LCD und OLED sind seit 20 Jahren auf der Jagd, können den alten CRT-Monitor aber immer noch nicht ganz überholen.

Zusammenfassung:

2007 leitete „Lost“ das Finale der dritten Staffel ein, das auch eine der klassischsten Wendungen in der Geschichte amerikanischer Dramen hinterließ. Zuvor hatte das Publikum immer gedacht, dass es in den Rückblenden im Stück darum ging, was passierte, bevor die Charaktere auf der einsamen Insel strandeten. Überraschenderweise stellten sie am Ende fest, dass es sich bei diesen Fragmenten tatsächlich um Geschichten handelte, die in der Zukunft spielten. Nach drei Überlebenssaisons auf einer einsamen Insel sind die Protagonisten Jack und Kate sicher nach Los Angeles zurückgekehrt. Die Flucht von der einsamen Insel war schon immer das Hauptziel der Serie. Das Publikum dachte ursprünglich, dass alles vorbei sein würde, solange sie erfolgreich gingen. Bis Jack zusammenbrach und schrie: „Wir müssen zurück!“ Mittlerweile habe ich bei vielen Technologieprodukten ähnliche Gefühle.

Kurz bevor diese Folge von „Lost“ ausgestrahlt wurde, gab ich 1.000 US-Dollar für meinen ersten hochauflösenden Monitor aus. Dabei handelt es sich um einen 26-Zoll-LCD-Bildschirm von Samsung mit einer Auflösung von 1366 x 768. Ich war damals auf dem College und dieser Monitor diente sowohl als Fernseher im Wohnheim als auch als Computermonitor. Damals galt es definitiv als High-End-Produkt. Verglichen mit dem alten CRT-Monitor, der noch zu Hause verwendet wird, ist er dünner, klarer und sieht fortschrittlicher aus.

Aber ist das wirklich so?

Fast 20 Jahre sind vergangen, und es gibt immer noch einige Experten, die sich gut mit Display-Technologie auskennen und versuchen, Wege zu finden, das zurückzubekommen, was wir damals aufgegeben haben.

„Leute über 40 Jahre erinnern sich normalerweise noch daran, wie klar der CRT-Monitor war, als sich das Bild bewegte, aber junge Leute haben noch nie einen CRT benutzt, daher haben sie diese Erinnerung natürlich nicht.“ Mark Rejhon, Gründer der Blur Busters-Website, sagte.

Seit Jahren gilt das Browser-Testtool „Test UFO“ auf der Website von Blur Busters als eines der Standardtools zum Testen der dynamischen Schärfe moderner Monitore. Auf dem Testbildschirm sitzt ein grüner Mann in einer roten fliegenden Untertasse, mit der Benutzer die Klarheit des Bildschirms beobachten können, wenn er sich bewegt.

Im Vergleich zu älteren CRT-Monitoren sind LCD-Monitore aus der Mitte der 2000er Jahre in dieser Hinsicht einfach unterlegen. Damals brauchten LCD-Pixel lange, um die Farbe zu wechseln, was zu einem auffälligen Nachbild hinter sich schnell bewegenden Objekten führte.

Der Fernseher, für den ich ein ganzes Monatsgehalt ausgegeben habe, galt damals bereits als gutes Produkt. Aber das High-Definition-Zeitalter ist gerade erst angebrochen, und die Frische, die neue Technologien mit sich bringen, lässt mich ein Problem übersehen: Obwohl ich eine höhere Auflösung erreicht habe, habe ich auch die lebendigeren Farben und die weicheren dynamischen Bilder des CRT-Monitors verloren.

Und dieser Verlust dauerte fast 20 Jahre.

Heutige Monitore mit hoher Bildwiederholfrequenz haben die verschwommenen, weißlichen Bilder der LCD-Bildschirme in den 2000er Jahren längst überwunden. Aber selbst die Top-Produkte können in puncto dynamischer Klarheit immer noch nicht ganz mit CRT mithalten. Dies ist genau das Problem, das Lei Hong zu lösen versucht.

Entdecken Sie das Gefühl von CRT neu

Ende 2024 arbeitete Lei Hong mit dem ehemaligen Nvidia-Entwickler Timothy Lottes zusammen, um einen bahnbrechenden Algorithmus auf den Markt zu bringen, der angeblich in der Lage sein sollte, die Effekte von CRT-Bildröhren zu simulieren. Es kann Displays mit hoher Bildwiederholfrequenz über 240 Hz nutzen, um Bewegungsunschärfe in Retro-Spielen und anderen 60-Frame-Inhalten drastisch zu reduzieren.

