Les LCD et OLED se courent depuis 20 ans, mais ils ne peuvent toujours pas surpasser complètement l'ancien moniteur CRT.

Résumé :

En 2007, "Lost" a inauguré la finale de la troisième saison, qui a également laissé l'un des rebondissements les plus classiques de l'histoire des drames américains. Auparavant, le public avait toujours pensé que les flashbacks de la pièce concernaient ce qui s'était passé avant que les personnages ne soient bloqués sur l'île déserte. De manière inattendue, ils ont finalement découvert que ces fragments étaient en réalité des histoires qui se déroulaient dans le futur. Après trois saisons de survie sur une île déserte, les protagonistes Jack et Kate sont rentrés sains et saufs à Los Angeles. S'échapper de l'île déserte a toujours été l'objectif principal du spectacle. Le public pensait à l’origine que tant qu’il partait avec succès, tout serait fini. Jusqu'à ce que Jack s'effondre et crie : « Nous devons rentrer ! Aujourd’hui, j’ai des sentiments similaires à propos de nombreux produits technologiques.

Peu de temps avant la diffusion de cet épisode de Lost, j'ai dépensé 1 000 $ pour mon premier moniteur haute définition. Il s’agit d’un écran LCD Samsung de 26 pouces avec une résolution de 1366×768. J'étais à l'université à l'époque et ce moniteur servait à la fois de téléviseur dans mon dortoir et de moniteur d'ordinateur. À cette époque, il était définitivement considéré comme un produit haut de gamme. Comparé à l'ancien moniteur CRT encore utilisé à la maison, il est plus fin, plus clair et semble plus avancé.

Mais est-ce vraiment le cas ?

Près de 20 ans se sont écoulés, et il existe encore des experts qui connaissent bien la technologie d'affichage et qui tentent de trouver des moyens de récupérer ce que nous avons abandonné à l'époque.

"Les personnes de plus de 40 ans se souviennent généralement encore de la clarté du moniteur CRT lorsque l'image bougeait, mais les jeunes n'ont jamais utilisé de CRT, donc naturellement ils n'ont pas cette mémoire." Mark Rejhon, fondateur du site Web Blur Busters, a déclaré.

Depuis des années, l'outil de test du navigateur "Test UFO" du site Web Blur Busters est considéré comme l'un des outils standards pour tester la netteté dynamique des moniteurs modernes. Il y a un homme vert assis dans une soucoupe volante rouge sur l'écran de test, qui est utilisé pour aider les utilisateurs à observer la clarté de l'écran lorsqu'il bouge.

Par rapport aux anciens moniteurs CRT, les moniteurs LCD du milieu des années 2000 sont tout simplement inférieurs à cet égard. À l'époque, les pixels LCD mettaient beaucoup de temps à changer de couleur, ce qui entraînait une image rémanente visible derrière les objets en mouvement rapide.

La télévision pour laquelle j'ai dépensé un mois de salaire était déjà considérée comme un bon produit à l'époque. Mais l'ère de la haute définition vient tout juste d'arriver, et la fraîcheur apportée par les nouvelles technologies m'a fait oublier un problème : bien que j'aie gagné une résolution plus élevée, j'ai également perdu les couleurs plus vives et les images dynamiques plus fluides du moniteur CRT.

Et cette perte a duré près de 20 ans.

Les moniteurs à taux de rafraîchissement élevé d'aujourd'hui ont depuis longtemps éliminé les images floues et blanchâtres des écrans LCD des années 2000. Mais même les meilleurs produits ne peuvent toujours pas rattraper complètement le CRT en termes de clarté dynamique. C’est exactement le problème que Lei Hong tente de résoudre.

Redécouvrez la sensation du CRT

Fin 2024, Lei Hong a collaboré avec l'ancien développeur de Nvidia, Timothy Lottes, pour lancer un algorithme révolutionnaire censé être capable de simuler les effets des tubes cathodiques. Il peut tirer parti des affichages à taux de rafraîchissement élevé supérieur à 240 Hz pour réduire considérablement le flou de mouvement dans les jeux rétro et autres contenus de 60 images.

