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在家中測量懷舊遊戲輸入延遲的實務方法:相機拍攝與Leo Bodnar測試器

學習使用Leo Bodnar延遲測試器或240p Test Suite配合相機,在家中精確測量懷舊遊戲設置的輸入延遲。

在家中測量輸入延遲方法:兩種實務方案一次搞懂

測量家中懷舊遊戲設置的輸入延遲,最可靠的方案只有兩種:Leo Bodnar延遲測試器與高速相機拍攝法。前者準確至±1毫秒,後者可捕捉整個畫面的掃描延遲。兩種方法都不需要實驗室設備,但操作細節決定成敗。以下按步驟拆解,附上社群公認的測試流程(RetroRGB與MLiG標準),讓你一次掌握。

輸入延遲是按下按鈕到畫面出現反應的總時間,單位是毫秒(ms)。舊主機輸出240p、480i等低解像度訊號,經升頻器倍線至高清後,延遲來自每一個環節:主機本身的處理時間、升頻器的倍線時間、電視的縮放與影像處理時間。單靠體感無法分辨5ms與15ms的差異。累積超過一幀(約16.67ms)時,節奏遊戲或精準跳躍會明顯感到「慢半拍」。

How to measure input lag at home (camera method, Leo Bodnar)
NASA/JPL-Caltech/K. Stevenson (Univ. of Central Florida) , Public domain via Wikimedia Commons

Leo Bodnar延遲測試器:最直接的數字方案

Leo Bodnar Video Signal Input Lag Tester是目前量產中最普及的輸入延遲測試工具。它由英國Leo Bodnar Electronics推出,測試器本身是一台HDMI訊號產生器,內置光電感應器。操作時將它接入待測顯示器的HDMI輸入,然後把感應器貼附在屏幕表面指定位置。

測試器會輸出測試圖案:屏幕頂部、中部、底部各有一條白色橫條。感應器偵測該區域的亮度變化,計算由訊號發出至屏幕顯示的時間差。結果直接顯示在測試器的小屏幕上,單位是毫秒,量度範圍0至999ms。

Leo Bodnar測試器支援以下解像度:1080p@60Hz、720p@60Hz、480p@60Hz、576p@50Hz。這意味它無法直接測試240p或480i訊號。這些舊主機的輸出模式必須先經升頻器轉換為480p或以上,才能用測試器量度。因此,若你要測量的是升頻器(如RetroTINK 5X-Pro或OSSC)的輸入延遲,可將升頻器的HDMI輸出接入測試器;若想測量電視直接接收480i的延遲,則需改用相機拍攝法。

Leo Bodnar延遲測試器操作步驟

基本操作流程

步驟一:將測試器透過HDMI線連接至待測顯示器。確認顯示器已設定為遊戲模式或最低延遲模式。步驟二:將3.5mm立體聲插頭連接的感應器貼附在屏幕表面,對準測試圖案中的白色橫條位置。步驟三:開啟測試器電源,等待數秒讀取穩定數值。記錄頂部、中部、底部分別顯示的延遲值。步驟四:重複三次取平均值,避免單次讀數因屏幕刷新週期波動。

注意事項與限制

測試器本身的準確度製造商聲稱為±1ms,但需確認HDMI線材品質正常。超過3米的銅線在1080p@60Hz訊號下可能出現閃屏,影響讀數。若測試器顯示999ms或持續跳動,代表感應器未正確對準白色橫條,或屏幕亮度過低無法觸發感應器。

這款測試器的最大限制是只能量度感應器所在位置的像素變化延遲,無法反映畫面頂部至底部的掃描時間差。對於CRT螢幕或採用循序掃描的顯示器,這個差異微不足道;但對於某些OLED電視,頂部與底部的延遲可能相差數毫秒。若要量度整個畫面的掃描延遲,需使用相機拍攝法。

