Скорость кадров в секунду

Информация

⇡#В кинозалах

Началось всё с немого кинематографа, где использовалась плёнка с 16 кадрами в секунду. При демонстрации отрывков из довоенных фильмов вы наверняка замечали неестественно высокую скорость происходящего на экране — это следствие соответствующей частоты кадров. Затем, при появлении звука в фильмах для размещения аудиодорожки число кадров увеличили до 24 (иначе звук был слишком искажен)
, это значение остаётся актуальным по сегодняшний день.

Впрочем, если уж быть точным, то в кинозалах показывают фильмы не с 24, а 48 кадрами в секунду. Это связано с работой одной из деталей проектора, обтюратора — механического устройства для периодического перекрывания светового потока в момент движения кинопленки в кадровом окне. То есть, грубо говоря, каждый второй кадр — просто «пустой», а мелькание практически незаметно.

Тем не менее в кинематографе уже не одно десятилетие идут разговоры о необходимости перехода с привычного стандарта 24 кадра в секунду. Но этому мешал ряд проблем, связанных в основном с технологическими сложностями. Однако в последние годы, когда фильмы стали всё чаще снимать и показывать в залах при помощи цифрового оборудования, задача в этом плане существенно упростилась.

Но есть ещё один аспект, касающийся кинематографичности видеоряда. Например, при 60 кадрах/с наши глаза получают больше информации, за счет чего меняется восприятие происходящего на экране. Становится заметна искусственность декораций и визуальных эффектов, создаётся впечатление, что вы присутствуете на театральной постановке или прямо в студии, где снимают фильм.

Это отрицательным образом влияет на аутентичность кинокартины, зачастую сводя на нет некоторые режиссёрские и операторские приёмы. Зато всё это нисколько не отменяет всех тех положительных свойств, какими обладает видео с высокой частотой кадров. Это и потрясающая плавность изображения, и естественность картинки — прямо как в реальной жизни, что создаёт отличный эффект присутствия и веры в происходящее. И наконец, большее число кадров нивелирует мерцание (особенно заметное по краям экрана), снижая утомляемость глаз.

Джеймс Кэмерон, главный киноноватор на нашей планете, заставивший весь мир полюбить 3D, всерьёз пообещал совершить ещё одну революцию в индустрии. Его следующие проекты «Аватар-2
» и «Аватар-
3
» будут сняты в формате 60 кадров в секунду и наглядно продемонстрируют человечеству все достоинства подобной технологии.

Началось всё с немого кинематографа, где использовалась плёнка с 16 кадрами в секунду. При демонстрации отрывков из довоенных фильмов вы наверняка замечали неестественно высокую скорость происходящего на экране — это следствие соответствующей частоты кадров. Затем, при появлении звука в фильмах для размещения аудиодорожки число кадров увеличили до 24 (иначе звук был слишком искажен), это значение остаётся актуальным по сегодняшний день.

Джеймс Кэмерон, главный киноноватор на нашей планете, заставивший весь мир полюбить 3D, всерьёз пообещал совершить ещё одну революцию в индустрии. Его следующие проекты «Аватар-2» и «Аватар-3» будут сняты в формате 60 кадров в секунду и наглядно продемонстрируют человечеству все достоинства подобной технологии.

А есть ли проблема?

Смиритесь, для многих людей разница между 30 и 60 FPS (кадрами в секунду) очевидна. На тридцати изображение у краёв монитора размывается и дёргается, как двоечник на экзамене, а ещё с ними улавливаешь меньше деталей. Зато шестьдесят дарят милую нашему сердцу плавность. А если вы этого не замечаете, то… живите себе спокойно и наслаждайтесь любимыми играми. Тем более, наука о мозге — на вашей стороне. О чём нам и поведал нейрофизиолог и доктор биологических наук Георгий Алексеевич Иваницкий.

Так что не путайте причину со следствием. Если вам физически плохо от тридцати кадров — скорее всего, будет плохо и от шестидесяти. Вырубите монитор и прогуляйтесь — за окном хоть и снежок, но весенний. А испортив здоровье длительными марафонами за компьютером или телевизором, вы вряд ли сумеете убедительно списать это на неправильные Герцы, которые делают неправильный мёд.

