掃描線濾鏡在現代屏幕上模擬CRT顯示效果的技術限制與真實性評估

任何升頻器的掃描線濾鏡，無論運算多精密，都無法完全重現CRT的類比顯示效果。原因是CRT螢幕的螢光粉排列是隨機的類比結構，電子束擊發螢光粉時，光點邊緣模糊且位置有微觀偏差。而液晶屏幕的像素網格是固定且整齊的。這個物理差異決定了升頻器掃描線濾鏡效果的對比本質：濾鏡只能在固定網格上模擬掃描線，永遠無法複製CRT那種隨機、有機的發光特性。以下從螢光粉排列與像素網格的矛盾出發，解釋為甚麼濾鏡必須配合精確的整數倍縮放才能避免不均勻網紋，並引用RetroTINK 4K以高解像度模擬螢光粉排列的技術文件，說明高解像度輸出如何提升模擬精度，同時指出任何濾鏡都無法完全重現CRT的隨機類比結構與動態反應。

非整數倍縮放必然產生網紋

掃描線濾鏡在非整數倍縮放時必定產生不均勻網紋。液晶屏幕的像素是固定尺寸，而CRT掃描線的黑色間隙是連續的。當升頻器將240p訊號以非整數倍（例如2.5倍）放大時，每條模擬掃描線的粗細無法均分像素。結果是部分掃描線比相鄰的掃描線粗或幼，形成週期性明暗條紋，在橫向滾動的畫面中尤其明顯。

OSSC的預設掃描線濾波器強度範圍為0%至100%，以6.25%為增量，提供乘法或加法兩種混合方式。但OSSC的掃描線濾波器僅在行倍頻模式（line multiplication mode）下啟用，直通模式（passthrough）或交錯掃描補償（interlaced scan compensation）啟用時會自動關閉。這意味着OSSC用家必須使用整數倍縮放（例如2x、3x、4x），才能獲得均勻的掃描線效果。

獨立調整奇偶行強度的限制

RetroTINK 5X Pro的掃描線濾波器強度範圍為0至255，並允許獨立調整奇數行與偶數行強度。這項功能讓用家補償不同主機輸出的亮度差異，但同樣依賴於整數倍縮放。若輸出解像度不是輸入解像度的整數倍，奇偶行強度調整只會放大不均勻性，無法消除網紋。

實務上，RetroTINK 4K以4K解像度（3840x2160）輸出時，240p訊號可以被整數倍放大至9倍（2160/240=9）。這意味着每條原始掃描線佔用9條像素行，模擬掃描線的黑色間隙可以精確落在整數像素上。這是以高解像度輸出提升模擬精度的核心機制。

三種遮罩模擬與可調參數

RetroTINK 4K提供超過20種掃描線濾波器預設，涵蓋PVM、BVM及家用CRT電視型號。其CRT光束模擬（CRT beam simulation）包含可調節的輝光（bloom）與模糊（defocus）參數，試圖模仿電子束擊發螢光粉時的光暈擴散。遮罩模擬支援光圈柵（Aperture Grille）、狹縫光柵（Slot Mask）及點狀蔭罩（Shadow Mask）三種CRT螢光粉排列方式。

光圈柵是Sony Trinitron螢幕使用的技術，螢光粉排列為連續垂直條紋；狹縫光柵常見於消費級CRT電視，螢光粉為橢圓形垂直排列；點狀蔭罩則是傳統CRT顯示器使用的點陣排列。RetroTINK 4K以4K解像度繪製這些遮罩圖案時，每個螢光粉點或條紋可以由多個像素構成，從而模擬出近似CRT的微觀結構。

固定圖案無法複製隨機偏差

但即使如此，RetroTINK 4K的螢光粉模擬仍然是固定圖案。真實CRT的螢光粉排列存在隨機偏差，同一型號的兩台Sony PVM，其螢光粉位置也不會完全相同。這種隨機性正是模擬無法複製的部分。

乘法與加法混合方式的選擇

OSSC的抽線濾鏡設定相對簡單，但也意味着限制較多。用家只能在行倍頻模式下啟用掃描線濾波器，並選擇乘法或加法混合方式。乘法模式會降低掃描線位置的亮度，加法模式則在掃描線位置疊加黑色訊號。乘法模式對畫面整體亮度的影響較小，但掃描線的黑色間隙較不明顯；加法模式的掃描線更黑，但會降低畫面整體亮度。

