Como jogar jogos retrô com a melhor qualidade gráfica

Se você já tentou, deve ter percebido: as TVs 4K atuais são maravilhas que oferecem uma qualidade de imagem que, há poucos anos, nem conseguíamos imaginar. E, ainda assim, se você conectar qualquer console anterior ao Play 3 ou ao Xbox 360 (PS2, Wii, Mega Drive ou Neo Geo, para citar alguns exemplos), eles vão parecer piores do que na sua TV de tubo dos anos noventa.

O problema é que os consoles retrô não criavam a imagem pensando em uma tela digital 4K, mas em TVs CRT, sinais analógicos e resoluções muito baixas.

Por isso, quando falamos em jogar videogames retrô com a "melhor qualidade gráfica", na verdade estamos falando em melhorar a qualidade e a fidelidade com que os vemos, já que a potência gráfica do console era a que era.

E aqui não existe uma única solução perfeita, mas várias imperfeitas ou que dependem do gosto. Podemos buscar a imagem mais parecida com a original, a máxima nitidez, o melhor movimento, a maior praticidade ou um equilíbrio entre tudo isso.

Neste artigo, que poderia ser considerado a segunda parte deste outro em que eu falava sobre como os jogos retrô realmente eram vistos na época, vou falar dessas possíveis alternativas, com foco nas que considero mais interessantes atualmente.

Por que os jogos retrô ficam melhores em um CRT?

Primeiro, alguns vídeos para você observar as diferenças.

Consoles de 8 e 16 bits:

Aqui deixo o link para outro vídeo com jogos mais modernos.

Por que existem essas diferenças?

Em um CRT, a imagem não é construída como em um LCD ou OLED moderno.

Em uma tela digital moderna temos uma matriz fixa de pixels. Se exibirmos uma imagem de 320 × 240 em um painel 4K de 3840 × 2160, alguém (a própria tela ou um scaler intermediário) precisa decidir como transformar esses poucos pixels originais nos milhões de pixels desta TV. E, dependendo do método de escalonamento, a imagem pode ficar mais nítida ou mais borrada.

Já um CRT funciona de outra maneira. Um feixe de elétrons percorre a tela linha por linha, fazendo os fósforos emitirem luz. Não existe uma grade digital de pixels equivalente à de um LCD, e a imagem resultante também depende do tubo, do sinal utilizado, do cabo, da geometria dos pixels, do brilho e de muitas outras variáveis.

Por isso, a aparência característica do Mega Drive, SNES, Neo Geo ou PlayStation não dependia apenas da imagem gerada pelo console: a própria TV e os cabos também influenciavam o resultado.

É por isso que duas telas CRT mostravam o mesmo console de maneiras diferentes. E também por isso falar em uma única "aparência de CRT" também não é correto.

O movimento é a grande vantagem que um CRT ainda mantém

Agora que você já conhece, pelo menos por alto, a diferença entre a tecnologia das telas antigas e a das atuais, vamos à verdadeira vantagem dos CRT.

Em uma tela moderna, as scanlines -as típicas linhas pretas entre os pixels- e a curvatura das bordas da tela característica dos CRT são relativamente fáceis de simular.

O que é realmente difícil de igualar é o movimento.

Uma tela LCD convencional funciona por sample-and-hold: exibe cada quadro e o mantém visível até a chegada do seguinte.  

Em um CRT, o fósforo se acende quando o feixe passa e depois sua luminosidade cai rapidamente.

Por isso, um jogo rolando a 60 quadros por segundo pode parecer consideravelmente mais definido em movimento em um CRT do que em um LCD de 60 Hz, mesmo que a tela LCD tenha uma resolução muito maior.

Isso fica especialmente evidente em jogos com rolagem rápida: Sonic, Thunder Force IV, Metal Slug, F-Zero ou praticamente qualquer arcade 2D rápido.

Você pode pensar que, com as novas telas de 120 Hz ou 240 Hz, isso muda, mas, como explicarei mais adiante, não é exatamente assim.

Antes, vamos ver as diferentes possibilidades de imagem para jogos retrô.