Скорость кадров в секунду

Но как тогда быть тем, для кого фреймрейт — залог удовольствия от игры? Не на пустом же месте возникли споры. Сравнение в лоб при помощи видеоролика всё-таки не отвечает на вопрос, какую частоту можно считать наиболее подходящей для развлечений. И раз уж впервые им задались режиссёры фильмов, обратимся к истокам.

⇡#Итого

Все написанные выше слова и названные примеры — ничто по сравнению с вашими личными впечатлениями. Если вы нередкий гость в кинотеатрах, то в обозримом будущем сами убедитесь в преимуществах 48 или 60 кадров/с — уж Питер Джексон и Джеймс Кэмерон найдут способы во всей красе продемонстрировать достоинства технологии.

Если же вы обдумываете покупку нового телевизора (или вдруг на вашей домашней панели уже предусмотрены подобные возможности), то стоит обратить внимание на наличие систем добавления плавности. Можно попросить продавцов в гипермаркете включить демонстрационный режим на интересующей вас модели, желательно динамичный трейлер какого-нибудь фильма или сразу 3D-изображение. По результатам просмотра выводы сделаете уже сами.

В начале кинопленка была очень дорогая – на столько, что для того, чтобы ее экономить, режиссеры пытались использовать наименьшее количество кадров, которое обеспечивало плавность движения. Этот порог колебался от 16 до 24 кадров в секунду и в конечном счете был выбран единый уровень в 24 кадра в секунду. Такой стандарт установился на многие десятилетия и до сих пор используется в кинематографии.

Когда появилось телевидение, в разных странах начали использовать разное количество кадров в секунду, в зависимости от частоты напряжения переменного тока в электросети. Таким образом, произошел раскол в мировых стандартах. Страны, в которых частота напряжения составляла 60 Гц, такие как США и Япония, приняли решение на введение телевидения на скорости 30 кадров в секунду, а страны с частотой 50 Гц (в основном, в Европе и Азии) выбрали стандарт 25 кадров в секунду.

Цифровая эра принесла огромные технологические изменения. Во-первых, большинство камер и дисплеев может поддерживать несколько различных скоростей записи, так что вы можете продолжать использовать все старые стандарты частоты кадров. Во-вторых, появились новые возможности. Спецификации High Definition (HD) и Ultra High Definition (UHD или в народе 4K) используют 60 кадров в секунду, что позволяет разработчикам записывать более динамичные фильмы, и даже создавать качественные иллюзии трехмерного изображения.

Я видел некоторое кино

Вот эксперимент, который многие ставили в детстве: рисуем на первой странице блокнота фигуру, на второй чуть сдвигаем её в сторону, на третьей — ещё дальше. И так — на несколько десятков листов. В результате, если перелистывать картинки хотя бы со скоростью 15 штук в секунду, они складываются в анимацию, а вроде бы статичное изображение «оживает».

С одной стороны, таково свойство нашего зрения, а с другой — элементарный способ обмануть его и создать таким образом искусство. Ведь, заменив бумагу плёнкой, мы получим кинематограф. Но 15 кадров в секунду — это, согласитесь, мало. Мы замечаем смену картинок, чувствуем подвох — магия пропадает. Нужно чуточку быстрей. Насколько?

Первопроходец кинематографа Луи Люмьер установил норму в 16 кадров в секунду, чтобы расходовать за это время аккурат по футу плёнки. Вот почему фильмы того времени кажутся слайд-шоу с актёрами-туреттиками, да и механики эпохи немого кино крутили ручки проекторов кто во что горазд. Точки над «i» расставило лишь появление звука: 24 FPS и глаз не мозолят, и дают воспроизвести музыку без искажений. Но устоявшийся формат породил мифологию 25-го кадра.

Спутав тёплое с мягким, бизнесмен Джеймс Викери в 1957 году попытался запатентовать метод рекламы, по которому достаточно пустить лозунг типа «пейте Кока-колу!» дополнительным кадром в секунде, чтобы это повлияло на подсознание зрителей. По мнению автора ноу-хау, люди не в состоянии понять, что именно они разглядели за столь сжатый отрезок времени, но что образ западёт им в душу — к гадалке не ходи.

Хотя на деле такую вставку мы уверенно распознаем и в 60 кадрах. В 2014-м доктор Мэри Поттер из МИТ опубликовала исследования, где опытным путём доказала: человеку хватает жалких 13 миллисекунд, чтобы увидеть и распознать изображение чего-нибудь знакомого. К счастью, наше восприятие работает куда лучше, чем о нём думал мистер Викери.

