Сколько кадров в секунду воспринимает человеческий мозг — Gamedev на DTF

Учёные рассуждают об одном из главных предметов споров среди геймеров.

96 304 просмотров

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 времени, за которое свет попадает в глаза, времени передачи полученной информации в мозг и времени 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 о 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

#наука #технологии #long

Сколько fps видит человеческий глаз. Сколько кадров в секунду может видеть человеческий глаз?

Как наш мозг обрабатывает реальность

Во-первых, важно понимать, как вы вообще можете видеть изображения.

1. Свет проходит через роговицу в передней части глаза, пока не попадает в хрусталик.
2. Затем хрусталик фокусирует свет на точку в задней части глаза в месте, которое называется сетчаткой.
3. Затем фоторецепторные клетки в задней части глаза превращают свет в электрические сигналы, а клетки, известные как палочки и колбочки, улавливают движение.
4. Зрительный нерв передает электрические сигналы в мозг, который затем преобразует их в изображения.

Реальность и экраны

Когда вы смотрите футбольный матч с трибун или наблюдаете за ребенком, который едет на велосипеде по тротуару, ваши глаза — и ваш мозг — обрабатывают визуальные данные как один непрерывный поток информации.

Но если вы смотрите фильм по телевизору, смотрите видео на YouTube на своем компьютере или даже играете в видеоигру, все немного по-другому.

Мы привыкли смотреть видео или шоу, которые воспроизводятся с частотой от 24 до 30 кадров в секунду. Фильмы, снятые на пленку, снимаются с частотой 24 кадра в секунду. Это означает, что каждую секунду перед вашими глазами мелькают 24 изображения.

Но не все, что вы видите, будет иметь такую ​​же частоту кадров в секунду.

Телевизоры и компьютеры в вашем доме, вероятно, имеют более высокую «частоту обновления», что влияет на то, что вы видите и как вы это видите. Частота обновления — это столько раз ваш монитор обновляет новые изображения каждую секунду.

Если частота обновления вашего настольного монитора составляет 60 Гц, что является стандартным, это означает, что он обновляется 60 раз в секунду. Один кадр в секунду примерно соответствует 1 Гц.

Когда вы используете компьютерный монитор с частотой обновления 60 Гц, ваш мозг обрабатывает свет от монитора как один непрерывный поток, а не как серию постоянных мерцающих огней. Более высокая частота обычно означает меньшее мерцание.

В прошлом эксперты утверждали, что максимальная способность большинства людей обнаруживать мерцание находится в диапазоне от 50 до 90 Гц или что максимальное количество кадров в секунду, которое может видеть человек, не превышает 60.

Почему вам нужно знать о частоте мерцания? Она может отвлекать, если будете воспринимать частоту мерцания, а не единый непрерывный поток света и изображений.

Правда ли, что 24 кадров в секунду это предел

Практически 100 лет назад братья Люмьер придумали первый кинофильм. В это время подбирали количество кадров, необходимое на пленке. Число 16 выбрали, потому что так было бюджетно, удобнее для воспроизведения кадров. На самом деле человеческий глаз может увидеть в десятки раз больше последовательных кадров. От их числа и скорости воспроизведения зависит четкость картинки.

После развития кинофильма к немому кино добавился звук. Это означало то, что количество кадров в секунду необходимо увеличить. Это связано с тем, что малая длина пленки не могла позволить записать чистый звук.

В это время выбрали расход кадров в количестве 24, так как это позволяло сократить расход пленки, осуществлялся удобный расчет для планирования бюджета фильма.

Позже количество кадров пытались увеличить до 60, но это вызвало проблему, поэтому кинорежиссеры решили остановиться только на 24. При увеличении их числа возрастала стоимость на 1 кинофильм, пленку, монтаж. Поэтому 24 кадра являются стандартным для производства кинофильмов.

Миф о 25 кадрах появился после того, как данное число вошло в стандарт Европы для телевидения. На данный момент в США принято снимать фильмы, в которых частота кадров составляет 30.

Об исследованиях

Учеными проводилось множество исследований на тему распознания разного количества кадров, которое воспринимает человеческий мозг и органы зрения. Наиболее часто опыты ставили рекламщики, так как считали, что скрытый кадр приведет к подсознательному восприятию, что заставит человека покупать определенный продукт:

• Разные группы людей садили перед телевизором. Им предоставляли видеоматериал, который содержал дефектные кадры с изображением предмета, являющийся лишним для данного кинофильма. После его просмотра большинство людей рассказывали, что видели какое-то непонятное мелькание на телевизоре. Это достаточно интересно, так как FPS находился за пределами числа 220. То есть означает, что человек может распознавать число кадров намного более 24.
• Учеными было исследовано периферийное зрение. Обнаружилось, что оно имеет отличие от прямого зрения по частоте изображения. Поэтому при создании шлемов используют значения не 30-60 Герц, как для телевизора, а выше – 90 Герц.
• В пятидесятых годах прошлого века выпустили американский фильм, в котором во многих кадрах были вставлены надписи «Ешь попкорн, пей Кока-колу». Так встраивали кадры, которые распознавались только на бессознательном уровне. Маркетинговая компания, которая занималась этим исследованием, рассказала, что продажа попкорна и кока-колы после этого выросла во много раз.
• В американском телевидении было исследование на тему содержания 25 кадра. В одном популярном американском телешоу вставляли 350 раз на высокой скорости слова «Звони прямо сейчас». Но никто так и не позвонил. В конце телешоу ведущий рассказал, что в шоу содержалось послание, и попросил прислать правильный ответ про содержание. Было прислано множество писем, но ни одно из них не содержало правильного ответа.

