что значит частота кадров в игре

Что такое «частота кадров в секунду»? В чем разница между 24, 30 и 60 FPS

Частота кадров в секунду — ключевая метрика для любого геймера при оценке мощности ПК. Зачастую покупки дорогостоящих видеокарт и процессоров направлены именно на улучшение этого параметра. Разбираемся, от чего зависит и на что влияет кадровая частота в играх, кино и мультипликации.

Кадровая частота (англ. frame rate) — это количество кадров, сменяющих друг друга за секунду. В кино, анимации или видеоиграх термин зачастую используют, чтобы пояснить, насколько изображение получилось «плавным». Единица измерения такой частоты тоже есть — это буквально кадры в секунду (англ. frame per second, или FPS). Чем их больше, тем «плавнее» изображение: если для фильмов норма — 24 кадра в секунду, то в разговорах про игры обычно упоминают цифры от 30 до 60.

Это, впрочем, не предельные значения. Так, в классических мультфильмах Уолта Диснея кадровая частота — 12 FPS, но картинка всё равно достаточно «плавная», чтобы не раздражать зрителей, — всё благодаря приёмам аниматоров. А вот профессиональный киберспортсмен, играя на самом современном компьютере, вполне может увидеть до 300 кадров в секунду. Рассказываем, откуда такой разброс и что в этом «фреймрейте» важного.

24 кадра в секунду

24 FPS — стандарт в кинематографе. Показатель, наиболее комфортный для зрителя.

Впервые частоту киносъёмки осознанно выбрали пионеры кинематографа — братья Люмьер. Она тогда составляла 16 кадров в секунду. Это был строгий расчёт — расход 35-миллиметровой киноплёнки составлял ровно один фут (0,3048 метра) в секунду.

Во времена немого кинематографа скорость показа фильма нередко превышала частоту съёмки. Киномеханик, который вращал ручку проектора, подбирал темп в зависимости от настроения фильма и «темперамента» публики — от 18 до 30 кадров в секунду.

Ситуация изменилась с появлением звукового кино. Поскольку разная скорость воспроизведения меняла частоту звука и голоса становились выше, американские кинокомпании задумались о стандарте фреймрейта. В 1926 году таким стандартом стал показатель в 24 FPS — создатели кино выбрали его как компромисс между «плавностью» картинки, расходом плёнки и возможностями техники. Как раз с этой частотой мы смотрим фильмы по сей день. Хотя исключения тоже бывают.

Кто-то снимает быстрее?

Современные режиссёры иногда проводят эксперименты с увеличением кадровой частоты, чтобы сделать изображение «плавнее» и тем самым усилить погружение. Один из самых известных примеров — «Хоббит» Питера Джексона, снятый с частотой 48 FPS.

Другой пример — фильм «Гемини» Энга Ли, снятый с частотой и вовсе 120 кадров в секунду.

Правда, чтобы увеличить в фильме кадровую частоту, вовсе не обязательно снимать его с высоким фреймрейтом — порой достаточно и современного телевизора с функцией «сглаживания движения» (англ. motion smoothing).

Дело в том, что частота обновления экрана у нынешних ТВ превышает общепринятую кадровую частоту кино — это может быть и 50 Гц против 24 FPS, и даже 120 Гц против тех же 24 кадров. Иногда это приводит к тому, что изображение начинает дёргаться и дрожать. Чтобы решить проблему, изобрели «сглаживание движения» — эта технология анализирует движение объектов и создаёт дополнительные кадры, будто бы заполняя ими «пустые» места.

Звучит здорово, однако на деле motion smoothing только портит изображение. Резкость картинки заметно увеличивается, порой возникают артефакты изображения, а естественная «смазанность» сцены, специально созданная режиссёром, становится едва заметной, сбивая фокус. И в результате возникает «эффект мыльной оперы».

По этой причине режиссёры и актёры выступают против технологии, называя её проклятием кинематографа. Хорошо, что пока это лишь опция, которую при желании можно просто отключить.

А что с кадрами в мультфильмах?

Сегодня во время съёмок кино оператор выставляет на камере нужную частоту. Всё сложнее, если речь идёт о мультипликации, ведь каждый кадр необходимо нарисовать вручную. По кадровой частоте анимация делится на несколько видов:

Чтобы снять 20 минут мультфильма в анимации вида 1s, необходимо нарисовать порядка 28 000 уникальных рисунков. Это весьма непростая задача, и потому мультипликаторы идут на всевозможные уловки, чтобы зритель не заметил недостающих кадров. Так, анимацию 1s чаще всего применяют только в активных сценах — например, если персонаж бежит.

