Cu siguranță mulți dintre voi ați dat peste o părere populară: ei spun că toate formatele video oferă 24 de cadre pe secundă, ceea ce corespunde proprietăților perceptuale ale ochiului uman. De fapt, această teză generalizată este o consecință a unui număr de concepții greșite și mituri. În jurul acestei caracteristici a imaginii transmise, în ultimii doi-trei ani a avut loc o mică revoluție a standardelor, care afectează multe domenii - de la piața TV de acasă până la producția de filme.

⇡ Ochii noștri

În primul rând, capacitățile organelor noastre vizuale nu se limitează în niciun caz la notoriile 24 de cadre/s. În general, este dificil să exprimați ochii „analogici” ai oamenilor cu un număr exact, dar limita aproximativă, în funcție de proprietățile indivizilor, variază de la 60 la 200 de cadre/s. Desigur, percepem informațiile vizuale cu o oarecare „inerție”, dar este totuși posibil să te antrenezi pentru a observa detalii extrem de rapide - de exemplu, piloții de avioane au excelat în mod tradițional în această chestiune. Există, de asemenea, o diferență între vederea normală și vederea periferică - atunci când priviți „din colțul ochiului” la un monitor cu un tub catodic, se observă o pâlpâire, care nu este vizibilă atunci când este în contact direct cu ecranul.

Un alt exemplu pe care mulți oameni îl înțeleg sunt jocurile video. Încercați să jucați un nou shooter la persoana întâi pe un computer cu o configurație medie - veți vedea „frânele” în toată gloria. Prin utilizarea program special(Fraps) poate măsura rata actuală a cadrelor pe afișaj. Un FPS minim confortabil, la care controlul este necesar să fie neted și utilizatorul nu mai observă în cele din urmă bâlbâiala imaginii, este la nivelul de 45-50 de cadre pe secundă. Ei bine, dacă videoclipul este transmis la o viteză sub 25-30 FPS, atunci redarea, de regulă, devine aproape imposibilă. Iar diferența dintre 24 fps și valoarea ideală de 60 fps este vizibilă pentru orice persoană văzătoare.

Poate că cineva își va aminti acum faimosul al 25-lea cadru, o veche poveste de groază și un instrument presupus universal pe care companiile fără scrupule îl folosesc pentru a crește vânzările. În 1957, ideea unui cadru ascuns, care afectează direct subconștientul, a fost propusă de americanul James Vickery. Dar cinci ani mai târziu, însuși autorul proiectului dubios a recunoscut că toate acestea nu erau altceva decât ficțiune și nu au afectat valoarea vânzărilor. De fapt, chiar acest al 25-lea cadru, dacă te uiți cu atenție la ecran, va fi destul de vizibil pentru ochi, poți chiar să ai timp să citești cuvinte scurte sau amintiți-vă imagini și modele. Și, desigur, nu se vorbește despre vreun impact special asupra subconștientului.

Totuși, după despărțire Uniunea Sovietică Presa internă, cu o persistență de neînțeles, a preluat promovarea mitului cadrului al 25-lea și a muncit atât de mult încât și acum mulți dintre cetățenii noștri cred sincer în această metodă de manipulare a conștiinței. Și chiar autoritățile guvernamentale din Rusia și Ucraina au adoptat proiecte de lege speciale care limitează utilizarea tehnologiei publicitate ascunsă(de exemplu, articolul 10 nr. 108-FZ „Cu privire la publicitate”).

⇡ În sălile de cinema

Totul a început cu cinematografia mut, care folosea film cu 16 cadre pe secundă. Când arătați fragmente din filme de dinainte de război, probabil ați observat nefiresc de mare viteză ceea ce se întâmplă pe ecran este o consecință a ratei de cadre adecvate. Apoi, când sunetul a apărut în filme, numărul de cadre a fost crescut la 24 pentru a găzdui piesa audio. (altfel sunetul era prea distorsionat), acest sens rămâne relevant până în ziua de azi.

Cu toate acestea, pentru a fi mai precis, cinematografele arată filme nu cu 24, ci cu 48 de cadre pe secundă. Acest lucru se datorează funcționării uneia dintre părțile proiectorului, obturatorul - un dispozitiv mecanic pentru blocarea periodică a fluxului de lumină pe măsură ce filmul se mișcă în fereastra cadru. Adică, aproximativ vorbind, fiecare al doilea cadru este pur și simplu „gol”, iar pâlpâirea este aproape imperceptibilă. Dar chiar și cu același conținut de informații de 24 și 48 de cadre/s, acest din urmă format este mult mai confortabil pentru percepția umană. Datorită „inerției” percepției informațiilor vizuale de către ochii noștri, obturatorul elimină „smuciturile” la trecerea de la un cadru la altul.