Американскими торговыми компаниями было разработано множество исследований на тему 25 кадра и внедрения информации в подсознательную область человеческого мозга. Но ни одно из исследований не подтвердило правдивости данной теории. Тем не менее, во многих странах была запрещена реклама на уровне подсознательной деятельности человека. В США применение такого метода может привести к потере лицензии для телевещания.

Как проводят исследования?

Эксперименты в области выявления возможностей органов зрения человека проводятся постоянно, и ученые не собираются останавливаться на достигнутом. Например, проводят такое тестирование: контрольная группа людей просматривает предложенные видеозаписи с различной частотой кадров. В определенные фрагменты в разных промежутках времени вставлены кадры с каким–либо дефектом. Они изображают какой-то лишний, не вписывающийся в общую канву предмет. Это может быть быстро движущийся летящий объект. Во всех группах более 50% испытуемых замечают летящий объект. Это обстоятельство не вызывало бы такого удивления, если бы не знать, что это видео демонстрировали с частотой 220 кадров в секунду. Конечно, рассмотреть подробно изображение никто не смог, но даже тот факт, что люди просто смогли заметить мелькание на экране при такой кадровой частоте, говорит сам за себя.

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.

Больше 24 кадров – человеческий глаз не видит

Давайте разберёмся с мифом о том, что это не правда. Человеческий глаз спокойно может заметить разницу между 24, 60, 120 и т.д. количеством кадров. В видео, которое располагается по ссылке ниже, есть пример, где наглядно демонстрируется разница на примере 30 и 60 кадров в секунду.

Откуда взялся стандарт в 24 кадра?

Всё пошло с тех самых пор, когда начали появляться первые фильмы со звуком, например, «Певец Джаза», снятый в 1927 году. Именно при частоте съемки в 24 кадра в секунду звук никуда не смещался, не убегал – не происходило рассинхрона.

Причины, по которым режиссёры не используют повышенную частоту кадров:

Причина №1:

Раньше это способствовало экономить огромное количество плёнки. Времена меняются, поэтому стали экономить на носителях.

Причина №2:

Съемка с пониженной частотой кадров уменьшает затраты на вычислительных машинах при монтаже, а также уменьшает время рендера всего видео.

Причина №3:

Современные режиссёры зачастую не видят смысла в том, чтобы тратить лишние силы на то, что по итогу никакой зрительской отдачи не принесёт. В пример можно привести 2012 год, когда всемирно известный режиссёр Питер Джексон решил снимать свою новую трилогию в мире Средиземья – «Хоббит» с частотой кадров равной 48.

«Хоббит» – 2012, Режиссёр – Питер Джексон

Тем самым режиссёр выразил протест против сложившегося в индустрии формата и призвал других режиссёров использовать новые технологии.

Однако данный подход оценили далеко не все зрители: многие просто не понимали, в чём смысл данной технологии, им казалось, что картинка как будто ускорена в 2 раза. Поэтому при просмотре им было не комфортно.

Только небольшая часть аудитории Хоббита – люди, которые увлекаются компьютерными играми, смогли по достоинству оценить новаторский подход Джексона, потому что привыкли видеть на экранах своих мониторов частоту больше 30, а порой и даже больше 60 кадров в секунду.

Даже такой именитый режиссер как Джеймс Кэмерон говорил, что устоявшийся формат страдает от дёрганости картинки и чрезмерной размытости, но при этом считает, что более высокая частота кадров не всегда смотрится уместно:

Мне кажется, что эффект повышенной частоты кадров выглядит хуже, когда на экране что-то обыденное. Например, два человека, которые разговаривают на кухне, будут смотреться как два актёра в гриме и в декорациях кухни. Но если вы в живую сняли что-то необыкновенное, то такой гиперреализм будет смотреться в вашу пользу.

Джеймс Кэмерон
Режиссёр

Неожиданные факты

Не все знают о таком интересном факте: эксперименты с показом видеоизображения с разной частотой начались более ста лет назад в эпоху немого кино. Для демонстрации первых фильмов кинопроекторы снабжались ручным регулятором скорости. То есть фильм показывали с той скоростью, с которой крутил ручку механик, а он, в свою очередь, ориентировался на реакцию зала. Изначальная скорость показа немого фильма составляла 16 кадров в секунду.

Но при просмотре комедии, когда публика проявляла высокую активность, скорость увеличивали до 30 кадров в секунду. Но такая возможность самовольно регулировать скорость показа могла иметь и отрицательные последствия. Когда владелец кинотеатра хотел заработать больше, он, соответственно, сокращал время показа одного сеанса, но увеличивал количество самих сеансов. Это приводило к тому, что кинопродукция не воспринималась человеческим глазом, а зритель оставался недовольным. В результате во многих странах на законодательном уровне запретили демонстрацию фильмов с ускоренной частотой и определили норму, в соответствии с которой работали киномеханики. Вообще, для чего изучаются fps и человеческий глаз? Поговорим об этом.

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

Источники

• https://impulsa.ru/health/fps-glaza-cheloveka/
• https://proglazki.ru/interesnoe/skolko-fps-vidit-chelovecheskij-glaz/
• https://FB.ru/article/343306/skolko-kadrov-v-sekundu-vidit-chelovek-stroenie-glaza-i-interesnyie-faktyi
• https://cubiq.ru/optimalnaya-chastota-kadrov-v-igrah/
• https://dtf.ru/avi/230994-vy-kogda-nibud-zadumyvalis-pochemu-kino-snimaetsya-pri-chastote-kadrov-ravnoy-24

[свернуть]

Сколько кадров в секунду видит человеческий глаз, количество ФПС (FPS), которое воспринимает глаз, принцип восприятия

26. 09.2019Интересное КомментироватьЗадать вопросНаписать пост

История рождения кинематографа связана с именами Томаса Эдисона и братьев Люмьер, заложивших стандарты кино, которых на протяжении десятилетий придерживались их последователи. Постепенно с внедрением звука, появлением телевизионного вещания и цифрового видео правила и подходы трансформировались.

