LCD y OLED se han estado persiguiendo durante 20 años, pero todavía no pueden superar por completo al antiguo monitor CRT.

Resumen:

En 2007, "Lost" marcó el comienzo del final de la tercera temporada, que también dejó uno de los giros más clásicos en la historia de los dramas estadounidenses. Anteriormente, el público siempre había pensado que los flashbacks de la obra trataban de lo que sucedió antes de que los personajes quedaran varados en la isla desierta. Inesperadamente, al final descubrieron que estos fragmentos eran en realidad historias que tuvieron lugar en el futuro. Después de tres temporadas de supervivencia en una isla desierta, los protagonistas Jack y Kate han regresado sanos y salvos a Los Ángeles. Escape de la isla desierta siempre ha sido el objetivo principal del espectáculo. La audiencia originalmente pensó que mientras se fueran con éxito, todo terminaría. Hasta que Jack se derrumbó y gritó: "¡Tenemos que volver!". Ahora tengo sentimientos similares sobre muchos productos tecnológicos.

No mucho antes de que se emitiera ese episodio de Lost, gasté 1.000 dólares en mi primer monitor de alta definición. Se trata de una pantalla LCD Samsung de 26 pulgadas con una resolución de 1366×768. Yo estaba en la universidad en ese momento y este monitor sirvió como televisor de mi dormitorio y como monitor de computadora. En esa época, definitivamente se consideraba un producto de alta gama. Comparado con el antiguo monitor CRT que todavía se utiliza en casa, es más delgado, más claro y parece más avanzado.

Pero ¿es realmente así?

Han pasado casi 20 años y todavía hay algunos expertos que conocen bien la tecnología de visualización y tratan de encontrar formas de recuperar lo que abandonamos en aquel entonces.

“Las personas mayores de 40 años normalmente todavía recuerdan lo claro que era el monitor CRT cuando la imagen se movía, pero los jóvenes nunca han usado un CRT, por lo que, naturalmente, no tienen esta memoria”. dijo Mark Rejhon, fundador del sitio web Blur Busters.

Durante años, la herramienta de prueba de navegador "Test UFO" en el sitio web de Blur Busters ha sido considerada como una de las herramientas estándar para probar la nitidez dinámica de los monitores modernos. Hay un hombre verde sentado en un platillo volador rojo en la pantalla de prueba, que se utiliza para ayudar a los usuarios a observar la claridad de la pantalla cuando se mueve.

En comparación con los monitores CRT más antiguos, los monitores LCD de mediados de la década de 2000 son simplemente inferiores en este sentido. Los píxeles de la pantalla LCD en ese momento tardaron mucho en cambiar de color, lo que resultó en una imagen residual notable detrás de los objetos que se movían rápidamente.

El televisor en el que gasté todo el salario de un mes ya se consideraba un buen producto en ese momento. Pero la era de la alta definición acaba de llegar y la frescura que traen las nuevas tecnologías me ha hecho pasar por alto un problema: aunque he ganado una resolución más alta, también he perdido los colores más vivos y las imágenes dinámicas más suaves del monitor CRT.

Y esta pérdida duró casi 20 años.

Los monitores de alta frecuencia de actualización actuales hace tiempo que se deshicieron de las imágenes borrosas y blanquecinas de las pantallas LCD de la década de 2000. Pero ni siquiera los mejores productos todavía pueden alcanzar a los CRT en términos de claridad dinámica. Este es exactamente el problema que Lei Hong ha estado tratando de resolver.

Redescubre la sensación de CRT

A finales de 2024, Lei Hong colaboró ​​con el ex desarrollador de Nvidia, Timothy Lottes, para lanzar un algoritmo innovador que, según se afirmaba, podía simular los efectos de los tubos de imagen CRT. Puede aprovechar pantallas de alta frecuencia de actualización por encima de 240 Hz para reducir drásticamente el desenfoque de movimiento en juegos retro y otros contenidos de 60 cuadros.