Cu toate acestea, în cinema s-a vorbit de zeci de ani despre necesitatea trecerii de la standardul obișnuit de 24 de cadre pe secundă. Dar acest lucru a fost îngreunat de o serie de probleme, legate în principal de dificultăți tehnologice. Cu toate acestea, în anul trecut, când filmele au început să fie din ce în ce mai filmate și prezentate în cinematografe folosind echipamente digitale, sarcina în acest sens a devenit semnificativ simplificată.

Mai există însă un aspect referitor la cinematografia secvenței video. De exemplu, la 60 fps ochii noștri primesc mai multe informații, ceea ce schimbă percepția asupra a ceea ce se întâmplă pe ecran. Artificialitatea decorului și a efectelor vizuale devine remarcabilă, dând impresia că ești prezent la o producție teatrală sau chiar în studioul în care se filmează filmul. Acest lucru afectează negativ autenticitatea filmului, deseori anulând unele tehnici regizorale și de cameră. Dar toate acestea nu anulează deloc toate proprietățile pozitive pe care le are videoclipul cu o rată de cadre ridicată. Aceasta este atât o netezime uimitoare a imaginii, cât și naturalețea imaginii - la fel ca în viata reala, care creează un efect excelent de prezență și credință în ceea ce se întâmplă. Și, în sfârșit, un număr mai mare de cadre elimină pâlpâirea (mai ales vizibilă la marginile ecranului), reducând oboseala ochilor.

James Cameron, principalul inovator de film de pe planeta noastră, care a făcut ca întreaga lume să se îndrăgostească de 3D, a promis serios că va face o altă revoluție în industrie. Următoarele sale proiecte" Avatar-2" Și " avatar-3 „va fi filmat în 60 de cadre pe secundă și va demonstra clar omenirii toate avantajele unei astfel de tehnologii. Cu toate acestea, Peter Jackson cu " Hobbit"avea să treacă înaintea directorului" Titanic„- la sfârșitul acestui an vom putea viziona un film bazat pe romanul lui Tolkien cu 48 de cadre pe secundă.

⇡ La tine acasă

Cu televizorul, lucrurile stau puțin diferit. Există trei formate comune de transmisie de televiziune în lume: NTSC, PAL și SECAM. Fiecare are propriile frecvențe, proprietăți de transmisie video și se găsește în regiuni strict definite. NTSC este un standard american care oferă 30 fps. PAL și SECAM similare din punct de vedere tehnologic sunt folosite în alte părți ale lumii și oferă 25 de cadre/s.

Ca și în cazul obturatorului în film, numărul de cadre din emisiunile de televiziune ar trebui înmulțit cu două. Acest lucru se datorează utilizării scanării întrețesute (interlaced), când un cadru este împărțit în două jumătăți de cadre, fiecare dintre ele constând fie din linii pare, fie din linii impare. Drept urmare, imaginea în direct pare destul de netedă, ceea ce nu este surprinzător la 60 sau 50 fps pentru NTSC și, respectiv, PAL/SECAM.

Dacă vizionați același film pe un televizor mare de pe un DVD și la televizor, veți observa cu ușurință o diferență fundamentală în imagine. În timpul difuzării de televiziune, imaginea va fi mai naturală și chiar oarecum asemănătoare cu producție teatrală. Un experiment invers: încercați să cumpărați un DVD cu un meci de fotbal sau de hochei. Sportivii se vor mișca oarecum mai ascuțit, iar difuzarea vă va surprinde cu o „zdrențuire” neobișnuită, care se observă mai ales când camera se mișcă orizontal de-a lungul stadionului. Formatele digitale precum DVD sau Blu-Ray folosesc tradiționale 24 de cadre pe secundă fără obturatoare sau cadre întrețesute, astfel încât pe televizoarele mari în scene panoramice este ușor de observat smucituri enervante ale imaginii, în special la marginile ecranului, datorită caracteristicilor perifericelor. viziune.

Din păcate, mediile digitale cu 48, 60 sau 100 de cadre pe secundă nu se grăbesc încă să intre în casele noastre. Chiar și ediția Blu-Ray a viitorului „Hobbit” a fost deja anunțată în standardul obișnuit de 24 de cadre/s, ceea ce, în general, este logic - playerele video pur și simplu nu pot reda alte formate. Dar vă puteți bucura de frumusețea ratelor de cadre ridicate cu ajutorul televizoarelor moderne care acceptă tehnologia de uniformizare a imaginii.