En termes simples, cette technologie tente de simuler une caractéristique clé des écrans CRT : le processus par lequel les phosphores éteignent progressivement la lumière après avoir émis de la lumière.

Les moniteurs CRT fonctionnent différemment des écrans LCD actuels. Le faisceau d'électrons balaie l'écran ligne par ligne, faisant briller les luminophores, créant ainsi l'image. Une fois que le phosphore a émis de la lumière, il ne s'éteindra pas instantanément, mais s'atténuera progressivement. Cet effet peut rendre l’image plus claire sans provoquer de scintillement trop fort.

Auparavant, afin de réduire le flou de mouvement, une méthode courante consistait à utiliser la technologie d'insertion de cadre noir (BFI), qui consiste à insérer des cadres noirs entre des images normales. Bien que cela puisse réduire la rémanence de l'image, l'image scintille considérablement et peut mettre les gens mal à l'aise lorsqu'ils la regardent pendant une longue période.

Lei Hong a expliqué qu'il existe deux manières principales de réduire le flou de mouvement sur un écran : l'une consiste à faire clignoter l'écran rapidement comme un tube cathodique, et l'autre consiste à augmenter le taux de rafraîchissement. Les deux méthodes raccourcissent la durée pendant laquelle chaque image passe devant vos yeux, tout comme un appareil photo utilisant un obturateur plus rapide, réduisant ainsi le flou de mouvement.

L'avantage du CRT est qu'il peut faire briller brièvement les pixels en moins d'un millième de seconde. Vous n'avez donc pas besoin d'une fréquence d'images particulièrement élevée pour obtenir des images dynamiques très claires.

En plus de la simulation logicielle, NVIDIA essaie également de résoudre ce problème au niveau matériel.

La technologie G-Sync Pulsar de Nvidia a été appliquée à certains moniteurs de jeu. Il combine un taux de rafraîchissement variable (

VR

Cependant, cette technologie n'a pas encore été appliquée aux écrans OLED et ne peut être utilisée qu'avec les cartes graphiques NVIDIA.

L'outil de test du navigateur de Blur Busters simule le processus de balayage d'un faisceau d'électrons CRT depuis le haut de l'écran

Si vous avez encore du mal à comprendre, vous pouvez comprendre la technologie de simulation CRT comme DLSS spécifiquement pour les images dynamiques.

DLSS utilise principalement des moyens techniques pour améliorer la résolution d'image et les performances des jeux, tandis que la technologie de simulation CRT rend l'image en mouvement plus claire.

Idéalement, pour un jeu verrouillé pour fonctionner à 60 images, une fois cette technologie traitée, la clarté dynamique peut être proche de l'effet obtenu lors d'une exécution à 540 images, et ne nécessite pas une carte graphique haut de gamme comme la RTX5090 pour empiler le nombre d'images.

Le moniteur 540 Hz n'est peut-être pas facile à gérer

Pour tester cette technologie, j'ai utilisé un moniteur ROG PG27AQWP-W envoyé par ASUS.

Le taux de rafraîchissement de ce moniteur atteint 540 Hz. Si la résolution est réduite à 720p, le mode 720 Hz peut également être activé. Plus le taux de rafraîchissement est élevé, plus il est facile pour la technologie de simulation CRT de fonctionner, réduisant encore davantage le flou de mouvement.

Les écrans OLED ont également leurs propres avantages. Contrairement aux écrans LCD qui nécessitent un rétroéclairage, les pixels OLED peuvent être désactivés directement pour afficher du vrai noir, et la luminosité est suffisamment élevée pour être plus proche des performances de contraste d'origine du CRT. Associé à un taux de rafraîchissement élevé, il est plus facile de simuler l'effet d'un écran à balayage progressif à faisceau d'électrons CRT.

Cette technologie n'est pas non plus destinée uniquement à satisfaire les joueurs nostalgiques.