En pocas palabras, esta tecnología intenta simular una característica clave de las pantallas CRT: el proceso mediante el cual los fósforos extinguen gradualmente la luz después de emitirla.

Los monitores CRT funcionan de manera diferente a las pantallas LCD actuales. El haz de electrones escanea la pantalla línea por línea, haciendo que los fósforos brillen y creando la imagen. Después de que el fósforo emite luz, no se extinguirá instantáneamente, sino que se atenuará gradualmente. Este efecto puede hacer que la imagen se vea más clara sin provocar un parpadeo demasiado fuerte.

Anteriormente, para reducir el desenfoque de movimiento, un método común era utilizar la tecnología de inserción de cuadros negros (BFI), que consiste en insertar cuadros negros entre cuadros normales. Aunque esto puede reducir la retención de la imagen, la imagen parpadeará significativamente y puede hacer que las personas se sientan incómodas al mirarla durante mucho tiempo.

Lei Hong explicó que hay dos formas principales de reducir el desenfoque de movimiento en una pantalla: una es hacer que la pantalla parpadee rápidamente como un CRT y la otra es aumentar la frecuencia de actualización. Ambos métodos acortan el tiempo que cada cuadro está frente a tus ojos, al igual que una cámara que usa un obturador más rápido, reduciendo así el desenfoque por movimiento.

La ventaja del CRT es que puede hacer que los píxeles brillen brevemente en menos de una milésima de segundo, por lo que no se necesita una velocidad de cuadros particularmente alta para obtener imágenes dinámicas muy claras.

Además de la simulación de software, NVIDIA también está intentando resolver este problema desde el nivel de hardware.

La tecnología G-Sync Pulsar de Nvidia se ha aplicado a algunos monitores de juegos. Combina una frecuencia de actualización variable (

VR

Sin embargo, esta tecnología aún no se ha aplicado a las pantallas OLED y solo se puede utilizar con tarjetas gráficas NVIDIA.

La herramienta de prueba del navegador de Blur Busters simula el proceso de un haz de electrones CRT que escanea hacia abajo desde la parte superior de la pantalla

Si todavía le resulta difícil de entender, puede entender la tecnología de simulación CRT como DLSS específicamente para imágenes dinámicas.

DLSS utiliza principalmente medios técnicos para mejorar la resolución de la imagen y el rendimiento de los juegos, mientras que la tecnología de simulación CRT hace que la imagen en movimiento sea más clara.

Lo ideal es que, para un juego que está bloqueado para ejecutarse a 60 fotogramas, después de procesar esta tecnología, la claridad dinámica pueda acercarse al efecto cuando se ejecuta a 540 fotogramas y no requiere una tarjeta gráfica de gama alta como RTX5090 para acumular el número de fotogramas.

El monitor de 540 Hz puede no ser fácil de manejar

Para probar esta tecnología, utilicé un monitor ROG PG27AQWP-W enviado por ASUS.

La frecuencia de actualización de este monitor alcanza los 540 Hz. Si la resolución se reduce a 720p, también se puede activar el modo 720Hz. Cuanto mayor sea la frecuencia de actualización, más fácil será que funcione la tecnología de simulación CRT, lo que reducirá aún más el desenfoque de movimiento.

Las pantallas OLED también tienen sus propias ventajas. A diferencia de las pantallas LCD que requieren retroiluminación, los píxeles OLED se pueden apagar directamente para mostrar negros verdaderos y el brillo es lo suficientemente alto, por lo que puede acercarse al rendimiento de contraste original de los CRT. Junto con una alta frecuencia de actualización, es más fácil simular el efecto de una pantalla de escaneo progresivo de haz de electrones CRT.

Esta tecnología tampoco es solo para satisfacer a los jugadores nostálgicos.

