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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Readers Comments (26)

  1. Mário não seria melhor usar esse poder extra para os 1080p, com efeitos e física, no máximo, a sério parece um desperdício absurdo de poder.

  2. Mario, na prática a diferença do 1080p full hd pro 4K é tão absurda a ponto de fazer a pessoa trocar de TV e de console???

  3. Guerrinhas de resolução meia boca. Chega a ser absurdo, prefiro a solução que a plataforma Xbox está a oferecer. Na pratica os ganhos para o consumidor são melhores face a pura e simplesmente poder bruto de um equipamento de meia geração que somente agrega alguma coisa para os fanboys. Mas essa é minha opinião…. lembrando que mesmo o Scorpions virá com uma proposta mais coerente com essa realidade, e vir dizer que a Sony vai trazer uma nova geração daqui a dois anos para mim é rasgar dinheiro. Quem não percebe realmente já não me parece fanboy, mas fã cego.

    • Sem falar no golpe de Samurai (mortal), que a marca PlayStation deu nos 40 milhões de jogadores. Com o lançamento da PlayStation Slim em simultâneo ao PS4 Pro, relegou os donos do antigo a se contentarem a fazer upgrade com prejuízo total, pois se for revender a minha PlayStation 4 terei que pedir um valor bem baixo, sendo que a minha é em termos subjetivos melhor que a nova, somente um pouco mais ruidosa.

      • É sério isso?
        indignação seletiva?

        • Não estou indignado, apesar de parecer! Não sou gamer hard, e ainda divirto-me com concorrência das marcas play e x. Agora inteligente é a Nintendo que não se mete nessa guerrinha e corre por fora. Estou muito satisfeito com o meu Play, mas pra ser honesto, tentei vende-lo a alguns meses atrás, mas sem sucesso, para comprar a Pro. Agora minha intenção é ficar com ele e passar o meu XBOX ONE e adquirir o novo devido, ao meu ver agregar maior valor devido o drive, que confesso nem é assim um divisor de água devido não ter muitos filmes em Blu-ray UHD, mas é mais pelo lado de acompanhar um lançamento, mas até isso tenho pensado se vale a pena. Até porque no Brasil, mesmo tendo uma conexão boa no meu caso 30mb, ainda sim não consigo assistir filmes 1080p sem travamentos ocasionais, imagina 4k… kkkk

      • Como assim? Isso não se passou igualmente com a S que oferece mais por 299 euros?
        A Slim custa 299 euros e até tem menos a porta optiva que a PS4. A S custa 299 euros e tem 4k e leitor UHD.
        A considerares golpe tens de destapar o outro olho e ver para os dois lados.

    • Como é que 4K totalmente aldrabados são melhores que 4k um pouco aldrabados?
      E não esquecendo que os ganhos existirão tambem em 1080p com mais fps, mais detalhe e melhores efeitos por apenas mais 50 euros.
      Sinceramente, para mim, a solução da Pro é a ideal. Sou totalmente contra o estourar 4 tflops em apenas mais pixels, sem acresentar qualidade e nesse aspecto a solução da Sony é o ideal. Traz 4k sem precisar de 6 Tflops.
      Já o referi que acho que a Scorpio devia usar a mesma técnica, poupando assim 2 Tflops que pode usar para melhorar gráficos.

  4. São proposta que se dizem diferente mais no final é tudo igual.
    A Sony ao meu ver não ira lançar uma PS5 logo após o Scorpion e mesmo que venha lançar não seria algo extraordinário visto os custo de produções.
    Rasgar dinheiro ela não pode mesmo se dar ao luxo, e não vamos entrar no mérito “Nossa as receitas do PS4 estao a dar Lucro “ sim mais não esta a ter gordura para fazer alguns investimentos, so observa a PSN.
    Esta guerra de resolução foi tratado há todo tempo pela mídia, ocorre que agora os papeis estão invertidos e ai fica o corre corre para ver se a Sony entra com uma bola na rede aos 45 minutos do 2 tempo.
    Maior parte dos consumidores não possuem 4 k em sua TV e so vamos pode mensurar se este investimento ser abom no lançamento da PSpro.

  5. Mario, no Photoshop, quando quero reescalar uma imagem muitas vezes maior, o faço 25% por vez do tamanho que quero. O Resultado é superior ao reescalamento feito de uma vez só.

    Nesse caso, uma imagem 1080p, ao aumentar pra 4k, eu o faço 4x até chegar no 4k. O Photoshop reescala a imagem de forma mais eficiente e com menos distorções na imagem final, preenchendo melhor os pixels.