Einfach ausgedrückt versucht diese Technologie, ein Schlüsselmerkmal von CRT-Displays zu simulieren: den Prozess, bei dem Leuchtstoffe nach der Lichtemission das Licht allmählich löschen.

CRT-Monitore funktionieren anders als heutige LCD-Bildschirme. Der Elektronenstrahl tastet den Bildschirm Zeile für Zeile ab, wodurch die Leuchtstoffe zum Leuchten gebracht werden und so das Bild entsteht. Nachdem der Leuchtstoff Licht emittiert hat, erlischt es nicht sofort, sondern wird allmählich dunkler. Durch diesen Effekt kann das Bild klarer wirken, ohne dass es zu starkem Flimmern kommt.

Früher bestand eine gängige Methode zur Reduzierung der Bewegungsunschärfe darin, die Black Frame Insertion-Technologie (BFI) zu verwenden, bei der schwarze Frames zwischen normalen Frames eingefügt wurden. Obwohl dadurch die Bildspeicherung verringert werden kann, flackert das Bild erheblich und kann bei längerer Betrachtung zu Unbehagen führen.

Lei Hong erklärte, dass es im Wesentlichen zwei Möglichkeiten gibt, Bewegungsunschärfe auf einem Display zu reduzieren: Die eine besteht darin, den Bildschirm schnell blinken zu lassen wie bei einer Röhre, und die andere darin, die Bildwiederholfrequenz zu erhöhen. Beide Methoden verkürzen die Zeit, die jedes Bild vor Ihren Augen verbleibt, genau wie eine Kamera mit einem schnelleren Verschluss, und reduzieren so Bewegungsunschärfe.

Der Vorteil von CRT besteht darin, dass Pixel in weniger als einer Tausendstelsekunde kurzzeitig zum Leuchten gebracht werden können, sodass Sie keine besonders hohe Bildrate benötigen, um sehr klare, dynamische Bilder zu erhalten.

Neben der Softwaresimulation versucht NVIDIA, dieses Problem auch auf Hardwareebene zu lösen.

Nvidias G-Sync Pulsar-Technologie wurde auf einige Gaming-Monitore angewendet. Es kombiniert variable Bildwiederholfrequenz (

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Diese Technologie wurde jedoch noch nicht auf OLED-Displays angewendet und kann nur mit NVIDIA-Grafikkarten verwendet werden.

Das Browser-Testtool von Blur Busters simuliert den Vorgang, bei dem ein CRT-Elektronenstrahl vom oberen Bildschirmrand nach unten scannt

Wenn Sie immer noch Schwierigkeiten haben, es zu verstehen, können Sie die CRT-Simulationstechnologie als DLSS speziell für dynamische Bilder verstehen.

DLSS nutzt hauptsächlich technische Mittel, um die Bildauflösung und Leistung von Spielen zu verbessern, während die CRT-Simulationstechnologie das bewegte Bild klarer macht.

Idealerweise kann bei einem Spiel, das auf die Ausführung mit 60 Frames festgelegt ist, nach der Verarbeitung dieser Technologie die dynamische Klarheit dem Effekt bei der Ausführung mit 540 Frames nahe kommen und es ist keine Top-End-Grafikkarte wie RTX5090 erforderlich, um die Anzahl der Frames hart zu stapeln.

Ein 540-Hz-Monitor ist möglicherweise nicht einfach zu handhaben

Um diese Technologie zu testen, habe ich einen ROG PG27AQWP-W-Monitor von ASUS verwendet.

Die Bildwiederholfrequenz dieses Monitors erreicht 540 Hz. Wenn die Auflösung auf 720p reduziert wird, kann auch der 720Hz-Modus eingeschaltet werden. Je höher die Bildwiederholfrequenz, desto einfacher funktioniert die CRT-Simulationstechnologie, wodurch Bewegungsunschärfe weiter reduziert wird.

OLED-Bildschirme haben auch ihre eigenen Vorteile. Im Gegensatz zu LCDs, die eine Hintergrundbeleuchtung erfordern, können OLED-Pixel direkt ausgeschaltet werden, um echtes Schwarz anzuzeigen, und die Helligkeit ist hoch genug, sodass sie näher an die ursprüngliche Kontrastleistung von CRT herankommt. In Verbindung mit einer hohen Bildwiederholfrequenz ist es einfacher, den Effekt eines CRT-Elektronenstrahl-Progressive-Scan-Bildschirms zu simulieren.

Diese Technologie ist nicht nur für nostalgische Gamer gedacht.

Lei Hong wies darauf hin, dass die herkömmliche 60-Hz-Schwarzbild-Einfügungstechnologie und das Hintergrundbeleuchtungs-Stroboskop relativ deutliches Flackern erzeugen, da das System zwischen jedem Bild normaler Bilder ein schwarzes Bild einfügen muss.

