منذ إطلاقها في عام 2012 ، لا يمكن إنكار نجاح تلفزيونات 4K Ultra HD. على النقيض من الكارثة التي كانت 3DTV ، قفز المستهلكون على عربة 4K بفضل دقة الوضوح العالي ، HDR ، ومجموعة الألوان الواسعة. كل ذلك بالتأكيد رفعت تجربة مشاهدة التلفزيون.
في حين أن أجهزة التلفاز فائقة الدقة تطير من على الرفوف ، فإن الغالبية العظمى من أجهزة عرض الفيديو المنزلي المتوفرة لا تزال 1080 بكسل بدلاً من 4K. ما هو السبب الرئيسي؟ من المؤكد أن دمج 4K في جهاز عرض الفيديو أكثر تكلفة بكثير من التلفزيون ، ولكن هذه ليست القصة بأكملها.
كل شيء عن بكسل
قبل الانغماس في كيفية تنفيذ 4K في أجهزة التلفزيون مقابل أجهزة عرض الفيديو ، نحتاج إلى نقطة مرجعية للعمل من خلالها. هذه النقطة هي بكسل.
يتم تعريف البكسل كعنصر صورة. يحتوي كل بكسل على معلومات باللون الأحمر والأخضر والأزرق (يشار إليها بالبكسلات الفرعية). لإنشاء صورة كاملة على شاشة عرض تلفزيون أو عرض فيديو ، يلزم وجود عدد كبير من وحدات البكسل. يحدد عدد وحدات البكسل التي يمكن عرضها دقة الشاشة.
كيف يتم تنفيذ 4K في أجهزة التلفاز
في أجهزة التلفزيون ، يوجد سطح شاشة كبير يتم فيه "إدخال" عدد البكسل المطلوب لعرض دقة معينة.
بغض النظر عن حجم الشاشة الفعلي لأجهزة التلفاز 1080p ، فهناك دائماً 1920 بكسل تعمل عبر الشاشة أفقياً (لكل صف) و 1080 بيكسل تشغل أعلى الشاشة وأسفلها (لكل عمود). لتحديد العدد الإجمالي لوحدات البكسل التي تغطي سطح الشاشة بالكامل ، تضاعف عدد وحدات البكسل الأفقية مع عدد وحدات البكسل العمودي. لأجهزة التلفزيون 1080p التي يبلغ حجمها الإجمالي حوالي 2.1 مليون بكسل. بالنسبة إلى أجهزة تلفزيون 4K Ultra HD ، توجد 3،480 بكسل أفقي و 2.160 بكسل عمودي ، مما ينتج عنه إجمالي حوالي 8 ملايين بكسل تملأ الشاشة.
هذا هو بالتأكيد الكثير من البكسل ، ولكن مع أحجام شاشة تلفزيون 40 أو 55 أو 65 أو 75 أو 80 بوصة ، فإن الشركات المصنعة لها مساحة كبيرة (تحدث نسبيًا) للعمل معها.
ومع ذلك ، بالنسبة إلى أجهزة عرض الفيديو DLP و LCD ، على الرغم من أن الصور يتم عرضها على شاشة كبيرة ، فيجب عليهم المرور عبر الشرائح أو عكسها داخل جهاز العرض أصغر بكثير من شاشة LCD أو شاشة OLED TV.
بعبارة أخرى ، يجب أن يكون عدد البيكسلات المطلوب أصغر حتى يتم حشره في شريحة ذات سطح مستطيل قد يكون فقط حوالي 1 بوصة مربعة. هذا يتطلب بالتأكيد المزيد من الإنتاج والتحكم في الجودة أكثر دقة مما يزيد كثيرا من تكلفة الشركة المصنعة والمستهلك.
ونتيجة لذلك ، فإن تنفيذ دقة 4K في أجهزة عرض الفيديو ليس سهلاً كما هو على التلفزيون.
