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電玩遊戲是強力的抗焦慮藥物—《超級好!用遊戲打倒生命裡的壞東西》

PanSci_96
・2016/12/28 ・4036字 ・閱讀時間約 8 分鐘 ・SR值 570 ・九年級

  • 編按:想像一下打電玩的情景:全神貫注、想方設法,一切只為打倒大魔王。等贏得了寶物,已是半夜三點,而你已迫不及待下一場挑戰……打電玩的你可以為了達成遊戲目標,而專注跨越困難,但如果可以將這樣的精神發揮在現實生活,我們是否能達成更多「不可能的任務」?本文摘自《超級好!用遊戲打倒生命裡的壞東西》一書,電玩遊戲可以幫我們抗焦慮嗎?

手術令人恐懼,對小孩來說尤其如此。過去 25 年,醫師想過各種辦法,減輕孩童在手術房中的焦慮感。他們試過強效的藥物,也曾讓家長在孩子進入麻醉狀態前和麻藥退去醒來時,握住孩子的手。甚至還有醫師把小丑請來手術房,希望能逗小孩笑。

什麼方法最管用?如你所料,不是小丑,也不是家長的陪伴或任何藥物。研究人員發現,《超級瑪利歐兄弟》才是一帖良藥。這些玩掌上型電動遊戲機的小孩,在手術前幾乎沒有任何焦慮感。手術結束後,當他們從麻醉狀態甦醒時,他們的焦慮程度也只有用藥組的一半不到,而且不必承受任何藥物的副作用。

超級瑪利歐是幫助孩子對抗術前焦慮的最強武器!圖/MATTEO BITTANTI @ Flickr
超級瑪利歐是幫助孩子對抗術前焦慮的最強武器!圖/MATTEO BITTANTI @ Flickr

這是另一項值得登上頭條的科學研究結果:「電玩遊戲比最強力的抗焦慮藥物,更能有效避免焦慮。」但遊戲為何比較有效?紐澤西大學醫學院麻醉學系的研究團隊主張,箇中關鍵正是「認知專注」,就和《冰雪世界》和《俄羅斯方塊》一樣。這些小病人因為全神貫注在電玩遊戲,不太把心思放在手術上,所以不會感到不安或恐慌。

這項理論很有道理,正如注意力的探照燈理論所述,焦慮感就像疼痛、創傷記憶,以及對某事物的渴望一樣,占據了注意力,才會形成發展出來。不斷想到可能出錯的事,則會一再加重人的焦慮感。「恐懼」是對實際出錯的反應,但「焦慮」卻是預期出錯的心理狀態。我們越生動地想像事情出錯的畫面,越是焦慮。

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生理知覺也可能會引發我們的焦慮感,舉例而言,咖啡因會引起心跳加快及掌心冒汗,突然被嚇一跳也會引起腎上腺素激升。一旦我們注意到這些身體知覺,就會絞盡腦汁想自己緊張的緣由,結果爆發焦慮感,甚至導致恐慌發作。然而,這些症狀都只是「身體知覺」罷了。只有當我們想像未來會發生什麼可怕之事時,這些症狀才會變成焦慮的「情緒感受」。這些想像可能會引發更多生理變化,腎上腺素分泌更多,或是心跳速率更快,然後又被我們解讀成有更多要擔心的理由,就此開啟焦慮的惡性循環。

但玩遊戲能打破注意力的惡性循環,讓我們不再預想出錯的情境。即使我們在玩遊戲時出現焦慮的身體症狀,我們也因為專心投入遊戲,而無暇想像最糟的狀況,焦慮感也跟著消失無蹤了。

在某些情況下,焦慮感對我們有益,能警惕我們發現潛在問題,提前採取行動,避免問題發生。舉例而言,如果你對考試或口頭報告感到焦慮,焦慮感將督促你加緊練習,只不過對大部分人來說,焦慮並不會引發建設性的行動,往往只是帶來不必要的痛苦,妨礙我們採取行動。那麼,何時才是利用遊戲來阻斷焦慮的適當時機呢?不妨依循以下法則:如果焦慮讓你無法找出具體的解決步驟,只是徒增你的煩惱不安,就去玩個遊戲吧。同樣地,如果焦慮讓你無法從事真正想做或需要做的事(例如坐飛機、做口頭報告,或參加社交活動),也請你花幾分鐘玩個遊戲,來阻隔不必要的焦慮。