Постепенно в создании анимации появились новые секреты. Первым работу мультипликаторов оптимизировал Уолт Дисней: ведущие художники сперва рисовали основные кадры (англ. keyframes), а после этого в дело вступали художники-фазовщики — они рисовали «промежуточные фазы движения» (англ. in-between) и доводили анимацию до финального вида. Эти термины остаются актуальными для аниматоров и сегодня.

Для экономии кадров художники идут и на другие хитрости. Скажем, рисуют фон и на статичный рисунок накладывают прозрачные целлулоидные плёнки с подвижными элементами. А ещё аниматоры зацикливают кадры или же «раскладывают» персонажей и объекты в несколько слоёв — например, анимируют только губы на неподвижном лице.

В японской анимации — аниме — художники для упрощения своих задач зачастую пропускают промежуточные рисунки — фазовки. Из-за этого эмоции на лице персонажа меняются моментально.

В аниме также существует термин sakuga — это моменты, когда качество картинки возрастает и доходит до стандарта 1s. Приём используют для заставок, сюжетных поворотов или экшн-сцен.

Сколько кадров в видеоиграх?

Оптимальный фреймрейт в играх выше, чем в кино, — он начинается с 30 кадров в секунду. С точки зрения технологий кадровая частота в игровой индустрии работает иначе, нежели в кино, однако суть та же — чем больше FPS, тем лучше. Кроме того, именно счётчик FPS — главный показатель производительности той или иной игры.

Частота в 60 FPS обеспечивает куда более «плавное» изображение. Впрочем, важнее стабильная производительность. Высокий фреймрейт, который время от времени неожиданно «падает» до 35–45 кадров, игрок воспринимает хуже, чем стабильные 30 FPS. Любой такой сбой воспринимается как лаг, ведь мозг игрока «настраивается» на определённую кадровую частоту.

Кадровая частота игры во многом зависит от того, на какой платформе она запущена. Так, на ПК единственное ограничение в большинстве случаев — мощность «железа», которое может быть очень разным. Зачастую это вызывает дополнительные проблемы при оптимизации игры: сделать так, чтобы она работала одинаково на всех компьютерах, попросту невозможно — комбинаций «железа» слишком много.

При создании версий для игровых приставок, где установлены фиксированные комплектующие, ситуация немного проще — оптимизировать игру приходится под тот или иной «стандарт» (в зависимости от конкретной приставки). В этом случае, правда, возникает другая проблема: нередко мощности устройства не хватает для частоты в 60 кадров, и тогда разработчики искусственно ограничивают фреймрейт на отметке в 30 FPS. Это компромисс — низко, зато стабильно.

Правда, с появлением консолей нового поколения — Xbox Series X и PlayStation 5 — многие компании и студии при разработке стали целиться именно в 60 FPS, поскольку «железо» позволяет. По крайней мере, пока. Если верить рекламе, новые консоли способны выдавать и 120 FPS, но это, конечно, касается относительно «лёгких» с точки зрения графики игр.

«Мы никогда не пытались ограничить разработчиков в том, чего они пытаются добиться на нашей платформе, будь то 60 FPS на Xbox 360 или 4K и 60 FPS на Xbox One X. Мы хотим дать им инструменты для того, чтобы они создавали свои игры на любой из наших платформ. В поколении Xbox One X мы уже достигли момента, когда игры выглядят потрясающе, но у нас есть простор для того, чтобы сделать их ещё лучше. Я хочу, чтобы игры ощущались столь же здорово, как и выглядят. Думая о будущем, мы хотели сосредоточиться не только на количестве пикселей, но и на ощущениях от игр, которые обеспечивает высокий фреймрейт».

Похожего мнения придерживаются и разработчики, которые сотрудничают с Sony.

«Разрешения 4K достаточнo, его хватит надолгo. Но мне хочется вместо того, чтобы оставаться на уровне 60 кадров в секунду, поднять частоту до 120 или даже 240 кадров в секунду. Я думаю, это то, что изменит игры».

И если в одиночных играх кадровая частота играет роль важную, но всё-таки не принципиальную, то в киберспорте высокий показатель FPS — залог успеха.

И не только он: ещё при подборе техники для соревнований профессиональные игроки учитывают частоту обновления экрана монитора. От неё зависит, как часто и быстро обновляется изображение на дисплее каждую секунду. Так, при частоте 60 Гц кадр меняется каждые 16 миллисекунд, при 144 Гц — каждые 6 миллисекунд.

