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Upscaling beim TV: Was ist das, wie funktioniert es & was bringt es?

Je größer und hochauflösender der TV, desto wichtiger das Upscaling.
Je größer und hochauflösender der TV, desto wichtiger das Upscaling.

Upscaling wird bei Fernsehern immer wichtiger, je größer deren Bilddiagonale und je höher die Auflösung ist. Wir verraten Dir, wie das Ganze funktioniert und was es in der Praxis bringt.

Wer sich aktuell nach einem neuen 4K-Fernseher umschaut, wird schnell mit allerlei Features und Fachbegriffen konfrontiert, mit denen die Hersteller die Vorzüge ihrer jeweiligen Geräte anpreisen. Eines dieser Features ist das sogenannte "Upscaling" und das ist bei TVs mit Ultra-HD-Auflösung tatsächlich nicht ganz unwichtig.

Was ist Upscaling?

Upscaling ist keinesfalls ein neues Feature, sondern etwas, was bereits seit der Einführung der ersten Computer-Monitore genutzt wird. Gleichzeitig ist es eine Funktion, die – in der ein oder anderen Form – jeder moderne TV beherrscht.

Es beschreibt einen Prozess, bei dem niedrig aufgelöstes Bildmaterial an ein höher auflösendes Display angepasst wird. Ohne Upscaling wäre es beispielsweise nicht möglich, Inhalte in SD- oder HD-Auflösung bildschirmfüllend auf einem UHD-Fernseher zu schauen.

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Um Full-HD-Material auf einem 4K- oder 8K-TV darstellen zu können, muss das Bildmaterial hochskaliert werden.

Denn angenommen ein Bildsignal – sei es nun klassisches Fernsehen, eine Blu-ray oder ein Online-Stream – liegt nur in einer Full-HD-Auflösung (1920 x 1080 Pixel) vor, dann enthält es auch nur Bildinformationen für genau diese Anzahl an Pixeln. Ohne Upscaling würde es dann auf einem UHD-TV nur als kleines Fenster mit einem riesigen, schwarzen Rand dargestellt. Der Upscaling-Prozess sorgt jedoch dafür, dass auch ein niedriger aufgelöstes Signal die volle Pixelzahl von 3840 x 2160 nutzen kann, indem die fehlenden Pixel künstlich hinzugerechnet werden.

Wie funktioniert Upscaling?

Die Frage, wie genau Upscaling funktioniert, lässt sich einerseits sehr leicht und andererseits nur sehr kompliziert beantworten. Denn tatsächlich gibt es verschiedene Arten von Upscaling, die unterschiedlich aufwändig und damit auch unterschiedlich gut sind. Generell wird das Aufskalieren auf einem 2000-Euro-Fernseher wahrscheinlich deutlich besser aussehen als auf einem 400-Euro-Gerät.

Upscaling basiert jedoch immer darauf, dass weitere Pixel zu einem existierenden Bild hinzugefügt werden. Beim Hochskalieren von Full-HD auf 4K-UHD wird die Pixelzahl dabei direkt vervierfacht. Um diesen Prozess kümmert sich eine Software, die dafür ein Verfahren namens Interpolation nutzt. Meistens funktioniert dies nach dem Prinzip des "Nächsten Nachbarn".

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Ein 8K-Fernseher wie der Samsung Q900 braucht ein gutes Upscaling.

Zwischen zwei schon vorhandenen Pixeln wird dabei ein zusätzliches, künstliches Pixel erstellt. Ein Algorithmus analysiert dabei in Echtzeit die "echten" Pixel neben dem neu-erzeugten Pixel und berechnet anhand dessen, in welcher Farbe dieses dargestellt werden muss.  Befindet sich das neue "künstliche" Pixel zwischen blauen und weißen Pixeln, so wird es von der Bildsoftware dementsprechend Hellblau dargestellt.

Diese Form des Upscalings funktioniert grundsätzlich, ist jedoch gleichzeitig sehr fehleranfällig. Der Algorithmus, der die künstlichen Pixel berechnet und erzeugt, analysiert nämlich nur die Farben der benachbarten Pixel, weiß jedoch nicht, was auf dem Bild als Ganzes dargestellt wird. Somit können beispielsweise Bildartefakte entstehen und das Endergebnis wirkt meistens unscharf und verwaschen. Deshalb arbeiten die Algorithmen in TV-Geräten meist mit zusätzlichen Verfahren zur Kantenschärfung und nutzen Filter für Kontrast- und Farbdarstellung, um ein möglichst natürliches Bild via Upscaling darstellen zu können.

Was bringt Upscaling?

Dadurch, dass TV-Displays immer größer und hochauflösender werden, wird auch das Upscaling von Bildinhalten immer wichtiger. Denn obwohl ab 40 Zoll aufwärts mittlerweile fast nur noch 4K-TVs verkauft werden, sind die meisten Inhalte über Fernsehen, Blu-ray und Online-Streams nach wie vor maximal in Full-HD-Auflösung verfügbar. Noch größer wird das Problem bei den neuen 8K-Fernsehern, für die es bislang praktisch keinerlei Inhalte in nativer Auflösung gibt.

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Hersteller setzen teilweise dedizierte Prozessoren für das Upscaling ein.

Um die hochauflösenden Displays wirklich sinnvoll nutzen zu können, ist Upscaling also unerlässlich. Denn auch wenn das Display zwar eine hohe Auflösung bietet, das Hochskalieren jedoch nicht richtig funktioniert, wird das Endergebnis ein schlechtes Bild sein. Und wer will sich schon einen großen UHD-Fernseher in die Wohnung stellen und sich am Ende über die schwache Bildqualität ärgern?

Die Unterschiede zwischen guten und schlechten Upscalern sind dabei teilweise signifikant. Damit sind sie zum Teil auch eine Erklärung für die enormen Preisunterschiede, die es zwischen Fernsehern der gleichen Größe und Bildauflösung gibt. Führende Hersteller wie Samsung, LG, Sony, Panasonic und Philips investieren hohe Summen in die Entwicklung intelligenter Algorithmen und dedizierter Prozessoren für das Upscaling. All das hat ebenso seinen Preis, genau wie ein gutes Panel.

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Zusammenfassung

  • Upscaling, also das Hochrechnen von niedrig aufgelöstem Bildmaterial auf Full-HD, UHD oder sogar 8K, ist etwas, das jeder moderne TV beherrscht.
  • Ohne das Hochskalieren wären SD- oder HD-Inhalte auf einem 4K-Fernseher nicht auf voller Bildgröße anschaubar.
  • Für das Upscaling bedienen sich die TV-Hersteller teilweise aufwändiger Algorithmen, die künstliche Pixel so berechnen, dass sie perfekt zum bereits vorhandenen Bildmaterial passen.
  • Da 4K- und besonders 8K-Fernsehern bislang kaum oder gar kein Material in nativer Auflösung zur Verfügung steht, ist ein guter Upscaling-Algorithmus maßgeblich mit für den gesamten Bildeindruck eines Fernsehers verantwortlich.
  • Bei einem schlechten Upscaling sehen die meisten Inhalte auch auf einem guten 4K-Panel nicht besonders gut aus.
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