Opção 1: console original + CRT + diferentes conexões

Se o objetivo é reproduzir a experiência original, esta combinação é a melhor:

Console original > bom sinal analógico > CRT adequado.

Não é preciso comprar uma daquelas enormes TVs de 29 polegadas que hoje, com uma traseira daquele tamanho, são impossíveis de colocar em casa. Um CRT 4:3 de cerca de 14 a 21 polegadas costuma ser uma solução muito mais prática.

Na verdade, para sistemas basicamente 4:3, como Mega Drive, SNES, Neo Geo, N64 ou boa parte do catálogo de PS2, faz até mais sentido do que procurar um modelo widescreen.

Outro ponto importante é diferenciar as TVs CRT convencionais de muitos modelos europeus de 100 Hz. Estes últimos podiam ser fantásticos para televisão e vídeo entrelaçado (principalmente se você gostava daquele efeito de vídeo doméstico nos filmes que eu odiava), mas processavam o sinal antes de exibi-lo.  

Por isso, o sistema tradicional de 240p/288p e 50/60 Hz é melhor, já que esses consoles geravam imagens nessas frequências, dependendo de serem PAL (Europa) ou NTSC.

A conexão de vídeo importa quase tanto quanto a TV

Nesse ponto é preciso explicar por que o mesmo console pode mudar muito de imagem dependendo de como o conectamos À MESMA TELA.

Simplificando bastante, para preservar o máximo possível de informação do sinal analógico, a ordem é

RGB > S-Video > vídeo composto > RF.

Isso não significa que o composto seja sempre "ruim", mas quase. Sim, determinados jogos e efeitos gráficos podem ficar visualmente melhores graças à forma como o sinal composto mistura cores e detalhes, se os desenvolvedores levaram isso em conta.

Mas, se o que buscamos é fidelidade e definição, RGB costuma ser a referência nos consoles que o oferecem. E fuja do RF (aquele que era ligado à antena da TV e sintonizado como mais um canal) como da peste.

Aplicado a cada console

PS2, por exemplo, funciona muito bem via RGB SCART em um CRT europeu. O Neo Geo e provavelmente sua futura versão AES são outros exemplos de excelente qualidade de imagem com RGB.

N64, por outro lado, é um caso diferente. Os consoles PAL não oferecem RGB de fábrica e, dependendo do modelo, podem permitir S-Video (Super Vídeo), por isso um CRT com entrada S-Video pode ser especialmente interessante para um Nintendo 64 original.

Wii e GameCube ficam bem entre duas gerações, por isso a situação complica um pouco.

Wii foi lançado no meio do caminho entre o mundo CRT e o das telas planas. Por isso, a Nintendo permite configurar o console em 480i ou 480p progressivo, com imagem melhor, se você usar o cabo componente.

Títulos como Super Mario Kart ou Super Mario Galaxy, com seu formato widescreen, se beneficiam disso.

Custo

Vai depender do que você já tem:

• Console original: não são caros, exceto o Neo Geo, que ainda por cima vai lançar sua versão AES+ em setembro por 200€.
• Cabos de conexão: não são caros, mas você terá que procurar o que oferece a melhor imagem (fuja do RF e, na medida do possível, do composto por RCA).
• TV: há de todos os preços e cores, mas por 30€ você já encontra uma em plataformas de usados. Obviamente, uma Sony Black Trinitron vai custar bem mais e talvez não compense para você.

Opção 2: console original + scaler + tela moderna

A segunda grande possibilidade é manter o hardware original, mas substituir o CRT por um processador de vídeo.

A cadeia passa a ser:

Console > scaler > HDMI > tela moderna.

Aqui é importante diferenciar um verdadeiro scaler de um adaptador HDMI barato.

Um adaptador barato se limita a converter um sinal analógico em digital, deixando boa parte do processamento da imagem por conta da TV. Já um bom processador retrô consegue identificar corretamente 240p, gerenciar 480i, controlar a proporção da imagem, reduzir a latência e decidir exatamente como escalonar a imagem.