02 من 04النهج المبتكر: خفض التكاليف
منذ أن أصبحت كل وحدات البكسل اللازمة لـ 4K على الشريحة (الرقائق) الأصغر باهظة الثمن ، فإن JVC و Epson و Texas Instruments قد توصلوا إلى بديل يدّعون أنه ينتج نفس النتيجة البصرية بتكلفة أقل. يشار إلى أسلوبها باسم Pixel Shifting. تشير JVC إلى نظامها كـ eShift ، وتشير Epson إلى نظامها كـ 4K Enhancement (4Ke) ، وتشير Texas Instruments إلى نظامها بشكل غير رسمي باسم TI UHD.
أسلوب Epson و JVC لأجهزة العرض LCD
على الرغم من وجود اختلافات طفيفة بين أنظمة Epson و JVC ، فإليك أساسيات كيفية عمل نهجينهما.
بدلاً من البدء بشريحة باهظة الثمن تحتوي على كل 8.3 مليون بكسل ، تبدأ Epson و JVC برقاقات قياسية 1080p (2.1 مليون بكسل). وبعبارة أخرى ، لا يزال جهازا إبسون و JVC ، في جوهرهما ، جهاز عرض فيديو 1080p.
عند تنشيط نظام eShift أو 4Ke ، عند اكتشاف إشارة دخل الفيديو 4K (مثل من Blu Ultra HD وخدمات الدفق المختارة) ، يتم تقسيمها إلى صورتين بدقة 1080p (كل منها بنصف معلومات صورة 4K). ثم يقوم جهاز الإسقاط بنقل كل بكسل بسرعة بشكل مائل ذهابًا وإيابًا بعرض نصف بكسل ويعرض النتيجة على الشاشة. تتحرك الحركة بسرعة كبيرة ، فهي تخدع المشاهد في إدراك النتيجة على أنها تقريبًا صورة لصورة دقة 4K.
ومع ذلك ، بما أن تغيير البيكسل هو نصف بكسل فقط ، على الرغم من أن النتيجة المرئية قد تكون أشبه بـ 4K من 1080p ، من الناحية الفنية ، لا توجد العديد من وحدات البكسل المعروضة على الشاشة. في الواقع ، فإن عملية نقل البيكسل التي تنفذها Epson و JVC لا تؤدي إلا إلى عرض حوالي 4.1 مليون بكسل "مرئي" ، أو ضعف الرقم على أنه 1080p.
بالنسبة لمصادر محتوى الوضوح 1080p و أقل ، في كل من أنظمة Epson و JVC ، تعمل تقنية نقل البيكسل على تحسين الصورة (بمعنى آخر ، ستحصل مجموعة أسطوانات DVD و Blu-ray Disc على دفعة تفصيلية على جهاز العرض القياسي 1080p).
يجب الإشارة أيضًا إلى أنه عند تنشيط تقنية Pixel Shift ، فإنها لا تعمل لعرض ثلاثي الأبعاد. إذا تم الكشف عن إشارة ثلاثية الأبعاد واردة أو تم تنشيط Motion Interpolation ، يتم إيقاف تشغيل eShift أو 4K Enhancedment تلقائيًا ، وستكون الصورة المعروضة 1080p.
يجدر النظر في أمثلة من أجهزة العرض إبسون 4Ke والأمثلة على أجهزة العرض الإلكترونية JVC eShift.
طريقة تكساس إنسترومنتس لأجهزة العرض DLP
Epson و JVC هي منصات بروجيكتور تستخدم تكنولوجيا LCD ، ولكن تم تطوير صيغة تغيير البيكسل لمنصة جهاز العرض Texas Instruments DLP.
توفر Texas Instruments خيارين للشاشة 4K الشبيهة.