如果焦慮讓你無法從事真正需要做的事,試試也花幾分鐘玩個遊戲,來阻隔不必要的焦慮。圖/Miguel Angel @ Flickr
如果焦慮讓你無法從事真正需要做的事,試試也花幾分鐘玩個遊戲,來阻隔不必要的焦慮。圖/Miguel Angel @ Flickr

抗焦慮,你需要全神貫注地轉移注意力

看漫畫、聽音樂、看卡通,為何這些有趣的活動,遠遠不及讓病童打電玩,可有效打斷焦慮循環呢?因為這些活動無法讓孩子像打電玩時一樣專注。玩遊戲時,我們不僅將注意力集中在眼前的遊戲,更是「全神貫注」地投入遊戲之中。這種特殊的心理狀態,科學家稱為「心流」(flow)。

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「心流」是指全副心神專注投入某活動的狀態,而且是完全「沉迷」其中。心流經驗令人沉醉忘我,因為眼前的挑戰而大感振奮。在心流狀態中,不僅時間不知不覺地流逝,連自我意識都跟著消失了。你全神貫注於眼前的活動,而覺察不到其他任何思緒或情緒。

美國心理學家契克森特米海伊(Mihaly Csikszentmihalyi)於 70 年代首次發現心流現象。一般認為「心流」是一種極為正向、也是最理想的心理狀態。我們能以許多方式達到心流狀態,只要目標清晰,任務具挑戰性,並具備足夠技能,便不難產生「心流經驗」,以激勵我們精益求精。心理學家初次描述心流現象時,提到遊戲及玩樂正是典型的心流活動。彈吉他、料理、跑步、園藝、做高階數學,或是跳舞……等,這些活動也都能促成心流。然而,與打電玩遊戲相比,這些活動較難在高壓情境中進行(更別說是手術前的開刀房了)。

意外的是,一般認為容易轉移注意力的休閒活動,往往無法引發心流狀態,例如看電視或電影、聽音樂,甚至是閱讀。雖然這些愉快的活動能讓我們暫時忘卻眼前的問題,但缺乏挑戰和互動,因此不符合引發心流現象的條件。這一點很重要,因為許多人會尋求輕鬆愉快的活動,作為應付個人壓力、焦慮或痛苦的方式。但心流研究顯示,挑戰性、互動性強的活動,其實比被動的休閒活動,更能幫助我們掌控自己的思緒和感受。

正是因為心流,電玩遊戲更能有效控制焦慮及其他情緒。遊戲給我們明確的目標,需要我們專注及努力,才能成功達標。數位遊戲更經常提供即時回饋,讓我們的表現更加進步。往往只要我們的技能一精進,遊戲難度就會加深,以確保玩家不斷向上挑戰。因此,要達到心流狀態,電玩遊戲可說是最可靠、有效率的方式。一旦進入心流狀態,我們便能完全掌控自己的注意力焦點。

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研究人員建議:電玩遊戲可列為治療方法之一

若能為自己創造心流,那麼你不只能阻斷痛苦和焦慮等負面感受,還能積極促進自己的身心健康。

東卡羅萊納大學心理生理學實驗室的科學家最近完成了一系列研究,測量電玩遊戲對個人身心的影響。這些科學家主要探討休閒類電玩,例如《憤怒鳥》《寶石方塊》與紙牌接龍。這些遊戲可快速學會,要停下來或重新開始也很容易。這類遊戲與心流經驗具有高度相關性,而且相較於《魔獸世界》及《勁爆美式足球》等複雜的遊戲,玩休閒類電玩不需要具備特殊的遊戲技能或專門知識,也不必投入一定的時間。

玩完一場憤努鳥,壓力好像減輕了一些~圖/youtube
玩完一場憤努鳥,壓力好像減輕了一些~圖/youtube

引起科學家研究興趣的是寶開遊戲公司的一份調查報告,寶開是全球最大遊戲開發商之一,他們發現 77% 的玩家在玩休閒類電玩時,其實也在尋求情緒健康的益處,而不只是娛樂。這些玩家表示,他們利用休閒類電玩遊戲改善心情、停止焦慮、減輕壓力,有些甚至作為某種「自我治療」之用。

「遊戲能促進玩家的精神健康」這一點究竟是事實,還是玩家自己的一廂情願?這正是寶開想解開的疑問。因此,這家遊戲商與東卡羅萊納大學共同成立研究計畫,借重東卡羅萊納先進的「生物回饋」(biofeedback)研究。他們的研究目標是要測量遊戲玩家腦波、心跳速率及呼吸模式的變化,看看這些變化是否符合心情改善、憂鬱減輕,以及抗壓性提高等生理徵象。

