整數倍縮放與非整數倍縮放對像素藝術還原的影響

將一部任天堂紅白機（Famicom）的 240p 訊號接上 4K 電視，如果直接讓電視自己放大，畫面上的馬里奧會出現大小不一的方格，水平線條會閃爍，整張臉像在抖動。問題根源是電視的非整數縮放。解決方案是「整數倍縮放原理」：每個原始像素被複製為整數個輸出像素，確保所有像素大小完全一致。

240p 不是現代電視標準。大部分電視會誤判它為 480i，然後用非整數比例強行拉伸。結果是同一條直線，一部分像素被放大 3.2 倍，另一部分放大 3.8 倍，閃爍與偽影由此產生。專業升頻器如 OSSC 或 RetroTINK 4K 所做的事情，就是用整數倍縮放繞過這個錯誤。

整數倍縮放（Integer Scaling）的數學非常簡單：輸入解像度乘以整數，等於輸出解像度。以 240p 為例：

• 2x = 480p
• 3x = 720p
• 4x = 960p
• 5x = 1200p
• 6x = 1440p
• 9x = 2160p（即 4K）

240 × 9 = 2160，4K 屏幕是 240p 的完美整數倍。使用 RetroTINK 4K 設定 Integer Scaling (Sharp Pixels) 模式，輸出 2160p，每個原始像素被複製為 9×9 個像素，像素網格整齊劃一，沒有模糊，沒有閃爍。

非整數縮放（Non-integer Scaling）則不然。如果電視將 240p 強拉到 1080p，倍率是 4.5 倍（1080 ÷ 240 = 4.5）。有些掃描線被放大 4 條像素，有些被放大 5 條，像素大小不一致，畫面就會出現水平抖動。這種現象稱為像素抖動（Pixel Jitter），是非整數縮放最常見的偽影。

非整數縮放像素抖動（Non-integer Scaling Pixel Jitter）的物理原因是液晶屏幕的固定像素網格無法分割。當倍率不是整數時，部分原始像素必須分配到更多或更少的輸出像素。這個分配在每條掃描線上都可能不同，導致水平線條的粗細在畫面滾動時不斷變化。

用 240p Test Suite 的格線圖案測試最清楚：整數倍縮放下，所有格線寬度一致；非整數倍下，格線一條粗一條幼。畫面移動時，粗幼線會交替位置，造成視覺上的閃爍。OSSC 的 Line3x（720p）和 Line5x（1200p）是純整數倍線，延遲少於 0.1 毫秒，像素時鐘精度與原始主機同步，不存在這種問題。

電視的升頻引擎通常使用雙線性插值（Bilinear Interpolation）來填補非整數倍的空隙。這會進一步模糊像素邊界，破壞像素藝術（Pixel Art）的硬邊。像素藝術還原（Pixel Art Restoration）的核心要求就是保持每個像素的獨立邊界。整數倍縮放是唯一能做到這一點的方法。

黑邊從何而來

整數倍縮放黑邊問題（Integer Scaling Black Border Problem）是懷舊玩家最常見的取捨。以 240p 輸入、1080p 輸出為例：240p 的 4x 整數倍是 960p，不是 1080p。如果你的屏幕是 1080p，960p 的畫面上下會留下黑邊。等比例縮放（Aspect Ratio Correction）會拉伸至滿屏，代價是非整數倍導致的像素抖動。

在 4K 屏幕上，這個問題幾乎消失。240p 的 9x 整數倍正好是 2160p，完美填滿，沒有黑邊。480p 的 4x 整數倍是 1920p，接近 4K 的 2160p，上下僅有少量黑邊，對多數玩家來說可以接受。

如果你的電視是 1440p 屏幕，240p 的 6x 整數倍等於 1440p，也是完美填滿。RetroTINK 5X-Pro 最高輸出 1440p。這不是巧合：1440p 對 240p 和 480p 都是友善的整數倍目標解像度。

整數倍縮放與等比例縮放的選擇

區分方法是看你的優先級：

• 整數倍縮放：像素大小一致，畫面銳利，可能有黑邊。
• 等比例縮放：畫面填滿屏幕，比例不變形，但像素大小不均，可能閃爍。

對像素藝術為主的遊戲（紅白機、超任、SEGA Saturn 的 2D 遊戲），整數倍縮放是唯一正確的選擇。對 3D 遊戲（PlayStation 2、Dreamcast），非整數縮放的模糊有時能掩蓋鋸齒，但延遲和閃爍仍是代價。

升頻器不支援整數倍時

等比例縮放取捨（Aspect Ratio Correction Trade-offs）不是非黑即白。如果你的電視不支援整數倍縮放，或者你用的 mClassic 這類沒有整數倍模式的升頻器，你只能接受非整數縮放。mClassic 的輸出解像度在 60Hz 下最高為 1440p。它不保留原始像素網格，而是用後處理反鋸齒來平滑邊緣。這對 3D 遊戲效果不錯，對像素藝術則是災難。

輸入延遲的代價

另一個取捨是輸入延遲（Input Lag）。OSSC 的整數倍線延遲少於 0.1 毫秒。但如果你讓電視再作一次非整數縮放，電視的遊戲模式延遲可能增加 10 至 30 毫秒。理想方案是讓升頻器做整數倍縮放，然後電視以點對點（1:1 Pixel Mapping）模式顯示，避免電視介入。

部分電視的「點對點」模式名稱不同，可能叫「Just Scan」、「Full Pixel」或「1:1」。找不到這個設定，整數倍縮放的黑邊會被電視再次拉伸，抵消升頻器的努力。

4K 解像度的先天優勢

4K 解像度（3840×2160）對懷舊遊戲極度友善。240p 的 9x、288p 的 7.5x（非整數，但接近）、480p 的 4.5x（非整數）、720p 的 3x, , 只有 240p 是完美整數倍，但其他解像度的誤差也比 1080p 時代小得多。RetroTINK 4K 的 Integer Scaling (Sharp Pixels) 模式可以做到 1x 至 12x 的整數倍縮放，配合 CRT 模擬濾鏡（如掃描線濾鏡和像素網格），在液晶屏幕上還原 CRT 螢幕的視覺效果。

電視設定是成敗關鍵

最常出錯的地方是：即使你用 RetroTINK 4K 做了整數倍縮放，如果電視的「畫面填滿」設定是開啟的，電視會把黑邊裁掉或再次拉伸。關閉電視的所有畫面縮放功能，確保升頻器的輸出以點對點方式顯示。做不到這一點，整數倍縮放的努力就白費了。