- يوظف أحد الخيارات رقاقة DLP بدقة 1080p مشابهة لما يبدأ به Epson و JVC ، ولكن بدلاً من نقل البيكسلات بسرعة للخلف وللأمام مرة واحدة لتحقيق نتيجة تشبه 4K ، في نفس الفترة الزمنية ، يتم نقل وحدات البكسل مرتين ، سواء أفقيًا أو أفقياً عموديًا ، مما يؤدي إلى ظهور صورة أكثر دقة بدقة 4K.
- فبدلاً من استخدام شريحة DLP 1080p ، تقدم Texas Instruments شريحة أخرى تبدأ من 2716 × 1528 (4.15 مليون بكسل) (وهو ضعف الرقم الذي تبدأ به رقائق Epson و JVC) ثم تقوم بعد ذلك بنقل وحدات البكسل بشكل قطري بطريقة مشابهة لـ Epson و JVC تفعل.
ما يعنيه هذا هو أنه عند معالجة Pixel Shift ومعالجة الفيديو الإضافية التي يتم تنفيذها في جهاز عرض باستخدام نظام TI باستخدام شريحة 1080p أو 2716x1528 ، بدلاً من حوالي 4 ملايين بكسل ، يرسل جهاز العرض 8.3 مليون بكسل "مرئيًا" إلى الشاشة.
هذا هو ضعف عدد البيكسلات التي يمكن لجهاز العرض JVC's eShift و 4Ke من إبسون عرضها. على الرغم من أن هذا النظام لا يتطابق تمامًا مع الطراز الأصلي 4K الخاص بشركة Sony ، فإنه لا يبدأ بـ 8.3 مليون بكسل مبدئي ، فإنه يأتي بصريًا أقرب ، بتكلفة مماثلة للنظام المستخدم من قبل Epson و JVC.
تمامًا كما هو الحال مع أنظمة Epson و JVC ، يتم إما رفع مستوى إشارات الفيديو الواردة أو معالجتها وفقًا لذلك ، وعند عرض المحتوى ثلاثي الأبعاد ، يتم تعطيل عملية Pixel Shifting.
كان أوبتوما أول من قام بتطبيق نظام TI UHD ، يليه Acer و Benq و SIM2 و Casio و Vivitek.
03 من 04النهج الأصلي: سوني تذهب وحدها
سوني لديها ميل للذهاب بطريقتها الخاصة (تذكر BETAMAX ، miniDisc ، SACD ، وأشرطة الصوت DAT؟) وأنها تفعل ذلك أيضا في الإسقاط الفيديو 4K. بدلاً من اتباع منهج Pixel المتحرك الأكثر فعالية من حيث التكلفة ، منذ البداية ، انتقلت شركة Sony إلى "Native 4K" ، وكانت شديدة الصوت بشأنها.
ماذا يعني النهج الأصلي أن جميع وحدات البكسل الضرورية اللازمة لإبراز صورة دقة 4K مضمنة في شريحة (أو ثلاثة رقائق بالفعل - واحدة لكل لون أساسي).
من المهم أيضاً ملاحظة أن عدد البكسل على رقائق 4K من سوني هو في الواقع 8.8 مليون بكسل (4096 × 2160) ، وهو نفس المعيار المستخدم في 4K للسينما التجارية. هذا يعني أن كل محتوى 4K المستندة إلى المستهلك (Ultra HD Blu-ray ، الخ …) يحصل على دفعة بسيطة إلى هذا العدد الإضافي 500000 بكسل.
ومع ذلك ، لا تستخدم Sony تقنيات تحويل البيكسل لعرض صور تشبه 4K على الشاشة. أيضًا ، يتم ترقية 1080 بكسل (بما في ذلك الأبعاد الثلاثية) ومصادر الدقة الأقل إلى جودة الصورة "4K-like".
من مميزات نهج سوني ، بالطبع ، هو أن المستهلك يشتري جهاز عرض فيديو يكون فيه عدد البكسلات الفعلية الفعلية أكبر بقليل من مجرد جهاز تلفاز 4K Ultra HD.