Когда монитор обновляется с такой скоростью, разница не видна глазу, всё дело в мелкой моторике. После нескольких лет тренировок киберспортсмен в той же Counter-Strike: Global Offensive использует лишние 10 миллисекунд для более точного наведения прицела. Для реализации своего потенциала профессиональным игрокам необходима техника с максимальными характеристиками, даже несмотря на то, что упомянутая Counter-Strike — не слишком требовательная к «железу» игра.

Ещё один пример — Call of Duty: Black Ops — Cold War. Компания NVIDIA, которая выпускает видеокарты, в 2019 году провела исследование «фликшотов» — этим термином обозначают ситуации, когда игрок в шутере очень резко целится во врага и метко стреляет. В случае с Black Ops частота обновления 360 Гц улучшает качество стрельбы на 4% — по сравнению с монитором на 240 Гц. И этот небольшой перевес может оказаться решающим во время соревнования.

Стоит ли беспокоиться о низком фреймрейте в играх и фильмах?

О низком фреймрейте в фильмах беспокоиться точно не стоит — как мы отметили выше, 24 FPS — общепризнанный стандарт, наиболее комфортный для зрителя. С играми сложнее, особенно если вы играете на ПК и разрабатываете для этой платформы. Добиться максимально комфортной кадровой частоты — это в первую очередь задача разработчиков. А игрокам о ней заботиться нужно в последнюю очередь.

Источник

Каким должен быть комфортный FPS в играх

Содержание

Содержание

Часто на просторах Интернета можно столкнуться с ожесточенными спорами на тему приемлемого значения FPS для комфортной игры. Разброс во мнениях широк и варьируется начиная от 30 кадров в секунду, достигая значений в 144 и выше. Так кто же прав и есть ли единое мнение в этом вопросе?

Что такое FPS и с чем его едят

FPS — frames per second (число кадров в секунду) — параметр, отвечающий за число отдельных изображений, которые появляются на экране за одну секунду времени. Наш мозг, обрабатывая независимые кадры, создает иллюзию непрерывного движения. Чем больше кадров в секунду способен выдать компьютер и воспроизвести монитор, тем более плавным будет казаться увиденное. Низкое число кадров приводит к зависаниям и рывкам изображения.

При анализе производительности в видеоиграх, наибольшее внимание уделяется среднему и минимальному показателям FPS. Среднее значение указывает на производительность в целом, в то время как минимальные показатели нужны для определения способности системы справляться с наиболее загруженными моментами в игре.

В геймерском сообществе существуют устоявшиеся значения стабильного FPS, принимаемого за комфортное в различных играх. Такими значениями являются стабильные 30, 60, 120 и выше кадров в секунду.

30 FPS — достаточно ли?

Значение в 30 кадров в секунду считается минимальным показателем частоты для комфортной игры. Именно на такой частоте обновления работает большинство консольных игр. Исходя из технических особенностей консоли и жанровой направленности будущей игры, разработчик может принять решение пожертвовать показателем FPS ради более красочной картинки или наоборот, убавить графические эффекты для плавности игрового опыта.

Жаркие дискуссии разгораются по поводу так называемого «эффекта кинематографичности», который достигается при игре в 30 FPS. Подобный эффект нельзя назвать абсолютным плюсом, так как его восприятие варьируется от человека к человеку. Несмотря на то, что игра в 30 кадров действительно может в какой-то мере вызвать эффект погружения, преобладающее большинство игроков предпочитает наиболее плавное изображение и отзывчивое управление. Тем не менее, стабильных 30 FPS будет достаточно для комфортного прохождения большинства одиночных игр.

Некоторые могут задаться вопросом: почему именно 30 кадров в секунду принято считать пороговым значением, если, к примеру, те же фильмы воспроизводятся с частотой в 24 кадра в секунду? Дело в том, что помимо вывода изображения игра фиксирует запросы, которые посылает игрок с помощью геймпада, клавиатуры с мышью и других устройств. При понижении числа кадров ниже 30 будет существенной задержка между посылаемым сигналом и его фактическим воспроизведением на экране, так называемый «input lag» (задержка отклика):

От 60 и выше

Разница между 30 и 60 FPS значительна и видна невооруженным взглядом. Изображение воспринимается более плавным, а управление более отзывчивым. 60 FPS принято считать эталоном игровой производительности. На данной частоте комфортно играть во все игры, будь то одиночные или многопользовательские.

