Pixel shifting: il falso 4K

Luca Fontana

23.7.2019

Traduzione: tradotto automaticamente

Immagini: Dominik Bärlocher

Quando i proiettori proiettano immagini in Ultra HD, è quasi un miracolo tecnologico. Pensi che sia troppo? Può darsi. Ma il vero UHD è difficile da trovare nei modelli economici. Per permetterti di godere della risoluzione ultraelevata, c'è una cosa chiamata "lag".

I proiettori con una vera risoluzione Ultra HD, cioè quattro volte superiore al Full HD, sono rari. E quelli che si pensa siano dotati di UHD, spesso non lo sono nemmeno. O almeno, non sono quelli veri, e questo è del tutto comprensibile dal punto di vista tecnologico. Ti chiedi perché?

Di recente ho smontato due proiettori per vedere come funzionavano (vedi articolo sotto; in tedesco). Il nostro fotografo Thomas Kunz ha scattato alcune foto. È stato allora che mi sono reso conto che, sebbene l'immagine proiettata sia molto grande, dove viene creata prevale la pura microgestione. Il vero UHD, una risoluzione di 3840 × 2160 pixel, è semplicemente impossibile.

In breve: in un proiettore, la lastra o il chip su cui viene creata l'immagine Full HD con i suoi oltre due milioni di pixel ha all'incirca le dimensioni di una moneta da venti centesimi. Su questa superficie, i produttori devono produrre un'immagine UHD con otto milioni di pixel.

Questo significa:

• quattro volte il numero di pixel del Full HD - quindi otto milioni di pixel

• sulla stessa superficie di circa 1 × 1 cm

In questo articolo voglio spiegarti come i produttori riescono a realizzare questa impresa quasi sovrumana.

Full HD: ecco come viene creata l'immagine

In confronto a un televisore, la superficie di produzione dell'immagine è minuscola. Su un televisore da 65 pollici, ad esempio, sono disponibili 145 × 83 centimetri per due (Full HD) o otto (Ultra HD) milioni di pixel.

Si può dire che il principio di proporzionalità si presenta in questo modo:

Sul chip, i pixel dei proiettori sono distribuiti a scacchiera. Spesso ci si riferisce a questo schema come a una "griglia di pixel". I pixel producono l'immagine che viene poi visualizzata sullo schermo di proiezione. Per il Full HD, il funzionamento è il seguente:

1. l'immagine si forma sulla griglia di pixel
2. per far sì che l'immagine venga proiettata, la luce passa attraverso la griglia di pixel

3. dalla griglia di pixel, passa attraverso la lente di proiezione
4. e dalla lente passa allo schermo di proiezione

Per mostrarti il concetto di questo grafico con immagini reali, ho messo in pausa una scena del film "Passengers". Per l'immagine Full HD ho messo in pausa il Blu-ray, per le altre riprese UHD il Blu-ray UHD.

E questo è l'aspetto dell'immagine in alto, fortemente ingrandita:

Doppia risoluzione con la tecnologia e-Shift

Schede da tavolo. Oggi non è possibile che i proiettori abbiano un vero - e quindi nativo - Ultra HD con una risoluzione corrispondente di 3840 × 2160 pixel. Almeno, non se il dispositivo deve avere un prezzo accessibile. Le soluzioni sviluppate dai produttori sono alla portata di tutti. Uno di questi è la tecnologia e-Shift di JVC. Certo, non quadruplica la risoluzione, ma la raddoppia. Non è male.

E-Shift funziona in questo modo:

1. un vetro speciale viene posto tra la griglia di pixel e l'obiettivo
2. sposta ogni pixel di mezzo pollice in diagonale; viene così creata una seconda griglia di pixel
3. il vetro vibra 120 volte al secondo (120 Hz), in modo che le due griglie si fondano per formare un'unica griglia

Con 120 vibrazioni al secondo, il tuo occhio non è in grado di distinguere le due griglie di pixel. Tutto ciò che vedi è un'area comune con una risoluzione doppia.

Ecco l'immagine bloccata:

Ecco, l'immagine superiore fortemente ingrandita, rallentata e filmata:

C'è una differenza tra "DLP" e "LCD". I singoli pixel dei proiettori DLP hanno meno spazio sul chip rispetto a quelli dei proiettori LCD. Ciò significa che, sul chip, le due griglie di pixel si sovrappongono leggermente. Un vero e proprio raddoppio nativo della risoluzione può quindi essere ottenuto solo con i proiettori LCD.