Но неизменно каждая новая технология была вынуждена учитывать показатель кадровой частоты, который имеет огромное значение при создании и восприятии фильмов аудиторией, поскольку количество кадров в секунду, которое видит человеческий глаз ограничено.

Что такое кадровая частота

Принцип кино можно понять на основе работы простейшего электронно-оптического проектора. Отдельные изображения на плёнке последовательно проходят через механизм проектора. Встроенная лампа направляет на них световой поток, посредством которого оптическая система поочерёдно проецирует кадры на экран, создавая иллюзию движения.

Для традиционной целлулоидной плёнки скорость смены изображений выражается в кадрах в секунду, или FPS (англ. Frames per Second). Для цифровых фильмов используют понятие «частоты обновления», которая выражается в герцах (Гц). Чем выше значения показателей, тем быстрее сменяются статичные изображения и реалистичнее выглядит иллюзия движения.

FPS и частота обновления немного отличаются. Например, скорость в 24 кадра/сек может характеризоваться показателями 24 FPS или 48 Гц. Под FPS подразумевают число самостоятельных кадров, отображаемых в секунду. Частота обновления – это общее количество показов всех изображений за то же время. Дело в том, что для большей реалистичности и минимизации прерывистости видео один кадр может показываться два и более раз, что сопряжено с увеличением скорости кадросмены.

Механизм восприятия видео человеком

Глаз человека начинает идентифицировать смену неподвижных картинок в секунду как прерывистое движение, когда их число достигает 12. Когда частота переходит в диапазон 18-26 кадров/сек, зритель наблюдает движущуюся сцену и воспринимает её как видео. Если значение FPS мало, то анимация выглядит неровной, а если слишком велико – возникает эффект гиперреалистичности.

Одним из главных компонентов создания реалистичного видео является размытие движения. Когда мы наблюдает за объектами вокруг нас, то при их быстром перемещении упускаем детализацию. Иными словами, нам не хватает времени для восприятия полной визуальной информации и теряется острота зрения. В кино такой эффект получают размытием, которое происходит естественным образом при смене кадров. Но если уровень FPS слишком высок, то данный эффект пропадает, и наблюдатель видит гиперреалистичную картинку. Это мешает ему поверить в происходящее на экране.

Почему на ТВ используют 24 кадра

Сегодня основным отраслевым стандартом является 24 FPS, что вполне устраивает современного зрителя. Однако он был выбран не по театральным причинам, а по экономическим соображениям

. На этапе становления кинематографа не были выработаны рекомендации для частоты. Первые фильмы имели скорость 16-20 кадров/сек, которая постепенно возросла до 22-26, т.к. этот уровень обеспечивал оптимальный звук.

Томас Эдисон считал, что необходимо использовать 46 кадров/сек, потому что меньшее значение будет напрягать глаза. Но индустрия предпочла утвердить 24 FPS, поскольку это самая медленная частота, которая давала реалистичное видео и поддерживала оптимальный звук при воспроизведении. Больший уровень создатели фильмов не хотели применять из-за увеличения финансовых затрат.

Сейчас индустрия поддерживает три основных стандарта:

• 24 FPS используются в американской системе NTSC, обеспечивая чёткое изображение и хорошую помехоустойчивость;
• 25 FPS применяются в европейской системе PAL или PAL/SECAM. Значение идентично уровню NTSC, поскольку ТВ-трансляции в Европе проводятся в масштабе 50 Гц против 60 Гц в Северной Америке;
• 30 FPS – стандарт домашних кинотеатров и персональных видеокамер.

Допускаются и альтернативные частоты. Например, в картине «Хоббит» Питер Джексон впервые использовал 48 кадров, чем вызвал на себя гнев кинокритиков за гиперреалистичность видео. А GoPro Hero позволяет использовать варианты 90 и 100 FPS.

Сколько FPS может увидеть человеческий глаз

Физиологически человеческий глаз способен воспринимать до 1000 FPS. Это связано с тем, что зрительные миелиновые нервы способны срабатывать от 300 до 1000 раз ежесекундно и передавать сигналы со скоростью 90 м/с. Однако эксперименты показывают, что человек обрабатывает и видит в среднем до 150 кадров за обозначенный промежуток времени. Известны редкие случаи, когда при регулярных тренировках достигался уровень восприятия около 250 FPS. Но некоторые исследователи полагают, что человеческий глаз может воспринять даже 1000 и более кадров в секунду.

На главную

Reader Interactions

Как много мы можем увидеть и обработать визуально?

Зрительные стимулы измеряются в кадрах в секунду. Другими словами, когда вы смотрите вокруг, ваши глаза видят визуальные сигналы, которые движутся с определенной скоростью, и эта скорость называется кадрами в секунду.

Как вы думаете, сколько кадров в секунду вы можете видеть?

Некоторые эксперты скажут вам, что человеческий глаз может видеть от 30 до 60 кадров в секунду. Некоторые утверждают, что человеческий глаз не может воспринимать более 60 кадров в секунду.

Вы можете задаться вопросом, почему разработчики видеоигр создают все более сложные игры, в том числе игры виртуальной реальности, с гораздо более высокой частотой кадров. Это потому, что на самом деле мы можем видеть больше, чем мы думали.

Во-первых, важно помнить, как вы вообще можете видеть изображения.

