Наверняка многие из вас сталкивались с популярным мнением: дескать, все видеоформаты предусматривают 24 кадра в секунду, что соответствует свойствам восприятия человеческого глаза. На самом деле данный обобщённый тезис является следствием целого ряда заблуждений и мифов. Именно вокруг этой характеристики передаваемого изображения в течение последних двух-трёх лет происходит небольшая революция стандартов, затрагивающая многие сферы — от рынка домашних телевизоров до кинопроизводства.

⇡ Наши глаза

Прежде всего, возможности наших органов зрения отнюдь не ограничены пресловутыми 24 кадрами/с. Точным числом «аналоговые» глаза людей вообще сложно выразить, но приблизительный предел, в зависимости от свойств отдельных индивидуумов, колеблется от 60 до 200 кадров/с. Конечно, мы воспринимаем визуальную информацию с некоторой «инертностью», но натренироваться замечать чрезвычайно быстрые детали всё же возможно — например, в этом деле традиционно преуспевают пилоты самолетов. Также существует разница между обычным зрением и периферийным — при взгляде «краем глаза» на монитор с электронно-лучевой трубкой заметно некоторое мерцание, не различимое при прямом контакте с экраном.

Ещё пример, понятный для многих, — видеоигры. Попробуйте поиграть в какой-нибудь свежий шутер от первого лица на компьютере со средненькой конфигурацией — увидите во всей красе «тормоза». С помощью специальной программы (Fraps) можно измерить текущую скорость кадров на дисплее. Комфортный минимум FPS, при котором управление отличается необходимой плавностью, а пользователь окончательно перестаёт замечать подтормаживания изображения, находится на уровне 45-50 кадров в секунду. Ну а если видеоряд передаётся со скоростью ниже 25-30 FPS, то играть, как правило, становится практически невозможно. И разница между 24 кадрами/с и идеальным значением в 60 кадров/с заметна для любого зрячего человека.

Возможно, кто-то сейчас вспомнит про знаменитый 25-й кадр, давнюю страшилку и якобы универсальный инструмент, который используют недобросовестные компании для повышения продаж. В 1957 году идею скрытого кадра, которой прямиком воздействует на подсознание, выдвинул американец Джеймс Вайкери. Но через пять лет сам же автор сомнительного проекта признался, что всё это является не более чем выдумкой и на величину продаж не влияет. Собственно, этот самый 25-й кадр при внимательном взгляде на экран будет вполне заметен для глаза, можно даже успеть прочитать короткие слова или запомнить картинки и узоры. И ни о каком особом воздействии на подсознание, конечно же, и речи не идёт.

Однако после распада Советского Союза отечественная пресса с непонятным упорством взялась за продвижение мифа о 25-м кадре и так здорово расстаралась, что и сейчас многие наши граждане искренне верят в подобный способ манипулирования сознанием. И даже органами государственной власти России и Украины были приняты специальные законопроекты, ограничивающие использование технологий скрытой рекламы (например, ст. 10 № 108-ФЗ «О рекламе»).

⇡ 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. Но даже при одинаковой информативности 24 и 48 кадров/с последний формат является куда более комфортабельным для восприятия человеком. Благодаря «инертности» восприятия визуальной информации нашими глазами, обтюратор нивелирует «рывки» при переходе от одного кадра к другому.

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. Однако Питер Джексон со своим «Хоббитом » собрался опередить режиссёра «Титаника » — уже в конце этого года мы сможем посмотреть картину по роману Толкиена с 48 полноценными кадрами в секунду.

⇡ У вас дома

С телевидением все обстоит немного иначе. В мире распространены три формата телевещания: NTSC, PAL и SECAM. Каждый имеет свои частоты, свойства передачи видеоряда и встречается в строго определённых регионах. NTSC является американским стандартом, в котором предусмотрено 30 кадров/с. Технологически близкие PAL и SECAM используются в других частях света и предусматривают 25 кадров/с.

Как и с обтюратором в кино, количество кадров в телевещании следует умножать на два. Это связано с использованием чересстрочной развёртки (интерлейс), когда один кадр разбивается на два полукадра, каждый из которых состоит либо из чётных, либо из нечётных строчек. В результате эфирное изображение кажется достаточно плавным, что неудивительно при 60 или 50 кадрах/с для NTSC и PAL/SECAM соответственно.