強度設定方面，OSSC以6.25%為增量，用家需要逐級測試。對於240p訊號，50%至75%強度是常見設定範圍；對於480i訊號，OSSC的掃描線濾波器會自動關閉，因為交錯掃描補償啟用時濾波器無法運作。這意味着OSSC無法為480i訊號提供掃描線效果。

OSSC Pro的延續限制

OSSC Pro作為後繼機，加入FPGA架構的適應性去交錯與縮放功能，但掃描線濾波器的基本限制仍然存在：只有整數倍縮放才能避免網紋。若用家使用OSSC Pro的任意比例縮放功能，掃描線濾鏡的效果會明顯劣化。

掃描線濾鏡與真實CRT之間的差異可以歸納為五個層面：

1. 掃描線的隨機性：CRT的電子束掃描路徑受地磁場與電路噪聲影響，掃描線位置有微觀抖動。濾鏡的掃描線位置是固定的像素行。
2. 螢光粉發光特性：CRT螢光粉被電子束擊發後有餘輝效應，亮度隨時間指數衰減。液晶像素的亮度是持續的，直到更新幀。
3. 像素網格與螢光粉排列：液晶屏幕的像素網格同時有水平與垂直的物理邊框（即像素網格），而CRT的陰影遮罩或光圈柵欄只在垂直方向有結構。濾鏡無法消除液晶的像素網格。
4. 動態反應：CRT的電子束掃描是逐行即時完成的，沒有幀緩衝。液晶屏幕需要完整的幀緩衝才能顯示畫面，這個延遲是物理限制。
5. 亮度衰減：CRT的掃描線黑色間隙是電子束關閉時的自然結果，亮度衰減是連續的。濾鏡的黑色間隙是固定像素，亮度衰減是離散的。

這五個差距中，前兩個是模擬精度問題，更高解像度的輸出可以改善，但無法完全消除。後三個是物理結構差異，任何濾鏡都無法跨越。

RetroTINK 4K的次像素渲染條件

次像素渲染是近年高解像度升頻器試圖模擬CRT螢光粉排列的技術手段。RetroTINK 4K以4K解像度繪製遮罩圖案時，每個螢光粉點可以由多個像素構成，從而實現類似次像素的渲染效果。但次像素渲染的前提是輸出解像度足夠高，至少需要8倍於輸入解像度，才能讓每個螢光粉點有足夠的像素來表現其形狀與邊緣模糊。

MiSTer FPGA與官方模擬器的精度限制

MiSTer FPGA的掃描線濾波器產生方式基於framebuffer的濾鏡檔案（.txt格式），透過陰影遮罩（shadow mask）圖層疊加實現。用家可以自訂水平與垂直掃描線粗細以及亮度衰減值。MiSTer FPGA的優勢在於其FPGA架構可以提供極低延遲的HDMI輸出，但掃描線濾鏡的精度受限於輸出解像度，MiSTer FPGA最高輸出為1440p，無法達到RetroTINK 4K的4K解像度。

Sony PVM-20L5在240p訊號下，掃描線是可見的；在720p及1080i訊號下，掃描線不可見。這說明掃描線的可見性與訊號解像度直接相關。Sony BVM-D24E1WU的中心區域掃描線間距取決於電視線（TVL）規格，1000 TVL意味着掃描線非常幼細。模擬這類高階CRT的掃描線，需要極高的輸出解像度才能準確呈現。

五種預設樣式的差異

RetroTINK 5X Pro提供五種掃描線濾波器預設樣式：標準（Standard）、PVM、BVM、消費級（Consumer）、狹縫光柵（Slot Mask）、光圈柵（Aperture Grille）。PVM與BVM樣式模擬Sony專業監視器的掃描線效果，其特點是掃描線間距較窄，黑色間隙較幼細。消費級樣式模擬家用CRT電視的掃描線，黑色間隙較寬。狹縫光柵與光圈柵樣式則模擬不同CRT螢光粉排列方式的微觀結構。

解像度如何限制模擬精度

實務上，PVM與BVM樣式在RetroTINK 5X Pro的1440p輸出下，效果接近但無法完全等同於真實的Sony PVM。原因是RetroTINK 5X Pro的輸出解像度為1440p（2560x1440），240p訊號的整數倍放大為6倍（1440/240=6），每條掃描線佔用6條像素行。真實Sony PVM的掃描線間距由TVL決定，例如PVM-20L5的掃描線間距約為0.3毫米。在1440p屏幕上，每條掃描線的像素行數固定為6，無法模擬TVL變化帶來的掃描線間距差異。

RetroTINK 4K以4K解像度輸出時，240p訊號的整數倍放大為9倍，每條掃描線佔用9條像素行。這意味着掃描線的黑色間隙可以更精細地調整，從而更接近PVM的掃描線外觀。