Scalers

Quais são as opções?

GBS-C é uma das alternativas econômicas mais interessantes porque trata muito bem o 480i e aceita RGB e componente. Sua principal limitação em uma configuração como N64 + PS2 + Wii é que as implementações comuns não aceitam diretamente S-Video e vídeo composto.

OSSC é extraordinário com sinais RGB e componente, especialmente em sistemas 240p, mas também não é a solução mais universal quando temos consoles que dependem de composto ou S-Video.

RetroTINK foi pensado justamente para preencher essa lacuna.

Por exemplo, o atual RetroTINK 6X CE aceita diretamente composto, S-Video, RGB, componente e VGA, podendo processar praticamente todos os sinais comuns dos consoles clássicos e gerar até 1440p, além de oferecer modos 1080p em alta frequência. O inconveniente é o preço.

Um excelente scaler pode recriar scanlines, máscaras, proporções de imagem e um escalonamento praticamente perfeitos, mas, se depois conectarmos o resultado a um LCD convencional de 60 Hz, continuará existindo o comportamento sample-and-hold. Ele não pode mudar o comportamento temporal da tela que vem depois.

Existe uma variação desse esquema, que é usar um monitor de PC CRT. Embora seja CRT, para consoles antigos você vai precisar do scaler, por causa da diferença entre os 15 Hz que eles emitem e os 31 Hz esperados pelo monitor.

Você pode obter uma qualidade gráfica muito, muito alta, em troca de um custo também mais elevado (estou partindo do princípio de que você já tem uma TV ou monitor HD em casa).

Custo

Como antes, vai depender do que você já tem, mas já adianto que esta opção é mais cara, pois você troca o custo da TV CRT pelo do scaler:

• Console original: igual ao caso anterior.
• Cabos de conexão: igual ao caso anterior.
• Scaler: há em várias faixas de preço, mas, se você quiser algo de qualidade, começam por volta de 80€.
• Tela atual: estou partindo do princípio de que você já tem um monitor ou TV HD.

Opção 3: emulador de PC + tela atual

Aqui surge uma terceira possibilidade.

Os emuladores atuais de máquinas como Mega Drive, SNES ou Neo Geo atingiram um nível de precisão extraordinariamente alto.

Genesis Plus GX, bsnes, Snes9x ou FinalBurn Neo permitem reproduzir esses sistemas com uma fidelidade que faz com que, para a maioria dos usuários, as diferenças importantes já não estejam tanto na emulação, mas em como exibimos a imagem.

E um PC ainda tem uma enorme vantagem: podemos controlar completamente a resolução de saída, o escalonamento e os filtros.

Escalonamento inteiro: fazer cada pixel voltar a se encaixar

Vamos supor um jogo renderizado em 320 × 240.

Se multiplicarmos exatamente cada pixel por quatro, podemos obter 1280 × 960.

Cada pixel original vira um bloco perfeito de 4 × 4 pixels físicos.

Isso é escalonamento inteiro.

Quando a resolução de destino não permite um multiplicador exato, é preciso interpolar, recortar ou adicionar faixas.

Nem sempre precisamos que tudo ocupe 100% da tela. Muitas vezes é melhor aceitar pequenas bordas pretas e preservar uma geometria limpa.

As telas 4K ainda têm uma enorme vantagem: possuem tantos pixels que permitem reproduzir com muita precisão estruturas que antigamente eram físicas.

Vamos lá, vamos juntar tudo isso.

Shaders CRT são muito mais do que simplesmente colocar scanlines

Durante muito tempo, os filtros CRT tiveram uma reputação bastante ruim porque muitos se limitavam a escurecer linhas alternadas.

Os shaders atuais são outra coisa. Eles podem recriar diferentes máscaras de fósforo, aperture grille, shadow mask, bloom, halation, convergência, curvatura, difusão, scanlines e até características de sinais analógicos, como o composto.

Em uma tela 4K há resolução física suficiente para desenhar essas estruturas com bastante detalhe.

Por isso, uma imagem estática do RetroArch com um bom shader CRT em 4K pode ficar extremamente parecida com a de um tubo. Mas continua pendente o problema que mencionamos antes: o movimento.

