Yanlış hatırlamıyorsam o yazıyı "4K bir filmi 1080p ekranda oynatınca kalite neden artıyor"u açıklamak için yazmıştım.
Kare şekilli bir kağıt düşünün. 10cm x 10cm olsun. Bu kağıda hem dikey hem de yatay birer çizgi çizelim. Kağıdı 4 küçük kareye ayırmış olduk. Her birisi 5cm x 5cm.
Elimizde bu kağıtlardan 1 milyon tane olsun. Bir binanın bir yüzeyine 1000x1000 kağıt şeklinde bir resim yapacağız.
Diyelim ki bir oyun oynuyoruz. Birisi geldi ve 5cm x 5cm olan karelere bir renk boyadı. Sonra bir başkası geldi, başka bir kareyi boyadı. Bu böyle devam etti. Kural şu; bir karenin içinde sadece bir renk olabilir ve karenin her yeri o renktir. Yani yarısı mor, yarısı siyah olamaz. Toplamda 4 milyon tane 5cm x 5cm'lik renkli karelerimiz var artık.
Dikkat ettiyseniz kağıt sayısı 1 milyon, kare sayısı 4 milyon. Çünkü her kağıt 2x2'den 4 kareye bölünmüş durumda.
Elimizde artık 4 milyon "data"dan oluşan bir sanat eseri var.
Sonra da diyelim ki bu sanatımızı dijital ortama aktarmak için bir robot yaptık. Geldi, lazerli bir optik gözü var, binanın duvarına tam merkezden hizaladık kendisini ve "tara" komutunu verdik. Optik göz hareketli ve kağıt ile duvarı ayırt edebiliyor. Bu yüzden o an bir kağıda mı bakıyor yoksa duvara mı bakıyor, yeni bir kağıda mı geçti gibi ayrımları yapabiliyor.
Ama optik göz sadece kağıdın başlayıp bittiğini anlıyor ve her kağıt için sadece 1 adet data topluyor. Oysa biz her bir kağıda 4 data girmiştik.
Sol üstten başladı taramaya. 1. kağıt, 2. kağıt diye gidiyor. Sonra bir alt satır. En son elinde 1 milyon adet (1000 x 1000) data olacak.
Bu robot, 4 milyon datayı 1 milyon dataya indirgerken nasıl bir yol izleyecek?
Robotu programlayanın iki seçeneği var;
1) Elemeli sistem. Robot sol üstten taramaya başlıyor demiştik. Optik gözü öyle bir hizalayalım ki, bir kağıdı taramaya başladığı an ilk göreceği şey kağıdın sol-üst tarafındaki 5cm x 5cm kare olsun ve oradaki rengi kaydetsin. Sonra yeni bir kağıda geçene kadar renk kaydı yapmasın.
Böylece her kağıdın sadece sol-üst karesindeki datayı almış olsun. Diğer 3 data yok sayılsın. Sanat eserinin %75'i kayboldu. Pratik, hızlı ama kalite açısından kötü ve emeğin boşa gitmesine sebep olan bir sistem. Bu sistem çok çok eskiden kullanılıyordu. En eski işletim sistemleri döneminde, ekran çözünürlüğünden daha yüksek çözünürlüklü bir resmi açtığınızda bu şekilde resmin fazla çözünürlüğü "eleniyor", kalan pikseller gösteriliyordu. İşlem yükü = 0.
2) Ağırlıklı Ortalamalı sistem. Bu sistemde robota biraz program yazmanız gerekiyor. Öncelikle ilk taramasında bir kağıdın boyutunu anlaması için hem soldan sağa hem de yukarıdan aşağıya optik gözü hareket ettirirsiniz. Bir kez kağıdın boyunu bilinince artık merkezini hesaplayabilir. Artık robotumuz kağıdın üzerinden dümdüz geçip soldan sağa gitmeyecek. Her kağıdın merkezinin etrafında bir yuvarlak çizecek. Sonra bir sağdaki kağıda geçecek. Yuvarlağın merkezi ile kağıdın merkezi aynı. Demek ki her "çeyrek dairede bir" yeni bir kareyi okuyor olacak. Böylece her kağıttan 4 datayı da toplayacak.
Ancak! Her kağıt için bir renk depolayacak hafızası var. Her kağıt için 4 rengi de hatırlaması mümkün değil. O yüzden bu 4 rengin ortalamasını alacak. Her kare, toplam kağıdın %25'ini oluşturuyor. Buna göre her rengin %25 şeffaf halini alıp üst üste bindirecek. Ortaya çıkan "ortalama" rengi o kağıdın rengi kabul edecek.
Dikkat ettiyseniz burada fazladan 3 işlem yükü var. Önce kağıdın merkezini buldu, sonra üzerinde tur attı, sonra bulduğu dataların ağırlıklı ortalamasını aldı.
Sonuçta; resimdeki toplam "renk yükü", "renk yoğunluğu" korunmuş oldu. Resimdeki renkleri tek tek muhafaza edemesek de "sıkıştırılmış" bir şekilde muafaza etmeyi başardık.
1920 x 1080p bir ekrana 3840 x 2160p'lik (yani 4K) bir görüntü sığdırmak istediğinizde de kabaca böyle bir ortalama hesabı yapılıyor (kaliteyi korumak için başka detaylar da var ama sistemin en genel şekli bu). Eğer bu "ölçekleme" işini ekran yapıyor olsaydı gönderilen her 4 datadan sadece birisini görüntüler, kalanı göz artı ederdi (yöntem 1). Ekran kartları bunu bildikleri için ürettikleri her 4 datadan ortalama 1 data çıkararak sonucu ekranın piksellerine eş değer hale getiriyorlar, öyle ekrana yolluyorlar.
