Частота кадров в секунду какая лучше?

Содержание

Научное объяснение — почему кино выглядит фальшиво с частотой 60 fps, но в играх чем выше частота, тем лучше

Частота кадров в секунду какая лучше?

Если вы давно пользуетесь интернетом, любите кино и игры, то есть большой шанс, что хотя бы раз вы натыкались на обсуждения или жаркие споры относительно частоты кадров. Не только в отношении видеоигр, но также и кино. 

Одни утверждают, что и 24-30 кадров в секунду достаточно, потому что выше они уже не различают. Другие заявляют, что чем больше кадров, тем лучше — будет то игры или кино. 

Биологический факт в том, что человеческий глаз видит мир с частотой выше 24 fps. И даже выше 240 fps. Потому что наши органы зрения — это не камера с механическим или электронным затвором, который открывается и закрывается с определенной частотой. Если мы воспринимаем мир без какой-то жесткой частоты, тогда возникают справедливые вопросы:

  • Почему фильмы с частотой 48 или 60 кадров в секунду выглядят, словно сняты на камеру смартфона?
  • Почему фильмы в 24 или 30 кадрах в секунду выглядят приятнее, кинематографичнее?
  • Почему в играх мы предпочитаем 60 fps и выше, а не 24 или 30 кадров?

Давайте разбираться с научной точки зрения. Внимание, в тексте будут серьезные упрощения, но с указанием ссылок на более подробную информацию. 

Глаза — оптический инструмент, но не камера

Возможно, вы не в курсе, но ваши глаза находятся в постоянном движении. Подобно птичке колибри, они совершают множество микродвижений. Это необходимо для формирования подробной картины окружения, так как в максимальном «разрешении» и «фокусе» мы можем видеть только область размером с монету на вытянутой руке. 

Эта часть сетчатки называется «ямка», которая отвечает за четкость и красочность того, что мы видим, благодаря высокой концентрации светочувствительных колбочек. Наш мозг «склеивает» информацию из этой ямки, создавая достаточно подробный образ мира. Детальное описание — Wiki.

Согласно исследованиям, физический лимит остроты зрения составляет 6 арксекунд при взгляде на две параллельные линии, расположенные рядом друг с другом.

Однако существует так называемый критерий Рэлея, который устанавливает границы углового разрешения для любого оптического инструмента — от человеческого глаза до фотоаппарата или видеокамеры. Если воспользоваться соответствующей формулой, то в оптимальных условиях глаз обычного человека имеет остроту около 25 арксекунд. 

Более того, сами светочувствительные колбочки имеют ширину от 30 до 60 арксекунд, что в 5-10 раз больше, чем минимальное расстояние между линиями, которое можно гипотетически различить.

Однако глаз — это не камера. Если с чем и сравнивать сетчатку, то лучше всего подойдет процессор, потому что эта часть глаза выполняет ряд функций обработки. Достаточно взглянуть на устройство колбочек.

Устройство колбочек

Колбочки — это узкоспециализированные светочувствительные рецепторы, за миллионы лет развившиеся для сбора максимально доступной информации. Это не просто сенсор камеры, регистрирующий пиксель — колбочки «предпочитают», когда свет падает на них напрямую. Такое свойство называется эффект Стайлса-Кроуфорда.

Форма верхней части колбочки напоминает коническое дно колбы, при этом эффект Стайлса-Кроуфорда связан с формой. Потому что если рецептор может отбросить лишний свет, то можно разглядеть больше деталей. Возможно, что форма также позволяет игнорировать преломленный свет, чтобы картинка не выглядела размытой.

Обратите внимание, что диаметр кончика колбочки составляет примерно 1/3 от основания. Таким образом, если взять ширину в 30-60 арксекунд и разделить на 3, то мы и получим фактическую остроту восприятия колбочки. Более или менее.

Другими словами, получается, что в изображении должны быть пробелы. Ведь «сенсоры» не смогут определить расстояние, потому что их ширина того же размера.

Постоянное движение

Однако в отличие от сенсоров камер, наша сетчатка не зафиксирована. Существует феномен, который называется тремор глаз — когда мышцы незначительно вибрируют, с частотой 83.68 Гц в среднем. Рамки же составляют от 70 до 103 Гц.

Благодаря этим движениям свет может падать на разные колбочки. При помощи временной выборки и пост-обработки мозг может генерировать картинку гораздо большего изображения от одного зафиксированного на месте рецептора. Если учесть, что наши глаза еще и наполнены «желе», которое и так меняет форму при движении, то почему бы не использовать лишнюю информацию для чего-то полезного. 

Области распознания

Чувствительное поле сенсорного нейрона разделено на две части — центральную и окружную, что выглядит примерно вот так:

Благодаря такому разделению получается с высокой эффективностью распознавать границы объектов. Если симулировать картинку, то получается примерно так:

Таким образом, если присутствуют колебания, то чувствительные клетки будут регистрировать свет при пересечении границ. В результате формируется картинка с разрешением как минимум в два раза выше.

Похожие методы формирования изображений высокого качества используются и в различных технологических системах. Самый простой пример — формирование панорамы при помощи камеры смартфона. Достаточно включить функцию, провести по заданной линии и получается панорама, которую нельзя добиться путем стандартной съемки. 

Как все это связано с частотой кадров?

Предположим, если все что мы видим постоянно меняется и «шумит», то мозг эффективно регистрирует информацию. Мозг способен проводить суперсэмплинг (повышать разрешение) и получать в два раза больше данных. И это действительно так. Более того, для получения лучших результатов сигнал должен быть «шумным» — этот феномен известен как Стохастический резонанс.

Более того, допустив, что колебания с частотой 83.68 Гц позволяют нам удваивать разрешение, то что будет, если показать человеку движущуюся картинку (кино или игру) с частотой менее половины от частоты колебаний?

Получится, что мы более не получаем сигнал, который меняется достаточно быстро для проведения суперсэмплинга. В результате теряется значительная часть воспринимаемых движений и деталей.

