A diferença prática entre uma resolução re-escalada e uma nativa/reconstruida.

Falamos aqui à uns dias que a PS4 Pro usa uma metodologia extremamente eficaz de reconstrução de imagem para obter a sua imagem final a 4K. Vamos ver com casos práticos a diferença face ao re-escalamento efectuado pela Xbox One S para essa mesma resolução.

Faz alguns dias que publicamos aqui na PCManias um artigo que referia as diferenças no funcionamento da metodologia de re-escalamento simples usado pela Xbox One e PS4 em resoluções até 1080p, e agora pela Xbox One S em resoluções até 4K, face ao método de reconstrução de fotogramas usado pela PS4 Pro, e cuja leitura recomendamos antes de lerem este artigo sob pena de não conseguirem compreender plenamente o que aqui se refere.

Mas num caso prático, e perante uma TV 4K, qual a diferença que podemos encontrar?

Como já referimos, uma imagem com menos resolução não possui o mesmo nível de detalhe de uma imagem com maior resolução. Ao ter menos e consequentemente maiores pixels no ecrã, torna-se impossível passar à imagem o mesmo pormenor que existe numa imagem com maior resolução. A diferença até pode nem ser muita dependendo do detalhe que a imagem possui, e das diferenças de resolução em causa, mas o certo é que existe sempre, sendo que quanto maior for o detalhe e a diferença de resolução, mais perda existe na imagem com resolução mais baixa.

Naturalmente estamos aqui com um problema. Como é que posso mostrar a todos as diferenças entre 1080p re-escalado e 4K reconstruidos ou nativos, se nem todos possuem ecrãs 4K para poderem ver as imagens?



Para tal temos de recorrer a alguns subterfúgios. Aldrabices nas resoluções e usando apenas pedaços de imagem, que permitam obter resultados que sejam, apesar de aldrabados, com efeitos semelhantes aos reais. Note-se porém que em alguns casos a realidade poderá não ser tão notória como o que vão ver aqui. É que não só, como já referido, não podemos garantir que leem isto a 4K, como nem sequer podemos garantir que vão ver a 1080p. E como tal temos de transportar os efeitos para algo que seja perceptível mesmo em resoluções inferiores.

Assim, vamos começar por apresentar uma imagem com uma determinada resolução que é irrelevante para o caso, mas que vai simbolizar a nossa base, os 1080p.

imagem-c1

Esta imagem não é de um videojogo, mas isso para o que iremos tentar mostrar é irrelevante.

Para vermos o nível de detalhe que existe nesta imagem, vamos aumentar a mesma 200%.

scaling1

Apesar de estarmos aqui perante apenas um pedacinho de uma imagem, o relevante é perceber que a mesma é constituída por pixels. Ou seja, a imagem de cima, quando aumentada mostra bem esses pixels, como se vê.

Vamos agora fazer um re-escalamento de imagem. Tal e qual o que é feito pela Xbox One S, e passar o detalhe de cima, que simboliza os 1080p, para os 4K, ou seja, 4x mais!

scaling2

Como vêem, o resultado é bastante diferente. Há toda uma suavização da imagem criada pela interpolação. Basicamente o que aconteceu é que trouxemos a este aumento de imagem basicamente a mesma definição que tinha na sua versão mais reduzida.

E naturalmente não será difícil perceber que passando esta imagem para o seu tamanho original, a nitidez face à qualidade original ficará acrescida. Vejamos!

imagem-c1-2-1

Vamos por as imagens lado a lado, o antes em cima e o depois em baixo:

imagem-c1imagem-c1-2-1

Fica aqui claro que a questão do re-escalamento não existe apenas para enganar o patego. Na realidade o re-escalamento funciona e melhora a qualidade da imagem original. Um jogo 900p apresentado a 900p ou re-escalado para 1080p, oferece melhor qualidade na segunda situação. E esse é o motivo pelo qual a PS4 ou a Xbox One, sempre que não trabalham em resoluções nativas de 1080p, re-escalam os jogos para essa resolução.

No caso da Xbox One S, se ligada a uma Tv 4K, podemos criar mesmo uma densidade de pixels idêntica à usada nessa resolução.

