要約:
2007 年、「LOST」はシーズン 3 のフィナーレを迎えましたが、これもアメリカのドラマの歴史に最も古典的な展開の 1 つを残しました。これまで観客は、劇中のフラッシュバックは登場人物たちが無人島に取り残される前に起こったことだと常に考えていた。意外なことに、最終的にこれらの断片が実際には未来で起こった物語であることが判明しました。 3シーズンにわたる無人島サバイバルを終え、主人公のジャックとケイトは無事ロサンゼルスに戻った。無人島からの脱出は常にショーの中心的な目標でした。観客は当初、無事に退場できればすべてが終わると考えていました。ジャックが泣き崩れて「帰らなきゃ！」と叫ぶまでは。今、私は多くのテクノロジー製品に対して同様の感情を抱いていることに気づきました。
ロストのエピソードが放送される少し前に、私は最初の高解像度モニターに 1,000 ドルを費やしました。これは、解像度 1366×768 の 26 インチ Samsung LCD 画面です。当時私は大学生で、このモニターは寮の部屋のテレビとコンピューターのモニターの両方として機能していました。当時としては間違いなく高級品として扱われていました。今も家庭で使われている古いブラウン管モニターと比べると、薄くて鮮明で、見た目も先進的です。
しかし、これは本当にそうなのでしょうか?
20 年近くが経過しましたが、ディスプレイ技術に精通した専門家がまだ何人かいて、当時私たちが放棄したものを取り戻す方法を見つけようとしています。
「40 歳以上の人は、通常、画像が動いていたときの CRT モニターの鮮明さをまだ覚えていますが、若い人は CRT を使ったことがないので、当然この記憶はありません。」ブラーバスターズウェブサイトの創設者マーク・レジョン氏はこう語った。
長年にわたり、Blur Busters の Web サイトにあるブラウザ テスト ツール「Test UFO」は、最新のモニタの動的鮮明度をテストするための標準ツールの 1 つとみなされてきました。テスト画面には、赤い空飛ぶ円盤に座っている緑色の男性がいます。これは、画面が動いたときの鮮明さをユーザーが観察できるようにするために使用されます。
古い CRT モニターと比較すると、2000 年代半ばの LCD モニターはこの点で単純に劣っています。当時の LCD ピクセルは色の切り替えに長い時間がかかり、その結果、高速で移動するオブジェクトの後に目立つ残像が残りました。
私が 1 か月分の給料をすべて費やしたテレビは、当時すでに良い製品とみなされていました。しかし、ハイビジョン時代が到来したばかりで、新しいテクノロジーがもたらした新鮮さによって、ある問題を見落としていました。解像度は向上しましたが、CRT モニターのより鮮やかな色や滑らかなダイナミックな画像も失われてしまいました。
そして、この損失は 20 年近く続きました。
今日の高リフレッシュ レート モニターでは、2000 年代の LCD 画面のぼやけた白っぽい画像はとうの昔に解消されています。しかし、トップクラスの製品であっても、動的な鮮明さの点ではまだ CRT に完全に追いつくことはできません。これはまさに、Lei Hon が解決しようとしていた問題です。
CRT の感触を再発見
2024 年末、Lei Hon は元 Nvidia 開発者の Timothy Lottes と協力して、CRT 受像管の効果をシミュレートできるとされる画期的なアルゴリズムを発表しました。 240Hz を超える高リフレッシュ レートのディスプレイを利用して、レトロ ゲームやその他の 60 フレーム コンテンツのモーション ブラーを大幅に軽減できます。
簡単に言えば、この技術は、CRT ディスプレイの重要な機能、つまり蛍光体が発光後に徐々に光を消すプロセスをシミュレートしようとします。
CRT モニターは、今日の LCD スクリーンとは動作方法が異なります。電子ビームがスクリーンを 1 行ずつ走査し、蛍光体を発光させて画像を作成します。蛍光体は発光後すぐには消えず、徐々に暗くなります。この効果により、ちらつきが強すぎず、画像をより鮮明に見せることができます。
これまで、モーション ブラーを軽減するには、通常のフレームの間に黒いフレームを挿入するブラック フレーム挿入テクノロジ (BFI) を使用する方法が一般的でした。残像感は軽減されますが、映像のちらつきが大きくなり、長時間視聴すると不快に感じる場合があります。
Lei Hon 氏は、ディスプレイ上のモーション ブラーを軽減するには主に 2 つの方法があると説明しました。1 つは CRT のように画面を速く点滅させることで、もう 1 つはリフレッシュ レートを上げることです。どちらの方法でも、より高速なシャッターを使用するカメラと同様に、各フレームが目の前に存在する時間が短縮され、モーション ブラーが軽減されます。
CRT の利点は、ピクセルを 1,000 分の 1 秒未満で短時間光らせることができるため、非常に鮮明な動的な画像を取得するために特に高いフレーム レートを必要としないことです。
NVIDIA は、ソフトウェア シミュレーションに加えて、ハードウェア レベルからもこの問題を解決しようとしています。
Nvidia の G-Sync Pulsar テクノロジーは、一部のゲーム モニターに適用されています。可変リフレッシュ レート (