Впрочем, одно дело предельно сосредоточить внимание ради опыта в лаборатории, и другое — получать удовольствие от пары часов такого выпучивания глаз. Своё решение предлагают телевизионные стандарты, фреймрейт которых обычно выше 30 FPS. Вот почему мы с первого взгляда отличаем телефильм от киноленты — по крайней мере, так было до недавнего времени.

Похожим образом это работает в играх — с той лишь разницей, что здесь разработчики, наоборот, стремятся к тому самому реализму, который вертели на ведёрке попкорна завсегдатаи кинотеатров. Поэтому мнения разделились: сегодня разногласия адептов 30 и 60 кадров сродни противостоянию футбольных болельщиков — вроде интерес один и тот же, но есть нюанс. Что ж, попробуем отыскать истину в споре.

Какую частоту кадров выбрать для видео

Чем быстрее движется человек, тем больше вероятность, что вы пропустите действие. Вы знаете, что такое «скорость» частоты кадров – 1 кадр в секунду, 10 кадров в секунду, 30 и т.д., но сколько кадров вам необходимо для того, чтобы получить качественное изображение?

Человек, идущий прогулочным шагом, проходит около 1,2 м/сек, проходя через поле зрения шириной 6м примерно за 5 секунд. Бегущий человек покрывает 6-метровое поле примерно за 1, 25 сек, т.е. за секунду он пробегает расстояние в 4,6 м.

Например, если у вас установлена скорость 1 кадр/сек, то за это время человек легко может покрыть расстояние от 1,2 м до 4,6 м. Этот факт необходимо держать в уме при выборе частоты кадров.

В данной инструкции мы рассмотрим:

  • С какой скоростью движутся люди и как это соотносится с частотой кадров.
  • Прогулочный шаг: какие риски существуют при записи спокойно шагающего человека на скорости 1, 10 и 30 кадр/сек.
  • Бег: что вы сможете уловить при записи бегущего человека на скорости 1, 10 и 30 кадр/сек.
  • Поворот головы: насколько четкий снимок головы вы получите при частоте кадров 1, 10 и 30?
  • Карточная игра: что вы упустите при съемке раздачи карт на скорости 1, 10 и 30 кадр/сек.
  • Скорость спуска затвора и частота кадров: как соотносятся эти два показателя.
  • Пропускная способность и частота кадров: насколько повышается диапазон частот с увеличением частоты кадров?
  • Среднестатистическая частота кадров: какой средний показатель средней частоты в данной сфере.

Прогулочный шаг

По мере того, как наш объект проходит через поле зрения мы наблюдаем насколько далеко он продвигается от одного кадра к другому. На уровне 30 и 10 кадр/сек он успевает завершить полный проход. Однако при частоте 1кадр/сек он прошел около 1,2 м между кадрами, что соответствует нашим расчетам прогулочной скорости – 1,2 м/сек.

Когда наш объект пробегает через поле обзора на уровне 30 кадр/сек камера еще улавливает его в середине пути, тогда как на уровне 10 кадр/сек он пробегает 0,3 м между кадрами. В примере с 1 кадр/сек только один кадр зафиксировал человека, между кадрами поле обзора оставалось пустым, во втором кадре мы смогли увидеть лишь его ногу.

Карточная игра

В данном тесте наш объект выполняет раздачу карт, при этом спуск затвора настроен по умолчанию(1/30).

В примерах с частотой 30 и 10 кадр/сек можно увидеть как каждая карта снимается с колоды и выкладывается на стол. Однако в примере с 1кадр/сек мы успеваем увидеть только тот момент, как карты появляются на столе, а не само движение раздающего, поскольку частота кадров слишком низкая.

Утверждение, что частота кадров вызывает размытость является заблуждением. На размытость изображения влияет скорость спуска затвора.

Скорость кадров в секунду

Для новой раздачи карт мы подняли минимальный уровень спуска до 1/4000 секунды. Внизу можно увидеть размытое движение руки на левом снимке и 2 читаемых карты на снимке, выполненном с максимальной скоростью.

Скорость 1/4000 сек полностью исключает размытость. Скорость на уровне 1/1000 и 1/2000 значительно снижает размытость, но при этом размытость присутствует вокруг пальцев раздающего и по краям карт при просмотре записей кадр за кадром.