Os 120 Hz… ou os 240 Hz

Vamos entrar em um aspecto um pouco técnico.

Existe uma confusão bastante comum. Se um jogo gera 60 imagens por segundo e um monitor de 120 Hz simplesmente mostra cada imagem duas vezes.

Isso melhora alguns aspectos de sincronização e latência, mas não reduz pela metade a persistência visual, que é justamente o ponto em que os CRT vencem os painéis atuais em movimento.

Para conseguir reduzi-la, também precisamos controlar por quanto tempo cada imagem permanece visível.

É aqui que entram várias técnicas.

BFI, ou Black Frame Insertion, insere períodos escuros entre as imagens.

Os sistemas MBR, MPRT ou backlight strobing de alguns monitores atuam sobre a retroiluminação: eles a desligam durante parte da atualização para reduzir o tempo durante o qual percebemos cada quadro.

O objetivo é parecido, mas tecnicamente não são exatamente a mesma coisa.

O que conseguimos com isso? Duas coisas: a boa é que a persistência diminui, ficando mais parecida com a de um CRT. A ruim é que, ao inserir um frame preto a cada dois, a iluminação geral do jogo fica mais escura. Isso é fácil de resolver aumentando o brilho da tela.

O efeito com 120 Hz é bom, mas não definitivo. Porém, se você fizer o mesmo em um monitor de 240 Hz, estará muito, muito mais perto do resultado do CRT original.

Então, se você combinar os shaders com essa técnica de escurecimento de frames e fizer isso em um monitor 4K a 240 Hz, estará muito, muito perto da sensação dos CRT originais. Só que vai ter que pagar por um monitor assim.

CRT Beam Simulator: usar os hertz extras para simular também a varredura

Com qualquer um dos monitores anteriores, você poderá testar uma das soluções mais interessantes que surgiram recentemente: CRT Beam Simulator.

Em vez de se limitar a modificar a aparência de cada quadro, ele usa as atualizações adicionais de uma tela com muitos Hz para se aproximar do comportamento temporal do feixe e do fósforo.

Ele foi projetado especificamente para telas LCD e OLED sample-and-hold de alta frequência.  

Os próprios desenvolvedores dizem que funciona a partir de 120 Hz, mas que, quanto mais atualizações tivermos disponíveis para cada atualização que queremos simular, melhor será a aproximação: 240 Hz é melhor do que 120 Hz, e 480 Hz pode melhorar ainda mais.

Para um jogo de 60 imagens por segundo, é fácil explicar:

• Em 120 Hz temos duas atualizações físicas para representar cada quadro original.
• Em 240 Hz temos quatro.

Isso permite distribuir com muito mais precisão a iluminação, a varredura e a queda de luminosidade. Não transforma um LCD em CRT, mas melhora os shaders tradicionais.

4K 60 Hz ou Full HD 240 Hz?

À primeira vista, a escolha pode parecer complicada, mas não é.

Se o orçamento não dá ou você não quer pagar o preço de um monitor 4K a 240 Hz, pode reduzir ou a resolução ou os Hz.

Um monitor 4K de 60 Hz tem uma enorme quantidade de pixels para reproduzir máscaras, scanlines e outros detalhes visuais, mas tem pouquíssima margem temporal para simular o comportamento do tubo.

Um Full HD de 240 Hz tem muito menos resolução espacial, mas oferece quatro atualizações para cada quadro de um jogo a 60 Hz.

Qual é melhor?

Depende do que valorizamos. Para capturas, pixel art perfeitamente definido e shaders visualmente complexos, o 4K leva vantagem. Para jogos rápidos, 240 Hz pode ser muito melhor pela nitidez em movimento.

Na minha opinião, o movimento é mais relevante na hora de conseguir um efeito CRT, já que um Full HD por si só tem muito mais resolução do que esses consoles retrô.

Você também pode fazer o seguinte: comprar um monitor como este AOC ou este Lenovo, que permitem 4K a 60 Hz ou Full HD a 240 Hz, e então comparar qual modo você prefere.  