相機拍攝法:量度240p延遲測試的完整畫面

所需設備

相機拍攝法適合測量240p、480i等Leo Bodnar測試器無法直接處理的訊號。你需要三樣設備:一部支援120fps或以上拍攝的高速相機、一部已知近乎零輸入延遲的CRT參考顯示器、以及一個能將同一畫面同時輸出至CRT與待測顯示器的訊號分配裝置。CRT顯示器的輸入延遲近乎0ms,因為它採用模擬訊號,無幀緩衝處理。

操作步驟

將舊主機的訊號經分配器同時送往CRT與待測顯示器。使用240p Test Suite的延遲測試圖案(通常是一個不斷閃爍的計時器或黑白方格)。以高速相機同時拍攝兩部屏幕,確保畫面中同時包含CRT與待測顯示器的顯示區域。播放錄影,逐幀比對兩者畫面的更新時間差。將幀數差額乘以每幀時間(120fps每幀約8.33ms,240fps每幀約4.17ms),即為輸入延遲值。

相機拍攝法的主要優勢是能量度整個畫面的掃描延遲,包括畫面頂部至底部的掃描時間差。這對於評估電視的掃描方式(如某些OLED電視採用從上到下的逐行掃描)特別有用。其限制在於精度受相機幀率限制:120fps相機的理論解析度約8ms,240fps約4ms,無法達到Leo Bodnar測試器的±1ms水平。

相機拍攝測量延遲:實務要點與常見錯誤

三個決定成敗的要點

第一,CRT參考顯示器必須是真正的模擬CRT,而非任何液晶或OLED屏幕。Sony PVM/BVM系列是最常見的選擇,但任何CRT螢幕只要輸入延遲近乎0ms即可。第二,訊號分配器必須是純分配器,無緩衝、無縮放功能。帶有幀緩衝或升頻功能的分配器會引入額外延遲,破壞測試結果。選購時確認產品規格標明「無緩衝」或「即時分配」。第三,快門速度設定至少為拍攝幀率的兩倍(例如120fps時快門設為1/240秒),否則動態模糊會使逐幀比對困難。

常見錯誤

使用相機拍攝單一屏幕的畫面變化來計算延遲,而非同時拍攝CRT與待測屏幕。單屏幕拍攝法無法區分顯示延遲與訊號處理延遲,結果不可靠。另一錯誤是使用無線控制器測試輸入延遲。藍牙控制器在密集的2.4GHz干擾下,延遲可增加至20ms以上且波動劇烈,遠超顯示器本身的延遲。

240p延遲測試:為何不同解像度得出不同結果

240p延遲測試得出的數值,與480i或480p測試的結果可能相差甚遠。原因在於電視與升頻器對不同訊號的處理方式截然不同。240p是舊遊戲機的核心輸出模式,但並非電視標準。現代電視普遍將其誤判為480i,然後進行錯誤的去交錯處理,引入額外延遲。而480p是循序掃描訊號,電視無需去交錯,延遲通常較低。

舉例說明:一台RetroTINK 5X-Pro在framelock模式下的輸入延遲約0.25ms(製造商公佈,2021年)。但若將其輸出接入一台未正確設定的電視,電視的升頻引擎可能再處理一次,實際體感延遲可能增至10至20ms。同樣的升頻器,輸出480p與輸出1080p時,後端電視的處理時間可能不同。部分電視對1080p訊號的處理延遲低於480p。因此,測試時必須記錄整個訊號鏈的每一個環節:主機→升頻器→電視,並分別測試不同輸出解像度下的延遲。

OSSC在line-locked模式下的輸入延遲少於1條掃描線時間(開發團隊Marqs公佈,2016年)。mClassic的輸入延遲少於1ms(Marseille Inc.公佈,2019年),但其最高輸出解像度在60Hz下為1440p而非4K,且對4K輸入訊號採取直通模式不經處理。這些數字僅供參考,實際延遲取決於整套設置的搭配。