Compania a devenit un pionier în acest domeniu Philips cu sistemul său patentat Mișcare naturală digitală, care vă permite să afișați 100 de cadre pe secundă. Apoi alți producători au ajuns din urmă, fiecare dând aceluiași concept propriul nume: Motion Plus la Samsung, Fluxul de mișcare la Sony, Trumotion la LGȘi Motion Picture Pro la Panasonic. Principiul de funcționare în schiță generală Este destul de simplu: între cadrele informative originale, procesorul video al televizorului inserează cadre intermediare care oferă o claritate ridicată și o tranziție lină. Potrivit producătorilor, unele dispozitive au acum frecvențe de până la 400 și chiar 800 Hz, adică se calculează câteva sute de cadre artificiale pe secundă. Astfel de valori ridicate, de fapt, sunt utile numai atunci când se transmite 3D de înaltă calitate; pentru videoclipuri obișnuite, 120 de cadre/s este deja mai mult decât suficient. Cu toate acestea, dacă îl folosiți acasă pentru o lungă perioadă de timp, veți observa o serie de inconveniente asociate cu funcționarea „capcanelor flash” de pe televizor.

În primul rând, o problemă destul de comună este conectarea la computer. De exemplu, panourile LED Samsung preferă ca frecvența semnalului de intrare să se potrivească exact cu numărul de cadre pe secundă din fișierul video redat. Adică placa video, de regulă, produce 60 Hz, iar BD-RIP-ul pe care l-ați descărcat conține tradiționalele 24 de cadre/s. Când se afișează o imagine pe un televizor, zvâcniri și artefacte vor apărea la fiecare câteva secunde - sistemul Motion Plus va încerca să calculeze cadre suplimentare pe baza celor 60 de cadre disponibile, în timp ce sunt doar 24 dintre ele în filmul în sine.

Puteți forța placa video în modul 24 Hz, dar apoi veți fi forțat să faceți față funcționării lente a interfeței sistem de operare, iar zvâcnirile din motive necunoscute (în cazul panourilor LED de la Samsung) nu vor dispărea niciodată complet. Prin urmare, veți obține rezultate mai bune utilizând un player Blu-Ray/DVD (Sony PlayStation 3- o opțiune excelentă) sau un player media HD - nu ar trebui să existe probleme cu astfel de dispozitive.

În al doilea rând, chiar și noile tehnologii pentru calcularea cadrelor suplimentare în cele mai sofisticate panouri LED fac uneori greșeli. În unele scene veți observa artefacte și penaj. Acest lucru se întâmplă mai ales în episoadele în care obiectul este pornit a închide se deplasează rapid de-a lungul ecranului.

Și în al treilea rând, nu tot conținutul beneficiază de un plus de fluiditate. Desigur, acest lucru este util pentru filme și desene animate în 3D - atunci volumul apare mai saturat. Sistemele bune pentru calcularea cadrelor noi sunt bune și pentru filmele în care predomină fotografiile panoramice și nivelul de detaliu este ridicat, ca același „Avatar”, „ Trona: Moștenire" sau " Labirintul lui Pan" Și toate acestea sunt perfecte pentru documentare, seriale TV sau emisiuni sportive. Dimpotrivă, cu efectul neted este aproape imposibil să vizionezi unele categorii de filme cu o cameră în mod deliberat „tremurată”, cum ar fi „ Ultimatumul Bourne», « Monstru„și o serie de filme de acțiune – cu filmări suplimentare, ceea ce se întâmplă pe ecran pare o mizerie cu artefacte.

În sfârșit, în al patrulea rând, așa cum am spus mai sus, uneori adăugarea de realism și teatralitate prin sisteme de netezire transformă anumite filme în spectacole de râs. Puteți vedea imediat fundalurile prost desenate, efectele speciale mediocre adăugate în timpul post-producției și alte bucurii. Dacă vrei să vezi singur, pornește cea mai recentă „ Resident Evil„pe un panou LED avansat,” Omul Paianjen„Sam Raimi sau așa ceva” Hulk" Ei bine, nu este nimic de spus despre filmele vechi - când vizionați clasice " Razboiul Stelelor „Vei vedea cu ochii tăi că totul nave spațiale- acestea sunt intr-adevar modele din plastic, filmate intr-o camera cu tapet negru.

Apropo, dacă cineva a venit brusc cu ideea că sistemele de calculare a cadrelor suplimentare ar ajuta să scapi de încetinirile din jocuri, acesta, desigur, nu este cazul. Controalele vor deveni oarecum „clintite” - imaginea va reacționa cu o oarecare întârziere la acțiunile jucătorului. În general, este imposibil să te joci cu plutitorul pornit.

