随着4K技术逐步在家中普及，取代高清成为主流，各厂商纷纷推出各式各样的市场术语，诸如“超高清提升”（UHD）。但实际上，这种所谓的“提升”并非什么独有的功能，它只是让4K电视能够兼容显示较低分辨率的视频内容，比如1080p和720p。
所有电视都具备提升功能
提升功能的核心作用在于，能够使低分辨率的画面内容充满整个电视屏幕。如果没有此项功能，低分辨率的视频画面在屏幕上所占的区域将不足一半。这是所有电视设备的常规功能。甚至连1080p的电视也具备此功能，它们可以将720p的内容提升并以全屏模式在1080p的屏幕上呈现。
所谓UHD提升，实际上是让你的4K电视能够像其他任何电视一样正常工作的原因。它能将低分辨率的内容进行处理，使其在整个4K屏幕上完整显示。
通常情况下，在4K屏幕上经过提升的1080p内容，看起来往往会比在普通的1080p屏幕上显示的1080p内容更为出色。但这并不意味着提升具有魔力，它并不能让图像的清晰度达到原生4K内容的水准。以下是关于提升功能的工作原理的详细解析。
分辨率的概念存在于物理和视觉层面
在深入探讨提升功能之前，我们需要先理解图像分辨率的概念。初看之下，这似乎是一个相当简单的概念。高分辨率的图像或视频，通常看起来要比低分辨率的图像或视频“更佳”。
然而，我们往往会忽略一些关键的方面，即物理分辨率和光学分辨率之间的差异。这两者共同决定了图像的最终质量，也是理解提升功能的基础。我们还将简单地介绍像素密度，但请放心，我们会力求简明扼要且引人入胜。
物理分辨率：在电视的技术参数表中，物理分辨率通常简称为“分辨率”。它指的是显示屏幕上的像素总数。4K电视的像素数量远超1080p电视，4K图像的大小是1080p图像的四倍。所有的4K显示屏，无论尺寸大小，都包含相同数量的像素。虽然具有高物理分辨率的电视可以通过其额外的像素来呈现更丰富的细节，但实际情况并非总是如此。物理分辨率的最终效果取决于光学分辨率。
光学分辨率： 这就是为什么你旧的胶卷相机拍摄的照片，有时看起来要比你自认为很懂行的朋友使用精美数码相机拍摄的照片更好。当照片的清晰度高，动态范围足够清晰时，它就具有较高的光学分辨率。电视有时会因为光学分辨率不佳而浪费其高物理分辨率。这会导致图像的模糊和对比度的缺失。有时候，这可能是提升功能带来的负面结果，但我们稍后会回到这个话题。
像素密度：指的是显示屏上每英寸所包含的像素数量。所有的4K显示器都包含相同数量的像素，但是在较小的4K显示器上，像素彼此之间更加紧凑，因此它们具有更高的像素密度。例如，4K iPhone的像素密度要高于70英寸的4K电视。我们提到这一点，是为了强调屏幕尺寸与物理分辨率之间的区别，屏幕的像素密度并不能直接定义其物理分辨率。
现在，我们已经对物理分辨率和光学分辨率之间的差异有了基本的了解，接下来就让我们来深入了解一下提升功能。
提升功能使图像“变大”
每台电视都内置了一系列的插值算法，用于放大低分辨率的图像。这些算法能够有效地在图像中添加像素，从而提高其分辨率。但是，为什么我们需要增加图像的分辨率呢？
请记住，物理分辨率是由显示屏幕上的像素数量来定义的，它与电视的实际尺寸无关。1080p的电视屏幕只有2,073,600个像素，而4K屏幕则有8,294,400个像素。如果你在4K电视上直接显示1080p的视频而不进行提升，那么该视频内容在屏幕上所占的区域将只有四分之一。
为了使1080p的图像能够完整适配4K显示器，它需要通过提升过程增加约六百万个像素（此时，它将转换为4K图像）。然而，提升功能依赖于一种被称为插值的过程，而这实际上只是一种高级的猜测游戏。
放大操作会降低光学分辨率
图像的插值可以通过多种方法来实现。最基本的一种方法称为“最近邻”插值。为了执行此过程，算法会在图像中添加一个“空白”像素网格，然后通过查看其周围四个相邻像素的颜色值，来猜测每个空白像素应该是什么颜色。
例如，一个被白色像素包围的空白像素会变成白色；而一个被白色和蓝色像素包围的空白像素，则可能会呈现出浅蓝色。这是一个简单的过程，但它会在图像中留下大量的数字伪影、模糊和粗糙的轮廓。换句话说，插值图像的光学分辨率会很差。
左：未经处理的图像。右：经过最近邻插值处理后的图像。
比较这两张图像。左侧的图像未经编辑，而右侧的图像则是最近邻插值过程的产物。尽管右侧的图像与左侧的图像具有相同的物理分辨率，但其视觉效果却非常糟糕。每当你的4K电视使用最近邻插值来放大图像时，都会发生类似的情况。
“等一下，”你可能会说。“我的新4K电视看起来可不是这样！”嗯，那是因为它并不完全依赖于最近邻插值——它使用了多种方法来放大图像。
提升技术也在努力解决光学分辨率问题
好的，我们现在知道最近邻插值存在缺陷。这是一种强行增加图像分辨率的方法，而没有充分考虑光学分辨率。正因如此，电视会在最近邻插值的基础上，采用另外两种插值方式，它们分别是双三次（平滑）插值和双线性（锐化）插值。
左图：双线性插值的示例。右图：双三次插值的示例。
在使用双三次（平滑）插值时，添加到图像中的每一个像素都会参照其周围16个相邻像素来确定颜色。这会产生一个“柔和”的图像。另一方面，双线性（锐化）插值仅会参照其最近的两个邻居，并产生一个“清晰”的图像。通过混合使用这两种方法，并应用一些对比度和颜色滤镜，你的电视可以生成光学质量没有明显损失的图像。
当然，插值终究是一种猜测游戏。即使采用了适当的插值方法，一些视频在放大后仍然会出现“重影”现象，特别是当你的廉价电视在放大操作方面表现不佳时。当超低质量的图像（例如720p或更低）被放大到4K分辨率时，或者当图像在像素密度较低的超大尺寸电视上被放大时，这些伪影现象会变得更加明显。
上图并不是电视提升功能的示例。相反，它是为《吸血鬼猎人巴菲》高清DVD版本进行升级的示例（取自一个视频文章 书呆子的激情）。这是一个很好的（尽管是极端的）例子，它说明了糟糕的插值如何破坏图像。请注意，Nicholas Brendon并非涂抹了蜡质吸血鬼妆，这正是他的脸在升级过程中发生的事情。
虽然所有的电视都提供提升功能，但有些电视的提升算法可能比其他电视更好，从而产生更出色的画面效果。
提升功能是必要的，并且通常不会引起太多注意
尽管存在各种缺点，但提升功能总体上来说是一件好事。这是一个通常能够顺利完成的过程，使你可以在同一台电视上观看各种格式的视频内容。它完美吗？当然不完美。这就是为什么一些电影和电子游戏纯粹主义者，更喜欢在其预期的媒介上欣赏旧作品的原因：老式电视。但是，就目前而言，提升功能并不是什么值得兴奋或过于担忧的事情。
值得一提的是，我们日常使用的一些硬件已经开始支持8K、10K和16K视频格式。如果提升技术无法跟上这些高分辨率格式的步伐，那么可能会导致比我们目前习惯的更大的质量损失。
不过，鉴于制造商和流媒体服务仍在向4K标准迈进，也许我们现在无需对8K技术感到过于担忧。