Что будет, если сигнал обновляется с частотой выше половины частоты колебаний? По мере движения глаза, он будет регистрировать больше деталей, используя эту информацию для создания подробной картинки мира. Будет даже лучше при добавлении «зерна» (предпочтительно через временной антиалиасинг) для заполнения пробелов.

Половина от 83.68 Гц — это приблизительно 41 Гц. Таким образом, для получения высококачественного разрешения из картинки, она должна быть «шумной» (подобно зерну пленки) и обновляться с частотой выше 41 Гц. Пример — фильм «Хоббит» в 48 fps, или «Гемини» в 60 fps. То же касается и видеоигр.

Что же будет с частотой 24 или 30 кадров в секунду, ведь это ниже лимита? Глаза будут анализировать изображение дважды и не смогут собрать дополнительную информацию благодаря колебаниям. Кино или игра получиться более «сказочным», не таким детальным. Ограниченным разрешением самого формата. 

Существуют теории, что это может быть связано с размытием движений, однако в случае кино эффект не должен играть большой роли. 

Что все это значит для кино?

При частоте обновления в 48-60 кадров в секунду наши глаза различают больше деталей, чем при частоте 24-30 fps, как в отношении движения, так и в детализации. Однако мы получим более чем в 2 раза больше информации, потому что помимо окружающей информации мозг регистрирует и движения. Поэтому экшеновые сцены с резкой сменой кадров более высокая частота будет иметь лучшие результаты среди аудитории. 

Однако аудитория будет регистрировать и больше деталей из сцены, чем при 24-30 fps. Это и создает эффект постановки. Мы видим не образ, а сцену целиком, что едва ли возможно в реальности. 

В качестве наглядной демонстрации вы можете прямо сейчас провести эксперимент. Для этого необходимо на смартфоне открыть съемку видео и в настройках выбрать частоту — 60 fps. Смотрите на экран и подвигайте перед собой камеру, получается гораздо плавнее, чем если просто подвигать головой. 

В итоге для получения кинематографического качества, необходимо снимать с частотой ниже 41 Гц, но выше частоты, когда движение становится рваным — от 16 Гц.

А почему старые сериалы выглядели фальшиво? 

Это было связано с технологиями вещания прошлого века в NTSC-регионах, когда видео показывали с частотой 59.99 Гц, но чересстрочным образом. То есть, за 1/60 секунды мы видели лишь половину «линий» картинки. Но суть в том, что общая частота была выше колебаний, благодаря чему возникал эффект мыльной оперы.

Что все это значит для видеоигр?

В отличие от кино, особенно снятого на пленку с феноменальным даже по сегодняшним стандартам разрешением, видеоигры имеют ограниченное разрешение. Большинство из нас играет на 1080p или 1440p, лишь в последние годы 4K-матрицы стали доступнее. В таких условиях мы способны различать отдельные пиксели и они распределены в форме сетки.

Поэтому проблема разрешения и частоты еще какое-то время будет компромиссом. Даже на консолях нового поколения придется искать баланс. Однако даже 38-43 кадров в секунду, с хорошим «зерном», временным и антиалиасингом можно добиться лучших результатов. В противном случае наш мозг будет подсознательно регистрировать пиксельную сетку, а не содержание. 

В связи с этим, экшеновым играм с большим количеством движений важнее частота, тогда как у более статичных играм, вроде стратегий, в приоритете должно быть разрешение. Частично это объясняет использование некоторыми разработчиками динамического разрешения — когда в сценах нет экшена, можно рендерить картинку в высоком разрешении, когда экшен усиливается, разрешение уменьшается в пользу стабильной частоты.

Но если есть возможность играть в 60+ fps с разрешением 4K, то будет только приятнее.

Кроме того, чем выше частота, тем быстрее вы сможете реагировать на происходящее. Хотя выше 144 Гц позитивный эффект начинает снижаться и стоящие результаты возможны у профессиональных геймеров. Но это связано не только с рефлексами, но и с самими играми, так как чем выше частота — тем ниже задержка ввода.

Заключение

Это далеко не все, что можно сказать о частоте и разрешении. В частности, заслуживает внимания проблема укачивания и головной боли при просмотре некоторых видео или во время игр, но об этом мы поговорим отдельно. 

Пока же, можете провести собственные эксперименты с частотой и разрешением в различных играх на PC. 

Иллюстрация в шапке: Rashed AlAkroka

Источник: https://shazoo.ru/2020/08/12/98030/nauchnoe-obyasnenie-pochemu-kino-vyglyadit-falshivo-s-chastotoj-60-fps-no-v-igrah-chem-vyshe-chastota-tem-luchshe

Оптимальная частота кадров для камер видеонаблюдения — Business Security

Частота кадров в секунду какая лучше?

2018-07-09

2018-07-15

Security

Оптимальная частота кадров для камер видеонаблюдения

Данный обзор является самой обширной инструкцией по настройке частоты кадров средств видеонаблюдения. Для начала нам необходимо будет узнать скорость движения объектов за которыми следят камеры, обычно ими являются люди.

Какую частоту кадров выбрать для видео
Прогулочный шаг
Бег
Карточная игра
На что влияет частота кадров в видео?
Медленный спуск затвора
Диапазон частот видеосигнала
Частота кадров в секунду. Какая лучше для видео?

Какую частоту кадров выбрать для видео

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

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

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

В данной инструкции мы рассмотрим:

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

Прогулочный шаг

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

Бег

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

Карточная игра

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

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

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

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

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

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

Медленный спуск затвора

С другой стороны некоторым пользователям необходимо снизить скорость спуска, а не частоту кадров (например, ¼ сек для камеры с настройками 1/30 сек). Это не только является причиной размытия движущихся объектов, но так же вызывает потерю кадров.

Читайте также  Плохо запускается компьютер что делать?

Основной вывод: частота кадров в секунду не может быть выше, чем число выдержки в секунду. Если у вас установлена скорость спуска затвора ¼ сек, то затвор/выдержка открывается и закрывается только 4 раза/сек (т.е. ¼сек + ¼ сек + ¼ сек + ¼ сек = 1 сек). И поскольку это происходит только 4 раза, то вы можете получить только 4 кадра в эту секунду.