Peki fark ne? Buna değer mi? Hemen 3 tane senaryo hayal edelim;
1) 4K ekran 4K görüntü. Öyle bir yere büyüteçle bakıyor olalım ki burada 2x2 lik bir piksel grubunun üzerinde 3 tane masmavi piksel, sağ-altta da kıpkırmızı bir piksel olsun. Hepsi net ve açık bir şekilde görülebiliyor. Kırmızı pikselin bu grubun sağ-altında olduğu da görülür bir halde. Her şey kusursuz. En iyi senaryo bu.
2) 1080p ekran 4K görüntü. Yukarıda bahsettiğimiz 2x2'lik grup kendi içinde bir ağırlıklı ortalamaya tabi tutulacak. Mavi ağırlığı %75, kırmızı ağırlığı %25. Sonuçta "maviye çok yakın bir mor" ortalama çıkacak. 1080p ekranımızda görüntülenecek bilgi ne mavi ne de kırmızı; "maviye çok yakın bir mor"..
Olumlu yanı; beynimiz, o bölgede bir yerlerde kırmızı bir renk oluğunu da farkına varacak. Toplamda göze gönderilmesi gereken "renk yoğunluğu" değişmemiş olacak.
Kötü yanı; gözümüz asla kırmızının, o mavilerin arasında "tam olaral nerede" olduğunu anlayamayacak. 4K ekranda "sağ-altta" olduğunu görebiliyorduk. Bu da 1080p'nin 4K'lık bir kaynağın renklerini ve renk derinliğini yansıtabilmesi ama "netliğini" tam olarak verememesi demek.
3) 1080p ekran 1080p görüntü. Kırmızı piksel asla var olmadı... Orada bir adet kocaman bir mavi piksel var.
Çünkü görütü peşinen 1080p olarak yaratıldı. Ve bir görüntü yaratılırken bir sanal pikselden daha küçük datalar göz ardı edilir. (Sanal piksellerin asıl adı Texel'dir, aslında "data" olarak bahsettiğim şeydir)
Bu tayinini yaptığımız şey bir oyundan bir sahne olsun. O küçücük kırmızı pikselcik vardı ya. O da diyelim ki büyük bir kırmızı, keskin bir pelerinin en uç noktası olsun. Yani bizim az önce büyüteçle baktığımız 2x2'lik piksel grubumuzun yanında başka milyonlarca piksel daha var ya, orada pelerinin devamı olsun. 3. senaryoda o pelerinin ucu hiç yoktu. Pelerin orada küt bir şekilde bitecek şekilde görüntüleniyordu. Mavi de gökyüzü olsun. Oyundaki karakterimiz azıcık, yarım piksel kadar sağ tarafa hareket ettiğinde artık pelerinin ucu, az önce mavi olan pikselde kıpkırmızı görüntüleniyor olacak. Böylece bir önceki görüntüde olmayan pelerinin sivri ucu, bir sonraki görüntüde var görünecek.
Oyunlarda çözünürlük düşük, detay ve küçük obje sayısı fazla iken bu yukarıda anlattığım şey çok oluyor. Özellike GTA V bunun en görünür örneği. Bu duruma "piksel emeklemesi" ya da "piksel kırpışması" deniyor (Pixel crawling - pixel flickering). GTA V'te ağaç yaprakları, siyah yol üzerindeki beyaz-sarı çizgiler ve farklı renkten olan binlerce detay, düşük çözünürlükte oyunu oynadığınızda belirip belirip kayboluyorlar. Çünkü bir pikselden küçük olan şeyler görüntülenmiyor, büyük oldukları anda da çat diye beliriyorlar.
Çözünürlüğü sanal olarak 4 katına (ya da 2 katına, 3 katına, herhangi bir şekilde ekran çözünürlüğünün üstüne) çıkardığımız zaman ise 2 numarada anlattığım şey oluyor. Pelerinin ucu yine net bir şekilde görünmüyor ama rengi, o bölgedeki diğer şeylerle kaynaşmış olarak görüntülendiği için beynimiz, mavi üzerinde çat diye beliren bir kırmızı nokta görmek yerine hafif mordan kırmıza bir geçiş görüyor. Böylece iki yüzey (kırmızı pelerin, mavi arka plan) arasında yumuşak piksel geçişleri ile ani yanıp sönmelerin önüne geçilmiş oluyor.
4K'nın netliği ve keskinliği asla alınamayacak olsa da çözünürlüğün, oyundaki küçük nesneler ve ince detaylar için düşük kalmasından kaynaklı bütün hataların da önüne geçilmiş oluyor.
Peki netlik ve keskinlik dışında gerçek 4K ne zaman işe yarar? O sorunun cevabı da ekranın karşısına oturma mesafenizde. "Yeterince" uzaktan bakınca, renk yoğunlukları aynı olacağı için 1080p ile 4K arasındaki farkı anlayamazsınız. Ancak yaklaşmaya başlayınca ilk olarak 1080p kendini ele verir.
Aynı boyda iki ekrandan -atıyorum- 1080p olana 70cm'den daha yakına yaklaştığınızda pikseller teker teker görülür hale geliyorsa, aynı büyüklükteki 4K'da 35cm'e kadar yaklaşmadan pikselleri göremezsiniz.
70cm, 22" bir 1080p monitör için ucu ucuna yeten bir değerdir, daha yakınında pikseller görünür olur. 22" bir monitör alıp bundan daha yakın oturmak istiyorsanız 1080p'den daha yüksek bir çözünürlük seçmenizde fayda vardır.