Если ваши снимки размыты, то необходимо настроить скорость спуска затвора, а не частоту кадров.

Выбор количества кадров
зависит от творческого видения и эффекта, который Вы хотите получить. Меньшая скорость делает так, что мозг подсознательно признает, что наблюдаемое изображение является «фальшивкой», поэтому выбор 24 кадров в секунду может отлично подчеркнуть концепцию на основе воображения, например, в сказках и других нереальных фильмах.

Чем выше количество кадров, тем более реалистично выглядят сцены, поэтому такая скорость идеально подходит для современных художественных, документальных или фильмов в стиле экшен. Хотя 60 кадров в секунду является лучшим технически решением для достижения плавности, но покадровые анимационные ролики отлично выглядят и при 12 кадрах в секунду, а увидеть мяч во время матча, записанного с частотой 24 кадра в секунду – это уже практически невозможно.

Часто разработчики пытаются придерживаться частоты кадров традиционно используемой в их регионе, т.е. 29,97 кадра в секунду в США и Японии и 25 кадров в секунду в Европе и большинстве стран Азии. Постарайтесь, чтобы ваш выбор был продуман.

Скорость кадров в секунду

Помните, что человеческий глаз является сложным устройством и не распознает отдельных кадров, поэтому эти рекомендации не следует рассматривать в качестве доказанных научно фактов, а, скорее, как результат многолетних наблюдений разных людей.

Ниже вы найдете информацию об общих цифрах кадров, используемых в фильмах и клипах:

  • 12 кадров в секунду
    : абсолютный минимум, необходимый для появления движения. Меньшие скорости будут восприниматься как набор отдельных изображений.
  • 24 кадра в секунду
    : минимальное значение, при котором движение выглядит достаточно плавно. Это неплохой вариант, который подойдет для создания атмосферы старого фильма.
  • 25 кадров в секунду
    : ТВ-стандарт в ЕС и большинстве стран Азии.
  • 30 кадров в секунду (точнее 29,97)
    : стандарт, применяемый в США и Японии.
  • 48 кадров в секунду
    : значение в два раза выше, чем в традиционных фильмах.
  • 60 кадров в секунду
    : в настоящее время наиболее передовая скорость записи. Большинство людей не видит особой разницы в плавности движений при съемке выше 60 кадров в секунду. Это количество кадров, отлично подходит для отображения динамичного экшена.

Мыло — на мыло?

PlayStation 2 и Xbox, научившиеся поддерживать нормальный фреймрейт, сняли вопрос с повестки дня — казалось бы, тут и сказке конец. Но с приходом седьмого поколения консолей индустрия, что богатырь из той же сказки, снова пришла к выбору: направо пойдёшь — «мыло» издашь, налево пойдёшь — FPS потеряешь.

Сторонники 30 FPS резонно отмечают, что в таком формате глаз уже не видит мельтешения, изображение достаточно стабильно и даже кинематографично — в отличие от 60 кадров в секунду, которые будто удешевляют картинку. Всё равно, что сравнить крупнобюджетный блокбастер и трансляцию футбольного матча. Играть такой фреймрейт не мешает, а если начинает лагать, это не так сильно бросается в глаза, как при 60, где проседание тут же разрушает эффект присутствия.

Кадры решают всё: видна ли разница между 30 и 60 FPS?

Ха, посмеиваются в ответ «шестидесятники», у вас там как, глаза не устают? Зато мы наслаждаемся более плавной анимацией и даже в подвижных сценах видим больше деталей — даром, что ли, над ними дизайнеры потели? За всё деньги плачены, между прочим, за каждую текстурку. Боевики на тридцати кадрах в секунду вообще дохлый номер, ведь здесь надо попадать по движущимся мишеням, и желательно — в головы.

Короче, дело ясное, что дело тёмное. Вот почему популярна формула «чем больше, тем лучше». Реальность-то мы воспринимаем безо всяких кадров, непрерывно и как есть. Но это справедливо лишь отчасти, ведь у наших глаз тоже есть фреймрейт. Чтобы чётче передать края объектов и схватить больше подробностей, они постоянно подрагивают — в науке это называется микротремором.