Prin urmare, sistemele de adăugare a fineței au destul de mulți oponenți ideologici care se plâng de pierderea calității cinematografice în unele filme. Și astfel de oameni sunt destul de înțeleși. Acest lucru duce la o concluzie simplă: trebuie să folosiți „floaters” foarte selectiv, în funcție de conținutul redat. Cu toate acestea, în general, existența unor astfel de tehnologii este complet justificată - în cazurile în care este cu adevărat aplicabilă, imaginea de pe ecranul televizorului vă va face pur și simplu plăcere.

⇡ Total

Toate cuvintele scrise mai sus și exemplele menționate nu sunt nimic în comparație cu impresiile tale personale. Dacă sunteți un vizitator frecvent la cinematografe, atunci în viitorul apropiat veți vedea singur avantajele 48 sau 60 fps - Peter Jackson și James Cameron vor găsi modalități de a demonstra avantajele tehnologiei în toată gloria ei.

Dacă vă gândiți să cumpărați un televizor nou (sau dintr-o dată panoul dvs. de acasă are deja capacități similare), atunci ar trebui să acordați atenție disponibilității sistemelor pentru a adăuga netezime. Puteți cere vânzătorilor dintr-un hipermarket să activeze modul demo pe modelul care vă interesează, de preferință un trailer dinamic pentru un film sau o imagine 3D. Pe baza rezultatelor vizionării, puteți trage propriile concluzii.

Ce este ochiul uman? Cum vedem? Cum percepem imaginea lumii din jurul nostru? Se pare că nu toată lumea își amintește bine lecțiile de anatomie de la școală, așa că să ne amintim puțin despre modul în care funcționează organele umane ale vederii.

Deci, câte cadre pe secundă vede ochiul uman?

Structura

Ochiul uman percepe informații vizuale folosind conurile și tijele care alcătuiesc retina. Aceste conuri și tije percep videoclipurile în moduri diferite, dar au capacitatea de a combina informații disparate într-o singură imagine. Tijele nu detectează diferențele de culoare, dar sunt capabile să detecteze imaginile în schimbare. Conurile, pe de altă parte, sunt excelente pentru a distinge culorile. În general, combinația de conuri și tije sunt fotoreceptorii ochiului uman, responsabili pentru ca imaginea care este vizualizată să pară holistică.

Câte cadre pe secundă vede o persoană? Acest intrebari frecvente. Pe retina ochilor, fotoreceptorii sunt localizați relativ neuniform; în centru există aproximativ același număr, dar mai aproape de marginea retinei, tijele reprezintă majoritatea. Este exact ceea ce are o explicație foarte logică din punctul de vedere al naturii. În acele zile, când o persoană vâna un mamut, vederea lui periferică trebuia adaptată pentru a surprinde cea mai mică mișcare pe partea dreaptă sau stângă. În caz contrar, după ce a ratat totul din lume, a riscat să rămână flămând, sau chiar mort, așa că această structură a ochiului este cea mai naturală. Astfel, structura ochiului uman este astfel încât nu vede cadre individuale, ca într-un storyboard pentru un desen animat, ci un set de imagini în ansamblu.

Câte cadre pe secundă vede ochiul uman?

Dacă arătați unei persoane un cadru pe secundă pe o perioadă lungă de timp, în timp, ea va începe să perceapă nu imaginile individuale, ci modelul general de mișcare. Cu toate acestea, demonstrarea unei imagini video într-un astfel de ritm este incomod pentru o persoană. Pe vremea filmelor mute, rata de cadre ajungea la 16 pe secundă. Când comparăm filmele mute cu filmele moderne, rămânem cu sentimentul că au fost filmate cu încetinitorul la începutul secolului al XX-lea. Când vizionați, doriți doar să grăbiți puțin personajele de pe ecran. Standardul actual pentru fotografiere este de 24 de cadre pe secundă. Aceasta este frecvența care este confortabilă pentru vederea umană. Dar este aceasta limita, ce este dincolo de acest interval?

Acum știi câte cadre pe secundă vede o persoană.

Dacă creșteți rata de cadre, ce se va întâmpla?

Termenul frame rate (fps) a fost folosit pentru prima dată de fotograful Eadweard Muybridge. Și de atunci, realizatorii de film au experimentat neobosit cu acest indicator. Din punct de vedere practic, poate părea că este nerezonabil să se schimbe numărul de cadre pe secundă, deoarece un număr diferit nu va fi vizibil pentru ochiul uman.