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科學家在玩家身上貼附了監控裝置,以追蹤情緒及身體韌性的兩項特定指標:一項是 α 腦波中的腦電圖變化,顯示玩家是否感到痛苦、憂鬱,或愉悅;另一項是心率變異度,這項指標可反映身體從情緒或身體壓力中恢復的速度。

第一項隨機對照試驗發現,玩休閒類遊戲 20 分鐘可降低左前額 α 腦波,顯示個人的心情提升,α 腦波降低的遊戲玩家也的確表示心情變好了。這些受試者的憤怒、憂鬱及緊繃情緒顯著減少,能量明顯提高。至於單純上網 20 分鐘的對照組,則未出現明顯的腦電圖變化,受試者也未感到心情變好或能量提升。此外,遊戲玩家的心率變異度亦顯著提高。玩遊戲僅僅 20 分鐘後,他們的心臟已能承受更多壓力,並復原得更快。

由於初步的研究結果相當正面,研究團隊決定針對休閒類電玩遊戲,進行為期更長的研究。在這次試驗中,他們研究了一週玩 3 次、一次玩 30 分鐘遊戲,對受試者的心情感受,以及對腦電圖及心率變異度的影響。受試者在研究一開始都有焦慮或憂鬱症狀,依上述頻率玩遊戲一個月後,這群受試者的憂鬱、焦慮,以及壓力程度皆顯著減輕。他們的腦電圖及心率變異度皆顯著提升,進一步從生理面證實上述的情緒變化。基於以上重大發現,研究人員甚至建議醫師可將電玩遊戲列為治療方法之一。

不久後的將來,心理學家或心理醫師很可能會開立《憤怒鳥》的處方以減輕患者的焦慮症狀、用《幻幻球》來治療憂鬱症,或是用《決勝時刻》以控制憤怒情緒。事實上,已有心理治療師及諮商師這麼做,而且受到越來越多科學實證的支持。2012 年,曾有學者針對發表於《美國預防醫學期刊》的 38 項關於電玩遊戲的隨機對照試驗,進行統合分析。該研究發現,電玩遊戲極可能幫助人們提升精神健康。(論文也鼓勵相關研究人員及遊戲產業進行為期較長的必要試驗,以進一步探索這個新興的研究領域。)

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「遊戲療法」未必與傳統的藥物治療有所衝突,在東卡羅萊納大學的休閒類遊戲試驗中,23% 的受試者服用抗憂鬱藥物。我們目前才剛開始研究遊戲對精神健康有何正面影響,以及影響的廣度及深度。就現階段或更長期而言,我們應該將電玩遊戲視為「輔助」療法,而非「另類」療法。


《超級好!用遊戲打倒生命裡的壞東西》書封

 

本文摘自《 超級好!用遊戲打倒生命裡的壞東西:50 萬人親身見證的心理奇蹟 》先覺出版

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為什麼越累越難睡?當大腦想下班,「腸道」卻還在加班!
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/04/30 ・2519字 ・閱讀時間約 5 分鐘

本文與  益福生醫 合作,泛科學企劃執行

昨晚,你又在床上翻來覆去、無法入眠了嗎?這或許是現代社會最普遍的深夜共鳴。儘管換了昂貴的乳膠枕、拉上百分之百遮光的窗簾,甚至在腦海中數了幾百隻羊,大腦的那個「睡眠開關」卻彷彿生鏽般卡住。這種渴望休息卻睡不著的過程,讓失眠成了一場耗損身心的極限馬拉松 。

皮質醇:你體內那位「永不熄滅」的深夜警報器

要理解失眠,我們得先認識身體的一套精密防衛系統:下視丘-垂體-腎上腺軸(HPA axis) 。這套系統原本是演化給我們的禮物,讓我們在面對劍齒虎或突如其來的危險時,能迅速進入「戰鬥或快逃」的備戰狀態。當這套系統啟動,腎上腺就會分泌皮質醇 (壓力荷爾蒙),這種荷爾蒙能調動能量、提高警覺性,讓我們在危機中保持清醒 。

然而,現代人的「劍齒虎」不再是野獸,而是無止盡的專案進度、電子郵件與職場競爭。對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態。