Каждое положение зрачка фиксирует статичную картинку, которая затем поступает в мозг, а за ней ещё одна, и ещё — так они и сыплются в зрительный отдел мозга с частотой около 90 кадров в секунду. А серое вещество дорисовывает недостающие кадры, комбинирует детали разных изображений и склеивает весь этот фотоархив в плавное действо, где незаметна работа монтажёра. Зато порой возникают иллюзии — вам когда-нибудь казалось, что колёса вращаются в сторону, противоположную движению автомобиля?

Эта система чрезвычайно сложна, но устойчива. И даёт маху она только в экстренных случаях, когда что-то травмирует мышцы, отвечающие за пресловутый микротремор. Например, у боксёра после нокаута внутренний FPS проседает вдвое, а значит, «монтажёру» в голове приходится «фотошопить» гораздо больше, и человек начинает видеть странные вещи — от уже упомянутого Motion blur, которым одинаково компенсируют нехватку кадров игровые движки и головной мозг, до откровенной чуши.

Вот почему количество деталей, схваченных нашим зрением, зависит как от разрешения кадров, так и от скорости их воспроизведения. Что 60 FPS в банальном HD даёт больше подробностей, чем 30 в разрешении 2K, отметил Саймон Кук из Microsoft в своём знаменитом исследовании 2014-го года. С другой стороны, как быть с кинематографичностью изображения?

Когда разработчики The Order: 1886 заявили об ограничении в 30 FPS ради эстетики в духе кино, геймерам это казалось подвохом — мол, сбавили обороты в угоду текстурам и модели освещения. Но представьте, что каждая деталь прыгает на вас с экрана, будто кошка на воробья. Внимание рассеивается, всё труднее сосредоточиться на художественных качествах игры.

Не забывайте, что формат в 24 кадра оказался живучим не из-за дани традициям, а потому что он достаточно комфортен для восприятия и в то же время позволяет режиссёрам расставлять акценты. А 60 FPS самостоятельно превращают в акцент вообще всё, как в документалке от BBC. Майкл Бэй доволен, Стэнли Кубрик — наоборот.

Так важно или нет?

Кто скрупулёзно считает кадры, так это киберспортсмены. Поскольку на кону карьера и призовые, здесь принят общий стандарт: берём частоту монитора, умножаем на два и добавляем ещё кадр для верности. То есть, имея дело с шестидесятигерцовым экраном, профессиональный игрок в Counter-Strike добивается 121 FPS.

Кажется, что «тридцатка» ездит медленнее, хотя на самом деле это не так. И, возможно, вы постоянно мажете в шутерах не из-за плохого зрения или кривых рук, а потому, что пора раскошелиться на новую начинку для компьютера. У поклонников других жанров фреймрейт кушать не просит — здесь точка зрения Майка Эктона актуальна до сих пор.

Сделайте это

  1. Запишите минутное видео с большим, а потом, с небольшим количеством кадров. Поделитесь этой записью с сообществом и спросите участников, что им понравилось в этих фильмах.

Кадры решают всё: видна ли разница между 30 и 60 FPS?

Редактор PC Gamer Алекс Уилтшир (Alex Wiltshire)
поговорил с нейробиологами и психологами, чтобы выяснить, сколько кадров в секунду в играх нужно человеческому глазу и мозгу. Ответ на вопрос оказался непростым.

Многие геймеры знают, что в играх важно не только количество кадров, но и стабильность их поступления: например, ровные 30 кадров могут восприниматься намного приятнее, чем «болтание» в промежутке от 40 до 50.

Это связано с тем, что просадки в некоторых сценах воспринимаются как те самые пресловутые «тормоза» (мозг ожидает увидеть определённое движение с той же плавностью, что и остальные, но компьютер не успевает обработать картинку с нужной скоростью).

Поэтому иногда разработчики, уделившие недостаточно внимания оптимизации, выпускают игру с ограничением в 30 кадров даже на ПК, что обычно вызывает заметное возмущение среди геймеров. А для консольных игр без многопользовательского режима 30 кадров вообще являются стандартом.

Однако в своём исследовании Уилтшир затронул только стабильную частоту кадров и не касался вопроса вертикальной синхронизации и других параметров компьютера, влияющих на восприятие картинки.

Частота кадров в секунду какая лучше для видео

Автор текста: Александр Бурсов

Кадры решают всё: видна ли разница между 30 и 60 FPS?

Средний показатель в данной сфере ~8-10кадр/сек, т.е. основываясь на этом показателе можно сказать, что подобный уровень обеспечивает достаточное количество кадров, чтобы четко передать большинство действий и одновременно минимизировать объем хранилища данных.