Câți fps percepe ochiul? Știm că 24. Are sens să schimbi ceva? Se pare că toate aceste eforturi dau roade. Jucătorii moderni și doar oamenii care folosesc computere pot spune acest lucru cu încredere.

Context științific

Oamenii de știință au demonstrat că, la o rată de cadre de 24 de ori, o persoană percepe nu numai imaginea de ansamblu pe monitor, ci și cadrele individuale la nivel subconștient. Pentru dezvoltatorii de jocuri, aceste informații au devenit un stimulent pentru a efectua cercetări suplimentare asupra capacităților organelor vizuale umane. În mod uimitor, ochiul uman poate percepe videoclipuri cu o viteză de 60 de cadre pe secundă sau mai mult. Capacitatea de a percepe mai multe imagini crește atunci când vă concentrați pe ceva. În acest caz, o persoană este capabilă să perceapă până la o sută de cadre pe secundă fără a pierde firul semantic al imaginii video. Și în cazul în care atenția este împrăștiată, viteza de percepție poate scădea la 10 cadre pe secundă.

Când răspundem la întrebarea câte fps vede ochiul uman, putem numi în siguranță numărul 100.

Cum se desfășoară cercetarea?

Experimentele în domeniul identificării capacităților organelor vizuale umane sunt efectuate în mod constant, iar oamenii de știință nu se vor opri aici. De exemplu, ei efectuează următoarele teste: un grup de control de oameni vizionează videoclipurile propuse la diferite rate de cadre. Cadrele cu un fel de defect sunt introduse în anumite fragmente la diferite perioade de timp. Ele descriu un fel de obiect suplimentar care nu se încadrează în conturul general. Ar putea fi un obiect zburător care se mișcă rapid. În toate grupurile, mai mult de 50% dintre subiecți observă un obiect zburător. Această împrejurare nu ar fi atât de surprinzătoare dacă nu ar fi știut că acest videoclip a fost difuzat la o frecvență de 220 de cadre pe secundă. Desigur, nimeni nu a putut examina imaginea în detaliu, dar chiar și faptul că oamenii au putut observa pur și simplu pâlpâirea pe ecran la o astfel de rată a cadrelor vorbește de la sine.

Mulți oameni sunt interesați de câte cadre pe secundă vede o persoană. Să vedem mai jos detalii mai interesante.

Fapte neașteptate

Nu toată lumea știe despre acest fapt interesant: experimentele cu afișarea imaginilor video la frecvențe diferite au început cu mai bine de o sută de ani în epoca filmelor mut. Pentru a prezenta primele filme, proiectoarele de film au fost echipate cu un control manual al vitezei. Adică filmul a fost prezentat cu viteza cu care mecanicul a răsucit mânerul, iar el, la rândul său, a fost ghidat de reacția publicului. Viteza inițială a filmului mut a fost de 16 cadre pe secundă.

Dar atunci când vizionați o comedie, când publicul era foarte activ, până la 30 de cadre pe secundă. Dar această capacitate de a regla în mod arbitrar viteza de afișare ar putea avea și consecințe negative. Când proprietarul cinematografului a vrut să câștige mai mult, el a redus, în consecință, timpul de difuzare a unei sesiuni, dar a crescut numărul de sesiuni. Acest lucru a dus la faptul că producția de film nu a fost percepută de ochiul uman, iar spectatorul a rămas nemulțumit. Drept urmare, în multe țări nivel legislativ a interzis demonstrarea filmelor cu o frecvență accelerată și a determinat norma în conformitate cu care lucrau proiectioniștii. În general, de ce sunt studiate fps-ul și ochiul uman? Să vorbim despre asta.

Pentru ce este?

Beneficiul practic al acestor studii este următorul: creșterea vitezei cu care pâlpâiește cadrele pe ecran netezește imaginea, creând efectul de mișcare continuă. Pentru vizionarea video standard, viteza cea mai optimă este de 24 de cadre pe secundă, așa ne uităm la filme în cinematografe. Dar noul format IMAX cu ecran lat utilizează o rată de cadre de 48 de cadre pe secundă. Acest lucru creează efectul de imersiune în realitatea virtuală cu o aproximare maximă la realitate. Acest sentiment poate fi sporit și mai mult prin utilizarea tehnologiei 3D. În timp ce creați jocuri pe calculator dezvoltatorii folosesc un ciclu de 50 de cadre pe secundă. Acest lucru se face pentru a obține o realitate maximă realistă a jocurilor. Dar viteza Internetului joacă, de asemenea, un rol aici, astfel încât rata de cadre se poate modifica în jos sau în creștere.

Ne-am uitat la câte cadre pe secundă vede o persoană.