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.

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.

Какое количество кадров выбрать

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.

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.

Анимация с частотой 12 кадров в секунду

Этот фильм , снятый с частотой 12 кадров в секунду, показывает, какого эффект можно достичь при помощи записи с малым числом кадров.

Калифорния со скоростью 60 кадров в секунду

Этот фильм снят с частотой 60 кадров в секунду, имеет более четкое и более плавное изображение. Он полная противоположность предыдущего примера. Помните, что необходимо изменить настройки качества отображения видео в YouTube на 720p или 1080p (нажав на значок шестеренки в плеере YouTube).

Высокая частота кадров – лучшее решение для YouTube

До недавнего времени максимальное количество кадров на YouTube составляло 30 кадров в секунду, но, в настоящее время, уже можно просматривать видео с 60 кадрами в секунду (а также, конечно, с 48 и 50 кадрами в секунду).

Разработчики любят создавать анимации и видео из игр в формате 60 кадров в секунду, потому что такая скорость позволяет использовать эффектное изображение с игровой консоли, отображаемого с высокой частотой кадров, – в результате, запись получается более четкой и более плавной.

Прямые трансляции также могут быть показаны с большим количеством кадров в секунду. Когда вы начнете транслировать в прямом эфире на YouTube со скоростью 60 кадров/сек, система перекодирует поток на стандартный 720p60 и 1080p60. Благодаря этому изображение будет плавным в степени, достаточной для презентаций, игр и других динамических материалов.

Запись в формате 60 кадров в секунду может также использоваться в более общих фильмах. При съемке панорамных видео запись со скоростью 60 кадров в секунду помогает сохранить четкость и плавность движений, а слишком быстрый поворот камеры при более низких скоростях записи кадров может вызвать нестабильность изображения или потерю фокуса. Это происходит потому, что при записи с меньшим количеством кадров, например, с 24 кадрами в секунду, затвор камеры остается открытым дольше, что приводит к размытости движения. А при 60 кадрах в секунду, можно записать шаг, который будет выглядеть естественно, и сократить время открытия диафрагмы, что даёт кристально чистое изображение.

Высокая частота кадров может быть также полезна во время затемнения и осветления изображений, когда при более низких значениях может произойти потеря качества изображения.

Конечно, вы не должны использовать одну фиксированную частоту кадров во всем фильме. Например, вы можете выбрать 24 кадра в секунду, чтобы получить романтический эффект, а потом перейти на 60 кадров в секунду, когда это потребуется:

• Взрывы : взрывы в кино, снятые с частотой 24 кадра в секунду, выглядят либо четкими, но прерывистыми, либо размытыми, но плавными. При большем числе кадров в секунду можно отобразить очень быстрые взрывы детально, с высокой плавностью и четкостью..
• Жидкости : при высокой частоте кадров Вы получаете возможность расширенных настроек диафрагмы при съемке быстро движущихся жидкостей.
• Динамические сцены : например, бокс, борьба и т.д.
• Выстрелы и другие быстро движущиеся объекты : размытие движения при более низких частотах кадров делают невозможным отслеживание быстро движущихся объектов. В сценах, снятых с большим количеством кадров в секунду эта проблема не возникает.

Вам не придется выбирать между размытие и низкой детализацией

В сценах с быстрым действием и большим количеством мелких, движущихся объектов, как в этом клипе Nintendo , частота в 60 кадров в секунду позволяет зафиксировать все мельчайшие детали, сохраняя при этом необычайную плавность изображения.

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.

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.

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 .

Каждый из вас сталкивался с проблемой, когда игры на вашем компьютере начинали тормозить, и счастливый тот человек, у которого есть на руках деньги на новое железо. Сегодня постараемся разобраться какую "Частоту кадров"(далее FPS) можно считать достаточной, и насколько большую частоту кадров может различить человек. Что такое "Золотой стандарт" и для чего он нужен именно вам?

Большинство из вас понимает частоту кадров, как количество сменяемых изображений за одну секунду видеопотока.

Все просто.

Какую максимальную частоту кадров может различить человек?

Не существует такого значения, это миф. Если вы живете с этим мифом в голове, то вас ждут большие прения с самим собой во время чтения материала ниже. Человеческий глаз состоит из множества рецепторов, которые постоянно направляют информацию в мозг. Вы не можете назвать ни количество рецепторов, ни пропускной способности до мозга, поэтому выбросите из головы этот миф. Если бы такое количество существовало, это было бы доказано наукой.

Взаимодействие монитора и видеокарты

Для начала важно донести до вас два простых понятия.

Частота кадров/FPS(англ. Framerate, далее FPS) - количество кадров обработанных вашей видеокартой за секунду. Это абсолютно хаотичная величина, которая зависит от ваших текущих задач, мощности видеокарты, загруженности сцен, общего обслуживания компьютера и т.д. За короткий промежуток времени в одной и той же игре частота кадров может сильно разниться, может быть как высокой, так и низкой.