Если вы посмотрите один и тот же фильм на большом телевизоре с DVD-диска и в телеэфире, то легко заметите принципиальную разницу в изображении. При телевещании картинка будет более естественной и даже чем-то похожей на театральную постановку. Обратный эксперимент: попробуйте купить DVD-диск с футбольным или хоккейным матчем. Спортсмены будут двигаться как-то более резко, а трансляция удивит непривычной «рваностью», что особенно заметно при горизонтальном перемещении камеры вдоль стадиона. В цифровых форматах вроде DVD или Blu-Ray используются традиционные 24 кадра в секунду без обтюраторов или чересстрочных кадров, поэтому на телевизорах с большой диагональю в панорамных сценах легко заметить раздражающие подёргивания изображения, в частности по краям экрана — из-за особенностей периферийного зрения.

К сожалению, цифровые носители с 48, 60 или 100 кадрами в секунду в наши дома пока не спешат. Даже Blu-Ray-издание грядущего «Хоббита» уже заявлено в привычном стандарте 24 кадра/с, что, в общем-то, логично — видеоплееры просто не умеют воспроизводить иные форматы. Зато насладиться красотами высокой частоты кадров можно с помощью современных телевизоров, поддерживающих технологию плавности изображения.

Пионером в этой области стала компания Philips со своей патентованной системой Digital Natural Motion , которая позволяет выводить на экран 100 кадров в секунду. Затем подтянулись прочие производители, каждый дал той же концепции собственное название: Motion Plus у Samsung , Motionflow у Sony , Trumotion у LG и Motion Picture Pro у Panasonic . Принцип работы в общих чертах довольно прост: между исходными информативными кадрами видеопроцессор телевизора вставляет промежуточные кадры, которые обеспечивают высокие чёткость и плавность перехода. По заявлениям производителей сейчас некоторые устройства обладают частотой до 400 и даже 800 Гц, то есть рассчитываются несколько сотен искусственных кадров в секунду. Столь высокие значения, на самом деле, полезны лишь при передаче качественного 3D, для обычного же видеоряда уже 120 кадров/с более чем достаточно. Однако при длительном пользовании в домашних условиях вы заметите ряд неудобств, связанных с работой «уплавняловок» на вашем телевизоре.

Во-первых, достаточно распространенной является проблема с подключением компьютера. Например, LED-панели Samsung предпочитают, чтобы частота входящего сигнала точно соответствовала количеству кадров в секунду в проигрываемом видеофайле. То есть видеокарта, как правило, выдает 60 Гц, а в скачанном вами BD-RIP заложены традиционные 24 кадра/с. При выводе картинки на телевизор каждые несколько секунд будут появляться подёргивания и артефакты — система Motion Plus будет пытаться рассчитывать дополнительные кадры исходя из 60 имеющихся, тогда как в самом фильме их только 24.

Можно перевести видеокарту принудительно в режим 24 Гц, но тогда вы будете вынуждены бороться с медленной работой интерфейса операционной системы, да и подёргивания по непонятным причинам (в случае LED-панелей от Samsung) так и не исчезнут до конца. Поэтому лучший результат вы получите, используя проигрыватель Blu-Ray/DVD-дисков (Sony PlayStation 3 — отличный вариант) или HD-медиаплеер — с подобными устройствами никаких проблем быть не должно.

Во-вторых, даже новые технологии расчёта дополнительных кадров в самых навороченных LED-панелях иногда «ошибаются». В некоторых сценах вы будете замечать артефакты и шлейфы. Особенно часто это случается в эпизодах, где объект на крупном плане быстро перемещается вдоль экрана.

И в-третьих, отнюдь не любой контент выигрывает за счёт добавления плавности. Безусловно, это полезно для фильмов и мультфильмов в 3D — тогда объёмность кажется более насыщенной. Хороши системы расчёта новых кадров и для картин, где преобладают панорамные съёмки и высок уровень детализации, вроде того же «Аватара», «Трона: наследие » или «Лабиринта Фавна ». А также всё это прекрасно подойдёт для документальных лент, сериалов или спортивных трансляций. Наоборот, с эффектом плавности практически невозможно смотреть некоторые категории фильмов с нарочито «трясущейся» камерой, вроде «Ультиматума Борна », «Монстро » и ряда боевиков — с дополнительными кадрами происходящее на экране выглядит кашей с артефактами.