Lei Hong señaló que la tecnología tradicional de inserción de cuadros negros de 60 Hz y la luz estroboscópica de fondo producirán parpadeos relativamente obvios porque el sistema necesita insertar un cuadro negro entre cada cuadro de cuadros normales.

La tecnología de simulación CRT utiliza un método de escaneo progresivo de arriba a abajo y el efecto será mucho más suave. Debido a que siempre hay un área de la pantalla que brilla, toda la pantalla no se volverá negra repetidamente como la inserción tradicional de marcos negros.

Sin embargo, aunque tenía un monitor perfecto para realizar pruebas, todavía me sentía abrumado por esta nueva tecnología cuando llegó el momento de jugar con él.

Pasé varias horas intentando aclarar la imagen

La tecnología Blur Busters se utilizó por primera vez en los sombreadores del software de interfaz de usuario RetroArch. Posteriormente, se agregó a una versión experimental de una herramienta separada llamada ShaderGlass.

ShaderGlass es una herramienta de efectos especiales de imágenes de Windows muy práctica que puede superponer cientos de efectos visuales en diversos contenidos del escritorio, como líneas de escaneo, interferencias de señales analógicas, etc., haciendo que la imagen parezca un televisor antiguo.

Pero la complejidad de la simulación del haz de electrones CRT va mucho más allá de la de los sombreadores comunes, por lo que el desarrollador Mausimus finalmente decidió separarlo y desarrollarlo en una nueva herramienta: ShaderBeam.

Mausimus explicó que para que esta tecnología funcione mejor, se deben hacer dos cosas al mismo tiempo: primero, debe sincronizarse con precisión con el monitor, incluso perder un fotograma con una frecuencia de actualización tan alta puede causar un parpadeo evidente; en segundo lugar, debe sincronizarse con la pantalla del juego para garantizar que cada cuadro generado por el juego pueda corresponder correctamente al proceso de escaneo CRT simulado.

Actualmente, ShaderBeam es la mejor manera de utilizar el algoritmo de Leihong.

El funcionamiento de ShaderBeam no parece complicado. Después de iniciar el programa, presione la tecla de acceso directo para superponer los efectos especiales en la ventana del juego. Pero parece simple, pero eso no significa que sea fácil de implementar. Al fin y al cabo, este tipo de sistema operativo, controlador de tarjeta gráfica y monitor no contaban originalmente con la tecnología específicamente optimizada para ello. No es una gran empresa como Microsoft, AMD o Nvidia que pueda hacerlo fácilmente si así lo desea.

Mausimus dijo que ShaderBeam solo puede usar la captura de pantalla existente, la transparencia de la ventana y otras funciones para completar el trabajo tanto como sea posible. Estas funciones no se diseñaron originalmente para este propósito y no se puede garantizar el tiempo de ejecución preciso. El programa también debe estar limitado por el mecanismo de programación interno del sistema operativo y el controlador de la tarjeta gráfica. Debe esforzarse por conseguir suficientes recursos de ejecución tanto como sea posible para garantizar que cada cuadro se genere a tiempo.

Para que ShaderBeam se ejecute de manera estable, los usuarios incluso necesitan desactivar muchas funciones que suelen ser útiles.

Por ejemplo, desactive la frecuencia de actualización variable, ajuste la configuración del controlador de la tarjeta gráfica, desconecte el cable del segundo monitor, use Process Lasso para aumentar la prioridad de ejecución del programa e incluso modifique el registro de Windows.

Lo que es más interesante es que también puedes intentar dejar que dos GPU funcionen juntas: una es responsable de ejecutar el juego y la otra es responsable de la simulación de la pantalla CRT. Si el procesador en sí tiene una pantalla central, puede intentar dejar que la pantalla central se encargue del trabajo de esta última.

Mausimus dijo que entregar la tarea de simulación a otra GPU puede reducir la competencia entre esta y la tarjeta gráfica principal por los recursos, permitiendo que el programa obtenga un tiempo de ejecución más estable. La mejora aportada por esto es bastante obvia.