Нагружаем сцену, и наши FPS тают на глазах.

Чем же так важен высокий показатель FPS ? Дело в том, что при низком показателе FPS картинка станет дерганой, и мы не сможем увидеть плавные движения или отдельно взятые изображения.

При постоянном FPS можно посчитать время обработки одного кадра: при 30 FPS - 33 миллисекунды, при 60 FPS - 16 миллисекунд. Можно сделать вывод: двукратное увеличение FPS требует двукратного увеличения скорости обработки одного кадра.

Частота обновления монитора(англ. Refresh rate) - частота с которой ваш монитор обновляет все свои пиксели. И в отличие от FPS, частота обновления монитора (далее "герц", потому что так проще и короче, не придавайте слову "герц" особого значения) фиксированная, другими словами постоянная. Если ваш монитор с 60 герцами, раз в 1секунда/60герц =16.6 миллисекунд происходит мерцание экрана и смена кадра. Вы должны помнить наблюдение из детства, а у кого-то из юношества, когда мы направляли первые телефоны с камерой на телевизоры оснащенные электронно-лучевой трубкой. Вы видели мерцание, в наших ЖК-мониторах тоже самое, но мы это не замечаем. Из этого мы делаем вывод, что частота кадров и "герцы" не на одной волне. И когда монитор производит смену кадра он выводит то, что у него в данный момент в "буфере". Буферной зоной назовем место, где монитор хранит готовый кадр на вывод(на деле технология может отличаться, но суть та же).

Для примера взаимодействия мы возьмем монитор с частотой 60 Гц.

Рассмотрим 3 случая

1. Среднее количество FPS не превышает вашу частоту монитора 60 Гц.

В период между мерцаниями вашего монитора источник-видеокарта направляет в буфер не больше одного кадра. Чем сильнее будет проседать FPS, тем чаще мы будем сталкиваться с тем, что обновление монитора не обновляет кадр.

После того как ваш кадр отрендерится, он моментально отправляется с видеосигналом в буфер. Когда настает время, наш герц выводит содержимое буфера на экран.

2. Среднее количество FPS превышает вашу частоту монитора 60 Гц.

Здесь уже посложнее, количество FPS на одно мерцание монитора.(далее - вычислительный отрезок)

Другими словами Хаос с большей буквы. Ваша видеокарта успевает отправить больше одного кадра на одно мерцание монитора.

Проиллюстрирован случай, когда вы имеете 300+ FPS. В период между обновлением монитора источник-видеокарта успевает отрендерить больше 5 кадров. За это время все эти кадры приходят в буфер, и каждый новый вытесняет предыдущий, и этот предыдущий исчезает из цифрового поля. Помимо этого, есть один очень интересный момент: настал момент монитору обновиться, а в это же время в буфер приходит информация о новом кадре, таким образом, монитор начинает выводить информацию двух разных кадров. Последствия для вас - разрыв экрана.

Как же избежать этих "разрывов" ? Существует несколько технологий синхронизации кадров с частотой обновления монитора, другими словами, эти технологии помещают FPS и герцы на одну волну.

3. Включена вертикальная синхронизация.

Хаосу тут не место. Ваша видеокарта рендерит кадр под обновление монитора.

На видеокарте существует "регулировщик", который знает частоту обновления монитора и рендерит только 1 кадр на 1 герц.

4. G-sync.

Технология горизонтальной синхронизации от NVIDIA. В монитор встраивается чип, который заставляет монитор обновится, когда придет новый кадр(в пределах своей частоты обновления). Тут все слишком хорошо и скучно, чтобы про это говорить:)

Плюсы и минусы вертикальной синхронизации

Плюсы
• Пропадают разрывы изображений.
• Видеокарта работает не на полную мощность, тем самым понижая свою температуру и уменьшая уровень шума.

Минусы
• Снижение частоты кадров до частоты монитора. Но вы же вроде не можете увидеть больше кадров на 60 гц мониторе?
• Повышение отклика всех ваших действий в игре. Почему? Попробую и это вам объяснить.
• Ваш "регулировщик" на видеокарте, так же как и остальные ее элементы потребляет вычислительные ресурсы. Значит на обработку кадров их остается меньше.
• Перед включением вертикальной синхронизации, убедитесь что вы имеете "запас" по FPS. Если видеокарта не сможет осилить требуемый FPS, она опустит его до следующего кратного значения. В нашем случае - 30 FPS, а никто не хочет играть с 30 FPS, если вы не "консольщик", о них чуть позже.

Имеет ли смысл иметь 75, 90, 120 FPS в играх при 60 Гц мониторе?