Die CRT-Simulationstechnologie verwendet eine progressive Scanmethode von oben nach unten und der Effekt wird viel weicher sein. Da es immer einen Bereich des Bildschirms gibt, der leuchtet, wird nicht wie beim herkömmlichen Einfügen eines schwarzen Rahmens der gesamte Bildschirm wiederholt schwarz.

Obwohl ich einen Monitor hatte, der sich perfekt zum Testen eignete, war ich dennoch von dieser neuen Technologie überwältigt, als es an der Zeit war, tatsächlich damit herumzuspielen.

Ich habe mehrere Stunden damit verbracht, das Bild klarer zu machen

Die Blur Busters-Technologie wurde erstmals in den Shadern der Simulator-Frontend-Software RetroArch eingesetzt. Später wurde es einer experimentellen Version eines separaten Tools namens ShaderGlass hinzugefügt.

ShaderGlass ist ein sehr praktisches Windows-Tool für Bildspezialeffekte, das Hunderte von visuellen Effekten auf verschiedene Inhalte auf dem Desktop überlagern kann, z. B. Scanlinien, analoge Signalstörungen usw., sodass das Bild wie ein altmodischer Fernseher aussieht.

Aber die Komplexität der CRT-Elektronenstrahlsimulation geht weit über die gewöhnlicher Shader hinaus, weshalb Entwickler Mausimus schließlich beschloss, sie separat zu trennen und in einem neuen Tool zu entwickeln: ShaderBeam.

Mausimus erklärte, dass zwei Dinge gleichzeitig getan werden müssen, damit diese Technologie optimal funktioniert: Erstens muss sie genau mit dem Monitor synchronisiert werden, denn selbst das Fehlen eines Bildes bei einer so hohen Bildwiederholfrequenz kann zu offensichtlichem Flackern führen. Zweitens muss es mit dem Spielbildschirm synchronisiert werden, um sicherzustellen, dass jeder vom Spiel ausgegebene Frame korrekt dem simulierten CRT-Scanvorgang entsprechen kann.

Derzeit ist ShaderBeam die beste Möglichkeit, den Algorithmus von Leihong zu nutzen.

Die Bedienung von ShaderBeam scheint nicht kompliziert zu sein. Drücken Sie nach dem Starten des Programms die Tastenkombination, um die Spezialeffekte im Spielfenster einzublenden. Aber es sieht einfach aus, aber das bedeutet nicht, dass es einfach umzusetzen ist. Schließlich verfügten derartige Betriebssysteme, Grafikkartentreiber und Monitore ursprünglich nicht über die speziell dafür optimierte Technologie. Es ist kein großes Unternehmen wie Microsoft, AMD oder Nvidia, das dies problemlos tun kann, wenn es möchte.

Mausimus sagte, dass ShaderBeam nur die vorhandene Bildschirmaufnahme, Fenstertransparenz und andere Funktionen nutzen kann, um die Arbeit so weit wie möglich abzuschließen. Diese Funktionen wurden ursprünglich nicht für diesen Zweck entwickelt und ein präziser Ausführungszeitpunkt kann nicht garantiert werden. Das Programm muss außerdem durch den internen Planungsmechanismus des Betriebssystems und des Grafikkartentreibers eingeschränkt werden. Es muss so weit wie möglich nach ausreichenden Betriebsressourcen streben, um sicherzustellen, dass jeder Frame pünktlich ausgegeben wird.

Damit ShaderBeam stabil läuft, müssen Benutzer sogar viele Funktionen deaktivieren, die normalerweise nützlich sind.

Deaktivieren Sie beispielsweise die variable Bildwiederholfrequenz, passen Sie die Einstellungen des Grafikkartentreibers an, ziehen Sie das Kabel des zweiten Monitors ab, verwenden Sie Process Lasso, um die Ausführungspriorität des Programms zu erhöhen, und ändern Sie sogar die Windows-Registrierung.

Interessanter ist, dass Sie auch versuchen können, zwei GPUs zusammenarbeiten zu lassen: Eine ist für die Ausführung des Spiels verantwortlich, die andere für die CRT-Bildschirmsimulation. Wenn der Prozessor selbst über ein Core-Display verfügt, können Sie versuchen, dessen Arbeit dem Core-Display zu überlassen.

Mausimus sagte, dass die Übergabe der Simulationsaufgabe an eine andere GPU den Wettbewerb zwischen dieser und der Hauptgrafikkarte um Ressourcen verringern und dem Programm eine stabilere Laufzeit ermöglichen kann. Die damit verbundene Verbesserung liegt auf der Hand.