    Experimenta, aí depois me o que achou.

    • Isso é o photoshop. Não as consolas. ;). Mas vou experimentar.

    • Ótima dica Jairo, vou testar hoje mesmo. Valeu.
      Espero que funcione no Corel, que é o que eu costumo usar.

    • No Corel não funciona bem, porque o editor de imagens dele é rudimentar. No photoshop posso usar outros efeitos e ter controle na manipulação da imagem.

      Voltando a questão do tópico, pelo que entendi, o 4k proposto pelo ps4 pro chega bem próximo do 4k nativos? Sendo assim, acho que consoles que tenham poder de fogo para oferecer um 4k tranquilo, folgado, só com os sucessores de Ps4 pro e Scorpio mesmo.

      Sei lá, mas acho que o aumento da resolução gráfica deveria ser algo mais natural, crescendo em consonância com outros aspectos dos jogos, como IA, geometria, taxa de quadros e efeitos. As vezes vale mais flexibilizar a resolução para ter resultados mais efetivo dentro do jogo.

      • Como em tudo, acho que a gestão de recursos é essencial. Se tens 1000 euros para gastar em iluminação e decoração como os deves gastar?
        Pessoalmente acho que deves chegar ao equilíbrio certo. Se tens já iluminação suficiente, o resto do dinheiro deve ir para decoração. Mas se o ponto que fascina mais é a decoração será lógico que se tiveres mais dinheiro o estoures em mais luzes para se ver melhor a decoração que tens, ou em melhorar a decoração?
        É os mesmos com os pixels (luzes) e o grafismo (decoração). Se já tens pixels que cheguem deves gastar os recursos em mais pixels ou em melhorar os gráficos?
        Eu defendo que a Scorpio deveria gastar 4.2 Tflops (usando o número da PS4) e fazer o mesmo que ela faz, usando os restantes 1.8 Tflops para melhores gráficos. E não usar os 6 Tflops para 4 K nativos que pouca diferença vão fazer, mas vão consumir os recursos todos.

  6. Antes que esqueça, Mário, suas explicações sobre esses temas são excelentes. Não vi nada igual na web. Parabéns.

  7. Comprem uma tv 4k lgub8200 e facam o test,upscalem da tv vai alem do full hd

    • Fazer upscale na TV é o pior que pode fazer pois tal acrescenta ainda mais ao input lag nativo. Por isso é que as consolas trazem os seus próprios chips.
      A LG UB8200 é uma TV que só oferece 60 HZ de refrescamento a 4K, o que é baixo pelos standards das TVs atuais. Não é que seja preciso mais do que isso, mas para as TVs LG 1080p conhecidas pelos seus 700 e 800 Hz, convenhamos que é um retrocesso para os primórdios e uma perda clara na suavidade de movimento da imagem.
      Depois, esta TV tem um input lag nativo a 4K de 57 ms o que não abona nada igualmente nada a seu favor. Mete a TV a re-escalar e mete-lhe mais alguns ms em cima.
      Estamos claramente perante uma televisão de baixo custo, que apesar de usufruir da qualidade de imagem LG peca nas especificações para conseguir trazer os 4K a preço acessível.

  8. Os artigos exclusivos da PCMANIAS são os melhores. Como sempre bem explicado. Parabéns pelo artigo esclarecedor.

  9. Mário essa Técnica poderia ser utilizada em resoluções menores?
    Se sim na boa, eles poderiam fazer jogos em 1080p com um nível gráfico maior e os consoles teriam um tempo maior de vida sem precisar de ps pro e scorpio.

    • Poder pode, e já foi usada. Mas ao contrário do que acontece na Pro, usa recursos. Na Pro está implementada no hardware e tem custo zero.

      • Caramba Mário que artigo excepcional.Gostei bastante,agora penso o seguinte esta técnica presente no Hardware poderia vir a ser tendência em outros aparelhos domésticos,como por exemplo máquinas fotográficas,pois tenho uma Sony antiga de 7.1 mega pixels e quando coloco ela na Tv ocorre muito estouro de pixels devido acho eu ao upscaling da Tv

        • O problema que te referes deve estar relacionado com a proporção das imagens usadas.
          Se tiras fotos a 7.1 Mpixels estás a tirar fotos a 3072×2304.
          Isto é uma proporção 1.33 que não se adapta bem às tvs pois obriga-as a re-escalar. Quer uma 4k, quer uma FHD são na proporção 1.77.
          Tenta escolher outra resolução na câmara que tenha uma proporção de 1.77 para reduzires esse efeito.

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