Lei Hong a souligné que la technologie traditionnelle d'insertion de cadre noir à 60 Hz et le stroboscope du rétroéclairage produiront des scintillements relativement évidents car le système doit insérer un cadre noir entre chaque image des images normales.

La technologie de simulation CRT utilise une méthode de balayage progressif de haut en bas, et l'effet sera beaucoup plus doux. Comme il y a toujours une zone de l'écran qui brille, l'écran entier ne deviendra pas noir à plusieurs reprises comme l'insertion traditionnelle d'un cadre noir.

Cependant, même si j'avais un moniteur parfait pour les tests, j'étais toujours submergé par cette nouvelle technologie quand est venu le temps de jouer avec.

J'ai passé plusieurs heures à essayer de rendre l'image plus claire

La technologie Blur Busters a été utilisée pour la première fois dans les shaders du logiciel frontal de simulation RetroArch. Plus tard, il a été ajouté à une version expérimentale d'un outil distinct appelé ShaderGlass.

ShaderGlass est un outil d'effets spéciaux d'image Windows très pratique qui peut superposer des centaines d'effets visuels sur divers contenus sur le bureau, tels que des lignes de balayage, des interférences de signaux analogiques, etc., donnant à l'image l'apparence d'un téléviseur à l'ancienne.

Mais la complexité de la simulation par faisceau d'électrons CRT dépasse de loin celle des shaders ordinaires, c'est pourquoi le développeur Mausimus a finalement décidé de la séparer séparément et de la développer en un nouvel outil : ShaderBeam.

Mausimus a expliqué que pour que cette technologie fonctionne au mieux, deux choses doivent être faites en même temps : premièrement, elle doit être synchronisée avec précision avec le moniteur, même manquer une image à un taux de rafraîchissement aussi élevé peut provoquer un scintillement évident ; Deuxièmement, il doit être synchronisé avec l'écran de jeu pour garantir que chaque image émise par le jeu puisse correspondre correctement au processus de numérisation CRT simulé.

Actuellement, ShaderBeam est le meilleur moyen d'utiliser l'algorithme de Leihong.

Le fonctionnement de ShaderBeam ne semble pas compliqué. Après avoir démarré le programme, appuyez sur la touche de raccourci pour superposer les effets spéciaux sur la fenêtre de jeu. Mais cela semble simple, mais cela ne veut pas dire que c’est facile à mettre en œuvre. Après tout, ce type de système d’exploitation, de pilote de carte graphique et de moniteur ne disposait pas à l’origine de la technologie spécifiquement optimisée pour cela. Ce n’est pas une grande entreprise comme Microsoft, AMD ou Nvidia qui peut le faire facilement si elle le souhaite.

Mausimus a déclaré que ShaderBeam ne peut utiliser que la capture d'écran existante, la transparence des fenêtres et d'autres fonctions pour terminer le travail autant que possible. Ces fonctions n'ont pas été conçues à l'origine à cet effet et un timing d'exécution précis ne peut être garanti. Le programme doit également être limité par le mécanisme de planification interne du système d'exploitation et du pilote de la carte graphique. Il doit s'efforcer de disposer autant que possible de ressources d'exécution suffisantes pour garantir que chaque image soit émise à temps.

Pour que ShaderBeam fonctionne de manière stable, les utilisateurs doivent même désactiver de nombreuses fonctions qui sont généralement utiles.

Par exemple, désactivez le taux de rafraîchissement variable, ajustez les paramètres du pilote de la carte graphique, débranchez le deuxième câble du moniteur, utilisez Process Lasso pour augmenter la priorité d'exécution du programme et même modifiez le registre Windows.

Ce qui est plus intéressant, c'est que vous pouvez également essayer de faire fonctionner deux GPU ensemble : l'un est responsable de l'exécution du jeu et l'autre est responsable de la simulation de l'écran CRT. Si le processeur lui-même dispose d'un écran principal, vous pouvez essayer de laisser l'écran principal se charger du travail de ce dernier.