1. Свет проходит через роговицу в передней части глаза, пока не попадает на хрусталик.
2. Затем линза фокусирует свет на точке в самой задней части глаза, в месте, называемом сетчаткой.
3. Затем фоторецепторные клетки в задней части глаза преобразуют свет в электрические сигналы, а клетки, известные как палочки и колбочки, улавливают движение.
4. Зрительный нерв передает электрические сигналы в мозг, который преобразует их в изображения.

Реальность и экраны

Когда вы смотрите бейсбольный матч с трибун или наблюдаете за ребенком, едущим по тротуару на велосипеде, ваши глаза — и ваш мозг — обрабатывают визуальную информацию как один непрерывный поток информации.

Но если вы смотрите фильм по телевизору, просматриваете видео на YouTube на своем компьютере или даже играете в видеоигру, все немного по-другому.

Мы довольно привыкли смотреть видео или шоу, которые воспроизводятся со скоростью от 24 до 30 кадров в секунду. Фильмы, снятые на пленку, снимаются с частотой 24 кадра в секунду. Это означает, что каждую секунду перед вашими глазами мелькают 24 изображения.

Но не все, что вы видите, будет иметь одинаковую частоту кадров в секунду.

Телевизоры и компьютеры в вашем доме, вероятно, имеют более высокую «частоту обновления», которая влияет на то, что вы видите и как вы это видите. Частота обновления — это количество раз, которое ваш монитор обновляет новыми изображениями каждую секунду.

Если частота обновления вашего настольного монитора составляет 60 Гц (что является стандартным), это означает, что он обновляется 60 раз в секунду. Один кадр в секунду примерно соответствует 1 Гц.

Когда вы используете монитор компьютера с частотой обновления 60 Гц, ваш мозг обрабатывает свет от монитора как один постоянный поток, а не серию постоянно мерцающих огней. Более высокая частота обычно означает меньшее мерцание.

Некоторые исследования показывают, что человеческий глаз может обнаруживать более высокие уровни так называемой «частоты мерцания», чем считалось ранее.

В прошлом эксперты утверждали, что максимальная способность большинства людей обнаруживать мерцание находится в диапазоне от 50 до 90 Гц, или что максимальное количество кадров в секунду, которое может видеть человек, достигает максимума около 60.

Зачем вам это знать о частоте мерцания? Это может отвлекать, если вы можете воспринимать частоту мерцания, а не один непрерывный поток света и изображения.

Вам может быть интересно, что произойдет, если вы смотрите что-то с действительно высокой частотой кадров. Вы действительно видите все эти мелькающие кадры? В конце концов, ваш глаз не двигается со скоростью 30 движений в секунду.

Короткий ответ заключается в том, что вы, возможно, не в состоянии сознательно регистрировать эти кадры, но ваши глаза и мозг могут осознавать их.

Например, возьмем скорость 60 кадров в секунду, которую многие приняли за верхний предел.

Некоторые исследования показывают, что ваш мозг действительно способен идентифицировать изображения, которые вы видите, в течение гораздо более короткого периода времени, чем думали эксперты.

Например, авторы исследования Массачусетского технологического института, проведенного в 2014 году, обнаружили, что мозг может обрабатывать изображение, которое видит ваш глаз, всего за 13 миллисекунд — очень высокая скорость обработки.

Это особенно быстро по сравнению с общепринятыми 100 миллисекундами, которые использовались в более ранних исследованиях. Тринадцать миллисекунд переводятся примерно в 75 кадров в секунду.

Некоторые исследователи показывают человеку быстрые последовательности изображений и просят дать ответы, чтобы увидеть, что они смогли обнаружить.

Это то, что сделали исследователи в исследовании 2014 года, чтобы определить, что мозг может обрабатывать изображение, которое ваш глаз видел всего за 13 миллисекунд.

Офтальмолог может исследовать движения внутри вашего глаза, известные как внутриглазные движения, с помощью высокоскоростной кинематографии, чтобы узнать больше о том, насколько быстро работают ваши глаза.

В наши дни смартфоны даже способны запечатлеть эти тонкие движения с помощью замедленного видео. Эта технология позволяет телефону записывать больше изображений за меньшее время.

По мере развития технологий эксперты могут продолжать разрабатывать новые способы измерения того, что способен видеть глаз.

Возможно, вы слышали, как люди утверждают, что животные видят лучше, чем люди. Оказывается, на самом деле это не так — острота зрения человека на самом деле лучше, чем у многих животных, особенно мелких.

Итак, вам не нужно предполагать, что ваша домашняя кошка на самом деле видит больше кадров в секунду, чем вы. На самом деле вы, вероятно, видите детали намного лучше, чем ваша кошка, собака или золотая рыбка.

Однако есть несколько видов животных с очень хорошей остротой зрения, даже лучше нашей. Сюда входят некоторые хищные птицы, которые могут видеть до 140 кадров в секунду.

Ваши глаза и мозг выполняют большую работу по обработке изображений — больше, чем вы можете себе представить.

Возможно, вы не думаете о том, сколько кадров в секунду могут видеть ваши глаза, но ваш мозг использует все возможные визуальные подсказки, чтобы помочь вам принять решение.

По мере того, как ученые продолжают исследования, мы можем узнать больше о том, что наши глаза и наш мозг способны видеть и понимать.

Количество кадров, которое может видеть человеческий глаз в секунду

С какой скоростью может видеть человеческий глаз?

Наши глаза не двигаются с определенной скоростью, но визуальные стимулы измеряются в кадрах в секунду (fps). Визуальные сигналы в окружающем нас мире движутся с определенной скоростью, и наши глаза могут воспринимать эту информацию с определенной скоростью восприятия. Большинству экспертов трудно договориться о точном количестве, но вывод состоит в том, что большинство людей могут видеть со скоростью от 30 до 60 кадров в секунду.