Некоторые производители выпускают камеры с медленным спуском, просто копируя одну и ту же частоту снова и снова. Например, если у вас спуск равен 1/15 сек, вы сможете получить только 15 выдержек и, следовательно, 15 кадров. В данном случае увеличивая частоту кадров вы получите 30 кадров, но каждый кадр будет записан дважды.

Будьте осторожны с медленным спуском. Помимо размытого изображения вы можете также потерять кадры или зря потратить гигабайты хранилища.

Диапазон частот видеосигнала

Частота кадров влияет на пропускную способность, но для современных кодеков, например, для Н.264, она меньше, чем линейная. Поэтому, если вы повышаете частоту кадров в 10 раз, то повышение диапазона частот будет гораздо меньшим, частенько в 3 или 5 раз больше. Причина этому — внутрикадровая компрессия, которая снижает нужды частоты диапазона для некоторых сцен, которые не меняются в каждом кадре.

Для иллюстрации данного момента мы взяли результаты при частоте 30, 10 и 1 кадр/сек, чтобы продемонстрировать изменение битрейта при регулировке настроек в условиях нашего конференц-зала. Средние показатели битрейта были следующие:

  • 1 кадр/сек-  0.179 Mбит/сек
  • При 10 кадр/сек с увеличенным в 10 раз количеством кадров использовалось в 4 раза больше объема диапазона, чем при 1 кадр/сек (0.693 Мбит/сек)
  • При 30 кадр/сек (в 3 раза больше кадров) использовалась пропускная способность в 2 раза больше, чем при 10 кадр/сек и в 7 раз выше, чем с 1 кадр/сек (1.299 Mбит/сек)

Данные измерения были проведены на уровне 1 кадр/сек – самая распространенная настройка профессиональных камер наблюдения.

Частота кадров в секунду какая лучше для видео

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

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

Из нашего обзора средняя частота кадров, используемая для записи  следует (см. таблицу):

Перевод с сайта www.ipvm.com.

Перевел: Труш Борис Викторович
ООО «Единые Электронные Системы»

!!

Источник: http://seccom.ru/optimalnaya-chastota-kadrov-dlya-kamer-videonablyudeniya/

Что такое FPS и кому это нужно

Частота кадров в секунду какая лучше?

Если вы играете в компьютерные игры, то, наверняка, вы слышали про термин FPS. Это один из важных показателей, за который ведут борьбу производители видеокарт и разработчики компьютерных игр, предлагая нам каждый год все более новые и навороченные видеокарты. Разберемся, что же это такое и кому это нужно. 

FPS — аббревиатура от английского Frames Per Second или «количество кадров в секунду», пришедшая к нам из кинематографа.

То есть, по сути, это показатель того, насколько плавно и реалистично сменяется картинка на экране. Этот параметр напрямую влияет на комфорт восприятия изображения на экране. Если частота смены кадров будет маленькой, вы увидите, как изображение «тормозит». Например, движения персонажа или изменения того, что происходит на экране, станут не плавными и естественными, а дергаными, рваными или заторможенными. 

Соответственно, во-первых, снизится управляемость вашего игрового альтер-эго из-за дискомфорта. Во-вторых, если речь идет о, например, шутерах, где важна скорости реакции, то показатель FPS напрямую отражается на игровых результатах. Образно говоря, несколько недостающих кадров в секунду могут стать той самой гранью, которая отделяет победу от поражения. Поэтому неудивительно, что собирая игровые компьютеры, пользователи ориентируются на достижение максимального FPS при как можно более высокой детализации. И вот почему.

Если в мире кинематографа все относительно просто: частота кадров определяется техникой, поэтому все стандартизировано и количество кадров в секунду всегда точно известно. То в мире компьютерных игр так не получается.

Казалось бы, чего проще — человеческий глаз воспринимает в среднем по 50 кадров в секунду. Если частота обновления экрана будет 60 Гц, то глаз мерцания не заметит. Именно по этой причине современные мониторы идут 60 Гц и выше. Но чтобы монитор воспроизводил с такой частотой сменяющиеся кадры, их надо на него подать с видеокарты, а для этого сначала требуется выполнить графические вычисления. Вот с этим как раз и возникают основные проблемы.

Дело в том, что картинка, близкая к реальному миру, с высокой степенью детализации и большим количеством подробностей и мелких деталей требует большой вычислительной мощности. Поэтому, с ростом реалистичности передаваемой картинки растет и производительность оборудования, отвечающего за графику — тех самых графических ускорителей и видеокарт, стоимость которых в наше время составляет от трети до половины цены всего компьютера.

Все это делается ради того, чтобы в тесте и игре при как можно более высоком разрешении и детализации добиться максимального FPS — чем больше, тем лучше. И желательно стремиться к 60 кадрам в секунду и выше, чтобы происходящее на экране действие было как можно более естественным. Разумеется, при максимально высоком разрешении экрана и детализации. И уж точно не стоит опускаться ниже 30 кадров в секунду, так как чем ниже будет FPS, тем более рваной и дерганой станет картинка, тем менее комфортной станет игра.

По вполне очевидным причинам выставить параметры отображения графической информации так, чтобы картинка была идеальной и плавной в любых условиях, получается не всегда. Даже самая мощная компьютерная система имеет потолок своей производительности, то есть способна выдать определенный FPS для некой сложной задачи, например, битвы на большой карте Battlefield с максимальным числом игроков.

Что влияет на значение FPS? Есть несколько факторов:

  • Основной — производительность видеокарты. Именно она отвечает за получение изображения на экране монитора. Чем мощнее видеокарта, тем больше вычислений она сможет сделать за единицу времени, а, следовательно, тем более детализированной, качественной и плавной будет картинка. В некотором роде, FPS — прямой показатель производительности видеокарты;
  • Производительность процессора. У вас может стоять мощная видеокарта в компьютере и хороший монитор на столе. Но высокого FPS вы все равно не добьетесь, если система построена на слабом процессоре. Ведь процессор тоже обеспечивает вычисления и управляет видеокартой, поэтому, если он не успеет обработать массив информации, пользователь увидит это на экране в виде просадки FPS;
  • ОЗУ. Скорость оперативной памяти также оказывает свое влияние на FPS.

