插值功效處理可達200萬像素(如在每兩個像素點之間通過軟體計算再插入一個模擬點),210萬像素經插值後可達400萬像素,具體提升多少視乎相機所採用的插值方式和種類來計算。

 

計算

插值的計算方式有很多,比較常用的有像素插值演算法、雙線性插值演算法、雙三次插值演算法和分形演算法的四種。其中,像素插值演算法是最簡單的一種插值演算法,這種方式是當圖片放大時,缺少的像素通過直接使用與之最接近的原有像素的顏色生成,也就是說照搬旁邊的像素。當圖片擴大時,要增加X點處的像素,由于X點與A、B這兩個有效像素中的B點最接近,因此X點會直接照搬B點的像素,從而使到X點生成的效果與B點一樣。雖然這種演算法簡單,因此處理的速度很快,但結果通常會產生明顯可見的鋸齒,效果往往不佳。

雙線性插值演算法,是指輸出的圖像的每個像素都是原圖中四個像素運算的結果,由于它是從原圖四個像素中運算的,因此這種演算法很大程度上消除了鋸齒現象,而且效果也比較好。雙三次插值演算法是雙線性插值演算法的改良演算法,它輸出圖像的每個像素都是原圖16個像素運算的結果,由于效果好,運算速度也不慢,因而這種插值方式是一種很常見的演算法,廣泛用在圖像編輯軟體、印表機驅動和數碼相機上。分形演算法具有無限的細節和自相似的特點,它可以使到圖形無論如何放大,看起來都與原圖形很相似,因此得到的圖像效果,跟其他演算法相比更清晰、更鋒利,但在計算上也相對照其他演算法要龐雜很多。

比較

從上述四種情況可以看出,像素插值演算法的結果是產生嚴重的馬賽克,查看圖像的邊緣尤為明顯

綜上所述,插值像素,實際是用軟體通過插值計算擴大圖像大小,在原有像素信息的基礎上重新構造原圖像,但是新圖像隻能與原圖像近似,因此無法跟4K像素及XPR技術的4K級別畫面相比。

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