MiSTer FPGA搭配CRT螢幕與外置升頻器的輸出選項及延遲取捨

你購置MiSTer FPGA，目的只有一個：以最低延遲和最高畫質遊玩舊遊戲。問題是，你的顯示設備是CRT螢幕還是現代平板電視？答案直接影響你應選用的輸出方案。MiSTer FPGA CRT螢幕 升頻器 輸出選項 的取捨，歸根究底是類比訊號的直接路徑與數位升頻的妥協之間的選擇。若你擁有Sony PVM或任何一款支援RGB輸入的CRT螢幕，直接使用類比RGB輸出，總輸入延遲約1至2毫秒，這是目前任何升頻器方案都無法超越的數字。若你只能在液晶或OLED電視上遊玩，則必須透過HDMI輸出並搭配外置升頻器，例如RetroTINK 4K或OSSC，總延遲會升至10至20毫秒，主要來自電視本身的處理。沒有第三條路。以下逐一分析每個方案的實際操作與代價。

MiSTer FPGA透過專用I/O板的VGA埠，可直接輸出類比RGB訊號。你需要一條VGA轉RGBS或VGA轉色差線，視乎你的CRT螢幕支援何種輸入。Sony PVM通常接受RGBS（複合同步），而一般家用CRT電視多透過色差輸入。在MiSTer.ini檔案中，設定ypbpr=1可切換至色差輸出。同步訊號方面，支援csync、同步於綠色（SoG）及HV同步三種模式，多數PVM建議使用csync以獲得最穩定的畫面。

此方案的延遲表現無可比擬。從控制器輸入到CRT螢光粉發光，總延遲約1至2毫秒。控制器USB輪詢率為1000Hz時，輸入延遲僅約0.7至1.0毫秒，加上類比輸出無需幀緩衝，整個路徑幾乎是即時的。這對於節奏遊戲或精確平台跳躍至關重要。

代價在於CRT螢幕本身的物理限制。一台19吋的Sony PVM重約15至20公斤，體積龐大，在香港典型居住空間中佔據顯著位置。此外，CRT螢幕的故障率隨年齡上升，掃描線老化、聚焦模糊、幾何失真等問題無法避免。若你願意接受這些限制，類比RGB輸出是MiSTer FPGA的終極顯示方案。

Direct Video模式：無需I/O板的替代路徑

若你的MiSTer FPGA未安裝I/O板，仍可透過Direct Video功能輸出類比訊號。在MiSTer.ini中設定direct_video=1，HDMI埠會輸出原生解像度的數位RGB訊號，再透過HDMI轉VGA轉換器轉為類比訊號。此路徑的延遲與直接類比輸出幾乎相同，因為MiSTer FPGA在HDMI端並未進行升頻或幀緩衝處理，僅改變訊號載體。RetroRGB曾詳細測試此設定，確認其延遲表現與I/O板直接輸出一致。

對於無法或不想使用CRT螢幕的用家，MiSTer FPGA的HDMI輸出必須搭配外置升頻器才能在現代電視上獲得可接受的畫質。現代電視普遍無法正確處理240p訊號，會將其誤判為480i並進行錯誤的去交錯，導致畫面模糊、閃爍及延遲增加。外置升頻器的作用是將MiSTer FPGA輸出的低解像度訊號整齊地倍線至高解像度，同時保持像素的銳利邊緣。

MiSTer FPGA原生HDMI輸出最高支援2048×1536，但實務上常用1920×1440。這個解像度並非標準1080p或4K，因此直接連接電視時，電視的升頻引擎會再次處理，引入額外延遲與畫質損失。外置升頻器如RetroTINK 4K或RetroTINK 5X Pro，能以整數倍縮放將240p訊號精確放大至1440p或4K，避免像素大小不均與抖動。

延遲數據對比

MiSTer FPGA搭配RetroTINK 4K時，升頻器部分的輸入延遲約0.25毫秒（幀鎖定模式，60Hz下）。搭配RetroTINK 5X Pro時，同樣約0.25毫秒。搭配OSSC時，延遲更低於1條掃描線，即約0.016毫秒。這些數字遠低於人眼可感知的閾值。真正的延遲瓶頸在電視端：一部現代OLED電視在遊戲模式下，輸入延遲約8至15毫秒；若電視的升頻引擎再作非整數縮放，延遲可增加10至30毫秒。因此，即使升頻器本身延遲極低，總延遲仍由電視主導。

掃描線濾鏡與CRT模擬效果

外置升頻器的另一個關鍵功能是掃描線濾鏡。RetroTINK 4K利用其極高的輸出解像度（3840×2160），可精確模擬CRT螢幕的螢光粉排列與掃描線間隙。RetroTINK 5X Pro同樣提供多種濾鏡，但由於輸出解像度較低（1920×1440），掃描線的密度與真實性不及4K型號。MiSTer FPGA本身在HDMI輸出時亦提供內建掃描線濾鏡，但效果取決於輸出解像度與電視的縮放方式。若你追求最接近CRT的視覺效果，RetroTINK 4K是目前的最佳選擇。