Существует две точки зрения на зрительное восприятие. Во-первых, человеческий глаз не может обрабатывать визуальные данные быстрее, чем 60 кадров в секунду. Другая точка зрения состоит в том, что некоторые люди могут иметь дополнительное восприятие сверх скорости 60 кадров в секунду.

Как люди воспринимают реальность?

Предположим, мы собираемся рассмотреть скорость, с которой люди могут обрабатывать информацию визуально. В этом случае мы можем захотеть воспользоваться моментом и разобрать процессы того, как люди получают, оценивают и интерпретируют данные из своего окружения. Мы очень похожи на живой компьютер. Наш мозг или оперативная память помогают нам обрабатывать данные из окружающей среды. У нас есть несколько источников получения данных, таких как наша кожа и глаза. Так вы передаете информацию в ядро ​​нашей памяти. Это похоже на использование флэш-накопителя для загрузки данных на компьютер. Так как же это работает?

Шаг 1: Мы открываем глаза, наши устройства ввода, и свет проходит через роговицу на хрусталик.

Шаг 2: Линза работает подобно зеркалу, фокусируя свет на заднюю часть глаза, наш внутренний монитор или экран. Эта область называется сетчаткой.

Шаг 3: Фоторецепторные клетки в задней части глаза преобразуют световую энергию в электрические сигналы. Это похоже на преобразование данных в 1 и 0 в вашей компьютерной системе. Другие клетки, называемые палочками и колбочками, воспринимают движение или перемещение.

Зрительный нерв передает электрические сигналы в ваш мозг, снабжая его информацией; вы можете сравнить это с подключением к Интернету и вашим кабелем, передающим 1 и 0 данных на ваш компьютер, которые интерпретируются, а затем отображаются на вашем мониторе.

Какая скорость кадров в секунду для фильмов и видео?

Какова скорость видеоконтента в кадрах в секунду? Большинство, конечно, не все видео и фильмы снимаются и воспроизводятся со скоростью от 24 до 30 кадров в секунду. Просмотр видео отличается от повседневной реальности. Представьте это. Вы молодая мать в парке со своими детьми. Ваши глаза не просто видят конкретно определенную область вокруг ваших детей; они воспринимают весь мир вокруг вас как один поток данных.

Хотя большая часть видео воспроизводится со скоростью 24 кадра в секунду, их можно записать с гораздо большим числом кадров. Даже мобильные телефоны могут легко записывать до 720 кадров в секунду. Это функция, которую люди используют при записи того, что они хотят использовать для замедленного воспроизведения позже. Когда вы видите эти очень крутые кадры замедленного действия, они сняты с очень высокой скоростью кадров в секунду.

Почему частота мерцания важна?

Возможно, вы заметили, что новые модели телевизоров и игровых приставок рекламируют видео с частотой более 60 кадров в секунду. Как люди, если мы не можем видеть дальше этой скорости, зачем им раздвигать границы и вкладывать деньги в разработку технологий, использующих более высокую скорость?

Эту разницу, возможно, немного сложнее понять, но есть реальная причина, по которой геймеры в восторге от увеличения скорости. Когда вы принимаете видеоданные, вы получаете непрерывный поток данных. При просмотре видео оно воспроизводится перед вашими глазами с частотой 24 кадра в секунду.

Представьте себе длинную полосу пленки и 24 отдельных изображения, скользящих мимо ваших глаз каждую секунду линейным образом.

Возможно, это было бы очень просто, если бы мы использовали проектор для просмотра фильма, но мы используем такие технологии, как компьютерные экраны и телевизоры. Технология добавляет еще одно, скажем так, «измерение» к скорости просмотра видео. Вы можете проверить этикетку вашего монитора, чтобы получить точное число, но там может быть что-то вроде 60 Гц. Что это значит? Это относится к частоте обновления вашего экрана. Мы все знаем, каково это — нажать кнопку «Обновить» и дождаться загрузки веб-страницы; теперь представьте, что экран, который вы просматриваете в Интернете, или любое видео, которое вы смотрите, на самом деле «обновляется» 60 раз в секунду, когда вы смотрите линейно воспроизводимые видеоизображения. Это умопомрачительно!

Такая скорость обновления экрана позволяет вашим глазам воспринимать информацию как непрерывный поток, а не вспышки света. Чем выше частота, тем меньше способность человека обнаруживать это «мерцание» или обновление экрана.

Как быстро наш мозг может регистрировать визуальные данные?

Вам может быть интересно, достаточно ли 24 кадров в секунду, чтобы мы могли видеть непрерывный поток или движущееся видео, действительно ли наши глаза «видят» каждый кадр изображения? Возможно, вы не заметили рекламу «свежего попкорна», которая была подсунута в ваш фильм, но ваш мозг, несомненно, отреагирует. Тесты показали, что мы обрабатываем каждый кадр изображения, даже если делаем это бессознательно.

Массачусетский технологический институт глубоко погрузился в эту тему, проведя исследование в 2014 году, чтобы понять, какое минимальное количество времени требуется мозгу для обработки визуальных стимулов. Вы можете быть удивлены. Ваш суперкомпьютер может обрабатывать визуальные данные из одного изображения всего за 13 миллисекунд. Ваша скорость обработки зашкаливает.

Исследование опровергает то, что ученые до этого только теоретизировали, что наше зрение достигло максимума примерно через 100 миллисекунд. Теперь на горизонте новые исследования, чтобы понять возможности обработки, которых мы можем достичь, и воспроизвести методы, с помощью которых наши глаза воспринимают данные. Цифры из исследования до некоторой степени подтверждают, что большинство людей не могут видеть более 60 кадров в секунду. Почти верно — 13 миллисекунд на изображение демонстрирует, что мы можем видеть и различать данные на изображениях со скоростью до 72 кадров в секунду.