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在理想的狀態下,人類的生理時鐘像是一場精確的接力賽。入夜後,身體會進入「修復模式」,此時壓力荷爾蒙「皮質醇」的濃度應該降至最低點,讓「睡眠荷爾蒙」褪黑激素(Melatonin)接棒主導。褪黑激素不僅負責傳遞「天黑了」的訊號,它還能抑制腦中負責維持清醒的食慾素(Orexin)神經元,幫助大腦順利關閉覺醒開關。

對於長期處於高壓或高強度工作環境的人們來說,身體的警報系統可能處於一種「切換不掉」的狀態 / 圖片來源:envato

然而,當壓力介入時,這場接力賽就會變成跑不完的馬拉松賽。研究指出,長期的高壓環境會導致 HPA 軸過度活化,使得夜間皮質醇異常分泌。這不僅會抑制褪黑激素的分泌,更會讓食慾素在深夜裡持續活化,強迫大腦維持在「高覺醒狀態(Hyperarousal)」。 這種令人崩潰的狀態就是,明明你已經累到不行,但大腦卻像停不下來的發電機!

長期的睡眠不足會導致體內促發炎細胞激素上升,而發炎反應又會進一步活化 HPA 軸,分泌更多皮質醇來試圖消炎,高濃度的皮質醇會進一步干擾深層睡眠與快速動眼期(REM),導致睡眠品質變得低弱又破碎,最終形成「壓力-發炎-失眠」的惡行循環。也就是說,你不是在跟睡眠上的意志力作對,而是在跟失控的生理長期鬥爭。

從腸道重啟好眠開關:PS150 菌株如何調校你的生理時鐘

面對這種煞車失靈的失眠困局,科學家們將目光投向了人體內另一個繁榮的生態系:腸道。腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」,而某些特殊菌株不僅能幫助消化、排便,更能透過神經與內分泌途徑與大腦對話,直接參與調節我們的壓力調節與睡眠節律。這種菌株被科學家稱為「精神益生菌」(Psychobiotics)。

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腸道與大腦之間存在著一條雙向通訊的高速公路,這就是「菌-腸-腦軸 (Microbiome-Gut-Brain Axis, MGBA)」/圖片來源:益福生醫

在眾多研究菌株中,發酵乳桿菌 Limosilactobacillus fermentum PS150 的表現格外引人注目。PS150菌株源於亞洲益生菌權威「蔡英傑教授」團隊的專業研發,累積多年功能性菌株研發經驗的科學成果。針對臨床常見的「初夜效應」(First Night Effect, FNE),也就是現代人因出差、換床或環境改變導致的入睡困難,俗稱認床。科學家在進行實驗時發現,補充 PS150 菌株能顯著恢復非快速動眼期(NREM)的睡眠長度,且入睡更快,起床後也更容易清醒。更重要的是,不同於常見的藥物助眠手段(如抗組織胺藥物 DIPH)容易造成快速動眼期(REM)剝奪或導致睡眠破碎化,PS150 菌株展現出一種更為「溫和且自然」的調節力,它能有效縮短入睡所需的時間,並恢復睡眠中代表深層修復的「Delta 波」能量。

科學家發現,即便將 PS150 菌株經過特殊的熱處理(Heat-treated),轉化為不具活性但保有關鍵成分的「後生元」(Postbiotics),其生物活性依然能與活菌媲美 。HT-PS150 技術解決了益生菌在儲存與攝取過程中容易失去活性的痛點,讓這些腸道通訊員能更穩定地發揮作用 。

在臨床實驗中,科學家觀察到一個耐人尋味的現象:當詢問受試者的主觀感受時,往往會遇到強大的「安慰劑效應」,無論是服用 HT-PS150 還是安慰劑的人,主觀上大多表示睡眠變好了。這種「體感上的進步」有時會掩蓋真相,讓人分不清是心理作用還是真實效益。

然而,客觀的生理數據(Biomarkers)卻揭開了關鍵的差異。在排除主觀偏誤後,實驗數據顯示 HT-PS150 組有更高比例的人(84.6%)出現了夜間褪黑激素分泌增加,且壓力荷爾蒙(皮質醇)顯著下降,這證明了菌株確實啟動了體內的睡眠調控系統,而不僅僅是心理安慰。

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最值得關注的是,對於那些失眠指數較高(ISI ≧ 8)的族群,這種「生理修復」與「主觀體感」終於達成了一致。這群人在補充 HT-PS150 後,不僅生理標記改善,連原本嚴重困擾的主觀睡眠效率、持續時間,以及焦慮感也出現了顯著的進步。