VR
) を組み合わせます。 R)、バックライト ストロボ、および画面の上部から下方向へのラインごとのリフレッシュ メカニズムにより、CRT 表示方式をシミュレートし、画像が 1000 Hz に相当するダイナミックな鮮明さを実現します。ただし、このテクノロジーは OLED ディスプレイにはまだ適用されておらず、NVIDIA グラフィックス カードでのみ使用できます。
Blur Busters のブラウザ テスト ツールは、CRT 電子ビームが画面の上部から下にスキャンするプロセスをシミュレートします。
まだ理解が難しい場合は、CRT シミュレーション テクノロジを動的画像専用の DLSS として理解できます。
DLSS は主に技術的手段を使用して画像の解像度とゲームのパフォーマンスを向上させますが、CRT シミュレーション テクノロジは動作中の画像をより鮮明にします。
理想的には、60 フレームで実行するようにロックされているゲームの場合、このテクノロジーが処理されると、動的な明瞭さは 540 フレームで実行したときの効果に近くなり、フレーム数をハードスタックするために RTX5090 のようなトップエンドのグラフィックス カードを必要としません。
540Hz モニターは扱いにくいかもしれません
このテクノロジーをテストするために、ASUS から送られてきた ROG PG27AQWP-W モニターを使用しました。
このモニターのリフレッシュ レートは 540Hz に達します。解像度を 720p に下げると、720Hz モードもオンにすることができます。リフレッシュ レートが高いほど、CRT シミュレーション テクノロジが動作しやすくなり、モーション ブラーがさらに軽減されます。
OLED スクリーンにも独自の利点があります。バックライトを必要とする LCD とは異なり、OLED ピクセルは直接オフにして真の黒を表示でき、輝度が十分に高いため、CRT の本来のコントラスト性能に近づけることができます。高いリフレッシュ レートと組み合わせることで、CRT 電子ビーム プログレッシブ スキャン スクリーンの効果をシミュレートしやすくなります。
このテクノロジーは、ノスタルジックなゲーマーを満足させるためだけのものではありません。
Lei Hon 氏は、システムは通常のフレームの各フレーム間に黒フレームを挿入する必要があるため、従来の 60Hz 黒フレーム挿入技術とバックライト ストロボでは比較的明白なちらつきが発生すると指摘しました。
CRT シミュレーション テクノロジは上から下へのプログレッシブ スキャン方式を使用しており、効果ははるかにソフトになります。画面の一部の領域が常に光るため、従来の黒フレーム挿入のように画面全体が繰り返し黒くなることはありません。
しかし、テストに最適なモニターを持っていたにもかかわらず、実際に使ってみると、やはりこの新しいテクノロジーに圧倒されてしまいました。
画像をより鮮明にするために数時間を費やしました
Blur Busters テクノロジーは、シミュレーター フロントエンド ソフトウェア RetroArch のシェーダーで最初に使用されました。その後、ShaderGlass と呼ばれる別のツールの実験版に追加されました。
ShaderGlass は、非常に実用的な Windows 画像特殊効果ツールで、走査線、アナログ信号干渉など、デスクトップ上のさまざまなコンテンツに何百もの視覚効果を重ねて、画像を昔ながらのテレビのように見せることができます。
しかし、CRT 電子ビーム シミュレーションの複雑さは通常のシェーダーの複雑さをはるかに超えているため、開発者 Mausimus は最終的にそれを個別に分離し、新しいツール ShaderBeam として開発することにしました。
Mausimus 氏は、このテクノロジーが最適に機能するには 2 つのことを同時に実行する必要があると説明しました。1 つは、モニターと正確に同期する必要があります。これほど高いリフレッシュ レートで 1 つのフレームが欠けているだけでも、明らかなちらつきが発生する可能性があります。次に、ゲームによって出力される各フレームがシミュレートされた CRT スキャン プロセスに正しく対応できるようにするために、ゲーム画面と同期する必要があります。
現時点では、ShaderBeam が Leihong のアルゴリズムを使用する最良の方法です。
ShaderBeam の操作は複雑ではないようです。プログラムを起動した後、ショートカット キーを押すと、ゲーム ウィンドウに特殊効果が重ねられます。しかし、簡単そうに見えても、実装が簡単というわけではありません。結局のところ、この種のオペレーティング システム、グラフィックス カード ドライバー、およびモニターには、元々、特に最適化されたテクノロジがありませんでした。 Microsoft、AMD、Nvidia のような大企業では、その気になれば簡単に実現できるわけではありません。