Какое значение имеет эта разница?

Компании всех размеров используют камеры наблюдения для обеспечения безопасности. Это может быть одна камера для семейного магазина на улице или тысячи камер в местном казино или аэропорту. Правоохранительные органы и государственные органы также используют слежку по разным причинам.

При обработке большого количества видеоматериалов большое значение имеет частота кадров. Это влияет на размер видеофайла и оказывает огромное влияние на то, как вы собираетесь хранить данные, управлять ими, анализировать и защищать их. Понимание того, сколько кадров в секунду может видеть человеческий глаз, и выбор правильной частоты кадров для ваших видео необходимы для экономии времени, денег и усилий.

Сколько кадров в секунду может обрабатывать ИИ?

Это сложный вопрос, на который, возможно, сейчас невозможно ответить полностью. Искусственный интеллект постоянно расширяется и совершенствует свои способности почти каждый день. Если бы человеку пришлось сесть и вручную просмотреть изображение одного кадра, проанализировать все детали, а затем перейти к следующему кадру, было бы здорово подумать, что это можно сделать со скоростью 3 или 4 изображения в минуту.

Если бы система ИИ, использующая методы глубокого обучения, выполняла то же действие, она могла бы эффективно обрабатывать от 15 до 30 кадров в секунду. Почти скорость, с которой мы воспринимаем визуальные данные, которую можно назвать обработкой в ​​реальном времени.

Объем визуальной информации, которую может обработать система искусственного интеллекта с глубоким обучением, сравним со «скоростью света». Было показано, что некоторые системы могут легко считывать и интерпретировать до 50 тыс. кадров в секунду. Ставки все время ускоряются.

Сколько кадров в секунду реально видит человеческий глаз?

Перейти к основному содержанию

PC Gamer пользуется поддержкой своей аудитории. Когда вы покупаете по ссылкам на нашем сайте, мы можем получать партнерскую комиссию. Вот почему вы можете доверять нам.

Я провожу слишком много первых нежных минут в новой игре со счетчиком частоты кадров в углу экрана. Играю, сверхчувствительно к малейшим заминкам, качаю настройки графики для оптимизации, и волнуюсь, оптимизирую и снова волнуюсь.

Клянусь, этот счетчик не работает постоянно. Это было бы нездорово, верно? Но частота кадров важна для нас. Это основной показатель, по которому мы оцениваем как наши риги, так и технические возможности игры. И почему бы нет? Счетчик частоты кадров не лжет. Он сообщает прямое, простое число. В нестабильном мире это то, на что мы можем положиться.

Но можете ли вы увидеть высокую частоту кадров? Так начинается спор, старый, как компьютерные игры, постоянная и запутанная война, в которой гордость сталкивается с шаткой наукой. Но если оставить в стороне интернет-ярость, это интересный вопрос, особенно потому, что он касается основного способа, которым мы воспринимаем компьютерные игры.

Что — это максимальная частота кадров, которую видит человеческий глаз? Насколько ощутима разница между 30 Гц и 60 Гц? Между 60 Гц и 144 Гц? После какого момента бессмысленно отображать игру быстрее?

Ответ сложный и довольно неаккуратный. Вы можете не согласиться с некоторыми его частями; некоторые могут даже разозлить вас. Эксперты по зрению и визуальному познанию, даже те, кто сам играет в игры, вполне могут иметь совершенно иное, чем у вас, представление о том, что важно в плавных изображениях, отображаемых на компьютерах и мониторах. Но человеческое зрение и восприятие — странная и сложная штука, и оно работает не совсем так, как кажется.

Аспекты зрения

Первое, что нужно понять, это то, что мы воспринимаем разные аспекты зрения по-разному. Обнаружение движения — это не то же самое, что обнаружение света. Другое дело, что разные части глаза работают по-разному. Центр вашего зрения хорош в других вещах, чем периферия. Другое дело, что существуют естественные, физические ограничения того, что мы можем воспринимать. Свету, проходящему через вашу роговицу, требуется время, чтобы стать информацией, на которую может воздействовать ваш мозг, а наш мозг может обрабатывать эту информацию только с определенной скоростью.

Еще одна важная концепция: все, что мы воспринимаем, больше, чем может достичь любой отдельный элемент нашей зрительной системы. Этот момент является фундаментальным для понимания нашего восприятия зрения.

«Вы не можете предсказать поведение всей системы, основываясь на одной клетке или одном нейроне, — говорит мне Джордан Делонг. Делонг — доцент психологии в Колледже Святого Иосифа в Ренсселере, и большая часть его исследований посвящена зрительным системам. «На самом деле мы можем воспринимать такие вещи, как ширина линии или совмещение двух линий, меньше, чем то, что может сделать отдельный нейрон, и это потому, что мы усредняем тысячи и тысячи нейронов. Ваш мозг на самом деле более точен, чем отдельная его часть».

Геймеры… [являются] действительно странной группой людей, которые, вероятно, работают на максимальном уровне [зрения].

Доцент Джордан Делонг

И, наконец, мы особенные. У игроков в компьютерные игры одни из лучших глаз. «Если вы работаете с геймерами, вы работаете с действительно странной группой людей, которые, вероятно, работают на максимальном уровне», — говорит Делонг. Это связано с тем, что зрительное восприятие можно тренировать, а экшн-игры особенно хороши для тренировки зрения 9.0092 .

«[Игры] уникальны, это один из немногих способов значительно улучшить почти все аспекты вашего зрения, такие как контрастная чувствительность, способность к вниманию и отслеживание нескольких объектов», — говорит мне Адриан Шопен, исследователь в области когнитивных наук. . Настолько хорошо, что игры используются в визуальной терапии.