Именно по этим перечисленным причинам для достижения хорошего FPS нельзя установить что-то одно производительное и быстрое (например, видеокарту), а все остальное покупать по принципу «лишь бы было».

Система должна быть сбалансированной: быстрой, производительной видеокарте, чтобы она показала все, на что способна, нужен приличный процессор и быстрое ОЗУ.

Оказывает влияние на FPS и монитор. Если он дешевый и поддерживает частоту обновления экрана в 60 Гц, то, как бы быстро не считала видеокарта полигоны и пиксели, визуально для пользователя ничего не изменится, так как все ограничит монитор. Поэтому, чем выше частота обновления экрана монитора, тем лучше.

Но «железо» — это еще не все. FPS существенно зависит от настроек в конкретных приложениях-играх и самих программ. Как это проявляется в реальном использовании? Очень просто: чем слабее ваше оборудование, чем меньше производительность видеокарты и процессора, тем меньшее разрешение и настройки детализации вам придется выставлять, вплоть до отключения ряда опций, на которые уходит драгоценная вычислительная мощность (вся эта реалистичная трава, волоски, кожа, листья, вода).

Поэтому даже если FPS на максимальных настройках не очень хорош, например, падает до 20–30 кадров в секунду, его всегда можно улучшить, снизив немного разрешение выводящейся на экран картинки. То есть, упростив вычислительную задачу, стоящую перед видеокартой и остальным «железом» вашего компьютера.

Впрочем, бывают и особенно сложные случаи, как с Wolfenstein New Order, когда разработчики сделали такой игровой движок, что он умудрялся выдавать минимальный FPS на любом компьютерном железе. Сказывается на количестве кадров в секунду и наличие параллельно работающих приложений, например, антивирусного ПО:  чтобы выжать максимум FPS, можно, отключить его на время игры.

Еще одна «больная» для игроков тема — это пинг (от английского «ping»). При высоком пинге, когда информация от клиента к серверу и наоборот передается слишком долго, да еще теряется часть пакетов, FPS будет снижаться вплоть до замирания «картинки». Для игр вроде Counter-Strike и прочих экшенов высокий пинг и такие потери сказываются на качестве игры губительным образом. Недаром в сетевом мониторинге net_graph разработчики Counter-Strike выдают также информацию о FPS.

Измерить FPS компьютерной системы для оценки ее производительности можно в специальных тестовых приложениях или сделать это непосредственно в тех программах, которые вам интересны, то есть в играх. Тестовые приложения или «синтетические тесты» показывают производительность системы в определенных, одинаковых для всех условиях. Они пригодны для того, чтобы понять, какова производительность системы вообще. По большому счету это чисто маркетинговая вещь, ориентируясь на которую потенциальный покупатель делает выбор оборудования.

Гораздо интереснее проверка FPS в конкретных приложениях, потому что количество кадров в секунду в каком-нибудь последнем Battlefield или Star Wars Battlefront с максимальными настройками — это одно, а какая-нибудь стратегия или казуальная игра — это совсем другое. И интересно узнать FPS для той игры, в которую вы играете, настроить ее таким образом, чтобы играть было комфортно.

Проверить FPS в приложениях можно двумя способами:

  • с помощью специальных утилит;
  • инструментарием, непосредственно встроенным в игры или игровые сервисы.

Из отдельных приложений для измерения количества кадров в секунду можно отметить, например, утилиту Fraps, появившуюся в 1999 году и успешно работающую на современных машинах. Преимущество этого приложения — невысокие системные требования. Утилита работает на слабых компьютерах и не отнимает дополнительных ресурсов. Кстати, это же приложение используют для того, чтобы делать скриншоты.

Также для контроля FPS используют приложения PlayClaw, FPS Monitor, MSI Afterburner и другие. Разумеется, это не одна их функция, Afterburner, например, используют для разгона видеокарт, а FPS Monitor — для контроля загрузки процессора и видеокарт.

Можно проконтролировать FPS, не устанавливая дополнительные приложения, а включив отображение количества кадров в секунду в настройках игровых сервисов Steam и Origin.

В ряде игр можно включить отображение величины FPS непосредственно в их собственных внутренних настройках. Например, в CS:GO это делается через консольную команду, а в Dota 2 — в расширенных игровых настройках.

Источник: https://club.dns-shop.ru/blog/t-90-kompyuteryi/30338-chto-takoe-fps-i-komu-eto-nujno/

С каким разрешением лучше снимать видео и важна ли частота кадров

Частота кадров в секунду какая лучше?

Многие покупатели при выборе смартфона обращают внимание на разрешение камеры. В каждой статье, касающейся камер, я говорю, что это не главное, и в этот раз совсем не хочется снова на этом подробно останавливаться. Поэтому мы лучше поговорим о другом.

А именно о том, в каком разрешении и с какой частотой кадров стоит снимать видео на ваш Android смартфон. Важно ли это хоть с какой-то точки зрения или все это больше маркетинг, чем практическая необходимость. Заодно обсудим, стоит ли пользоваться сторонними приложениями для съемки видео или лучше довериться проверенным инструментам.

Не все об этом задумываются, но вопросы типа ”30 fps или 60 fps?” я слышу регулярно. Вот и давайте ответим на них раз и навсегда.

Снимать видео на смартфон не сложно. Главное, держать его горизонтально и внести правильные настройки.

Я уже давно заметил, что самое большое влияние на качество видео и его восприятие, при прочих равных, оказывает именно частота кадров. остается таким же, но кажется, что как будто идет быстрее, а картинка становится какой-то очень шустрой. Выглядит это, как попользоваться тормозным смартфоном, а потом взять новый флагман. Скажу даже больше, с тех пор, как я стал пользоваться высокой частотой кадров при съемке, я просто не могу смотреть видео с меньшей частотой. Исключения составляет пожалуй только киношные 24 кадра в секунду — там какой-то особенный шарм.

Xiaomi рассказала, как работает ее камера под экраном смартфона. Когда ждать?