了解更多PS150助眠益生菌:https://lihi3.me/KQ4zi

重新定義深層睡眠:構建全方位的深夜修復計畫

睡眠從來就不只是單純的休息,而是一場生理功能的全面重整。想要重獲高品質的睡眠,關鍵在於為自己建立一個全方位的修復生態系。

這套系統的基石,始於良好的生活習慣。從減少睡前數位螢幕的干擾、優化室內環境,到作息調整。當我們透過規律作息來穩定神經系統,並輔以現代科學對於 PS150 菌株的調節力發現,身體便能更順暢地啟動睡眠開關,回歸自然的運作節律。

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與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通。透過生活作息的調整與科學實證的支持,每個人都能擁有掌控睡眠的主動權。現在就從優化生活型態開始,為自己按下那個久違的、如嬰兒般香甜的關機鍵吧。

與其將失眠視為意志力的抗爭,不如將其看作是生理機能與腸道微生態的深度溝通 / 圖片來源 : envato

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肺部為何會「結疤」?揭開比癌症更致命的「菜瓜布肺」,科學家如何找到破解惡性循環的新契機
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2026/05/08 ・2041字 ・閱讀時間約 4 分鐘

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本文由 肺纖維化(菜瓜布肺)社團衛教 合作,泛科學撰文

在現代醫學的警示清單裡,乳癌、大腸癌這些疾病大家都不陌生;但有一個「隱蔽且致命」的威脅卻常被忽視,那就是「肺纖維化」。其中最常見的類型「特發性肺纖維化」(IPF),其預後往往不太樂觀,確診後的五年存活率甚至比許多常見的癌症還低。

首先,我們得先破解一個迷思:肺纖維化並不是單一疾病,而是許多種間質性肺病的共同表現。當我們聽到「肺纖維化」,腦中常浮現「菜瓜布肺」的形象,患者的肺部外觀充滿一個個空洞與疤痕,像極了乾燥的絲瓜。這精準描繪了肺部組織逐漸硬化、失去彈性的過程。

更重要的是,IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉。這跟部分 COVID-19 康復者身上、仍有機會復原的肺纖維化,是兩種完全不同的概念。

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IPF 這類肺纖維化的威脅在於「不可逆」的特性,一旦形成就很難逆轉 / 圖示來源:shutterstock

肺部為何會變成「菜瓜布」?

為什麼好端端的肺會變成菜瓜布?這其實是一場身體修復機制失控的結果。

「纖維化」的組織,就是肺部間質組織(interstitium)的疤痕化。間質是圍繞在肺泡周圍,包含血管與支持肺部結構的結締組織。在正常情況下,肺部損傷後會啟動修復機制,並再生健康組織。但在肺纖維化的患者體內,這套修復機制卻「當機」了。

身體會不斷地發出訊號,導致負責修復工作的「纖維母細胞」(fibroblasts)被過度活化,進而失控地沉積膠原蛋白疤痕組織,最終在肺部形成永久性的纖維化。

科學家發現,這個過程之所以棘手,在於它是一個「惡性循環」,肺部同時存在著「發炎反應」與「纖維化」這兩條路徑 ,它們相互加乘,演變成難以阻斷的強大破壞力。

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雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。例如抽菸,特定年齡與性別(50歲以上男性)、長期暴露於粉塵環境的工作者(農業、畜牧業、採礦業…)、胃食道逆流者。此外,患有自體免疫疾病(如類風濕性關節炎、乾燥症、硬皮症、皮肌炎/多發性肌炎,)的患者,他們併發肺纖維化的機率遠高於一般人,必須特別警覺。

雖然特發性肺纖維化 (IPF) 的具體成因不明 ,但已知某些特定族群的風險更高。/ 圖示來源:shutterstock

打斷惡性循環的挑戰,為何只對抗「纖維化」還不夠?

面對這個不可逆的疾病,醫學界長年束手無策,直到 2014 年才迎來一道曙光。美國 FDA 批准了兩種機制不同的新藥:Nintedanib 和 Pirfenidone。這兩種藥物的出現是治療史上的分水嶺,首度被證實能夠「延緩」IPF 患者肺功能的惡化速度。

然而,這場戰役尚未結束。現有的治療雖然帶來了希望,卻也凸顯了「未被滿足的醫療需求」。從機制上來看,這些藥物主要抑制的是「纖維化路徑」。

這讓科學界開始思考這個未被滿足的棘手問題:既然疾病的本質是「發炎」與「纖維化」的雙重打擊,那麼,我們是否能找到「同時抑制」這兩條路徑的全新策略,從而更有效地打斷這個惡性循環?