Ultra HD grazie alla tecnologia e-Shift DLP?

Texas Instruments ha sviluppato la propria tecnologia e-Shift DLP. Come nel caso di JVC, viene utilizzato un vetro vibrante che aumenta il numero di griglie di pixel visibili.

Shift con chip 2K

In questo caso, è tutta una questione di chip. Questo produce l'immagine con una risoluzione doppia Full HD prima di proiettarla sullo schermo. Rispetto alla tecnologia JVC, si tratta di un'innovazione tecnica nel chip stesso. Grazie al vetro vibrante e-Shift, la risoluzione è, come nel caso di JVC, raddoppiata.

Ecco il fermo immagine di un Blu-ray UHD:

E questo è l'aspetto dell'immagine se si effettua uno zoom intenso:

Ci sono due griglie di pixel. Entrambe hanno un numero di pixel doppio rispetto alla griglia di pixel Full HD di JVC. Poiché l'occhio non riesce a distinguere le due griglie, esse si fondono in un'unica griglia Ultra HD.

Quadruplo Shift con chip Full HD

L'altro modo per generare una massa di pixel quattro volte superiore a quella del Full HD consiste semplicemente nello spostare l'immagine quattro volte.

1. la griglia di pixel si sposta prima verso destra
2. poi in diagonale verso il basso
3. ancora una volta verso destra
4. e infine di nuovo in diagonale verso l'alto fino alla sua posizione originale

Ecco come appare l'immagine ferma di un Blu-ray UHD: [[image:14944681 "Screenshot - BenQ TK800"]]

Ecco l'immagine pesantemente ingrandita: [[image:14944744]]

Vi sono quattro griglie di pixel - quattro volte più pixel di prima - che, agli occhi dell'utente, appaiono come un'unica griglia di pixel UHD.

L'etichetta Ultra HD nonostante la falsa risoluzione Ultra HD?

Le tecnologie Shift non offrono il vero Ultra HD - o Ultra HD nativo, come si dice in gergo. Ne ho già parlato in passato.

Ti sento dire: "No, no, Luca, hai sbagliato. La scheda tecnica dice chiaramente 4K".

Storicamente parlando, "4K" è un termine dell'industria cinematografica. Nella vita di tutti i giorni, viene utilizzato anche per l'home cinema, perché è perfettamente appropriato per il marketing. Tuttavia, il termine stesso non è protetto da criteri e requisiti minimi, poiché descrive solo il numero di pixel sull'asse orizzontale: 4096 × 2160 pixel invece della risoluzione UHD di 3840 × 2160. I produttori potrebbero quindi etichettare facilmente i loro prodotti con etichette 4K senza temere gravi conseguenze legali.

L'Ultra HD, invece, è protetto solo nella misura in cui è richiesto un minimo di otto milioni di pixel. Se guardiamo ai soli numeri, come abbiamo visto sopra, i proiettori con tecnologia offset sono in grado di raggiungere gli otto milioni. La differenza rispetto al vero Ultra HD è che i pixel della griglia di pixel non sono allineati, ma sono disposti a zig-zag, di solito con leggere sovrapposizioni.

L'immagine spostata non contiene una quantità di informazioni quattro volte superiore a quella di un'immagine Full HD: le informazioni vengono semplicemente copiate, spostate e posizionate una accanto all'altra.

Da un punto di vista tecnologico, tuttavia, le tecnologie Shift sono impressionanti. I televisori hanno bisogno di una superficie di circa 71 quarti per creare un'immagine UHD, mentre i proiettori devono accontentarsi di uno solo. Una vera sfida.

Luca Fontana

Senior Editor

Luca.Fontana@digitecgalaxus.ch

La mia zona di comfort consiste in avventure nella natura e sport che mi spingono al limite. Per compensare mi godo anche momenti tranquilli leggendo un libro su intrighi pericolosi e oscuri assassinii di re. Sono un appassionato di colonne sonore dei film e ciò si sposa perfettamente con la mia passione per il cinema. Una cosa che voglio dire da sempre: «Io sono Groot». più

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