為什麼高解析度屏幕在使用低解析度時無法做到點對點映射？

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比如說，在windows系統下桌面使用1080p的解析度連接到4k屏幕上，系統ui會有圖像明顯模糊的情況。
但是某些遊戲使用1080p解析度的全屏可以達到很好的效果。感覺就好像是把1080p的一個點映射到4k的四個點上了。
直覺上覺得在整數比率的縮放下，點對點縮放比起插值演算法更容易實現，效果也更好，請問是這樣嗎？
如果是這樣的話，為什麼在4k解析度逐漸普及的現在各個廠商遲遲沒有更新點對點縮放的選項呢。（畢竟有的時候筆記本渲染4k解析度的東西還是有點卡，偶爾會想要用1080p解析度啦。）

謝邀 @另一隻襪子

個人分析，如有錯誤歡迎指正

這涉及顯卡底層輸出圖像信號縮放採用的演算法問題。

為了方便，以題主舉的例子為例，同時認為顯示屏解析度為3840*2160（這樣才能點對點顯示FHD畫面），而這個解析度多見於筆記本，所以再假設這個顯示屏是筆記本上面的。

首先，不管什麼情況，只要4k顯示屏在全屏顯示，其接收到的圖像信號一定是3840*2160的，小於這個解析度就會有黑邊——筆記本屏幕的控制電路自身沒有縮放畫面的功能。

為了消除黑邊，現在都會採用顯卡縮放輸出來解決，比如NVIDIA控制面板中的「縮放模式」，可以由驅動程序控制；而在BIOS等驅動程序未載入的情形下，顯卡會默認採用其中一種縮放模式。

既然要縮放圖像，就免不了要涉及縮放的演算法

現在NVIDIA、AMD、Intel三大公司的PC顯示晶元，底層應該都是採用了雙三次插值演算法（就是PhotoShop裡面的兩次立方）

這種演算法的優點是可以消除因為放大帶來的畫面鋸齒感，缺點是會導致圖像銳度的損失，這裡不細講了，網上有很多詳細的分析文章

點對點顯示相當於另一種縮放演算法，簡單粗暴，不損失圖像銳度，但只適用於整數比例縮放

（點擊圖片放大查看，ps里沒有點對點放大，用200%鄰近縮放代替）

對於文字而言，雙三次縮放帶來的銳度損失就會導致圖像一片模糊，慘不忍睹

對於遊戲這類完整畫面為主的圖像，雙三次插值演算法反而是最優選擇之一，因為縮放後圖像的鋸齒感最弱；同時人眼是盯著整幅畫面觀看，銳度的損失不會使人感覺很不舒服。

（同樣點擊圖片放大觀看，左為200%鄰近縮放，右為200%雙三次插值縮放）

雙三次插值演算法的這個特性，就是造成1080p畫面縮放到3840*2160輸出時，文字一片模糊而遊戲畫面覺得挺不錯的原因。

當然，縮放是無法展現更多細節的，下圖是遊戲設置到4k解析度的截圖，明顯比上面更清晰。

下面上一組4K屏幕顯示不同解析度畫面的實拍

1080p解析度下顯示系統UI

原始4K下和1080p縮放到4K的遊戲畫面細節區別（左4k，右1080p），明顯左圖更清晰，但右圖看起來也不算難受。不過如果仔細看，會發現右側「GROTTI」的文字已經糊了。

原始4K下和1080p縮放到4K的遊戲文字細節區別（左4k，右1080p），明顯可見右圖文字邊緣模糊有毛邊。

總結一下：

（1）進行縮放時，顯卡對圖像輸出採用的雙三次插值演算法會導致圖像銳度損失，是模糊感的來源。

（2）人在觀看靜態文字時的視線集中度與觀看圖片/視頻不一樣，觀看文字時視線和思維高度集中，圖像銳度的損失在大腦中的反饋更加強烈，是文字模糊感比圖片模糊感強的原因。

（3）點對點縮放的實現前提很苛刻，要求顯示屏的縱向、橫向解析度必須是圖像解析度大於1的整數倍。實際應用場合中不可能始終保證這樣的前提，所以顯卡必須採用普適性更強的縮放演算法。

糾正題主一處錯誤：

但是在桌面使用4k解析度時，某些遊戲使用1080p解析度的全屏可以達到很好的效果。感覺就好像是把1080p的一個點映射到4k的四個點上了。

桌面和全屏狀態下的遊戲解析度永遠是一致的，在遊戲進入directx接管的全屏顯示後，系統解析度就會自動降低到1080p，（具體表現為你在全屏遊戲和桌面之間切換，會有一個解析度變換的過程。）這時候的縮放仍然由顯卡負責，演算法和縮放系統UI是一樣都是雙三次插值而不是點對點。

建議題主自學了解以下幾個知識點，應該能理解個大概：

texture/surface resolution的準確含義;

monitor timing的準確含義;

GPU和monitor如何用upscaling/downscaling處理當resolution與timing不一致時的正常顯示，用overscan/downscan來處理monitor的black region;

anti-aliasing的原理;

不同monitor rgb顆粒的排列方式。

作為資深索狗的我要一定要說一波Z5 premium 的普通模式下就是將1080一個到四個映射到4K的

（雖然我自己用的是compact）