Вы только что прочитали про взаимодействие монитора и видеокарты, и, скорее всего, решили для себя, включу эту "вашу синхронизацию" и бед не буду знать. И здесь есть свои тонкости.

Встречали ли вы людей, которые утверждали вам, что мало видят разницу между 60 и 120 FPS, а даже видят ее на 60 Гц мониторе? Да они умом тронулись. Или нет? Находясь рядом с игроком и смотря как он играет, разницу вы не увидите. Но все меняется если вы и есть игрок, который взаимодействует с игровым миром.

Перед нами три герца. Между ними 2 вычислительных отрезка, в одном из которых произошло событие спустя 12 миллисекунд после обновления монитора.
Красная линия это игровой "тик"(момент), причем неважно какой именно. Это может быть первый кадр взрыва гранаты, вы можете одним тиком повернуть камеру, зажжется свет. Абсолютно неважно!

Как мы помним, монитор обновляется каждые 1000миллисекунд/60 = 16.66 миллисекунд. В первом случае мы не знаем, успел ли кадр отрендериться тогда, когда уже произошел наш "тик".

Но во втором случае, мы ясно видим, что последний отрендеренный кадр появился уже после "тика", поэтому он содержит информацию о нем. И мы через 16.66/5 ≈ 3.33миллисекунды увидим наш "тик" на мониторе. В то же время в первом случае кадр пропускает "тик", и мы увидим его только на следующем рендере, а именно через 16.66+(16.66-12) = 21.13 миллисекунд.

Совокупность "тиков" и создает разницу 60 и 120 FPS на 60 Гц мониторе. Объяснить или показать на видео эту разницу невозможно, вам необходимо самостоятельно это прощупать.

Мы проигнорировали все остальные отклики и задержки связанные с компьютерным железом, начиная от отклика мыши и заканчивая скоростью видеосигнала, потому что это неважно. Суть от этого не меняется.

Также я проигнорировал случай с включенной вертикальной синхронизацией, потому что он самый "плохой", т.к. "регулировщик" рендерит и отправляет кадр перед самым обновлением монитора, задержка каждого "тика" будет составлять до 32 миллисекунд, а это задержка кадра как при 30 FPS, надеюсь в 30 FPS вы изъяны видите. Это "второй минус" вертикальной синхронизации из перечисленных мною выше, его очень легко почувствовать если включить/выключить синхронизацию прямо в игре.

Наглядная демонстрация геймплея, при котором происходит очень много наших "тиков", а именно поворотов камеры. Если поводить подобным образом камерой в CS:GO при 60 и 120 FPS на 60 Гц мониторе, и все равно не понять разницу. То постарайтесь не думать об этом, это не ваше:)

"Золотой стандарт"

Начнем с того, что никакого "золотого стандарта" не существует. Есть требования игроков с одной стороны, которые в свою очередь могут различаться, и технические возможности разработчиков с другой. Будь у разработчиков возможность выпускать все проекты с миллионами FPS, они бы не стали ее упускать. Все же мы постараемся определить некоторую зону комфорта и плавного изображения.

Разберем несколько случаев.

Xbox One и PS4
На момент разработки этих консолей выбор графической системы пал на близкий аналог Radeon HD 7850. Попробуйте взять эту HD 7850 и что-нибудь исполнить в современных играх. Найдутся игры, которые просядут ниже 30 FPS. Что в таком случае делают разработчики? Уменьшают обсчитываемое разрешение. Возьмите любой последний Assassin"s Creed, обе консоли работают в режиме 900p 30 fps, это еще в самом лучшем случае, нетрудно найти тест на Youtube, когда консоли не могут поддерживать и 30 FPS. Можно ли назвать 30 FPS Золотым стандартом? Нет! Это дно, ниже которого падать некуда.

Пока "хавают", ситуация вряд ли изменится. Главное, чтобы консоли не стали стоить по 1000$.

VR
Виртуальная реальность работает на частоте кадров 90+, в этом случае экран максимально близко к вашим глазам, и низкий FPS будет более заметен, что приведет к утомлению и ухудшению здоровья.

Вернемся к мониторам. Плавность изображения достигается тогда, когда мы не видим переход от одного кадра к другому. К сожалению, тут мы возвращаемся опять к тому, что столько людей, столько разных мнений.

В этой статье моя задача состояла в том, чтобы объяснить вам преимущество 60+ FPS на 60 Гц мониторе.

От себя оставлю некоторые рекомендации видеокарт для игры на FullHD мониторах. Ниже вы можете ознакомиться с тестами этих видеокарт на нашем сайте.

30 FPS
сильно превосходит по мощности обе консоли, поэтому пока на консолях играют, вы без дела не останетесь.

60 FPS в этом году
показывает отличные результаты в играх при компромиссной цене.

60 FPS в будущих экспериментах от Ubisoft:)
имеет отличную производительность и сильно выигрывает в цене на фоне "старшего брата".