Eles custam um terço do preço de um monitor 4K 240 Hz e, além disso, você pode usar 4K como resolução de trabalho no PC. Também não são CRT, mas se aproximam e ocupam menos espaço, pois não têm a enorme traseira das TVs de tubo.

Por tudo isso, de todas as opções, esta seria a minha recomendação.

Custo

Como sempre, vai depender do que você já tem, mas pode ser a opção mais econômica de todas:

• PC: estou partindo do princípio de que você tem um. Para emular abaixo de PS2 e Wii, praticamente qualquer coisa com menos de 15 anos serve.
• Cabos de conexão: você já tem, a menos que seja um notebook e queira conectá-lo a uma tela externa. De qualquer forma, um HDMI comum serve.
• Tela atual: estou partindo do princípio de que você já tem um monitor ou TV HD, mas, se quiser comprar um com mais resolução ou Hz para se aproximar do original, há desde os Full HD de 120 Hz superbaratos (69€ este da Xiaomi e 80€ este, melhor, da LG), até os mais de 500€ de um 4K 240 Hz, passando pelos modelos de 240€ como este AOC ou este Lenovo.

Opção 4: emular com outros dispositivos, como o Wii

Embora pudéssemos recomendar uma Raspberry Pi para isso, o aumento de preço causado pela crise da RAM faz com que eu prefira a máquina da Nintendo.

É que um Wii modificado para executar homebrew é uma máquina muito interessante para emular sistemas de 8 e 16 bits. E custa uma ninharia no Wallapop.

Sua principal vantagem é que, ao conectá-lo a um CRT, podemos usar modos de baixa resolução que enviam uma imagem 240p, obtendo a resolução original, scanlines físicas, movimento, fósforo e geometria.

Para Mega Drive e SNES é uma solução extremamente atraente. Neo Geo é um pouco mais problemático por causa das limitações de memória do Wii e do enorme tamanho (em MB) de determinados jogos.

Conectado a uma tela moderna, por outro lado, o Wii perde parte dessa vantagem e voltamos a depender de 480p e do escalonamento posterior.

Custo

Novamente, vai depender do que você já tem, mas pode ser a opção mais econômica de todas:

• Wii: se você já tem um, ótimo. Se não, consegue um por 30€.
• Cabos de conexão: vai depender de vir ou não com cabo componente. De qualquer forma, pouca coisa.
• Tela: se você seguir por esse caminho, entendo que é para conectar a um CRT, então, a partir de 30€ em plataformas de usados.

Os jogos modernos de "pixel art" são outra coisa

Se você, como eu, curte bons gráficos em 2D, lançamentos atuais que vão chamar sua atenção incluem Ninja Gaiden: Ragebound.

Como este jogo funciona e como você pode vê-lo em todo o seu esplendor?

O jogo trabalha com uma resolução interna muito baixa, de 480 × 270 pixels, mas foi projetado desde o início para rodar em plataformas modernas, por isso leva em conta as atuais telas 4K:

• 480 × 8 = 3840
• 270 × 8 = 2160

Ou seja, 480 × 270 px podem ser convertidos exatamente em 3840 × 2160 por meio de escalonamento inteiro de oito vezes (quatro, no caso do Full HD).

Nesse caso, um monitor 4K pode ser o dispositivo perfeito para mostrar o pixel art exatamente como os artistas o construíram; inclusive, eles adicionaram um "filtro CRT" nas opções do jogo.

No entanto, não é a mesma coisa. Um CRT tem a vantagem do movimento, e fica realmente muito bom, como mostra este usuário no Reddit.

Qual solução realmente oferece a melhor qualidade?

Não existe uma vencedora universal.

O que buscamos	Configuração que eu escolheria
Máxima fidelidade histórica	Console original + CRT
Hardware original em TV moderna	Console + bom scaler
Emulação com máxima flexibilidade	PC + RetroArch
Melhor aparência CRT em tela moderna	4K + shader CRT
Melhor movimento em LCD	120/240 Hz + simulação temporal
Equilíbrio imagem/movimento	4K de alta frequência
Pouco espaço	PC + monitor moderno rápido
Sistemas de 16 bits em CRT	Wii modificado + CRT

E isso porque nem acrescentei a variante "praticidade", já que os CRT nunca foram exatamente muito práticos.

