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為什麼CRT顯示器在不同的解析度下都看不到毛刺?

這個問題我想了十多年了,以前家裡是CRT顯示器的時候,不管解析度設置成640x480,800x600還是1024x768或者1152x864,顯示的像素點都是平滑沒有毛刺的。而LCD顯示器顯然無法做到這一點,只能按照面板解析度的倍數去設置才有好的效果,否則就有毛刺。不知道有沒有人可以回答我?


簡單來講,就是 CRT 的電子轟擊熒光粉的掃描線成像原理,導致其有物理級別抗鋸齒能力,有物理級別的自動插值補償能力

上圖

上圖是CRT,下圖是液晶顯示器這類數字顯示面板的放大圖,

我們可以發現,CRT的轟擊發光體熒光發光原理導致即使到了最小顯示單位 —RGB次像素的層面,依然可以實現「次像素不均勻發光」。而且最厲害的是,這種不均勻,有物理級別的自動平滑效果

而LCD 這類數字顯示面板,最小顯示像素的發光強度是接近均勻的。

我拿一個常見的「鋸齒」場景來舉例,

假如在數字點陣式顯示器上顯示一個如上 A 的圖案,由於像素格的存在,邊緣看起來很「鋸齒」

但是在CRT顯示器上( C ),實際像素的發光是彌散狀的,邊緣被很好的「柔化」了,自動產生更多的「插值細節」(而且是無縫過渡的),即使 A 啟用了次像素抗鋸齒( B ),縱向層面的細節還是不如 C 細膩豐富(實際上人眼對對縱向細節的感知比橫向敏感的),在縱向解析度提高 3 倍並啟用平滑插值的情況下( D )才得到「接近 C」的效果。

雖然顯示的是 640x480,但是實際的「顯示觀感」屏幕直接幫你「腦補」到 LCD 的 640 x 1440 的水平,我問你怕不怕

更別說 CRT 顯示器一般使用的是蜂窩狀的像素排列方式(與今天的 OLED 顯示器的排列方式非常像)

其物理最小發光單元則遠高於顯示解析度(CRT的解析度是掃描槍的掃描解析度,實際物理髮光單元的解析度至少是掃描解析度的2倍左右),高分 + 錯位的次像素排列,本身就能夠產生「平滑感」,有效減少銳利邊緣產生的鋸齒感。

綜合起來,不「毛刺」當然是自然而然的事情了。


液晶只有一個native解析度,如果為了玩遊戲降解析度,即便整數倍也不會有太好的效果。

但問題來自顯示器的縮放演算法,如果讓顯卡完成縮放,就不該有毛刺,看看顯卡控制面板里的選項,也許有幫助,當然效果肯定沒CRT好。

沒辦法。CRT有帶寬限制,也就是解析度和刷新率的乘積不超過帶寬就行,所以用戶可以選擇不同的解析度來達到適合的dpi和刷新率。

CRT沒有毛刺,但不代表沒有回掃線、磁化、變形、燒屏、匯聚不良


CRT是掃描線成像,掃描線相當於矢量圖,自帶硬體物理級別的抗鋸齒+次像素渲染。所以就算是家用級的17寸純平丹娜管,都能完美支持從640x480到1600x1200之間的解析度。用640x480的時候,電子槍就直接簡單粗暴的打出480條掃描線;用1600x1200的時候,就打出1200條掃描線。

液晶是固定像素點,相當於點陣圖,只能支持固定的一種解析度,比如1920x1080。要是用640x480解析度,電腦程序就會把640x480的圖像強制拉寬到1920x1080,就會出現各種模糊+馬賽克。

CRT比液晶先進,反而被淘汰,太可惜了。


更正:感謝 @Enzo Jiang 指出,電子束打出的光斑的高度和寬度不能忽略。這樣水平方向上的圖像必然是互相交疊的我不知道專業表達該怎麼說,或許是「模糊半徑等於電子束寬度」?

其實不是液晶的錯,而是crt的「標稱分辨

率」極高(普通17寸crt一般最高可1280x1024或1600x1200,而屏幕上的細微蜂窩狀像素點更是密得驚人)。

如果你有一台17寸的4k顯示器,但解析度不許超過1024x768,(也禁止可以整數倍縮放到4k的解析度),那麼各個解析度之間平滑度也是相似的。


提供一個思路

CRT一般是線掃描的(線掃描相當於矢量縮放)

LCD實際上是點陣——不是倍數的話縮放對應的點會有問題,毛刺說明邊緣沒有佔據滿一個顯示器上的像素。

不知道對不對


一句話解釋的事情:

液晶相當於 把低解析度拉到高解析度,進行處理。CRT相當於 原生解析度。

在部分FC 遊戲模擬器中,為了模擬出更平滑的放大效果,有仿CRT的刷新模式。可以比較明顯的感受到各種解析度變換方式的差別。


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