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找到同時調控「發炎」與「纖維化」的新靶點

為了解決難題,科學家將目光鎖定在一個細胞內的酵素:磷酸二酯酶 4B(PDE4B)

為什麼鎖定它?讓我們看看它的「雙重作用」機制:

  1. 關鍵位置: PDE4B 同時存在於免疫細胞(與發炎有關)與纖維母細胞(與纖維化有關)當中。
  2. 作用機制: PDE4B 的主要工作是降解細胞內一種叫 cAMP(環磷酸腺苷) 的訊號分子。cAMP 可以被視為細胞內的「穩定信號」。
  3. 雙重抑制: 當我們使用藥物抑制了 PDE4B 的活性,細胞內的 cAMP 就不會被分解,濃度會隨之升高。高濃度的 cAMP 能穩定免疫細胞和纖維母細胞,同時產生抗發炎抗纖維化的雙重效應。

簡單來說,鎖定並抑制 PDE4B,就像是同時抑制了免疫風暴與纖維化的工程,有望從雙從抑制打擊這個惡性循環。

全球臨床試驗帶來的新希望

近十年來,全球在肺纖維化領域投入了大量的臨床試驗,我們相信,在科學家逐步破解肺纖維化惡性循環的複雜難題後,期盼未來能為無數患者爭取到更安全、健康的生活與未來。

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最後,我們必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。面對這個比癌症更致命的對手,雖然現有的治療手段能延緩惡化,但無法逆轉已經形成的肺部疤痕組織,因此「早期診斷、早期治療」仍是對抗肺纖維化最重要的黃金時刻。

必須再次提醒,特發性肺纖維化(IPF)與漸進性肺纖維化(PPF)是極具破壞性、且不可逆的疾病。/ 圖示來源:


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高端玩家必看!顯示器的反應時間是怎麼定義?最新推出的 VESA ClearMR 認證,重新定義電競螢幕動態顯示規格
宜特科技_96
・2023/08/30 ・4274字 ・閱讀時間約 8 分鐘

玩家使用電競螢幕玩遊戲
圖/宜特科技

電競顯示器五花八門,但你了解廠商主打 1ms 反應時間的意思嗎? 而 2022 年推出的 VESA ClearMR 認證,是如何重新定義動態畫面的模糊比例,又有什麼測試重點呢?

本文轉載自宜特小學堂〈VESA 最新推出 ClearMR 認證 重新定義電競螢幕動態顯示規格〉,如果您對半導體產業新知有興趣,歡迎按下右邊的追蹤,就不會錯過宜特科技的最新文章!

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近十年全球電競產業可謂炙手可熱,吸引了大量的關注和投資。根據數據分析公司 Newzoo 的報告顯示,2022 年全球電競市場規模就已突破了 10 億美元的大關。而該公司也預測,到了 2025 年全球每 11 個人中,就有1人將成為電競賽事的觀眾,凸顯了電競產業的快速增長和受眾擴大,將帶來更多商機和成長潛力。

全神貫注比賽的電競選手
全神貫注的電競選手。圖/Insider Intelligence

而遊戲勝負的關鍵,除了依靠選手本身的反應力,設備優劣也是不可或缺的條件之一,尤其電競中極度仰賴的「畫面」的反應時間,輸贏往往就取決在短短幾毫秒的動態表現。當消費者在挑選顯示器時,會看到許多廠商都標榜「1ms 反應時間」,但是細看規格會發現,有些標示 1ms GtG,有些標示 1ms MPRT,由於業界對於影像動態模糊的顯示規格不一,讓消費者在購買時很容易產生混淆。

電商平台會以 "1ms 反應時間"作為消費者選購的參考
電商平台會以 1ms 反應時間作為消費者選購的參考。圖/momo購物網

有鑒於此,2022年,視訊電子標準協會(Video Electronics Standards Association,簡稱VESA)針對螢幕在動態顯示時的表現進行標準化,提出 ClearMR (Clear Motion Ratio Compliance Test Specification)認證,清楚地界定「螢幕在顯示快速移動影像時,清晰和模糊畫素的比例」,這是注重顯示器動態表現的電競選手與玩家們會關注的焦點。