升頻器延遲測量:從OSSC到RetroTINK的實測比較

測試平台與步驟

進行升頻器延遲測量時,最常見的測試平台是PS2或Dreamcast,因為它們分別輸出480i與480p,涵蓋兩種主要的舊主機訊號類型。測試步驟如下:將升頻器接入待測電視,再將主機接入升頻器。使用240p Test Suite或特定延遲測試軟件,以相機拍攝法記錄CRT與待測屏幕的畫面時間差。若升頻器具備多種輸出模式(如OSSC的2x、3x、4x倍線),應分別測試每種模式下的延遲。

實測數據與兼容性

實測數據(來源:RetroRGB及MLiG測試流程):RetroTINK 5X-Pro在framelock模式下約0.25ms,OSSC在line-locked模式下少於0.1ms(約1條掃描線時間,240p下約0.064ms)。但OSSC的兼容性較低:接駁PS2這類480i主機時,OSSC會頻繁黑屏切換模式,因為它對240p與480i的切換處理不如RetroTINK平滑。RetroTINK 5X-Pro具備適應性去交錯,能平滑過渡,但這項處理會引入約0.25ms的額外延遲。對於多數玩家而言,0.25ms的差異無法感知,但頻繁黑屏的干擾則明顯影響體驗。

mClassic的延遲測試需注意其輸入限制:最高輸入解像度為1080p,超過此解像度的訊號會以直通模式處理,不經升頻。因此,若你將4K訊號接入mClassic,它不會進行任何處理,延遲完全由電視決定。mClassic的實際延遲少於1ms,但這是在其處理管線內的測量值。若後端電視再作處理,總延遲仍可能超過10ms。

升頻器延遲測量實務要點

進行升頻器延遲測量時,記住三條規則。第一,永遠測試整個訊號鏈,而非單一設備。升頻器的延遲數字(如RetroTINK 5X-Pro的0.25ms)只在實驗室環境中有意義。接入電視後,電視的遊戲模式延遲才是決定體感延遲的主要因素。典型現代OLED電視約5至15ms,LCD電視約8至20ms,電腦顯示器約1至10ms(以上為1080p@60Hz下的2024年數據範圍)。第二,確認電視的遊戲模式已開啟。廠商標示的輸入延遲多在理想環境下測得,開啟動態對比或HDR處理時,延遲可增加10至30ms。第三,使用有線控制器進行測試。無線控制器的藍牙或2.4GHz連線會引入不穩定的延遲,干擾測試結果。

升頻器延遲測量的常見陷阱

最大的陷阱是將升頻器延遲與電視延遲混為一談。許多升頻器宣稱「零延遲」,實務上是指延遲低於1毫秒,即無法以一般測試設備量測。但若後端電視的升頻引擎再作處理,實際體感延遲來自電視而非升頻器本身。另一個陷阱是使用不正確的訊號分配器。進行相機拍攝法時,分配器必須是純分配器,無緩衝無縮放。帶有幀緩衝的分配器會引入額外延遲,使測試結果失真。選購時留意產品規格是否標明「無緩衝」或「即時分配」。

第三個陷阱是忽略不同解像度下的電視處理差異。部分電視對480p訊號的處理延遲高於1080p,因為480p需要經過縮放至面板原生解像度,而1080p可能接近面板原生解像度,縮放處理較少。因此,測試時應分別記錄升頻器在不同輸出解像度下的延遲,而非只測試一個設定。

Leo Bodnar延遲測試器與相機拍攝法的適用場景

Leo Bodnar延遲測試器適合測量現代顯示器(電視、電腦顯示器)在480p、720p、1080p下的輸入延遲。操作簡單,數字直接,適合快速比較不同顯示器或不同設定下的延遲。但無法測量240p或480i訊號,且只能量度感應器所在位置的延遲,無法捕捉整個畫面的掃描延遲。

相機拍攝法適合測量240p延遲測試,以及評估整個畫面的掃描延遲(頂部至底部的時間差)。需要較多設備與後製時間,但可處理Leo Bodnar測試器無法處理的訊號類型。對於使用舊主機(紅白機、超任、PS2等)的玩家,相機拍攝法是唯一能在家自行測量240p延遲的實務方案。