Так что такое частота кадров? Все просто — это то, сколько картинок камера делает за одну секунду и объединяет их в видео. Сейчас для смартфонов основными типами являются 30 fps (frame per second — кадры в секунду) и 60 fps. Как я уже сказал, при более высоком значении картинка становится более качественной, четкой и детализированной. Конечно, это относится только к хорошим камерам, так как некоторые дешевые могут ”дорисовывать кадр”, искусственно увеличивая их количество в два раза.

В принципе, с частотой кадров все понятно.

Так же надо помнить, что частота кадров увеличивает объем видео и делает его более требовательным к ресурсам. Если вы загрузите его на , для просмотра надо будет иметь более высокую скорость соединения. Если будете смотреть на компьютере или телефоне, оно будет больше нагружать систему. Если вы его кому-то передадите на совсем бюджетное устройство, оно может очень сильно тормозить.

Есть еще варианты большей частоты кадров, вроде 120 fps, 240 fps и даже больше, и тут мы уже говорим о замедленном видео. Воспроизводиться оно будет с частотой 30 кадров в секунду, значит, соответсвенно вы получите 4-кратное и 8-кратное замедление. Просто делим цифру на 30 и получаем кратность.

Почему Google Pixel со старой камерой снимает лучше новых флагманов

Как я уже сказал, для себя я выбрал 60 кадров в секунду. Если место на вашем смартфоне позволяет или вы не часто снимаете, при этом у вас хороший смартфон, выбирайте такой вариант — не прогадаете.

Я для съемки видео почти всегда использую разрешение FullHD — 1920 на 1080 точек. Не вижу смысла снимать что-то ”ежедневное” в 4K и больше. Места такое видео будет занимать примерно в 4 раза больше, а толку в этом нет. Если вы будете просматривать материал на смартфоне, то разница не будет окупать потраченный объем памяти.

Съемка в 4K хороша для последующего монтажа и то, если у вас хорошая камера. Дешевые смартфоны часто козыряют таким разрешением, но на деле картинка получается хуже, чем при съемке в FullHD.

Новая камера покажет, как делать хорошие фотографии на смартфон ночью

Меньшее разрешение имеет смысл только, если у вас устройство с HD экраном (720 на 1280 точек) и вы не планируете никуда и никогда переносить это видео. Если будете смотреть его только на экране смартфона, то такой вариант может быть очень кстати. Заодно и место сэкономите, и ресурсы системы.

Наглядное сравнение разрешений, но рекламное. Вы все равно увидите все, просто картинка будет больше растянута.

Некоторые современные смартфоны, вроде новых поколений Samsung Galaxy, позволяют снимать видео с разрешением 8K. Не ведитесь на этот маркетинг! Я сравнивал картинку с 4K. Она получается чуть более детализированная, но качество ее все равно страдает. Тем более, что картинка строится не на реальных данных с сенсора, а на расчетных.

А еще такое видео занимает больше места, чем 4K, и тем более FullHD. Правда, если следовать логике, то увеличение разрешения с 4K до 8К должно увеличить размер файла примерно в четыре раза, так как примерно настолько становится больше площадь картинки при том же размере каждой точки. Вот только на практике этого не получается. Минута видео в 8K действительно занимает намного больше места, чем минута видео в 4K, но не в четыре раза. Все из-за битрейта.

Читайте также  Почему зависает мышка на ноутбуке?

Как выгружать фотографии с камер Canon в Google Фото

Что такое битрейт видео

Если не усложнять и не переводить одни величины в другие, то можно просто сказать, что битрейт — это то, сколько ”весит” секунда потока видео. Чем он больше, тем лучше, и топовые камеры снимают с таким битрейтом, что картинка содержит в себе столько информации, сколько и хороший RAW-снимок. А это уже означает, что его очень легко монтировать и делать цветокоррекцию.

Также при высоком битрейте качество картинки само по себе будет выше. На ней будет меньше шумов, она будет более яркая и в целом будет смотреться нмного лучше. Вот только и места такое видео будет занимать больше.

С таким битрейтом, как в Голивуде, вы все равно снимать не будете, но чем он больше, тем лучше.

Сколько занимает одна минута видео в FullHD или 4K

Такой вопрос изначально некорректен. Все дело именно в битрейте. Сделать большое количество точек не так сложно, главное, чтобы при этом не проседал битрейт, иначе поток видео не будет нести в себе столько информации и качество предсказуемо будет ниже. Так видео в 4K может занимать столько же места, сколько и FullHD, но его качество будет намного ниже. Такое часто бывает в недорогих телефонах. Для высокого битрейта нужна скоростная память и вычислительная мощность, которой у бюджетников нет.

Именно поэтому минута видео в 8К не занимает в 4 раза больше места, чем минута видео в 4K. Просто 4К в нормальных телефонах уже близок в критическим значениям скорости встроенной памяти, а на 8К приходится экономить. В итоге, улучшение качества как бы есть, но как бы его и нет. С этим разобрались и закрыли, но что там с приложениями.

Почему камера Redmi Note 9 плохо снимает и что делать

Опять же, все зависит от смартфона. Если у вас топовый флагман от Samsung, Huawei, Xiaomi, Apple или других брендов, то я бы не стал заморачиваться. Если вы пользуетесь чем-то более простым, то можно попробовать некоторые варианты. Единого совета нет, так как некоторые приложения отлично работают на одном смартфоне и плохо на другом. В итоге, надо пробовать.

Хорошая камера — залог успеха съемки. Вот только ПО тоже должно ей соответствовать.

Свет проходит через оптику камеры и она должна быть хорошей. Дальше он попадает на матрицу и она должна его хорошо зафиксировать. Но это только половина дела. Куда важнее правильно обработать сигнал. Хорошие производители не экономят на ПО камеры и у них получается отличная картинка. Производители, которые себя не уважают, экономят на этом, и в их случае лучше пользовать сторонними, может быть даже платными, вариантами.

Что делать, если камера смартфона не фокусируется

В любом случае, главное понимать, для чего вы снимаете, и на основании приведенных советов выбрать для себя правильный вариант. Если вам есть, чем поделиться, оставляйте свои комментарии ниже или в нашем Telegram-чате.