Как было сказано выше повышение частоты кадров с 10 до 30 может увеличить объем использования памяти и при этом не слишком повлияет на детали.

Глаза и мозг работают в тандеме

Споры о том, сколько человеческий глаз может воспринимать кадров в секунду, ведутся давно во многом потому, что на этот вопрос нет однозначного ответа.

Как отмечает Уилтшир, человек не считывает реальность как компьютер, а визуальное восприятие целиком строится на совместной работе глаз и мозга. Поэтому, например, люди по-разному видят движение и свет, а периферийное зрение лучше справляется с некоторыми аспектами картинки, чем основное – и наоборот.

Время, за которое человек воспринимает визуальную информацию, суммируется из скорости света, попадающего глаза, скорости передачи полученной информации в мозг и скорости её обработки.

По словам профессора психологии Джордана Делонга (Jordan DeLong), обрабатывая визуальные сигналы, мозг постоянно занимается калибровкой, высчитывая средние показатели с тысяч и тысяч нейронов, поэтому вся система более точна, чем её отдельные составляющие.

Как отмечает исследователь Эдриен Чопин (Adrien Chopin), скорость света едва ли можно изменить, а вот часть визуального восприятия, проходящую в мозгу ускорить вполне реально.

Как отмечает Уилтшир, именно геймеры, которые чаще всего пекутся о высокой частоте кадров, способны воспринимать визуальную информацию быстрее любых других людей.

Отличия в восприятии движения и света

Если лампочка работает на частоте в 50 или 60 Гц, большинству людей освещение кажется постоянным, однако есть те, кто в таком случае замечает мерцание. Этого эффекта также можно добиться, если крутить головой смотря на LED-фары автомобиля.

В то же время некоторые пилоты истребителей во время тестов могли видеть изображения, которые появлялись на дисплее на 1/250 долю секунды.

Однако оба эти примера не говорят о том, как человеческий глаз воспринимает игры, где главным параметром является движение.

Кадры решают всё: видна ли разница между 30 и 60 FPS?

Как отмечает профессор Томас Бьюзи (Thomas Busey), на высоких скоростях (задержка меньше 100 миллисекунд) начинает действовать так называемый закон Блоха. Человеческий глаз не способен отличить яркую вспышку, которая длилась наносекунду, от менее яркой протяжённостью в десятую долю секунды. По схожему же принципу работает фотокамера, которая на большой выдержке может впустить в себя больше света.

Тем не менее закон Блоха не значит, что ограничение в восприятии для человека останавливается на 100 миллисекундах. В некоторых случаях люди различают артефакты в изображении при 500 кадрах в секунду (задержка в 2 миллисекунды).

Как отмечает профессор Джордан Делонг, восприятие движения во многом зависит и от того, в каком положении человек находится. Если он сидит на месте и следит за объектом, то это одна ситуация, а если сам куда-то идёт, то совершенно другая.

Это связано с отличиями между основным и периферийным зрением, которые достались людям от их первобытных предков. Когда человек смотрит прямо на объект, он различает мельчайшие детали, однако его зрение плохо справляется с быстро движущимися предметами. Периферийное зрение, напротив, страдает недостатком деталей, но действует намного быстрее.

Именно с этой проблемой столкнулись разработчики шлемов виртуальной реальности. Если 60 и даже 30 Гц вполне хватает для монитора, на который человек смотрит прямо, то для того, чтобы зритель нормально чувствовал себя в VR, частоту кадров необходимо повысить до 90 Гц. Всё потому, что шлем даёт картинку и для периферийного зрения.

По словам профессора Бьюзи, если пользователь играет в шутер от первого лица, то повышенная частота кадров по большей части позволяет ему лучше воспринимать движение крупных объектов, нежели мелкие детали.

Это связано с тем, что во время игры геймер не стоит на одном месте, выжидая врагов, а двигается в виртуальном пространстве с помощью мышки и клавиатуры, также меняя и своё положение относительно противников, которые могут появляться в разных частях монитора.

Сколько вешать в кадрах

Мнения о том, сколько человеку нужно кадров в секунду, у учёных разошлись. Профессор Бьюзи считает, что для комфорта стоит проходить как минимум отметку в 60 Гц, однако он не знает, будет ли разница для некоторых людей между 120 и 180 кадрами в секунду.