Так что, прежде чем злиться на исследователей, говорящих о том, какую частоту кадров вы можете и не можете воспринимать, похлопайте себя по плечу: если вы играете в игры с большим количеством действий, вы, вероятно, лучше воспринимаете частоту кадров, чем средний человек.

Восприятие движения

Теперь давайте перейдем к некоторым цифрам. Первое, о чем нужно подумать, это частота мерцания. Большинство людей воспринимают мерцающий источник света как постоянное освещение с частотой от 50 до 60 раз в секунду или герц. Некоторые люди могут обнаружить легкое мерцание люминесцентной лампы с частотой 60 Гц, и большинство людей увидят мерцающие пятна в своем зрении, если они сделают быстрое движение глаз при взгляде на модулированные светодиодные задние фонари, которые есть во многих современных автомобилях.

Но это лишь часть головоломки, когда речь идет о восприятии плавных игровых кадров. И если вы слышали об исследованиях летчиков-истребителей, в которых они продемонстрировали способность воспринимать изображение, мелькающее на экране в течение 1/250 секунды, это тоже не совсем то, что касается восприятия плавных, плавных образов компьютерной игры. . Это потому что 9Игры 0091 воспроизводят движущиеся изображения и, следовательно, задействуют различные зрительные системы, отличные от тех, которые просто обрабатывают свет.

Классический набор фотографий, используемых при обсуждении стойкости зрения. Через Дэвида ДеФино.

Например, есть закон Блоха . «По сути, это один из немногих законов восприятия, — говорит мне профессор Томас Бьюзи, заместитель заведующего кафедрой психологии и наук о мозге Университета Индианы. В нем говорится, что существует компромисс между интенсивностью и продолжительностью вспышки света продолжительностью менее 100 мс. У вас может быть наносекунда невероятно яркого света, и она будет выглядеть так же, как десятая доля секунды тусклого света. «Как правило, люди не могут различить короткие, яркие и длинные, тусклые стимулы в течение десятой доли секунды», — говорит он. Это немного похоже на взаимосвязь между выдержкой и диафрагмой в фотоаппарате: пропуская много света при широкой диафрагме и устанавливая короткую выдержку, ваша фотография будет одинаково хорошо экспонирована, как и фотография, сделанная с небольшим количеством света. света с узкой диафрагмой и установкой длинной выдержки.

Но хотя нам трудно различать интенсивность вспышек света длительностью менее 10 мс, мы можем воспринимать невероятно быстрые артефакты движения. «Они должны быть очень конкретными и особенными, но вы могли бы увидеть артефакт при 500 кадрах в секунду, если бы захотели», — говорит мне Делонг.

Специфика связана с тем, как мы воспринимаем различные типы движения. Если вы сидите неподвижно и наблюдаете за движущимися объектами перед вами, это сигнал, сильно отличающийся от того, что вы видите, когда идете. «Они сосредоточены в разных местах, — говорит Делонг. «Средняя часть вашего зрения, фовеальная область, которая является наиболее детализированной, на самом деле в значительной степени является мусором, когда дело доходит до обнаружения движения, поэтому, если вы наблюдаете за движущимися предметами в середине экрана, это не так уж и много. что такое частота обновления; ты не сможешь увидеть это этой частью своего глаза».

Но периферическим зрением мы невероятно хорошо обнаруживаем движение . С экраном, заполняющим их периферийное зрение, которое обновляется с частотой 60 Гц или выше, многие люди сообщают, что у них возникает сильное ощущение физического движения. Отчасти поэтому гарнитуры виртуальной реальности, которые могут работать в периферийном зрении, обновляются так быстро (90 Гц).

Также стоит рассмотреть некоторые вещи, которые мы делаем, когда играем, скажем, в шутер от первого лица. Мы постоянно контролируем взаимосвязь между движением мыши и изображением в перцептивном цикле двигательной обратной связи, мы перемещаемся и перемещаемся в трехмерном пространстве, а также ищем и отслеживаем врагов. Поэтому мы постоянно обновляем наше понимание игрового мира с помощью визуальной информации. Бьюзи говорит, что преимущества плавных, быстро обновляющихся изображений заключаются в нашем восприятии крупномасштабного движения, а не мелких деталей.

Но как быстро мы можем воспринимать движение? После всего, что вы прочитали выше, вы, вероятно, можете догадаться, что нет точных ответов. Но есть некоторые окончательные ответы, такие как: вы можете определенно почувствовать разницу между 30 Гц и 60 Гц.

Какую частоту кадров мы можем увидеть на самом деле?

«Конечно, 60 Гц лучше, чем 30 Гц, явно лучше», — говорит Бьюзи. Так что это один интернет-претензия аннулирована. И поскольку мы можем воспринимать движение с более высокой скоростью, чем мы можем воспринимать мерцающий источник света с частотой 60 Гц, уровень должен быть выше этого, но он не будет стоять на цифре. «Будет ли это плато на 120 Гц или вы получите дополнительный импульс до 180 Гц, я просто не знаю».

«Я думаю, что обычно, когда вы поднимаетесь выше 200 кадров в секунду, это выглядит как обычное движение в реальной жизни», — говорит Делонг. Но если говорить более привычно, он считает, что снижение способности людей обнаруживать изменения плавности изображения на экране лежит на частоте около 90 Гц. «Конечно, поклонники могут заметить крошечные различия, но для остальных это как красное вино — это красное вино».

Шопен совсем иначе смотрит на предмет. «Из литературы ясно, что вы не можете увидеть ничего выше 20 Гц», — говорит он мне. И хотя я признаю, что поначалу я фыркал в свой кофе, его аргументы вскоре стали обретать гораздо больше смысла.

Конечно, 60 Гц лучше, чем 30 Гц, явно лучше.