Источник: https://AndroidInsider.ru/polezno-znat/v-kakom-razreshenii-luchshe-snimat-video-i-vazhna-li-chastota-kadrov.html

Частота кадров в играх: какая лучше? Оптимальное значение FPS

Частота кадров в секунду какая лучше?

Короткий ответ

Обычно 30 кадров в секунду – минимальное значение для сохранения играбельности. Однако, большинство геймеров согласится с тем, что идеальным значением, пожалуй, будет 60 кадров в секунду благодаря большей плавности. А вот более высокие трехзначные значения частоты кадров реально важны лишь для соревновательной игры, хотя некоторым даже в одиночных играх нравится большая отзывчивость.

Естественно, частота кадров зависит от нескольких факторов: мощности железа, оптимизации игры, разрешения, графических настроек и т.д. Более того, у каждого свое мнение о том, какую частоту кадров можно считать «играбельной» и насколько нужны более высокие значения.

Итак, давайте разберемся.

Что такое частота кадров?

В сущности, частота кадров – это количество изображений, которые видеокарта способна вывести в единицу времени. Как правило, она измеряется в кадрах в секунду и часто обозначается аббревиатурой FPS, расшифровка которой (frames-per-second) так и переводится.

Например, если игра выдает один кадр в секунду, то каждую секунду вы будете видеть всего одно изображение. Это больше похоже на слайд-шоу, чем на процесс в реальном времени, и совершенно неиграбельно. Поэтому в целом, чем больше кадров отображается каждую секунду, тем плавнее выглядит результат.

Диапазоны частоты кадров

Человеческий глаз – очень тонкий орган, но он практически не способен различить разницу на пару кадров в секунду. Поэтому, а также в связи с обусловленными железом стандартами, частота кадров обычно округляется до следующих значений:

  • 30 FPS – целевая производительность актуальных консолей и слабых ПК. Имейте в виду, что лаги становятся заметны только при частоте ниже 24 кадров в секунду, поэтому любое значение выше 24 можно считать играбельным.
  • 60 FPS – целевое значение большинства игровых ПК. На консолях со стабильной частотой кадров в 60 FPS могут работать только менее требовательные или лучше оптимизированные игры.
  • 120 FPS – частота кадров, доступная только на мониторах с частотой обновления 120-165 Гц, а достичь ее в требовательных играх без снижения настроек способны лишь самые мощные игровые ПК. На консолях пока недостижима.
  • 240 FPS – столько осилят лишь самые быстрые мониторы с частотой обновления 240 Гц. Максимально возможное значение для современных дисплеев.

Имейте в виду, что чем выше частота кадров, тем тяжелее человеческому глазу заметить разницу. Например, большую плавность при 60 кадрах в секунду по сравнению с 30 кадрами в секунду сможет заметить почти каждый, а вот различие между 120 и 240 FPS часто тяжело увидеть, даже если мониторы поставить рядом.

Какая частота кадров оптимальна для игр?

И вот мы, наконец, добрались до заглавного вопроса. Однако, ответить на него однозначно попросту невозможно. Почему?

Как минимум потому, что не существует идеальной частоты кадров для каждой игры. Если отбросить личные предпочтения, то можно сказать примерно следующее:

  • 30 FPS – вполне подойдет для одиночных и более кинематографичных игр.
  • 60 FPS – идеальная для большинства людей частота кадров – благодаря большей плавности игры становятся более отзывчивыми, что может предоставить преимущество в мультиплеере. Также хороша для игр, где важна реакция на анимации.
  • 120 FPS – гораздо плавнее и отзывчивее, чем 60 FPS. Может предоставить значительное преимущество в соревновательных играх, хотя некоторые и в одиночных ценят большую отзывчивость, даже ценой ухудшения графики.
  • 240 FPS – как и в случае со 120 FPS, значение в 240 FPS может потребоваться разве что киберспортсменам, готовым вложиться в монитор с частотой обновления 240 Гц. Очевидно, что это значение вдвое выше, но реально заметить разницу между 120 и 240 FPS гораздо сложнее, чем между 30 и 60 или между 60 и 120 FPS.

Кроме того, при выборе целевого значения частоты кадров стоит учитывать также следующие факторы:

  • Тип монитора – как уже было сказано, отобразить частоту кадров выше стандартных 60 в секунду способны лишь определенные мониторы с высокой частотой обновления. А выбор такого монитора может повлечь за собой отказ от других возможностей. Например, в мониторах с частотой обновления 144 и 240 Гц чаще всего используются TN-матрицы, у которых по сравнению с IPS и VA хуже цветопередача и углы обзора. Если вы хотите получше разобраться с различными типами матриц, посмотрите эту статью. Кроме того, стоит учитывать разрешение.
  • Железо – если вы приобретаете монитор с высокой частотой обновления, вам также потребуется видеокарта, которая сможет обеспечить работу игр с высокой частотой кадров. Для AAA-игр с высокими настройками графики она может быть очень дорогой.
  • Игры – достичь 120 FPS в последних AAA-играх непросто, но про киберспортивные игры типа CS: GO, Overwatch, Dota 2 и т.д. этого не скажешь. Если вы играете в основном в них или другие хорошо оптимизированные игры, которым для трехзначной частоты кадров сверхмощное железо не требуется, то дорогая видеокарта для монитора с частотой обновления 144 или 240 Гц вам не потребуется.

Заключение

Подводя итог, можно сказать, что задаваясь целевым значением частоты кадров, нужно учитывать возможности вашего компьютера, игры, в которые вы обычно играете, а также понимать, что вам важнее – быстродействие или графика.

Даже 30 кадров в секунду – вполне играбельное значение, и на самом деле может обеспечить более кинематографичный вид (особенно если в игре не такие сложные анимации), но большинство согласится с тем, что идеальный компромисс между отзывчивостью и затратами – 60 кадров в секунду.