升頻器掃描線濾鏡效果對比的結論可以歸納為一個條件：當輸出解像度是輸入解像度的整數倍，且整數倍數足夠大（至少6倍，最好9倍以上）時，掃描線濾鏡可以模擬出接近真實CRT的掃描線外觀。當輸出解像度不是整數倍，或整數倍數不足時，掃描線濾鏡只是視覺噱頭。它會產生不均勻網紋、亮度不一致的掃描線，以及與液晶像素網格疊加後的摩爾紋。

具體判斷標準：

• 240p訊號，輸出為1080p（4.5倍縮放）：非整數倍，濾鏡效果差，產生網紋。
• 240p訊號，輸出為1440p（6倍縮放）：整數倍，濾鏡效果可接受，掃描線均勻。
• 240p訊號，輸出為2160p（9倍縮放）：整數倍，濾鏡效果最佳，可模擬螢光粉排列。
• 480i訊號：任何輸出解像度都無法獲得穩定的掃描線效果，因為交錯掃描的奇偶場會導致掃描線位置在每幀之間跳動。

Bob去交錯處理480i訊號時，會將每個場（奇數場或偶數場）直接放大為完整幀，導致掃描線位置在幀與幀之間上下跳動，產生抖動。這種情況下，掃描線濾鏡無法穩定顯示。

升頻器型號	輸出解像度	240p整數倍數	掃描線預設數量	螢光粉排列模擬	480i掃描線支援
OSSC	最高1080p	4.5倍（非整數）	1種（可調強度）	無	不支援
OSSC Pro	最高1440p	6倍	1種（可調強度）	無	不支援
RetroTINK 5X Pro	最高1440p	6倍	5種	無	不支援
RetroTINK 4K	2160p	9倍	超過20種	光圈柵、狹縫光柵、點狀蔭罩	不支援
MiSTer FPGA	最高1440p	6倍	自訂（.txt濾鏡）	陰影遮罩圖層	不支援

mClassic不提供掃描線功能

mClassic不提供掃描線濾波器功能，僅執行抗鋸齒及升頻處理。對於需要掃描線效果的用家，mClassic不是合適的選擇。mClassic的4K輸出僅在30Hz及以下才能實現，60Hz下最高輸出為1440p，且不具備任何CRT模擬濾鏡。

Analogue Pocket與官方模擬器的局限

Analogue Pocket的原廠LCD屏幕支援Original Display Mode，模擬DMG、GBC及GBA的像素網格與子像素排列。這項功能是針對手提遊戲機的像素網格模擬，而非CRT掃描線模擬。僅在Analogue Dock連接外部1080p屏幕時，可以啟用CRT Trinitron模擬濾鏡。Analogue Pocket的掃描線濾鏡適用範圍有限，僅限於底座連接外部屏幕的情況。

Nintendo Switch Online官方模擬器在2023年隨Game Boy Advance模擬器推出而加入CRT濾鏡。Sega Mega Drive Mini 2提供CRT濾鏡1及CRT濾鏡2兩種樣式，於2022年發佈。Sony PlayStation Classic則提供CRT掃描線濾鏡，於2018年發佈。這些官方模擬器的掃描線濾鏡效果介於實用與裝飾之間，它們可以讓畫面看起來更像CRT，但精度遠低於RetroTINK 4K等專業升頻器。

適合與不適合的用家類型

掃描線濾鏡適合追求畫面精準度的硬核懷舊玩家，尤其是那些使用RetroTINK 4K或RetroTINK 5X Pro配合整數倍縮放的用家。這類用家能夠理解掃描線濾鏡的限制，並願意為更接近CRT的外觀而調整設定。

掃描線濾鏡不適合只想在PC上玩舊遊戲而不涉及實體主機的人。PC模擬器可以透過ReShade等濾鏡工具實現更靈活的掃描線效果，無需依賴升頻器。掃描線濾鏡也不適合認為所有舊遊戲都應該被填滿整個16:9屏幕而不介意畫面變形的人，這類用家追求的是畫面填充而非精準還原。

最常見的失敗情況與正確做法

最常見的失敗情況是用家購入OSSC後，將掃描線濾鏡強度設為100%並使用非整數倍縮放。結果畫面出現嚴重的網紋與亮度不均，然後認為掃描線濾鏡是無用的噱頭。正確的做法是：先確保輸出解像度是輸入解像度的整數倍，再從50%強度開始測試掃描線濾鏡，逐步調整至視覺效果最佳的數值。