Mausimus 氏は、ShaderBeam が可能な限り作業を完了するために既存のスクリーン キャプチャ、ウィンドウの透明度、その他の機能のみを使用できると述べました。これらの関数は元々この目的のために設計されたものではないため、正確な実行タイミングは保証できません。プログラムは、オペレーティング システムとグラフィック カード ドライバーの内部スケジューリング メカニズムによっても制限される必要があります。各フレームが時間通りに出力されるように、可能な限り十分な実行リソースを確保するように努める必要があります。
ShaderBeam を安定して実行するには、ユーザーは通常便利な多くの機能をオフにする必要もあります。
たとえば、可変リフレッシュ レートをオフにし、グラフィックス カード ドライバーの設定を調整し、2 番目のモニター ケーブルを抜き、Process Lasso を使用してプログラムの実行優先順位を上げ、さらには Windows レジストリを変更します。
さらに興味深いのは、2 つの GPU を連携させて動作させることもできることです。1 つはゲームの実行を担当し、もう 1 つは CRT 画面のシミュレーションを担当します。プロセッサ自体にコア ディスプレイがある場合は、コア ディスプレイにプロセッサの作業を引き継がせることができます。
Mausimus 氏は、シミュレーション タスクを別の GPU に引き渡すことで、メイン グラフィックス カードとのリソースの競合を軽減し、プログラムの実行時間をより安定させることができると述べました。これによってもたらされる改善は非常に明白です。
問題は、単一のグラフィックス カードのパフォーマンスが不十分であることではなく、オペレーティング システムが GPU リソースを割り当てる時間が安定していないことです。
ShaderBeam が画像の出力に間に合うように十分な GPU リソースを取得しない場合、ちらつきが発生する可能性があります。この問題に遭遇しました。Intel プロセッサのコア ディスプレイに解像度 1440p、リフレッシュ レート 540Hz で画像を出力させようとしたとき、ちらつきの問題は明らかでした。
その後、「Quake」や「Amid Evil」など、さまざまなシミュレータやシューティング ゲームに切り替えてテストしましたが、常にラグに悩まされていました。
これにより、ディスプレイのサブフレーム タイミングの問題についても詳しく調べるようになりました。研究が深まるにつれて、ディスプレイ技術のさまざまな詳細はますます複雑になり、混乱を招くことさえあります。
正直に言うと、『メトロイド プライム 2: エコーズ』のようなゲームでグラフィックスを向上させるために多大な労力を費やすのは、少しクレイジーに思えます。
このゲームは、私がテストに使用したタイトルの 1 つです。ゲームキューブ エミュレータ Dolphin を使用して、高校時代の友人の部屋にある CRT モニタでこのゲームを初めてプレイしたときの感覚を再発見したいと思っています。
途切れ、ちらつき、色の破損などの問題のトラブルシューティングに何時間も費やしました。私はマッドサイエンティストになったような気分でしたが、それがすべて狂気のすべてでした。
すべての設定を行ったとしても、すべてがうまくいくというわけではありません。ゲーム自体も効果に影響を与える可能性があります。
たとえば、一部の Unreal Engine 5 ゲームではフリーズが頻繁に発生し、画面のフレーム間隔が乱れ、CRT シミュレーション テクノロジの通常の動作に影響を与えます。
画像が本当に鮮明であれば、すべての苦労は報われます
しかし、サムスにモーフ ボールで狭い領域を飛び回らせ始めたときに、ようやくこのテクノロジーの真の価値がわかりました。
カメラが高速で回転しても、部屋の柱は鮮明で鮮明であり、画面の動きによってぼやけることはありません。
その瞬間、私はレホンとマウシマスが何を目指していたのか、ようやく理解できました。
Mausimus 氏は、このテクノロジーを使用した後も、オブジェクトが移動したり、プレイヤーが視点を回転したりしたときに、モーション ブラーに飲み込まれやすいピクセルの詳細が依然として明確に表示されるはずだと説明しました。
彼は Quake の柱の例を挙げました。柱の表面には細かい凹凸がたくさんあります。通常のモニター上でレンズが動くと、モーション ブラーによりこれらの詳細が混ざり合うことがよくあります。ただし、CRT シミュレーション処理後は、画面が動いてもテクスチャがはっきりと見えるはずです。
Factorio は優れたテスト対象でもあります。通常の状況では、プレーヤーが視点を移動すると、シーン全体が非常に滑らかに見えますが、画像内のピクセルの詳細がぼやけやすくなります。このテクノロジーを有効にすると、シーン全体が動いている場合でも、プレイヤーは詳細を見ることができるはずです。
これはまさに CRT シミュレーション テクノロジーの要点です。単に画像に走査線を追加したり、レトロ フィルターのレイヤーを適用したりするだけではなく、最新のモニターの長年にわたる動的ぼやけの問題を解決しようとしているのです。
私たちは、高解像度、薄型画面、高リフレッシュ レートの追求に 20 年近くを費やしてきましたが、昔ながらの CRT モニタがかつて持っていた利点のいくつかは、今日でも再び追求する価値があることがわかりました。
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