Mas agora que vimos as vantagens, há que se falar das desvantagens! É que o que tivemos em cima foi uma suavização de imagem. Quase como um Anti Aliasing aplicado à imagem. Mas na prática não se acrescentou definição à mesma.E isso porque ela não estava presente na imagem original. Vamos ver o que existiria nesta mesma imagem com o zoom de cima aplicada à mesma em 4K nativos.

scaling3

Esta é a imagem em 4K. O nível de detalhe +e em tudo superior. Há mais informação na imagem do que nos casos anteriores. E isso quer dizer que quando a imagem é colocada reduzida, o que temos é:

imagem-c4k



Vamos ver ao lado do exemplo re-escalado! Re-escalado em cima, 4K em baixo!

imagem-c1-2-1imagem-c4k

É aqui que a PS4 Pro se distingue das restantes consolas, e é aqui que temos de distinguir o que os seus 4K fazem face aos da Xbox One S.

Não só a Pro pode apresentar jogos em 4K reais, como quando não o faz, a sua metodologia é boa o suficiente para apresentar resultados excelentes que se aproximam extremamente do real.

Infelizmente não podemos aplicar metodologias temporais com o Photoshop, pelo que os exemplos terão de ser básicos, e não conseguimos comparar os seus resultados com os 4K nativos.

No entanto, como poderão ver caso consultem imagens 4K da PS4 Pro, os resultados são extraordinariamente bons, ao ponto de não ser notória qualquer diferença no nível de detalhe para o nativo.

Imaginemos a seguinte imagem a 1080p:

exemplo1

Caso aplicássemos um re-escalamento para 4K, e colocando o resultado final em zoom de 400%, ou seja 4x mais pixels, o que tínhamos era o seguinte. Para melhor percepção deste caso e do que falaremos de seguida, colocamos o fundo a preto para maior contraste.

exemplo-interp



Como vemos, temos 4x mais pixels, mas não 4x mais definição. A definição é a mesma, e devido à interpolação há um desfoque da imagem. Claro que, como vimos acima, a imagem ao ser apresentada usando o mesmo espaço de ecrã, ganharia face ao original. Mas o que interessa agora perceber é que na prática o que está no ecrã é o crachá que está à direita. E essa é a definição e o detalhe do mesmo!

A metodologia da PS4 Pro não funciona assim! Não há um re-escalamento.

Na prática a consola rende um fotograma 4K, mas, como já explicado no artigo anterior, em padrão de xadrez, com pixels em falta (na prática 2x 1080p). Por exemplo, os pixels a vermelho da imagem que se segue.

chequered_rendering

Depois um outro fotograma rende os restantes pixels, os a verde!

Basicamente cada fotograma trabalhou com o dobro da resolução dos 1080p, mas com metade dos 4K.

Tal efeito não é fácil de se obter com o Photoshop, pelo que não o vamos apresentar aplicado à imagem, mas apenas como representação temos aqui uma imagem 4K onde apenas temos o dobro da resolução dos 1080p, faltando à mesma metade das linhas e metade das colunas. Apesar de uma disposição diferente face ao que a PS4 Pro faz, dos pixels em falta, a quantidade é a mesma!

exemplo-xadrez

Naturalmente não é dificil de compreender que sobrepondo uma outra imagem calculada da mesma forma, mas trocando as linhas e as colunas usadas nesta imagem, o resultado é:

exemplo-xadrez-final

Bem superior, certo?

No caso de fotogramas em movimento, o efeito não é o mesmo. O espaço de milésimos de segundos entre o cálculo de dois fotogramas seguidos faz com que a imagem seja já um pouco diferente. E ao encaixar os mesmos, há erros!

É aí que entra algum cálculo de anti aliasing e as metodologias temporais baseadas em vectores de movimento, e onde se avalia o que cada pixel se moveu, corrigindo a sua posição.

O resultado desta técnica de reconstrução é incomparavelmente superior ao obtido por re-escalamento, e em tudo muito próximo dos 4K nativos.

Se tal é realmente perceptível? Bem, isso é outra questão, e como sempre depende da distância ao televisor.

Deixo-vos algumas imagens 4K da PS4 Pro que podem abrir num novo separador e ver se tiverem um ecrã 4K. Os restantes podem fazer zoom e perceber o detalhe e a qualidade do processo.

Imagens de exemplo propriedade de RED.COM



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