Наконец, в-четвертых, как мы уже говорили выше, иногда добавление реалистичности и эффекта театральности через системы плавности изображения превращает определённые фильмы в смехотворные спектакли. Сразу видны плохо нарисованные задники, прилепленные во время постпродакшена посредственные спецэффекты, а также прочие радости. Хотите убедиться сами — включите последнюю «Обитель зла » на продвинутой LED-панели, «Человека-паука » Сэма Рэйми или какого-нибудь «Халка ». Ну а про старые фильмы и говорить нечего — при просмотре классических «Звёздных войн » вы воочию убедитесь, что все космические корабли — это и в самом деле пластиковые макеты, снятые в комнате с черными обоями.

Кстати, если кому-то вдруг пришла в голову мысль, что системы расчета дополнительных кадров помогут избавиться от тормозов в играх, — это, естественно, не так. Управление станет несколько «ватным» — изображение будет реагировать с некоторой задержкой на действия игрока. В общем, играть с включенной «уплавняловкой» невозможно.

Поэтому у систем добавления плавности есть достаточно много идеологических противников, жалующихся на потерю кинематографичности в некоторых фильмах. И таких людей вполне можно понять. Отсюда простой вывод: использовать «уплавняловки» нужно очень избирательно, в зависимости от проигрываемое контента. Однако в целом существование подобных технологий полностью себя оправдывает — в тех случаях, когда это действительно применимо, картинка на экране телевизора будет просто-таки доставлять вам удовольствие.

⇡ 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.

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. Конкретно для нашего случая, для видео игр, частота кадров - это значение того, как часто игра меняет кадры на экране/мониторе. Это значение измеряется "частотой кадров в секунду" (frames per second, fps ) .

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., некоторые игры сейчас работают в разрешении ниже, чем 1080p , но выше, чем 720p . Один из примеров: PS4 -версия игры Watch Dogs работает в 900р (1600x900 ), а XOne -версия - в 792p (1408x792 ).

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).

Согласно заявлению Стрэттона , разрешение и частота кадров в секунду связаны между собой. Как правило, разрешение полностью зависит от работы GPU (графического ядра консоли). Вот как Стрэттон это очень просто объясняет:

- 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. Это и влияет на количество кадров в секунду. Однако часто можно увеличить разрешение (до определенной точки, конечно), не влияя при этом на частоту кадров в секунду.

Питер Томан (Peter Thoman) , который известен тем, что сделал впечатляющий мод, улучшающий графику в РС -версии игры Dark Souls , согласен с этими высказываниями:

- 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).

Здесь мнения Стрэттона и Томана расходятся, хотя в чем-то они и схожи. Томан говорит:

- 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. Я всегда удивляюсь, когда издатели говорят, что разрешение не имеет значения. Если это так и есть, то почему они все размещают рекламные скриншоты в 8К-разрешении?! .

Стрэттон поясняет свою позицию:

- 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. Спустя 6 месяцев после выхода PS4/Xbox One невозможно достичь оптимальных 1080р/60fps , но все это будет, когда со временем разработчики обзаведутся необходимым опытом .

Этот вопрос, как ни странно, задают не только начинающие, но и достаточно опытные видеографы. Для начала, можете прочитать мою заметку о том, почему я не советую использовать киношный режим 24p в повседневных съемках .

Давайте рассмотрим какие варианты частоты кадров мы имеем на текущий момент на большинстве видеокамер, зеркальных и беззеркальных фотоаппаратов.

Это 24p, 25p, 50p, 100p, 30p, 60p, 120p. Многие ошибочно полагают, что времена PAL и NTSC безвозвратно канули в прошлое и снимают видео в 30p. Для начала, вам следует знать, что кадровая частота в разных регионах планеты была выбрана не "с потолка", а кратно соответствует частоте электросети в том или ином регионе. И, как вы понимаете, частота промышленной генерации электроэнергии образовалась задолго то появления телевидения.

В результате, если вы будете снимать в помещении, где используется освещение с частотой 50 Гц в режимах 30p или 60p, то у вас появится фликер (мерцание). Как с ним бороться (если это все-таки произошло), можете посмотреть в моем видео .