El problema no es que el rendimiento de una sola tarjeta gráfica sea insuficiente, sino que el momento en que el sistema operativo asigna los recursos de la GPU no es estable.

Si ShaderBeam no obtiene suficientes recursos de GPU a tiempo para generar la imagen, es posible que se produzcan parpadeos. Me encontré con este problema: al intentar hacer que el núcleo del procesador Intel muestre imágenes con una resolución de 1440p y una frecuencia de actualización de 540 Hz, el problema de parpadeo era bastante obvio.

Después de eso, cambié a diferentes simuladores y juegos de disparos para realizar pruebas, incluidos "Quake" y "Amid Evil", pero siempre me preocupaba el retraso.

Esto también me llevó a profundizar en el tema del tiempo de subtrama en las pantallas. A medida que la investigación se profundiza, varios detalles de la tecnología de visualización se vuelven cada vez más complejos, incluso confusos.

Para ser honesto, suena un poco loco poner tanto esfuerzo en obtener mejores gráficos en un juego como Metroid Prime 2: Echoes.

Este juego es uno de los títulos que utilicé para probar. Espero utilizar el emulador Dolphin de GameCube para redescubrir la sensación que tuve cuando jugué este juego por primera vez en un monitor CRT en la habitación de mi amigo de la secundaria.

Pasé horas solucionando problemas como tartamudeo, parpadeo y rotura de color. Me sentí como un científico loco, y eso era todo acerca de la locura.

Incluso si tienes todas las configuraciones en su lugar, eso no significa que todo estará bien. El juego en sí también puede influir en el efecto.

Por ejemplo, algunos juegos de Unreal Engine 5 a menudo experimentan congelaciones, lo que altera el intervalo de fotogramas de la pantalla y afecta el funcionamiento normal de la tecnología de simulación CRT.

Cuando la imagen sea realmente clara, todo el esfuerzo valdrá la pena

Sin embargo, finalmente vi el verdadero valor de esta tecnología cuando comencé a hacer que Samus recorría áreas estrechas con su bola metamorfosis.

Incluso si la cámara gira rápidamente, los pilares de la habitación siguen siendo claros y nítidos, y no aparecen borrosos debido al movimiento de la pantalla.

En ese momento, finalmente entendí por qué se habían esforzado Rehon y Mausimus.

Mausimus explicó que después de usar esta tecnología, cuando los objetos se mueven o los jugadores rotan su perspectiva, los detalles de los píxeles que son fácilmente absorbidos por el desenfoque de movimiento aún deben presentarse claramente.

Dio el ejemplo de los pilares en Quake. Hay muchas texturas finas en la superficie de los pilares. Cuando la lente se mueve en un monitor normal, estos detalles a menudo se mezclan debido al desenfoque del movimiento. Sin embargo, después del procesamiento de simulación CRT, las texturas aún deberían ser claramente visibles incluso si la pantalla se mueve.

Factorio también es un buen sujeto de prueba. En circunstancias normales, cuando el jugador mueve la perspectiva, toda la escena se ve muy fluida, pero los detalles de los píxeles de la imagen se vuelven borrosos fácilmente. Con esta tecnología habilitada, los jugadores deberían poder ver los detalles incluso si toda la escena está en movimiento.

Este es exactamente el objetivo de la tecnología de simulación CRT: no se trata simplemente de agregar líneas de escaneo a la imagen o aplicar una capa de filtros retro, sino de intentar resolver el problema de desenfoque dinámico de larga data de los monitores modernos.

Hemos pasado casi 20 años buscando resoluciones más altas, pantallas más delgadas y frecuencias de actualización más altas, pero ahora hemos descubierto que algunas de las ventajas que alguna vez tuvieron los monitores CRT anticuados todavía valen la pena aprovecharlas hoy en día.