Кадры решают всё: видна ли разница между 30 и 60 FPS?

Психолог Делонг считает, что частота выше 200 кадров будет восприниматься любым зрителем как реальная жизнь, однако он убеждён, что после 90 кадров разница для большинства людей становится минимальной.

Исследователь Эдриен Чопин смотрит на ситуацию иначе. Да, чем больше кадров, тем лучше, однако человеческий мозг перестаёт получать полезную новую информацию от картинке при частоте выше 20 Гц. По словам учёного, для того, чтобы зафиксировать небольшой объект, мозгу нужно ещё меньше.

Чопин убеждён, что для передачи информации нет смысла идти выше 24 кадров в секунду, принятых в кино. Тем не менее он понимает, что люди видят разницу между 20 и 60 герцами.

В чём учёные сошлись, так это в том, что высокая частота кадров несёт по большей эстетический смысл, чем практический, и они не считают, что игры стоит развивать в этом направлении.

Чопин убеждён, что разработчикам стоит больше думать об увеличении разрешения, а Делонг хотел бы, чтобы создатели мониторов и телевизоров думали о том, как достигнуть максимальной контрастности в картинке.

Разработчики рассказывают о трудностях выбора между увеличением разрешения и частотой кадров в играх.

Так называемая “графика
” всегда была, есть и, наверное, будет главным фактором во всех спорах среди геймеров. Часто участники дебатов на тему “эта игра/консоль лучше” приводят доводы в пользу своей точки зрения, используя сухие цифры, и, чтобы доказать визуальное превосходство того или иного проекта/консоли, приводят данные о частоте кадров в секунду (fps
) и разрешении (resolution
).

Но что в действительности означают эти термины, мало кто из участников этих дебатов знает в точности. В чем отличие между 720р
и 1080р
, или между 30 fps
и 60 fps
?

Давайте для начала определимся, что же все-таки означают эти вышеуказанные понятия.

Частота кадров

Стандартное видео и телепередача – это большое количество статичных изображений, которые в определенной последовательности объединены и быстро воспроизводятся одно за другим. “Кадр
” – это одно из этих самых изображений, а “частота кадров
” – это значение, показывающее как часто кадры сменяются, образуя движение.

Чтобы игрок видел движение в игре, кадры должны сменяться очень часто. Насколько часто, спросите вы? К примеру, в фильмах стандартом является 24 fps
(кадра в секунду), для игр разработчики стараются сделать стабильные 30 fps
. Если меньше, то игра становится дёрганой и играть становится некомфортно. Это как слушать музыкальную кассету, на которой вырезаны мелкие участки пленки.

Частота кадров в играх и на мониторах – это разные значения. У мониторов есть своя частота, она означает как часто монитор сменяет свою картинку. Она измеряется в герцах (Hz
), где 1 герц (Hz
) – это один цикл смены картинки. Абсолютное большинство современных мониторов работает при 60 Hz
, так что оптимально игра должна тоже работать при 60 fps
. Чтобы было проще – стандартный телевизор, обновляющий изображение при 60 Hz
покажет все 60 кадров из 60 fps
за одну секунду.

Таким образом, некоторые игры могут столкнуться с проблемой с большинством дисплеев, если не будут работать при 30
или 60 fps
. Дело в том, что, если игра игнорирует эти значения (30/60 fps
) и работает с такой частотой кадров в секунду, с которой она может справиться (PC
-геймеры наверняка знакомы с такой опцией, как “V-Sync
off
“), это вызывает “разрыв экрана” (screen tearing),
при этом несколько кадров видны в одном кадре.Включая V-Sync
(вертикальную синхронизацию), вы заставляете игру и монитор работать при одной частоте и избегаете “скрин-тиринга
“.

Разрешение

Размер изображения – это его “разрешение”. Современные широкоформатные дисплеи поддерживают соотношение вертикальных и горизонтальных сторон 16:9
. А разрешение – это соотношение у изображения количества пикселей (точек) по горизонтали и вертикали. Разрешение чаще используют в значениях HD
(High Definition
, высокое разрешение) – 1280х720
пикселей, или просто 720р
, а также FullHD
– 1920х1080р
, или 1080р
.