Сложность иногда заключается еще и в том, что в одном и том же помещении могут находиться источники света с разной частотой. Например, в некоторых энергосберегающих и светодиодных лампах в схеме управления питанием установлен преобразователь частоты. И лампы работают на 60 ГЦ, хотя включены в нашу 50-ти Гц электросеть.

Я столкнулся с этим, когда снимал презентационное видео в одном из офисов, где настольная лампа работала на одной частоте, на потолке светили люминисцентные лампы со своей собственной частотой пульсации, а также был установлен наш галогенный свет с рассеивателями.

Так с какой частотой кадров все-таки снимать?

Если вы снимаете на открытом воздухе, то без разницы. Снимайте в 60p, это даст вам возможность делать более чем двукратное замедление при последующей конвертации в 24p или в 25p. В Adobe Premiere это осуществляется щелчком по исходнику видео правой кнопкой мыши - Interpret Footage - Assume this framerate. И ставите частоту кадров, какая вам нужна.

Разумеется, смена частоты кадров на посте подойдет только для художественного (не репортажного) видео, например при съемке видеопортретов или музыкальных клипов. Если же вы записываете звук вместе с видео (например, при интервью), то весь проект должен быть с таким же фреймрейтом (либо, к примеру, в 2 раза больше).

Для съемки в помещениях всегда ставьте 25p или 50p, а если в кадре появляется мерцание от, например светодиодного сценического света, - пробуйте изменить выдержку. Т.е. иногда приходится снимать с частотой кадров 25p, но выдержкой 1/60 (такие режимы доступны на фотоаппаратах, но вот некоторые видеокамеры не дают менять выдержку не кратно частоте кадров).

Лично я снимаю всегда в 25p или 50p если есть возможность. Иногда, если камера не поддерживает 50p, я снимаю некоторые эпизоды в 50i исключительно ради возможности последующего замедления в 2 раза. Конечно, это приводит к падению вертикального разрешения в 2 раза и появления гребенки, которая заметна на прямых линиях. Но вообще формат 1080 50i и 60i очень широко распространен на ТВ, и большинство спутниковых HDTV каналов гонят контент именно в этих форматах, т.к. чересстрочная развертка уплотняет спектр и позволяет передавать большее количество каналов на каждом транспондере.

Поэтому, если вы снимаете контент, который в последствии может быть использован на ТВ (не иностранном), то снимать вы должны только в 25p, 50i, 50p.

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.

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.

Игры - едва ли не единственный способ заметно улучшить основные показатели вашего зрения: чувствительность к контрасту, внимание и способность отслеживать движение множества объектов одновременно.

Эдриен Чопин, исследователь когнитивных функций мозга

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.

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.

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.

Когда вы хотите произвести визуальный поиск, проследить за несколькими объектами или выяснить направление движения, ваш мозг захватит примерно 13 кадров в секунду из общего потока. Для этого он вычисляет некое среднее значение из ряда соседних кадров, составляя из них один.

Эдриен Чопин, исследователь

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.

Если вы видите разницу, это не значит, что вы станете лучше играть. После 24 Гц ничего уже не будет существенно меняться, хотя у вас и может возникнуть обратное чувство.

Эдриен Чопин, исследователь

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.

Как частота кадров влияет на восприятие, насколько быстро мы способны улавливать самые незначительные изменения и сколько кадров оптимальны для человеческого глаза?

Кадровая частота, так же известная, как FPS (Frames per Second), Frame rate и Frame frequency .

Является общепринятой единицей измерения, показывающей число кадров, сменяющихся за секунду.

Точное значение, которое способен уловить человеческий глаз сложно назвать, так как он не способен видеть происходящие по кадрово. Восприятие напрямую зависит от индивидуальных способностей человека. Примерные границы начинаются от 20 и заканчиваются далеко за 200 к. с.

Каждый кадр представляет собой независимое статичное «неподвижное» изображение, которое сменяется с определенной скоростью и последовательностью, создавая эффект движения.

24 кадра

Большинство фильмов, часть видеоматериалов сняты с частотой 24 к.с. Значение является классическим стандартом в кинематографии , но из этого не следует, что оно используется повсеместно.