De qualquer forma, fique com isto:

• Um CRT pode ser menos definido e, ainda assim, reproduzir melhor a intenção visual e o movimento.
• Um monitor 4K pode mostrar cada pixel com uma precisão extraordinária e permitir shaders impossíveis de reproduzir em resoluções inferiores.
• Uma tela de 240 Hz pode sacrificar resolução para recuperar parte da nitidez de movimento do CRT.
• E um bom scaler pode permitir que o console original sobreviva em um ambiente moderno.

A configuração que eu escolheria hoje

Olha, isso é totalmente subjetivo, mas, se eu tivesse espaço e quisesse combinar fidelidade, praticidade e preço, não tentaria encontrar uma única tela capaz de fazer tudo.

Eu usaria duas:

• Um CRT 4:3 relativamente pequeno, de cerca de 14 a 21 polegadas, para hardware original que realmente se beneficia dele: N64, PS2, Neo Geo, consoles de 16 bits e, ocasionalmente, Wii. Idealmente, no meu caso, com tela plana.
• Uma tela moderna de alta frequência para emulação no PC.

Se eu só pudesse ter uma, já falei acima: um monitor com modos 4K de 120 Hz e Full HD a 240 Hz. Para quem não quer ter um CRT em casa, provavelmente é hoje uma das alternativas mais interessantes.

Outras alternativas mais complicadas

Antes de terminar, deixo duas alternativas diferentes e mais complicadas, mas que em alguns casos podem funcionar.

A primeira é usar um projetor de resposta rápida e que aceite sinais de baixa resolução, como 240p ou 480p. São aparelhos com muitas conexões e bons conversores de imagem, então, se você tiver um em casa, pode testar. Só não compraria um especificamente para isso.

A segunda é montar um sistema FPGA como MiSTer, que permite configurar circuitos lógicos para reproduzir em paralelo o comportamento do hardware original.

Eles podem combinar uma reprodução muito precisa do hardware com saídas adequadas tanto para CRT quanto para telas digitais modernas sem precisar de dezenas de consoles.

Como eu disse, dois casos muito, muito específicos.

Conclusões: ainda vale a pena ter um CRT?

Sim, mas ele já não é a única maneira de jogar jogos antigos com fidelidade.

Um CRT oferece naturalmente algo que ainda tentamos reconstruir nas telas modernas: resolução flexível, sinais analógicos, scanlines, fósforo e uma extraordinária nitidez de movimento.

Mas a distância diminuiu enormemente.

Uma emulação precisa, um bom shader, escalonamento correto e uma tela de alta frequência podem oferecer uma experiência muito mais próxima da original. Por isso, talvez a pergunta já não deva ser se um CRT é melhor do que uma tela moderna.

A pergunta que realmente precisamos fazer é que parte da experiência original queremos preservar.

Se buscamos hardware, sinal e movimento autênticos, o CRT é inevitável.

Se buscamos praticidade, pouco espaço e capacidade de reproduzir dezenas de sistemas diferentes, um PC e uma boa tela moderna podem ser a melhor solução geral.

E, se pudermos ter as duas coisas, mesmo que seja com um pequeno CRT de 21 polegadas e um monitor moderno sobre a mesa, provavelmente teremos o melhor dos dois mundos.

Antes de terminar, duas observações.

A primeira é que, para emular como se deve, você vai precisar de um bom controle adequado. Neste artigo eu explico os melhores controles para jogos de acordo com o seu uso.

A segunda é que, se você busca a melhor qualidade gráfica em jogos retrô, deveria experimentar estes:

• Os 10 jogos com melhores gráficos do Super Nintendo.
• Os 10 jogos com melhores gráficos do Mega Drive.
• Os 10 jogos com melhores gráficos do Neo Geo.