إن عيب أجهزة العرض 4K من سوني هو أن هناك تكلفة باهظة ، مع أسعار تبدأ من 5000 دولار. أضف سعر شاشة مناسبة ، ويصبح هذا الحل أكثر تكلفة من شراء شاشة 4K Ultra HD TV كبيرة - ولكن إذا كنت تبحث عن صورة بحجم 85 بوصة أو أكبر ، وتريد أن تتأكد من أنك ستحصل على 4K الحقيقي ، النهج هو بالتأكيد خيار مرغوب فيه.
أمثلة على أجهزة العرض Sony 4K Video
04 من 04الخط السفلي
ما يتبناه كل ما سبق هو أن دقة 4K ، باستثناء الطريقة الأصلية المستخدمة من قبل Sony ، يتم تطبيقها بشكل مختلف على معظم أجهزة عرض الفيديو أكثر مما هي على التلفزيون. ونتيجة لذلك ، على الرغم من أنه ليس من الضروري معرفة كل التفاصيل الفنية عند التسوق للحصول على جهاز عرض فيديو "4K" ، فإن المستهلكين بحاجة إلى أن يكونوا على دراية بتصنيفات مثل Native و e-Shift و 4 K Enhancement (4Ke) و نظام TI DLP UHD.
هناك نقاش مستمر ، مع المدافعين عن كلا الجانبين ، فيما يتعلق بمزايا تحويل البيكسل كبديل عن 4K الأصلي - سوف تسمع مصطلحات "4K" "Faux-K" ، "Pseudo 4K" ، "4K Lite" حولك أثناء إلقاء نظرة على عروض بروجيكتور الفيديو والتسوّق لدى الوكيل المحلي لديك.
بعد مشاهدة الصور المتوقعة باستخدام كل من الخيارات المذكورة أعلاه على مر السنين من Sony و Epson و JVC و Optoma مؤخرًا ، يصعب في الواقع معرفة الفرق بين كل أسلوب ، إلا إذا اقتربت جدًا من الشاشة ، في بيئة اختبار مراقبة يتم فيها عرض مقارنة لكل نوع من أجهزة العرض التي يتم معايرتها أيضًا للعوامل الأخرى (اللون والتباين وإضاءة الضوء).
قد تبدو شاشة 4K الأصلية أكثر وضوحًا اعتمادًا على حجم الشاشة (شاشات الشاشات 120 بوصة وما فوق) ، ومسافة المقاعد الفعلية من الشاشة. ومع ذلك ، يمكن للعين ببساطة أن تحل الكثير من التفاصيل ، لا سيما مع الصور المتحركة. أضف حقيقة أن هناك اختلافات في مدى جودة رؤية كل واحد منا ، فلا يوجد حجم شاشة ثابت أو مسافة عرض تنتج بالضرورة نفس فرق الإدراك لكل مشاهد.
مع فارق التكلفة بين السكان الأصليين (حيث تبدأ الأسعار من حوالي 5،000 دولار) وتحويل البيكسل (حيث تبدأ الأسعار بأقل من 2000 دولار) ، فهذا بالتأكيد أمر يستحق التفكير فيه ، خاصة إذا وجدت أن التجربة البصرية قابلة للمقارنة.
بالإضافة إلى ذلك ، ضع في اعتبارك أن القرار ، على الرغم من أهميته ، هو مجرد عامل واحد في الحصول على جودة صورة رائعة - كما يجب أخذ طريقة مصدر الضوء وإخراج الضوء وسطوع اللون في الاعتبار ، ولا تنس أن تضع في الاعتبار الحاجة إلى الحصول على شاشة.
من المهم إجراء ملاحظاتك الخاصة لتحديد أفضل الحلول بالنسبة لك ، وما هي العلامة التجارية / الطراز المحدد الذي يناسب ميزانيتك. الخطوة الأخيرة هي ضبط كل شيء.