Для создания движения будет вполне достаточно 12 кадров , но это значение не использовалось, так оно было минимальным для достижения эффекта. При использовании меньшего числа к.c., изображение переставало восприниматься плавным, что вело к исчезновению эффекта. Было решено остановиться на 16 кадрах , которые предоставляли требуемый результат. В дальнейшем 16 к. с. были признаны стандартом для немого кинопроизводства.

Необходимость в использовании большего кадров, возникла с приходом озвучки. При записи в прежнем формате были несоответствия между аудио и видео дорожками. Из-за недостаточного количества кадров, озвучка становились искаженной и несинхронной, что приводило к исчезновению целостного восприятия. Дополнительные 8 к.с придали больше плавности и помогли решить проблему. Использование большего количества кадров, требовало большего расходов пленки, которая в то время стоило не дешево. 24 кадра являются минимальным значением для плавности и используются по сегодняшний день, являясь общепринятым стандартом киносъемки и проекции. Время идет и вместе с ним прогресс, актуальность стандарта угасает. Последние годы, все чаще говорят о переходе на новые технологии.

29.9 или 30

Телевизионный формат NTSC использует 30 к.с. Является стандартом телевещания для США, Канады, Японии и ряда прочих стран. Положительными чертами является хорошая совместность, как с черно-белыми, так и с цветными телевизорами. Обладает низкий уровень искажений, что положительно сказывается на качестве изображения.

В настоящее время большинство стран прекратили использование формата в сфере телевещания и перешли на стандарты цифрового вещания высокой четкости.

60 кадров

Частота 60 кадров используется ТВЧ – Телевидение Высокой Четкости и системой широкоформатного кино IMAX.

60 и более. Имеет ли смысл?

Как было сказано выше, глаз человека видит изображение, как и все остальное не по кадрово, а это значит, что чем больше кадров будет показано за одну секунду, тем более плавным и четким получится изображение.

Использование большего количества является делом времени, когда-то использовали 16, а сейчас 24, 60. С каждым последующим увеличением видеочастоты, глаз человека все больше привыкает.

Комфортное число FPS для игр и кино В чем отличие между fps в играх и кадрами в кино

В кино, в отличии от видеоигр используется постоянная частота кадров, которая неизменна на протяжении всего фильма. Исключение могут составлять сцены с замедленной, либо ускоренной съемкой, которые, как правило, занимают очень малую часть времени.

Из-за сохраняющейся периодичности зрение и мозг адаптируются, тем самым на время утрачивая способность, воспринимать происходящее в виде отдельных кадров, фрагментов.

В видеоиграх все немного иначе. Постоянная чистота кадров невозможна, потому как все игровые локации «места» и сцены генерируются «создаются» в реальном времени. Помимо этого, различные локации обладают разным количеством объектов, качеством детализации.

Кино снято в 2D, то есть обладает только шириной и высотой, а видеоигры предстают перед нашими глазами, в том виде, в котором мы видим, то есть в 3D. В видеоиграх за обработку изображения отвечают два основных компонента - (для обработки графики) и процессор (для расчётов).

Игровой мир, неспособен загрузиться полностью сразу. Он подгружается частями, исходя из действий и передвижений игрока. Следовательно, количество объектов меняется в большую или меньшую сторону, что постоянно изменяет используемую мощность и нагрузку на компоненты. Вследствие чего, постоянно изменяется и частота кадров. Фиксированного значения не существует, возможны только рамки, между которыми происходят изменения. Существует минимальное, максимальное и среднее значение, которое будет отличаться в зависимости от игры и сцены.

По причине постоянно изменяющегося количества кадров, мозг неспособен адаптироваться, что позволяет замечать даже незначительные изменения. В данном случае работает правило, чем больше, тем лучше, так как среднее значение может иметь к примеру пределы от 27к.с до 45к.с. Из чего следует, что 27 будет мало, а 40 и более достаточно для комфортного восприятия.

Вывод

Восприятие не ограничивается 24, или 60 кадрами в секунду. Глаз человека способен видеть гораздо больше, чем мы предполагаем. Восприятие частоты в кино и играх отличается. В кино значение кадров неизменно, а в играх наоборот. Из-за чего в кино достаточно кадров для плавности, а в играх нет.