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视频升4K不是变清晰,是软件在猜多出来的像素

把1080p转成4K的按钮看似神奇,实际上多出的三倍像素几乎全靠内插或AI推算。从《银河飞龙》耗资逾千万美元的修复案,看清升频的极限在哪里。

Jordan Lin, Deputy Editor
视频升4K不是变清晰,是软件在猜多出来的像素

按下转档软件里那个「4K」选项,画面确实会变大、线条看起来也比较锐利,但这不代表你重新拍到了更多细节。多出来的像素,绝大部分是电脑算出来的猜测值,不是摄影机当初真的记录下来的画面。这是升频这件事最容易被误会的地方。

先讲清楚数字。一般所说的4K,指的是Ultra HD规格,分辨率为3,840 x 2,160像素;1080p则是1,920 x 1,080像素。换算下来,要把1080p画面升到4K,等于每一个原始像素旁边都要添加三个像素,画面总像素数变成原本的四倍。电影工业另有一套「真4K」或DCI 4K规格,分辨率为4,096 x 2,160,跟消费性显示器常见的Ultra HD并不完全相同。至于模拟时代的标准画质视频,垂直线数落在480或576,实际宽度则依拍摄地区而异。

视频升4K不是变清晰,是软件在猜多出来的像素

传统升频软件靠的是内插运算:抓出某个像素周围的色彩与亮度,推算添加像素该长成什么样子。做得阳春一点,可能只是单纯拷贝邻近像素;比较高级的算法会设法保留边缘、避免锯齿感。但无论做得多细致,内插都没办法生出画面里原本不存在的真实纹理,结果往往是整体变得偏柔、偏糊。这时候如果再加锐化或降噪去补救,力道拿捏不好,反而会让画面显得不自然,是个怎么调都尴尬的两难。

用真正底片修复的代价:《银河飞龙》的案例

视频升4K不是变清晰,是软件在猜多出来的像素

如果手上的原始素材够好,升频的品质天花板就会高很多。CBS在2011年委托团队修复《星际迷航:银河飞龙》,用的不是旧的数字母带,而是拍摄当年留下的35mm底片负片——素材形容其画质相当于2,000万像素等级。整个计划动用了25,000本原始底片,搭配视觉特效与CGI补强,耗时超过三年才把全七季内容从原本的电视播出画质,修复到1080p蓝光规格。根据参与这项计划的一名制片人说法,这个工程的花费超过1,200万美元。

讽刺的是,模拟底片转数字在这里反而占了便宜:底片本身记录的细节,远比当年电视播出时所用的画质更多,修复团队等于是回头挖出原本就存在、只是没被用到的信息。但如果手上最好的素材已经是分辨率固定的数字母带文件,情况就完全不同——所有补上去的像素都是纯粹的猜测,不存在可以回头挖掘的真实细节。

视频升4K不是变清晰,是软件在猜多出来的像素

家用升频靠内插或AI,补的方式不一样

一般人当然不可能花上千万美元去修一支家庭视频,能选的工具不外乎传统内插算法,或是近几年愈来愈常见的AI升频。两者都会生出填满4K画面所需的新像素,做法却不同。AI模型是拿大量低分辨率与高分辨率图像成对训练,学会辨认常见画面特征「应该」长什么样子,等于是预测一张更锐利的图会是什么结果,而不是单纯逐像素内插。呈现出来的画面通常更讨喜、更有说服力,但同样不会是真实世界的精确还原,有时还会出现内插不会有的奇怪伪影。这类模型还在持续进步,今天觉得不错的效果,几年后回头看可能就显得粗糙。

视频升4K不是变清晰,是软件在猜多出来的像素

如果处理的是更老的视频,还得留意交错扫描(interlacing)的问题:早期为CRT屏幕设计的画面,每一格会被拆成奇数与偶数两组水平线分别刷新,现代显示器并不使用这种方式,升频前必须先去交错。至于一支480i的NTSC画质视频,最后能不能升到4K还维持可看的品质,说实话很难保证。

另外值得记住的是压缩率的问题。视频为了省空间常会用较低的比特率压缩,等于每一秒画面保留的数据量变少。升频只会放大画面尺寸,并不会逆转压缩造成的方块或色带等瑕疵。说到底,升频软件能做到什么程度,终究取决于手上素材原本有多少东西可以用。

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