При этом трехзначная частота кадров хороша главным образом для соревновательного мультиплеера и для тех, кому требуется дополнительная отзывчивость даже в одиночных играх, пусть ценой снижения некоторых графических настроек. Однако, имейте в виду, что монитор с частотой обновления 144 или 240 Гц – довольно специфическая покупка. Он не обязательно будет дорогим, но возможно, придется пожертвовать какими-то преимуществами 60 Гц мониторов в аналогичном ценовом диапазоне. Как правило, это лучшее качество изображения.

И в заключение, если вы собираетесь покупать новый монитор, мы бы хотели посоветовать вам взглянуть на нашу подборку лучших игровых мониторов.

Источник: gamingscan.com

Источник: https://cubiq.ru/optimalnaya-chastota-kadrov-v-igrah/

Разберёмся с кадрами в секунду

Частота кадров в секунду какая лучше?

В этой заметке расскажу откуда появились 24 кадра в секунду, почему в США их 29,97. Зачем играм так много FPS и почему 25 кадр не работает.

Вступление

Любая анимация существует благодаря инертности зрения. Если изображения сменяются достаточно быстро, то мозг не видит их по отдельности, а создаёт иллюзию непрерывного движения. Скорость смены изображений должна быть выше 10-12 в секунду, иначе мозг воспринимает картинки по-отдельности. Казалось бы, вот и подходящая для человека кадровая частота — 12 FPS и больше. Но не всё так просто.

Немые фильмы

Представьте себе ленту немого фильма, в которой 1 500 отдельных изображений. Если мы покажем фильм со скоростью 12 кадров в секунду, то увидим что-то такое. Гифку сделал по ссылке, чтобы не раздражала мерцанием.

Движение есть, но мерцание в кадре всё портит. Оно появилось из-за того, что мы должны закрыть проектор, чтобы прокрутить ленту дальше и показать новое изображение. По словам Томаса Эдисона, наше зрение не заметит мерцание, если мы будем прокручивать ленту со скоростью 46 кадров в секунду. Но это не лучший вариант, и вот почему.

Сейчас у нас фильм состоит из 1 500 изображений и мы его проигрываем со скоростью 12 кадров в секунду.Получается 1 500 кадров / 12 кадров в секунду = 125 секунд

Значит, нам достаточно 1 500 кадров, что создать двухминутный фильм.

Со скоростью 46 кадров в секунду наш фильм будет идти всего 32 секунды. То есть, чтобы восстановить хронометраж мы должны создать не 1 500 кадров, а 5 750 = 125 секунд * 46 кадров в секунду. Кинолента будет длиннее в четыре раза, количество кадров больше, а значит отснять, смонтировать и показать фильм выйдет намного дороже.

Легче изменить конструкцию проектора. Поэтому вместо обычного обтюратора поставили трёхлезвийный.

Теперь один кадр показывают три раза и только потом сменяют на новый. Получается частота кадров (хоть и одинаковых) увеличилась. Количество мерцания увеличилось по количеству, но в три раза сократилось по времени. Таким образом инертность зрения стала «съедать» мерцание в кадре.

Мы сменяем кадры со скоростью 16 FPS, но зрителям показываем один и тот же кадр три раза.
И получаем 48 спроецированных кадра в секунду = 16 кадров * 3 повторения. Прямо как и хотел Эдисон, даже лучше.

Мы взяли 16 FPS, а не 12 или 14, так как 16 — минимальное целое число, которое умножается на 3 и в результате даёт число больше 46.

Вот мы и получили первую кадровую частоту — 16 FPS для немых фильмов. Плюс немых фильмов в том, что мы можем легко увеличить или уменьшить количество кадров в секунду, это повлияет только на скорость воспроизведения. Ручку проектора крутил человек и мог варьировать скорость кадров от 14 до 26 FPS.

Звук

Всё сложнее стало со звуком. Теперь нельзя крутить фильм быстрее или медленнее. Нужно соблюдать постоянную кадровую частоту, чтобы скорость, а значит и тембр голоса не изменялся на протяжении фильма. С 16 FPS была проблема, звук не звучал точно, как задумывалось. Нужно было выбрать новую частоту, чтобы она была больше 16 и в итоге давала 48 проецируемых FPS. В итоге, вместо трёхлезвийного обтюратора стали использовать двулезвийный. И утвердили новый фрейм рейт — 24 FPS.

24 кадра * 2 повторения = 48 проецируемых кадров в секунду. Всё просто и удобно. 24 нацело делится на 2, 3 и 4. То есть мы знаем, что половина секунды — 12 FPS, треть — 8, а четверть — 6.

Тут вроде становится понятно — мы и сейчас используем 24 FPS. Тогда зачем нам 25, 30 и тем более 29,97?

Телевизор

Когда решили транслировать изображение по телевизору возникли новые проблемы. Показывать два раза один и тот же кадр было не вариант, да и технически это было сложновато. Ещё надо передать аналоговый сигнал по радиоволнам. И чем больше кадров, тем больше вес файла — значит канал передачи должен быть шире, а значит и дороже. Поэтому стали передавать кадры по половинкам — полукадрами. Разбиваем изображение на полосы и показываем сначала все нечётные, а потом все чётные. Инертность зрения делает своё дело и мы видим целый кадр.

Кадр из людей в чёрном 3

В телевизоре происходит то же самое, только намного быстрее.

По-умному, это называется чересстрочная развёртка и обозначается буквой «i», от слова «interlaced». Ролик с чересстрочной развёрткой и разрешением 1920 × 1080 будет называтся 1080i. А такой же ролик с прогрессивной развёрткой — 1080p. Это означает «progressive» или то, что кадры передаются целиком.

Чтобы не было лишних шумов и конструкция телевизора была проще, полукадры решили обновлять с частотой электросети. Для Европы это 50 Гц. Получилось 50 полукадров в секунду или 25 целых кадров в секунду. В США частота электросетей 60 Гц, значит полукадров будет 60, а кадров соответственно 30.

И вот вроде как всё хорошо, но тут появляется цвет.

Цвет

Теперь через тот же канал нужно донести больше информации. Мы должны передать чёрно-белое изображение для старых телевизоров, цветное изображение и звук. И сделать это было довольно сложно. Потому что как только мы добавляем в электромагнитный спектр информацию о цвете его частота пересекается со звуком и создаёт помехи. Чтобы чётко разделить цвет и звук решили снизить частоту полукадров на 0,1%.