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那麼,兩種主流規格 GtG 和 MPRT 到底差在哪裡?ClearMR 又是怎麼定義動態畫面的模糊比例?它與市面上已有的其他規格有何不同?本文章將先介紹目前主流的兩種規格—MPRT 和 GtG,再進一步介紹最新 VESA ClearMR 測試規範的重點。

一、 GTG(灰階對灰階反應時間),僅針對灰階,無法定義畫面的模糊

LCD 液晶顯示器(Liquid-Crystal Display)就像拼圖一樣,是由大量像素點拼湊成一個完整的畫面,每個像素點中 RGB 三原色比例,決定了呈現的顏色。例如,紅色的比例越高就越紅,藍色比例提高、紅色下降則會變紫,如果想展現出亮紅或暗紅的差異,則是根據電壓大小來改變亮度。

LCD 液晶顯示器的像素放大圖及 RGB 比例改變後,顏色產生變化的示意圖
LCD 液晶顯示器的像素放大圖及 RGB 比例改變後,顏色產生變化的示意圖。圖/wiki & 宜特科技繪製

我們可以想像當白光通過紅色的亮度越高,就會顯示出亮紅色,反之光源越暗,就會呈現出暗紅色。如果畫面只有最暗跟最亮就會變得很極端,所以現在的顯示器,就是透過從最暗到最亮共有256個灰階的變化,呈現出各種精緻的色彩。

螢幕的256個灰階影像變化
256個灰階影像變化。圖/moblie01

前面講了那麼多,我們終於要講到正題的 GtG(Gray to Gray,灰階對灰階的反應時間),一般 LCD 液晶顯示器所標示的反應時間,是指液晶全開/全關所需的時間,但因液晶螢幕呈現的內容,其實就是不同灰階之間的轉換跟變化。最亮和最暗兩者中間的層次愈多,就愈能夠呈現出愈細膩的畫面。當轉換的時間越長畫面就容易產生殘影,相反的,轉換時間越短畫面就越乾淨,遊戲體驗也就越好。

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然而,GtG 的數值只是針對不同灰階之間的反應時間,各家廠商的測試標準與定義也有些不同,GtG 也無法去定義畫面的模糊。那,什麼又是 MPRT 呢?

二、 用 MPRT(動態畫面反應時間)處理畫面殘影,卻導致螢幕變暗

由於 LCD 液晶顯示器的特性與人眼視覺暫留的關係,影像在移動時,使用者會看到殘影或拖影的畫面模糊現象,我們以下圖來舉例,當畫面從綠色切到藍色,中間的過度色在人眼的辨識上就會產生殘影,進而造成模糊。

ULMB 超低運動模糊技術的概念動圖
ULMB 超低運動模糊技術的概念圖。圖/宜特科技

為了解決此問題,於是透過開關螢幕的背光或是插入黑畫面,以縮減每幀畫面的顯示時間,來降低視覺暫留,讓畫面快速移動時較為清晰,暫且解決模糊問題,這個技術就被稱為 ULMB(Ultra Low Motion Blur,超低運動模糊技術)。在剛才舉例中,我們讓綠色切到藍色中間變成了黑畫面,快速的切換可以讓畫面更為清晰。而在 ClearMR 問世前,業界最常用 MPRT(Motion Picture Response Time,動態畫面反應時間)的數值來表示從 A 畫面切到 B 畫面的反應速度。

但是,透過 ULMB 去達到降低 MPRT 的反應時間,也就意味著頻繁的開關背光或是插入黑畫面,會造成螢幕亮度降低,也可能讓使用者看到螢幕閃爍的情形,並且會發生過衝(Overshoot)和下衝(Undershoot)等現象,最糟甚至會導致訊號失真,對圖像品質造成影響或是面板壽命變短。

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訊號測試小知識

過衝(Overshoot):是指信號在從一個值轉變到另一個值時,瞬時值超過了最終(穩態)值,並產生在電源電平之上的額外電壓效應。這意味著信號在轉換過程中超過了預期的目標值。

下衝(Undershoot):則是指信號在從一個值轉變到另一個值時,瞬時值低於最終值,並產生在參考地電平之下的額外電壓效應。這意味著信號在轉換過程中低於了預期的目標值。

過衝和下衝都是電子訊號處理中不利的現象,常常發生在訊號轉換、開關操作或電路切換的過程中。它們可能導致訊號失真、噪音增加,甚至對電子元件和電路造成損壞。而在顯示器上,嚴重的過衝與下衝,會導致面板的壽命變短,畫面過於銳利,而導致失真。