Профессор Томас Бьюзи

Он объясняет мне, что когда мы ищем и классифицируем элементы как цели в шутере от первого лица, мы отслеживаем несколько целей и обнаруживаем движение небольших объектов. «Например, если вы возьмете обнаружение движения небольшого объекта, какова оптимальная временная частота объекта, который вы можете обнаружить?»

Исследования показали, что ответ находится между 7 и 13 Гц. После этого наша чувствительность к движению значительно снижается. «Когда вы хотите выполнить визуальный поиск, многократное визуальное отслеживание или просто интерпретировать направление движения, ваш мозг будет брать только 13 изображений из секунды непрерывного потока, поэтому вы усредните другие изображения, которые находятся между ними, в одно изображение».

Обнаружено исследователем Руфином ван Рулленом в 2010 году, это буквально происходит в нашем мозгу : вы можете увидеть устойчивый импульс активности 13 Гц на ЭЭГ, и это также подтверждается наблюдением, что мы также можем испытывать «эффект колеса телеги». вы получаете, когда фотографируете кадры с вращающимся объектом со спицами. При воспроизведении кадры могут показывать, что объект вращается в противоположном направлении. «Мозг делает то же самое», — говорит Шопен. «Это можно увидеть и без камеры. Учитывая все исследования, мы не видим никакой разницы между 20 Гц и выше. Давайте перейдем к 24 Гц, что является стандартом киноиндустрии. Но я не вижу смысла идти дальше».

Восприятие и реакция

Эта статья о том, какую частоту кадров может воспринимать человеческий глаз. Слон в комнате: как быстро мы можем реагировать на то, что видим? Это важное различие между играми и фильмами, достойное отдельной статьи.

Так почему же игры могут чувствовать по-разному при 30 и 60 кадрах в секунду? Происходит нечто большее, чем частота кадров. Задержка ввода — это время, которое проходит между вводом команды, ее интерпретацией игрой и передачей на монитор, а также обработкой и рендерингом изображения монитором. Слишком большая задержка ввода сделает любую игру медленной, независимо от частоты обновления ЖК-дисплея.

Но игра, запрограммированная для работы со скоростью 60 кадров в секунду, потенциально может отображать вводимые вами данные быстрее, поскольку кадры представляют собой более узкие отрезки времени (16,6 мс) по сравнению с 30 кадрами в секунду (33,3 мс). Время реакции человека определенно не такое быстрое, но наша способность учиться и предсказывать может заставить наши ответы казаться намного быстрее.

Здесь важно то, что Шопен говорит о том, что мозг получает визуальную информацию, которую он может обрабатывать и на основании которой он может действовать. Он не говорит, что мы не можем заметить разницу между кадрами с частотой 20 Гц и 60 Гц. То, что вы видите разницу, не означает, что вы можете быть лучше в игре », — говорит он. «После 24 Гц вы не поправитесь, но у вас может быть другой феноменологический опыт». Таким образом, существует разница между эффективностью и опытом.

И хотя Бьюзи и ДеЛонг признали эстетическую привлекательность плавной частоты кадров, никто из них не считал, что частота кадров — это главное и главное в игровых технологиях, которыми мы, возможно, занимаемся. Для Шопена гораздо важнее разрешение. «Мы очень ограничены в интерпретации разницы во времени, но у нас почти нет ограничений в интерпретации разницы в пространстве», — говорит он.

Для Делонга разрешение также важно, но только для небольшой центральной области глаза, которая заботится о нем, что составляет всего пару градусов вашего поля зрения. «Некоторые из самых убедительных вещей, которые я видел, были связаны с отслеживанием взгляда. Почему бы нам не сделать полное разрешение только для тех областей глаза, где оно нам действительно нужно?» Но его настоящее внимание сосредоточено на коэффициентах контрастности. «Когда мы видим настоящие черные и ярко-белые цвета, это действительно захватывает», — говорит он.

Что мы знаем на самом деле

После всего этого, что мы на самом деле знаем? Что мозг сложен, и что на самом деле нет универсального ответа, применимого ко всем.

• Некоторые люди могут ощущать мерцание источника света с частотой 50 или 60 Гц. Более высокая частота обновления уменьшает заметное мерцание.
• Мы лучше замечаем движение на периферии нашего зрения.
• То, как мы воспринимаем вспышку изображения, отличается от того, как мы воспринимаем постоянное движение.
• У геймеров, скорее всего, одни из самых чувствительных и натренированных глаз, когда дело доходит до восприятия изменений в образах.
• Тот факт, что мы можем воспринимать разницу между частотой кадров, не обязательно означает, что восприятие влияет на время нашей реакции.

Так что это не очень приятная тема, и вдобавок ко всему этому мы также должны учитывать, действительно ли наши мониторы способны выводить изображения с такой высокой частотой кадров. Многие не работают на частоте выше 60 Гц, и Бьюзи задается вопросом, действительно ли мониторы, рекламируемые на частоте 120 Гц, отображают так быстро (согласно серьезному всестороннему тестированию в TFTCentral (открывается в новой вкладке), они определенно работают). И как человек, которому также нравились игры со скоростью 30 кадров в секунду (а часто и меньше), отображаемые на моих консолях, я могу относиться к ним, предполагая, что другие аспекты визуальных дисплеев могут лучше сочетаться с моим визуальным восприятием.

С другой стороны, я хотел бы услышать от профессиональных команд об их объективном опыте работы с частотой кадров и о том, как она влияет на производительность игроков. Возможно, они подтвердят или опровергнут современные взгляды науки в этой области. Если геймеры такие особенные, когда дело доходит до зрения, возможно, мы должны возглавить новое понимание этого.

PC Gamer является частью Future plc, международной медиа-группы и ведущего цифрового издателя.