60 полукадров — 0,1% = 59,94 полукадров в секунду
59,94 полукадров в секунду/2 = 29,97 кадров в секунду

Система вещания с такой странной кадровой частотой называется NTSC и использовалась в США и ещё парочке стран.

В Европе таких сложностей не было, в качестве стандарта сразу взяли PAL, который был создан, чтобы решить проблемы с цветом. Поэтому как было 25 кадров в секунду, так и осталось.

>30 FPS

Зачем же тогда делают фильмы в 60 FPS?
Дело в том, что камера размывает любое резкое движение в сторону направления объекта. Величина размытия зависит от расстояния, которое объект прошёл за 1 кадр. И чем больше количество кадров в секунду, тем меньше размытие.

1 секунда / 25 фпс = 0,04
1 секунда / 60 фпс = 0,016

Это называется моушн-блюр.

Разница между фильмами с 25 FPS и 60 FPS только в плавности движения. Резкие движения в фильме выглядят менее размытыми. За счёт этого картинка кажется более реалистичной. Вот в этом и смысл.

25 кадр

Представьте, что мы берём книгу в которой 24 страницы — 23 белые и 1 красная. Если мы пролистнём книгу за одну секунду, то точно заметим, что одна страница другого цвета. Если страниц в книге 25, то ничего не изменится. Страница не станет невидимой и тем более не будет влиять на подсознание, она просто пролистнётся не за 1/24 секунды, а за 1/25. Вот и вся разница. Даже если страниц будет больше 100 — глаз поймёт, что одна из них отличается. Абсолютно то же самое с видео.

Наше зрение не ограничивается считыванием какого-то определённого количества кадров в секунду. Различия между кадрами будут заметны и на двухстах, и на пятистах кадрах в секунду.

Читайте также  Factory reset status 2 что делать?

Слоумоушн и таймлапс

Слоумоушн это, когда мы снимаем видео с большей частотой кадров, а смотрим с меньшей — снимаем в 120, смотрим в 25.

Снимем на айфон 6 секунд в 120 FPS. Это значит, что за секунду он создаст 120 изображений. За 6 секунд — 720. А смотреть мы их будем в 25 FPS. Это значит, что 720 изображений / 25 FPS мы будем смотреть почти 29 секунд. За это время мы и рассмотрим все детали.

А если мы возьмём высокоскоростную камеру, снимем 1 секунду с фреймрейтом 5 000 FPS и посмотрим в 25 FPS.

5 000 * 1 / 25 = 200 секунд или 3 минуты 20 секунд

Одну секунду реального времени мы смотрим целых 3 минуты. Можно в деталях рассмотреть выстрел пистолета под водой.

После таких расчётов становится понятно почему Slow Mo Guys не выкладывают свои ролики в 60 FPS. Мы просто увидим меньше деталей.

5 000 * 1 / 60 = 83 секунды или 1 минута 22 секунды

Также, есть противоположность для слоумоушна — timelapse. Снимаем видео с меньшей частотой, а проигрываем с большей. Ставим штатив на балкон и делаем одну фотографию в день на протяжении года. Получается, что у нас получилось видео с частотой кадров — 1 кадр в день. За год у нас получилось 365 кадров. Теперь мы включаем скорость 25 FPS. В итоге, получаем 365 / 25 = 14,6 секунд в которые уместился целый год.

Игры

Почему тогда играм недостаточно 25 FPS? А нужно намного больше: 60 или даже 100 FPS.

Как написано в абзаце про фильмы с 60 FPS — камера всегда снимает с небольшим размытием в движении. Компьютер же создаёт абсолютно чёткие изображения. Из-за этого мозгу сложнее складывать их в непрерывную картинку. И чем больше движения в игре, тем больше чётких кадров нам нужно для корректного восприятия.

Для сапёра нам хватит и 2 FPS. Два раза в секунду компьютер будет обновлять изображение на мониторе и показывать попали мы в бомбу или нет. А для Counter-Strike не хватит и 30. Просто потому, что движения там слишком динамичные.

Конечно, игры научились включать искуственное размытие, но оно похоже только мешает игровому процессу. По крайней мере, я не знаю ни одного человека, который включает моушн-блюр в играх. Да и система лишний раз нагружается.

На восприятие также влияет то, что фильмы мы смотрим с постоянной кадровой частотой. В играх же, в зависимости от происходящего, FPS меняется. Как только FPS резко падает, мозг сразу же замечает это. То же самое было бы и с фильмами, если бы кадров в секунду было то 25, то 60.

FPS для игр важен не только для комфортного восприятия игры. Частота кадров равна частоте обновления физической модели. Это значит, чем больше FPS, тем чаще компьютер проверяет сделали вы выстрел или нет. Иногда эти доли секунды важны.

Похоже, что всё, что хотел рассказать — рассказал. Вот кратко все тезисы этой заметки.

Итоги

1) Первый фрейм рейт — 16 FPS2) Звук увеличил кадровую частоту и сделал её постоянной — 24 FPS3) Частота электросети определила новую кадровую частоту для телевизоров — 25 FPS и 30 FPS4) Цвет превратил 30 FPS в 29,97 FPS из-за того, что не дружил со звуком5) Фильмы в 60 FPS плавнее6) Слоумоушн — снимаем с бóльшим FPS, смотрим с меньшим. В таймлапсе наоборот7) Игры генерируют абсолютно чёткие кадры, поэтому нужно больше FPS, чтобы создать плавное движение

8) В фильмах кадры в секунду постоянные, в играх зависят от ситуации

Источники

The History of Frame Rate for Film
Why is TV 29.97 frames per second?
Почему нам мало 30 fps?
Why aren’t Slow Mo Guys videos 60fps?

Источник: https://balyberdin.com/hey/all/about-fps/

Плавнее, еще плавнее: о 24 кадрах в секунду и выше

Частота кадров в секунду какая лучше?

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.

Если Вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Источник: https://3dnews.ru/632430