三、 全新推出的 ClearMR,精準定義畫面模糊的標準

講完了 GtG 與 MPRT ,我們終於要來介紹,最新定義畫面模糊的標準規範,它就是 VESA 在去年發布的 ClearMR(Clear Motion Ratio)。

VESA 於2022年7月,正式發布一致性測試規範(ClearMR CTS)V1.0,總共定義了7種不同級距(ClearMR 3000 至 ClearMR 9000),該年底更往上延伸至11個級距,加入了 ClearMR 10000 至 ClearMR 13000。級距的數字,代表著清晰影像與模糊影像的性能比,例如30:1=ClearMR 3000,70:1=ClearMR 7000,90:1=ClearMR 9000。數字愈高,表示該產品在動態上的表現愈清晰。

VESA ClearMR 有11個級距
最新的 ClearMR 共有11個級距。圖/VESA ClearMR官網

(一) 不同級距下,清楚顯現出動態模糊的差異

ClearMR 可針對螢幕的動態模糊定義與分級,讓顯示器動態模糊有了更清楚的定義可依循,不但取代了現有僅基於時間的模糊指標(如前述提及的MPRT、GtG),針對畫面模糊的狀況,提供更完整且公平的比較基礎。

從下圖可看出在不同級距下,待測螢幕顯示的動態輪胎的模糊表現。Still image代表靜止畫面,我們比較從 ClearMR 3000 到 ClearMR 9000,可以明顯比較出模糊差異,等級越高則影像越清晰。

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轉動的輪胎的模糊級距,從最低的 ClearMR 3000 到較清晰的 ClearMR 9000,最後一張為靜止畫面,可比較出其中的模糊差異
轉動的輪胎的模糊級距,從最低的 ClearMR 3000 到較清晰的 ClearMR 9000,最後一張為靜止畫面,可比較出其中的模糊差異。
圖/VESA ClearMR CTS and Logo Program Meda Slides FINAL3

(二)那 ClearMR 的數值是如何測量?

ClearMR 是利用可每秒拍攝10000張以上相片的高速攝影機,拍攝待測螢幕中,由左至右移動的亮光區塊(VESA協會提供的範例程式所產生),會區分為 Leading(領導)與 Trailing(尾隨)。

待測螢幕中亮光區塊 Leading(領導)與 Trailing(尾隨)端的畫面
待測螢幕中亮光區塊 Leading(領導)與 Trailing(尾隨)端的畫面。圖/VESA ClearMR CTS 1.0

再透過拍攝的圖片,產生所謂模糊的輪廓,再來計算其相對應的 CMR 值(Clear Motion Ratio)。我們可以從下圖看到結果,黃框中的 CMR 值是4782,就可以對應級距圖得到待測螢幕的ClearMR級距落在 ClearMR 5000的範圍內,即為螢幕的性能表現。

(a)上衝/下衝數值;(b)上衝/下衝轉折點,可做為工程師除錯參考;(c)決定 CMR 值的各參數列表;(e)黃框中的 CMR 值,即為待測螢幕的性能表現
(a)上衝/下衝數值;(b)上衝/下衝轉折點,可做為工程師除錯參考;(c)決定 CMR 值的各參數列表;(e)黃框中的 CMR 值,即為待測螢幕的性能表現。圖/CMR Tools User Guide v2022.0405

唯有通過測試認證的產品,才有資格使用 VESA ClearMR 的 LOGO ,此規範也在推出後的第一時間,獲得多家顯示器大廠如三星、HP、LG 響應並支持,目前獲得認證的產品都有名列在 VESA 的官方網站上。或許 ClearMR 還無法完全取代,現今主流的 GtG 或 MPRT 的「反應時間概念」,但對於市面上百家爭鳴、不斷強打的 1ms 的顯示器來說,它可以為消費者提供更直觀的評選指標。

宜特訊號測試實驗室也在今年獲得 VESA 授權成為 ClearMR 認證中心,具備所有 ClearMR 認證測試設備、測試環境(包含暗房)與技術能力,可以提供動態清晰率(Clear Motion Rate,CMR)、變異係數(Coefficient of Variation,CV)、過載(Overload)、亮度退化(Luminance Degradation)、背光掃描(Backlight Strobing)測試,可協助多家顯示器、筆電、電競品牌與代工廠進行 VESA ClearMR 測試,助其產品符合規範,取得認證標章。

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文出自 www.istgroup.com

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宜特科技_96
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