Das Problem besteht nicht darin, dass die Leistung einer einzelnen Grafikkarte nicht ausreicht, sondern darin, dass der Zeitpunkt, zu dem das Betriebssystem GPU-Ressourcen zuweist, nicht stabil ist.

Wenn ShaderBeam nicht rechtzeitig genügend GPU-Ressourcen erhält, um das Bild auszugeben, kann es zu Flackern kommen. Ich bin auf dieses Problem gestoßen: Als ich versuchte, Bilder mit einer Auflösung von 1440p und einer Bildwiederholfrequenz von 540 Hz auf dem Kern des Intel-Prozessors anzuzeigen, war das Problem mit dem Flackern ziemlich offensichtlich.

Danach wechselte ich zum Testen zu verschiedenen Simulatoren und Schießspielen, darunter „Quake“ und „Amid Evil“, aber ich hatte immer Probleme mit Verzögerungen.

Dies brachte mich auch dazu, mich mit der Frage des Subframe-Timings in Displays zu befassen. Mit zunehmender Forschung werden verschiedene Details in der Anzeigetechnologie immer komplexer und sogar verwirrender.

Um ehrlich zu sein, klingt es ein wenig verrückt, so viel Mühe in die Verbesserung der Grafik in einem Spiel wie Metroid Prime 2: Echoes zu stecken.

Dieses Spiel ist einer der Titel, die ich zum Testen verwendet habe. Ich hoffe, mit dem GameCube-Emulator Dolphin das Gefühl wiederzuentdecken, das ich hatte, als ich dieses Spiel zum ersten Mal auf einem Röhrenmonitor im Schlafzimmer meines Schulfreundes spielte.

Ich habe Stunden damit verbracht, Probleme wie Stottern, Flackern und Farbfehler zu beheben. Ich fühlte mich wie ein verrückter Wissenschaftler, und das war der Wahnsinn.

Selbst wenn Sie alle Einstellungen vorgenommen haben, heißt das nicht, dass alles gut sein wird. Auch das Spiel selbst kann die Wirkung beeinflussen.

Bei einigen Unreal Engine 5-Spielen kommt es beispielsweise häufig zu Einfrierungen, die das Bildintervall des Bildschirms stören und den normalen Betrieb der CRT-Simulationstechnologie beeinträchtigen.

Wenn das Bild wirklich klar ist, wird sich die ganze Mühe lohnen

Endlich erkannte ich jedoch den wahren Wert dieser Technologie, als ich anfing, Samus auf seinem Morph-Ball um enge Bereiche herumflitzen zu lassen.

Selbst wenn sich die Kamera schnell dreht, sind die Säulen im Raum immer noch klar und scharf und werden nicht durch die Bewegung des Bildschirms unscharf.

In diesem Moment verstand ich endlich, wonach Rehon und Mausimus gestrebt hatten.

Mausimus erklärte, dass nach dem Einsatz dieser Technologie Pixeldetails, die leicht durch Bewegungsunschärfe verschluckt werden, immer noch klar dargestellt werden sollten, wenn sich Objekte bewegen oder Spieler ihre Perspektive drehen.

Er nannte das Beispiel der Säulen in Quake. Auf der Oberfläche der Säulen befinden sich viele feine Texturen. Wenn sich das Objektiv auf einem normalen Monitor bewegt, werden diese Details aufgrund von Bewegungsunschärfe oft vermischt. Nach der CRT-Simulationsverarbeitung sollten die Texturen jedoch auch dann noch deutlich sichtbar sein, wenn sich der Bildschirm bewegt.

Factorio ist auch ein gutes Testobjekt. Wenn der Spieler unter normalen Umständen die Perspektive verschiebt, sieht die gesamte Szene sehr glatt aus, die Pixeldetails im Bild werden jedoch leicht unscharf. Wenn diese Technologie aktiviert ist, sollten Spieler Details sehen können, selbst wenn sich die gesamte Szene bewegt.

Das ist genau der Sinn der CRT-Simulationstechnologie: Es geht nicht einfach darum, dem Bild Scanlinien hinzuzufügen oder eine Schicht Retro-Filter anzuwenden, sondern zu versuchen, das seit langem bestehende Problem der dynamischen Unschärfe moderner Monitore zu lösen.

Wir haben fast 20 Jahre lang nach höheren Auflösungen, dünneren Bildschirmen und höheren Bildwiederholraten gestrebt, aber jetzt haben wir herausgefunden, dass einige der Vorteile, die altmodische CRT-Monitore einst hatten, es auch heute noch wert sind, weiter verfolgt zu werden.