Leo Bodnar延遲測試器與相機拍攝法的精度比較

Leo Bodnar測試器的製造商聲稱準確度為±1ms。相機拍攝法的精度受限於相機幀率:120fps每幀約8.33ms,240fps每幀約4.17ms。因此,若需測量低於5ms的延遲差異(如比較RetroTINK 5X-Pro的0.25ms與OSSC的0.064ms),Leo Bodnar測試器是唯一選擇。但若需測量240p訊號的延遲,或評估電視的掃描延遲分佈,相機拍攝法無可替代。

實務上,多數玩家不需要區分0.25ms與0.064ms的差異。這兩者都遠低於人眼可感知的閾值(約16ms)。真正需要測量的是整個訊號鏈的總延遲,而非單一設備的延遲。Rtings.com與DisplayLag資料庫均使用Leo Bodnar測試器進行標準化測試,並公佈詳細測試設定(Rtings亦輔以相機拍攝法)。參考這些資料庫的數據,可快速了解特定電視型號的延遲表現。

手掣延遲:被忽略的延遲來源

手掣延遲是輸入延遲鏈中最常被忽略的一環。有線控制器(如原裝超任手掣)的延遲接近0ms,因為訊號直接透過導線傳輸。無線控制器則不同:藍牙控制器在實驗室無干擾環境下延遲約5至10ms,但在香港居住環境密集的2.4GHz干擾下,延遲可增加至20ms以上且波動劇烈。2.4GHz無線控制器同樣受干擾影響。

若你的延遲測試結果異常偏高(超過50ms),先檢查是否使用了無線控制器。將控制器更換為有線版本,重新測試。若延遲大幅下降,問題在控制器而非顯示器。某些玩家會改造舊主機的手掣接口,使其支援現代有線控制器,但這需要焊接與電路知識。對多數人而言,直接使用原裝有線手掣是最簡單的解決方案。

誰適合在家中自行測量輸入延遲

家中測量輸入延遲方法適合剛購入舊遊戲主機的香港玩家,他們需要知道紅白機、超任、PS2等接駁至4K電視後的最低延遲方案。也適合追求畫面精準度的硬核懷舊玩家,他們需要理解升頻器的時序準確度與不同解像度下的延遲差異。使用Nintendo Switch接駁電腦屏幕的玩家,以及從事遊戲直播與畫面擷取的內容創作者,同樣需要掌握這些測量方法來優化設置。

不適合只在PC上玩舊遊戲而不涉及實體主機的人。他們應前往PC模擬器設定指南。認為所有舊遊戲都應填滿整個16:9屏幕而不介意畫面變形的人,本站討論的是正確比例與畫質,不適合追求強制拉伸的讀者。

Common Questions

Leo Bodnar延遲測試器可以測量240p訊號嗎?

不可以。Leo Bodnar LB-01測試器只支援1080p、720p、480p及576p。240p訊號需先經升頻器轉換為480p或以上才能測量。若要直接測量240p延遲,請使用相機拍攝法配合240p Test Suite。

相機拍攝法需要多高幀率的相機?

建議120fps或以上。120fps每幀約8.33ms,240fps每幀約4.17ms。幀率愈高,精度愈高。但需注意快門速度至少設為拍攝幀率的兩倍(如120fps時快門1/240秒),避免動態模糊影響比對。

為何我的電視遊戲模式延遲與廠商標示不同?

廠商標示的輸入延遲多在實驗室理想環境下測得。開啟動態對比、HDR處理或接收非原生解像度訊號時,延遲可增加10至30ms。建議關閉所有影像後處理功能,並確認輸入訊號為電視原生解像度。

升頻器的零延遲宣稱可信嗎?

零延遲通常指延遲低於1毫秒,無法以一般測試設備量測。RetroTINK 5X-Pro約0.25ms,OSSC少於0.1ms,mClassic少於1ms。但後端電視的升頻引擎可能再處理,實際體感延遲來自電視而非升頻器本身。