Mausimus a déclaré que confier la tâche de simulation à un autre GPU peut réduire la concurrence entre celui-ci et la carte graphique principale pour les ressources, permettant au programme d'obtenir un temps d'exécution plus stable. L’amélioration apportée par cela est assez évidente.

Le problème n'est pas que les performances d'une seule carte graphique sont insuffisantes, mais que le moment où le système d'exploitation alloue les ressources GPU n'est pas stable.

Si ShaderBeam n'obtient pas suffisamment de ressources GPU à temps pour afficher l'image, un scintillement peut se produire. J'ai rencontré ce problème : lorsque j'essayais de faire en sorte que l'affichage principal du processeur Intel produise des images à une résolution de 1440p et un taux de rafraîchissement de 540 Hz, le problème de scintillement était assez évident.

Après cela, je suis passé à différents simulateurs et jeux de tir pour les tests, notamment "Quake" et "Amid Evil", mais j'ai toujours été gêné par le retard.

Cela m'a également amené à approfondir la question de la synchronisation des sous-images dans les écrans. À mesure que la recherche s’approfondit, divers détails de la technologie d’affichage deviennent de plus en plus complexes, voire déroutants.

Pour être honnête, cela semble un peu fou de consacrer autant d'efforts pour obtenir de meilleurs graphismes dans un jeu comme Metroid Prime 2 : Echoes.

Ce jeu est l'un des titres que j'ai utilisés pour les tests. J’espère utiliser l’émulateur GameCube Dolphin pour retrouver le sentiment que j’ai eu lorsque j’ai joué pour la première fois à ce jeu sur un moniteur CRT dans la chambre de mon ami du lycée.

J'ai passé des heures à résoudre des problèmes tels que le bégaiement, le scintillement et la dégradation des couleurs. Je me sentais comme un scientifique fou, et c’était avant tout une question de folie.

Même si tous les paramètres sont en place, cela ne veut pas dire que tout ira bien. Le jeu lui-même peut également influencer l’effet.

Par exemple, certains jeux Unreal Engine 5 subissent souvent des blocages, ce qui perturbe l'intervalle d'image de l'écran et affecte le fonctionnement normal de la technologie de simulation CRT.

Lorsque l'image sera vraiment claire, tous les ennuis en valent la peine

Cependant, j'ai finalement compris la véritable valeur de cette technologie lorsque j'ai commencé à demander à Samus de contourner des zones restreintes sur sa morph ball.

Même si la caméra tourne rapidement, les piliers de la pièce restent clairs et nets, et ils ne sont pas flous à cause du mouvement de l'écran.

À ce moment-là, j'ai enfin compris ce que Rehon et Mausimus recherchaient.

Mausimus a expliqué qu'après avoir utilisé cette technologie, lorsque les objets bougent ou que les joueurs font pivoter leur perspective, les détails des pixels qui sont facilement absorbés par le flou de mouvement devraient toujours être clairement présentés.

Il a donné l'exemple des piliers dans Quake. Il existe de nombreuses textures fines à la surface des piliers. Lorsque l’objectif bouge sur un moniteur ordinaire, ces détails sont souvent mélangés en raison du flou de mouvement. Cependant, après le traitement de simulation CRT, les textures doivent toujours être clairement visibles même si l'écran bouge.

Factorio est également un bon sujet de test. Dans des circonstances normales, lorsque le joueur déplace la perspective, la scène entière semble très fluide, mais les détails des pixels de l'image sont facilement flous. Avec cette technologie activée, les joueurs devraient pouvoir voir les détails même si toute la scène est en mouvement.

C'est exactement le but de la technologie de simulation CRT : il ne s'agit pas simplement d'ajouter des lignes de balayage à l'image ou d'appliquer une couche de filtres rétro, mais d'essayer de résoudre le problème de flou dynamique de longue date des moniteurs modernes.

Nous avons passé près de 20 ans à rechercher des résolutions plus élevées, des écrans plus fins et des taux de rafraîchissement plus élevés, mais nous avons maintenant découvert que certains des avantages qu'offraient autrefois les moniteurs CRT à l'ancienne méritent encore d'être exploités aujourd'hui.