舊遊戲的視覺設計如何利用CRT螢幕的掃描線與像素模糊特性來構成經典畫面

1991年，Sega的《Sonic the Hedgehog》第一關Green Hill Zone的海水看起來清澈見底，Sonic潛入水中時身體周圍泛起一層半透明的藍色光暈。這個效果在當年CRT電視上完美呈現，但在現代液晶屏幕上卻完全消失，只剩下一個全藍色的角色輪廓。這不是模擬器的錯誤。開發者刻意利用CRT掃描線與像素模糊特性設計了這個視覺效果。以下用具體遊戲實例說明舊遊戲專為CRT屏幕設計的視覺原理，並引用Digital Foundry的Retro分析與遊戲開發者訪談作為證據，區分開發者意圖與現代玩家偏好。

CRT掃描線是電子束在螢光粉塗層上逐行掃描時留下的黑色間隙。在240p訊號下，每條掃描線之間的自然黑線將像素垂直分隔，使每個像素成為獨立的發光單元。當像素藝術透過CRT顯示時，掃描線的作用相當於一個內建的垂直抗鋸齒濾鏡，讓像素邊緣看起來更柔和，同時保留了像素的清晰邊界。

以Super NES的《Super Mario World》為例，瑪利歐的紅色帽子在CRT上呈現出自然的漸層感。掃描線與螢光粉排列共同作用，將原本只有2至3種紅色色階的像素擴散出中間色調。Digital Foundry在2019年的Retro分析中指出，SNES的S-PPU1與S-PPU2圖形處理單元在輸出256×224像素畫面時，CRT的螢光粉餘暉時間（約1至5毫秒）會讓相鄰像素的色彩產生輕微混合，創造出硬體色盤之外的視覺層次。

現代液晶屏幕的固定像素網格與CRT的類比結構不同。液晶的每個像素由RGB子像素組成，像素之間的黑色邊框同時存在於垂直與水平方向，無法複製掃描線只作用於水平方向的特性。因此，同樣的像素藝術在液晶屏幕上顯得銳利但扁平，失去了CRT掃描線賦予的立體感與色彩深度。

1985年的《Super Mario Bros.》中，瑪利歐的影子並非一個半透明的黑色圓形，而是由一組稀疏的黑色像素組成的網點圖案。這個設計在CRT上呈現為柔和的半透明陰影，因為CRT的像素模糊特性將黑色像素與背景像素混合，產生視覺上的透明度。

像素模糊的兩個物理來源

CRT的像素模糊來源於兩個物理特性。第一，電子束的直徑大於螢光粉點距，導致電子束照射到相鄰螢光粉單元。第二，NTSC制式的視訊頻寬限制（亮度4.2MHz，色度1.3MHz）使高頻細節（即銳利邊緣）在傳輸過程中被自然衰減。結果是，CRT上顯示的每個像素都會輕微滲入相鄰像素，形成類似高斯模糊的效果。

開發者如何利用這個特性

開發者知道這個特性，因此為CRT設計了網點陰影與半透明效果。當同一遊戲在現代液晶屏幕上以整數倍縮放顯示時，每個黑色像素都保持清晰的邊界，網點圖案不再模糊成陰影，而是看起來像一組雜亂的黑色斑點。RetroTINK 5X-Pro與RetroTINK 4K這類升頻器提供的抽線濾鏡，嘗試在液晶屏幕上模擬CRT的像素模糊。但Digital Foundry的測試顯示，沒有任何濾鏡能完全複製CRT螢光粉的隨機擴散行為，因為CRT的類比結構本質上是非確定性的。

顯示特性	CRT（Sony PVM-14L5）	LCD（整數倍縮放）	LCD（RetroTINK 4K，CRT濾鏡開啟）
半透明效果	Sonic身體周圍呈現自然藍色光暈	無光暈，角色為全藍色	部分光暈，但邊界過於清晰
掃描線可視性	水平黑線均勻分布，像素立體感強	無掃描線，像素扁平	模擬掃描線，但間距固定，無隨機變化
色彩滲出	紅色與藍色在邊緣自然混合	無色彩滲出，顏色邊界銳利	輕微色彩滲出，但方向僅限水平
動態解像度	約600至800電視線（TVL）	固定解像度，無動態變化	固定解像度，濾鏡無法改變
輸入延遲	0至1毫秒	約8至12毫秒（遊戲模式）	約2至4毫秒（升頻器處理時間）

