4K显示器购买前后,很多人都会有这样的问题:4K分辨率下播放1080P视频、分辨率改为1080P进行游戏是否能达到同尺寸1080P显示器的效果?


时至今日,主流分辨率仍然为1080P。即使有一台4K显示器,在很多情况下,我们还是不得不使用1080P甚至更低分辨率的资源。

PS:

  1. 本文仅讨论16:9下的标准1080P和4K(即1920*1080和3840*2160)两种分辨率,理论上也适用于2x比例的分辨率
  2. 仅针对Windows操作系统和PC显示器,不涉及Mac系统、主机、高端电视等,这些设备通常有较完善的解决方案
  3. 文中的图片均可直接点击放大

低→高分辨率的默认处理方法:线性插值

一个简单的例子:

  1. 在画图中以100%比例画一条斜线
  2. 将画面缩放为50%
  3. 用无损截图软件截图
  4. 粘贴截图,将截图尺寸调整为200%,和原始直线大小一致
  5. 将原始斜线(100%比例下绘制)和截图(50%)放大到像素级别进行对比

点击图片放大

为了查看方便 ,原斜线下复制了一条截图斜线

可以看到50%的截图由于分辨率不足,自动进行了插值处理,斜线的边缘出现了原始图片中不存在的灰色像素。
如果原始的斜线分辨率为2a*2b,截图后的斜线分辨率则为a*b;类推到3840*2160和1920*1080,同样会产生原始图片中不存在颜色的像素,导致模糊。

各种应用情况下的实际表现

游戏

  • 直接使用低分辨率:默认插值算法
  • 渲染比例:游戏层面渲染+采样
  • 整数缩放:所谓的四点合一,需要分辨率符合以及支持的显卡,后文详细

实例:
以两个游戏为例,分别是Divinity Origin Sin2和提供了游戏内渲染比例的Ori and the Will of the Wisps。(多图注意,右键保存到本地查看更清楚)
ps:由于笔者使用的还是GTX1070,等抢到3080后再更新整数缩放

神界原罪2:

游戏中:
4K原生

1080P原生

4K屏幕,1080P分辨率

主菜单:
4K原生

1080P原生

4K屏幕,1080P分辨率

精灵与萤火之愿

4K原生

4K 50%渲染

4K 200%渲染

1080P原生

4K屏幕 1080P分辨率

4K屏幕1080P分辨率 200%渲染

很显然,原生以上的分辨率效果是最好的,剩下的由各位自行评判。

媒体

  • 大部分情况:线性插值,如网页浏览器、播放器等
  • 渲染器:MadVR

在源足够清晰的情况下,影响没有游戏明显

办公

这里只展示未适配软件的实际效果。

未适配缩放的app,可以观察标题栏和内容的清晰度差别:
waifu2x

针对性的解决方案

游戏:整数缩放

  • 目前各家显卡厂商都拿出了相应的解决方案,虽然目前有所限制
  • 适用于带不动原生分辨率,且未适配DLSS的游戏
  • 像素游戏或高ppi设备(如现在的4K显示器->1080P画面)效果更佳

显卡厂商的适配情况:

NVIDIA:整数缩放仅支持Turing架构及更新的显卡,即1650、1660系列、2000系列和以后的显卡。
在官方只找到了这一句话:

Integer scaling - Available only when scaling is performed on the GPU, and only for NVIDIA Turing and later GPUs. Scales smaller-than-native resolution source by duplicating pixels at the maximum possible integer factor in both horizontal and vertical directions.

来源不明的NVIDIA整数缩放效果,其他整数缩放效果基本相同:
NVIDIA Integer Scaling

AMD:兼容GCN架构及以后的独立显卡(HD7000系列及以上)、2000系列及以上的APU。
官方文档:AMD Integer Scaling(整倍缩放)技术| AMD

Intel::Gen11以上的核显支持。目前只有Ice Lake架构处理器采用,使用该架构的CPU型号为i5-10xxGx,i7-10xxGx(非G系的不是)。
官方文档:英特尔® 显卡的整数缩放支持

软件解决方法

媒体

视频:使用Mad-VR作为渲染器或直接使用默认渲染器为Mad-VR的播放器,笔者目前了解的默认为MadVR的播放器有MPC-HC和MPC-BE。

图片:看图软件放大或使用PS、waifu2x等自行处理

视频相关可以参考VCB-Studio的文章:
[VCB-Studio 科普教程 2.1] madVR 渲染器配置教程(2016.08.13 更新) | VCB-Studio
[VCB-Studio 科普教程 3] 视频格式基础知识 | VCB-Studio
[VCB-Studio 科普教程 5] 那些播放器教程背后的知识 | VCB-Studio

办公

大部分仍在更新的软件已经支持了Windows的缩放功能,文字已经可以正常缩放,图片等仍然会使用默认插值方法。
不支持软件的可以在执行文件右键属性中强制应用缩放,至少不会小到看不清了。


本文参考,感谢各位大佬以及社区讨论的朋友:
【四点合一?】4k显示器降1080p玩游戏,就是比同尺寸1080p糊!【显卡吧】_百度贴吧
Do games at 1080p look worse on a higher resolution monitor? | PC Gamer
关于4K显示器上显示1080P效果的探讨 - 电脑讨论 - Chiphell - 分享与交流用户体验
讨论:4k显示器显示1080p是否比原生清晰。【显卡吧】_百度贴吧
最近邻插值、线性插值、双线性插值-你必须要知道的一些点 - CSDN
[VCB-Studio 科普教程 2.1] madVR 渲染器配置教程(2016.08.13 更新) | VCB-Studio
[VCB-Studio 科普教程 3] 视频格式基础知识 | VCB-Studio
[VCB-Studio 科普教程 5] 那些播放器教程背后的知识 | VCB-Studio
IntegerScaler — nonblurry scaling of games in Windows 7+
Gaming at 1080p on 4K monitor : buildapc
1080p Gaming on 4k monitor? : buildapc
Do 4K monitors scale down well to 1080p gaming, as 1080p is exactly 1/4 of the 4K resolution? : nvidia
1080p Gaming on a 4k Display : pcgaming

Last modification:October 5th, 2020 at 10:29 pm