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影片升4K不是變清晰,是軟體在猜多出來的像素

把1080p轉成4K的按鈕看似神奇,實際上多出的三倍像素幾乎全靠內插或AI推算。從《銀河飛龍》耗資逾千萬美元的修復案,看清升頻的極限在哪裡。

Jordan Lin, Deputy Editor
影片升4K不是變清晰,是軟體在猜多出來的像素

按下轉檔軟體裡那個「4K」選項,畫面確實會變大、線條看起來也比較銳利,但這不代表你重新拍到了更多細節。多出來的像素,絕大部分是電腦算出來的猜測值,不是攝影機當初真的記錄下來的畫面。這是升頻這件事最容易被誤會的地方。

先講清楚數字。一般所說的4K,指的是Ultra HD規格,解析度為3,840 x 2,160像素;1080p則是1,920 x 1,080像素。換算下來,要把1080p畫面升到4K,等於每一個原始像素旁邊都要新增三個像素,畫面總像素數變成原本的四倍。電影工業另有一套「真4K」或DCI 4K規格,解析度為4,096 x 2,160,跟消費性顯示器常見的Ultra HD並不完全相同。至於類比時代的標準畫質影片,垂直線數落在480或576,實際寬度則依拍攝地區而異。

影片升4K不是變清晰,是軟體在猜多出來的像素

傳統升頻軟體靠的是內插運算:抓出某個像素周圍的色彩與亮度,推算新增像素該長成什麼樣子。做得陽春一點,可能只是單純複製鄰近像素;比較進階的演算法會設法保留邊緣、避免鋸齒感。但無論做得多細緻,內插都沒辦法生出畫面裡原本不存在的真實紋理,結果往往是整體變得偏柔、偏糊。這時候如果再加銳化或降噪去補救,力道拿捏不好,反而會讓畫面顯得不自然,是個怎麼調都尷尬的兩難。

用真正底片修復的代價:《銀河飛龍》的案例

影片升4K不是變清晰,是軟體在猜多出來的像素

如果手上的原始素材夠好,升頻的品質天花板就會高很多。CBS在2011年委託團隊修復《星際迷航:銀河飛龍》,用的不是舊的數位母帶,而是拍攝當年留下的35mm底片負片——素材形容其畫質相當於2,000萬畫素等級。整個計畫動用了25,000本原始底片,搭配視覺特效與CGI補強,耗時超過三年才把全七季內容從原本的電視播出畫質,修復到1080p藍光規格。根據參與這項計畫的一名製片人說法,這個工程的花費超過1,200萬美元。

諷刺的是,類比底片轉數位在這裡反而佔了便宜:底片本身記錄的細節,遠比當年電視播出時所用的畫質更多,修復團隊等於是回頭挖出原本就存在、只是沒被用到的資訊。但如果手上最好的素材已經是解析度固定的數位母帶檔案,情況就完全不同——所有補上去的像素都是純粹的猜測,不存在可以回頭挖掘的真實細節。

影片升4K不是變清晰,是軟體在猜多出來的像素

家用升頻靠內插或AI,補的方式不一樣

一般人當然不可能花上千萬美元去修一支家庭影片,能選的工具不外乎傳統內插演算法,或是近幾年愈來愈常見的AI升頻。兩者都會生出填滿4K畫面所需的新像素,做法卻不同。AI模型是拿大量低解析度與高解析度影像成對訓練,學會辨認常見畫面特徵「應該」長什麼樣子,等於是預測一張更銳利的圖會是什麼結果,而不是單純逐像素內插。呈現出來的畫面通常更討喜、更有說服力,但同樣不會是真實世界的精確還原,有時還會出現內插不會有的奇怪偽影。這類模型還在持續進步,今天覺得不錯的效果,幾年後回頭看可能就顯得粗糙。

影片升4K不是變清晰,是軟體在猜多出來的像素

如果處理的是更老的影片,還得留意交錯掃描(interlacing)的問題:早期為CRT螢幕設計的畫面,每一格會被拆成奇數與偶數兩組水平線分別刷新,現代顯示器並不使用這種方式,升頻前必須先去交錯。至於一支480i的NTSC畫質影片,最後能不能升到4K還維持可看的品質,說實話很難保證。

另外值得記住的是壓縮率的問題。影片為了省空間常會用較低的位元率壓縮,等於每一秒畫面保留的資料量變少。升頻只會放大畫面尺寸,並不會逆轉壓縮造成的方塊或色帶等瑕疵。說到底,升頻軟體能做到什麼程度,終究取決於手上素材原本有多少東西可以用。

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