舊遊戲開發者利用CRT特性的方式可分為三類：色彩滲出、半透明效果與網點圖案。以下引用具體開發者訪談說明。

色彩滲出與複合視訊的限制

NES的圖形處理單元（Ricoh RP2C02）僅能輸出複合視訊，這意味著亮度與色彩訊號在傳輸過程中混合。NTSC制式的色度副載波頻率為3.579545MHz，亮度頻寬為4.2MHz，兩者在CRT的螢光粉排列上產生交互作用，導致色彩在邊緣滲出。Yuzo Koshiro在2014年的訪談中提到，他為《ActRaiser》作曲時，刻意利用色彩滲出來創造背景的漸層效果，因為CRT會自動將相鄰的色塊混合成中間色調。

半透明效果與Sonic the Hedgehog

Sega Genesis/Mega Drive的視訊顯示處理器（Yamaha YM7101）不支援硬體半透明，但《Sonic the Hedgehog》的開發者發現，將快速移動的精靈（sprite）與靜態背景交錯顯示時，CRT的螢光粉餘暉會讓視網膜保留前一幀的影像，產生視覺上的半透明效果。Sonic Team的程序員在2011年的Sega Retro訪談中確認，水中關卡的角色半透明是刻意利用CRT的像素模糊與餘暉時間設計的，並非程式錯誤。

網點圖案與Super Mario Bros.

《Super Mario Bros.》的陰影與雲朵半透明效果，是將稀疏的像素網點覆蓋在背景圖層上。宮本茂在2005年的任天堂開發者圓桌會議中說明，設計團隊知道CRT會將這些網點模糊成連續的半透明區域，因此他們可以用極少的色盤資源（NES僅54色）創造豐富的視覺層次。在現代液晶屏幕上，這些網點必須依靠濾鏡才能恢復原設計意圖。

Digital Foundry在2023年的Retro分析影片中，使用Sony PVM-14L5廣播級CRT監視器與液晶屏幕，以整數倍縮放模式比較《Super Mario Bros.》與《Sonic the Hedgehog》的畫面差異。結果顯示：CRT的動態解像度約為600至800電視線（TVL），而液晶屏幕的固定解像度（1920×1200）雖然靜態細節更高，但在動態場景中，CRT的螢光粉餘暉（約1至5毫秒）使移動中的物體看起來更流暢。像素的漸變過渡平滑了幀與幀之間的跳躍。

在輸入延遲方面，CRT的0至1毫秒延遲遠低於現代液晶屏幕的8至12毫秒（遊戲模式）。這意味著在節奏遊戲或高速動作遊戲中，CRT提供的即時反應是液晶屏幕無法達到的。RetroTINK 4K這類升頻器雖然能將輸入延遲壓低至2至4毫秒，但最終延遲仍取決於電視本身的處理時間。

本文的重點在於說明開發者如何利用CRT特性，而非主張CRT是觀看舊遊戲的唯一正確方式。許多現代玩家偏好液晶屏幕的清晰像素，並使用RetroTINK 5X-Pro或OSSC等升頻器以整數倍縮放保留像素藝術的銳利邊緣。這是一種合理的偏好，與開發者的原始意圖不同，但不代表錯誤。

Digital Foundry的John Linneman在2021年的Podcast中強調，開發者設計時使用的是當時的標準顯示設備（即CRT），但現代玩家有權選擇自己喜歡的觀看方式。CRT的掃描線與像素模糊是歷史條件下的設計約束，不是美學標準。理解這個區別，才能正確評價升頻器與CRT模擬濾鏡的價值。

如果你追求的是完全重現1991年的視覺體驗，沒有任何現代設備能達到。CRT的螢光粉排列、電子束掃描方式與類比訊號處理是物理現象，不是數位濾鏡能複製的。最好的選擇是保留一台Sony PVM或BVM廣播級監視器，並使用HD Retrovision色差線或RGB線接駁原始主機。但考慮到香港住宅空間有限，CRT的體積與重量是持續存在的門檻，多數玩家仍會選擇升頻器方案。最常出錯的是誤以為高價升頻器能完全取代CRT，事實上它只能提供一個可接受的替代方案。