Изображение формата 1080р
содержит в 2,25 раз больше пикселей (разноцветных точек, которые составляют картинку), чем 720р
, так что для игры заметно тяжелее сгенерировать изображение в 1080р
, чем в 720р
. Стоит это учитывать, когда сообщается, что игра на одной консоли работает в разрешении 1080р
, а на другой – в 720р
.

При этом и PS4
, и Xbox One
способны выдавать изображение в 1080р
в играх, однако сейчас, в самом начале жизненного цикла новых консолей, существует не очень много игр, способных работать в 1080р-
разрешении, особенно это относится к консоли Xbox One
. Поэтому, чтобы продемонстрировать визуальную красоту картинки, добавить больше деталей и пр.

Как разработчики расставляют приоритет между fps и разрешением?

Сотрудник студии Naughty Dog Корт Стрэттон (Cort Stratton)
занимает еще и должность в группеICE Team
компании Sony
. Это группа элитных программистов, создающих новые графические технологии, которые распространяются среди студий разработчиков первого ранга (first-party-студии).

Кадры решают всё: видна ли разница между 30 и 60 FPS?

– CPU
(центральный процессор консоли) отправляет на GPU
список объектов, которые должен отрисовать графический чип, а также техническую информацию о том, в каком разрешении он должен их отрисовать, GPU
“напрягается” и начинает выполнять головокружительное количество вычислений, чтобы определить, какого цвета должен быть каждый из пикселей (точек, из которых состоит одно изображение).

Поэтому, увеличив разрешение изображения вдвое, с 720р
до 1080р
, мы никак не повлияем на работу CPU
, так как CPU
просто направляет данные для обработки, а обработкой занимается GPU
. Но при таком увеличении GPU
придется производить примерно в 4 раза больше вычислений, чтобы просчитать больше пикселей.

– Увеличение разрешения повышает нагрузку на GPU
, а увеличение частоты кадров влияет на нагрузку на CPU
. Так что в случаях, когда разработчики ограничены в возможностях CPU
(или
по каким-то особенным причинам
– в возможностях GPU
), вы сможете увеличить разрешение, не повлияв при этом на частоту кадров
.

Стрэттон
рассказал, что его опыт работы подсказывает, что чаще всего разработчики решают сделать ставку на частоту кадров, а не на разрешение, и исходить уже из этого приоритета. Нельзя просто начать делать игру и ждать, когда же вы достигнете пределов возможностей железа, дойдя до определенных высот разрешения и частоты кадров. Все это зависит от возможностей железа и движка игры, креативности художников студии, качества игр конкурентов и прочего.

– Во всех играх, над которыми я работал, сначала определялась желаемая частота кадров, от которой уже зависели все остальные аспекты и решения
, – говорит Стрэттон.
– Многие разработчики решают перейти с 60 fps
на 30 fps
вместо того, чтобы резать те или иные визуальные эффекты. Но обычно частота кадров – это линия, которую разработчики не переступают
.

– Лично я считаю приоритетным высокое разрешение, а не высокую частоту кадров. Я не придаю особого значения частоте кадров, которая выше, чем 30 fps
.

Однако и тут есть некоторые особенности. К примеру, чем выше частота кадров, тем ниже input lag
, то есть время (в миллисекундах), за которое действия игрока (нажатие на кнопку геймпада/клавиатуры) отображаются на экране (задержка действия).

– Все зависит от жанра игры. В играх, основанных на активных действиях, я не воспринимаю ничего, что ниже, чем 45 fps. Я уверен, что геймерам обязательно стоит обращать внимание на разрешение и частоту кадров, потому чторазрешение делает игру красивее, а частота кадров делает игру более восприимчивой и играбельной.

– Посмотрите на две игры – Uncharted: Drake”s Fortune (2007) и The Last of Us (2013) – они обе сделаны одной и той же командой разработчиков в студии Naughty Dog, они сделаны на железе одной и той же консоли, PS3
, но между ними огромная визуальная разница. Напоминаю, что консоли PS3
уже почти 10 лет.

Теперь взгляните на РС
-игры, созданные 10 лет назад, и сравните их с PS3
-играми, выпущенными сегодня. Вот чего можно добиться, когда набираешься опыта при работе с определенной платформой, у которой не меняется железо. Разработчики постоянно учатся работать с железом, изобретают новые трюки, оптимизируют процессы, чтобы достичь оптимально возможного быстродействия на платформе на данный момент.

Оцените статью
Оптика Стиль
Adblock detector