直接比較兩條路徑的總延遲：

• CRT螢幕方案：MiSTer FPGA類比RGB輸出至CRT螢幕，總延遲約1至2毫秒。這包括控制器輸入延遲（約0.7至1.0毫秒）、FPGA處理時間（<1毫秒）及CRT螢光粉響應時間（約0.5至1毫秒）。
• 升頻器方案：MiSTer FPGA HDMI輸出至RetroTINK 4K或OSSC，再連接OLED電視（遊戲模式），總延遲約10至20毫秒。升頻器部分延遲極低（0.016至0.25毫秒），電視端延遲佔絕大部分。

體感上，10毫秒的延遲相當於在60Hz下約0.6幀。多數玩家無法察覺低於1幀（約16.7毫秒）的延遲差異。但對於極度敏感的玩家，或遊玩需要精確時機的遊戲（如《洛克人》系列、《節奏天國》），CRT方案仍具優勢。若你從未在CRT上玩過同一款遊戲，升頻器方案的延遲可能完全不會對你構成困擾。

失敗案例：若你的電視在遊戲模式外啟用動態對比或HDR處理，延遲可輕易超過30毫秒。務必確認電視設定為遊戲模式，並關閉所有後期處理功能。

掃描線濾鏡的目的是在液晶或OLED屏幕上模擬CRT螢幕的黑色水平間隙。效果的好壞取決於兩個因素：輸出解像度與濾鏡的繪製精度。CRT的掃描線是電子束橫向掃描的自然結果，間隙寬度與螢光粉的衰減特性相關，並非固定不變。數位濾鏡只能以像素為單位模擬，無法完全複製類比結構的隨機性。

MiSTer FPGA的內建掃描線濾鏡在HDMI輸出時有效，但若輸出解像度非整數倍於原始240p，掃描線會出現不均勻的網紋。例如，在1920×1080輸出下，240p的8倍垂直縮放（1920像素）無法整除1080行，掃描線間距會週期性變化。解決方法是設定輸出解像度為整數倍，例如1920×1440（240p的6倍垂直放大），此時掃描線可均勻繪製。

外置升頻器如RetroTINK 4K，因其輸出解像度達3840×2160，可模擬更精細的掃描線效果，甚至模擬CRT螢光粉的排列模式。RetroTINK 5X Pro的1440p輸出亦能提供良好的掃描線，但細節不及4K型號。OSSC不具備內建掃描線濾鏡，需依賴顯示器或後端處理，實用性較低。

關鍵限制：無論濾鏡多精確，液晶與OLED的像素是固定網格，而CRT的螢光粉是隨機分佈的類比結構。掃描線濾鏡可模擬水平間隙，但無法複製CRT的發光特性，例如螢光粉的餘暉效應與像素間的模糊過渡。追求完全真實的CRT體驗，唯一的選擇仍是實體CRT螢幕。

若你選擇不使用I/O板，Direct Video功能是替代方案。設定步驟如下：在MiSTer.ini檔案中，加入或修改direct_video=1。此設定使HDMI埠輸出與核心原生解像度相同的數位RGB訊號，而非升頻後的標準解像度。你需要一個HDMI轉VGA轉換器，將數位訊號轉為類比RGB。注意，轉換器必須支援csync輸出，否則可能出現同步問題。

此方案的優點是無需額外購買I/O板，且延遲表現與直接類比輸出幾乎相同。缺點是HDMI轉VGA轉換器的品質參差不齊，部分型號會引入額外延遲或畫質損失。建議選用經社群測試的型號，例如某些基於Analog Devices晶片的轉換器。

RetroRGB的測試指出，Direct Video模式在240p與480i下均能正常運作，但在480p或更高解像度下，部分轉換器可能出現畫面撕裂。若你主要遊玩240p核心（如紅白機、超任、MD），Direct Video是可靠的選擇。

若你決定使用現代電視，以下是最實務的搭配建議：

• 預算充足，追求最佳畫質：MiSTer FPGA HDMI輸出至RetroTINK 4K，再連接4K OLED電視。設定輸出解像度為3840×2160，啟用掃描線濾鏡與螢光粉模擬。
• 預算有限，接受較低解像度：MiSTer FPGA HDMI輸出至RetroTINK 5X Pro或OSSC，再連接1080p或1440p電視。OSSC需注意電視兼容性，部分電視無法顯示其非標準輸出時序。
• 不建議使用mClassic：mClassic的最高輸出解像度在60Hz下僅為1440p，且其反鋸齒處理會模糊像素藝術的銳利邊緣。對於追求準確還原的懷舊玩家，mClassic不是合適的選擇。

在任何方案中，確保電視設定為遊戲模式，並關閉動態對比、HDR及任何後期處理功能。這些設定會增加10至30毫秒的延遲，完全抵消升頻器的低延遲優勢。