Необходимость в дополнительном повышении частоты кадров возникает при игре в соревновательные мультиплеерные видеоигры, требующие быстрой реакции. В таких играх исход матча зачастую решается за доли секунды. Здесь имеет смысл повышать FPS до максимально возможного значения, так как проще различать движения противников и быстрее на них реагировать. Разницу между плавностью картинки при разных значениях частоты можно пронаблюдать на следующем изображении:

Потребности в FPS в зависимости от жанра

Как упоминалось выше, игровые жанры требуют различного показателя FPS для комфортной игры. Если для прохождения одиночной видеоигры можно ограничиться 30 кадрами, то онлайн-игры, требующие высокой реакции, желательно запускать на частоте кадров от 60 и выше. Из наиболее требовательных к значению FPS жанров можно выделить шутеры от первого лица, ритм-игры, стратегии и игры в жанре MOBA.

Стоит отметить, что частота кадров свыше 60 отображается только на мониторах, поддерживающих повышенную частоту обновления. Например, монитор с частотой в 60 Гц (60 к/с) не может воспроизводить изображение выше собственной. Для игры на высоких показателях FPS необходимо обзавестись специализированным игровым монитором.

Не фреймрейтом единым. Проблемы с изображением помимо FPS

Помимо низкого FPS может возникать большой спектр проблем с изображением. Эти проблемы имеют разные источники, но зачастую их корень кроется в слабых, либо неисправных комплектующих, а также проблемах с Интернетом.

Лаги заключаются в задержке между действиями, которые игрок посылает своему персонажу и их фактическим появлением на экране. Лаги возникают в сетевых играх при задержке сигнала от клиента к серверу. Причиной могут служить как неполадки со стороны клиента, так и со стороны игрового сервера. Немалую роль играет расстояние между игроком и сервером. Именно по этой причине рекомендуется играть на серверах своего региона.

Фризы возникают, когда изображение движется не плавно, а рывками. Причина фризов комплексная и может заключаться в неправильно подобранных игровых настройках, слабом или неисправном железе, а также в устаревших драйверах видеокарты. При игре в мультиплеерные игры фризы могут возникать из-за нестабильного интернет-соединения.

Артефакты представляют собой различные искажения на мониторе. Это может быть рябь, полосы, мерцания и другие остро выделяющиеся визуальные дефекты. Артефакты при игре могут появиться по целому ряду причин. Проблема может корениться в неисправном мониторе, повреждении или перегреве видеокарты, слабом блоке питания или проблемах с материнской платой. В подавляющем большинстве случаев артефакты во время игрового процесса возникают из-за неисправностей видеокарты.

Заключение

Что касается частоты кадров, то тут уместно правило «чем больше, тем лучше». Комфортное значение FPS зависит от конкретной игры, но в среднем оптимальным значением являются 60 кадров в секунду. Для игры в соревновательные видеоигры желательно держать показатель FPS на максимально возможном и стабильном уровне, так как это влияет на отзывчивость управления и плавность изображения.

Источник

Что такое FPS/Частота кадров? Часть 1. Взаимодействие с монитором.

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

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

Все просто.

Какую максимальную частоту кадров может различить человек?

Взаимодействие монитора и видеокарты

Для начала важно донести до вас два простых понятия.

src=»https://coub.com/embed/eaddv?muted=true&autostart=false..» allowfullscreen=»true» frameborder=»0″ width=»750″ height=»440″>
Нагружаем сцену, и наши FPS тают на глазах.

Для примера взаимодействия мы возьмем монитор с частотой 60 Гц.

Рассмотрим 3 случая

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

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

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

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

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

3. Включена вертикальная синхронизация.

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

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

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

Плюсы и минусы вертикальной синхронизации

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

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

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

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

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

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

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

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

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

src=»https://coub.com/embed/eb6qp?muted=true&autostart=false..» allowfullscreen=»true» frameborder=»0″ width=»750″ height=»440″>
Наглядная демонстрация геймплея, при котором происходит очень много наших «тиков», а именно поворотов камеры. Если поводить подобным образом камерой в CS:GO при 60 и 120 FPS на 60 Гц мониторе, и все равно не понять разницу. То постарайтесь не думать об этом, это не ваше 🙂

«Золотой стандарт»

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

Разберем несколько случаев.

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

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

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

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

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

Рекомендации

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

30 FPS
NVIDIA GeForce GTX 950 сильно превосходит по мощности обе консоли, поэтому пока на консолях играют, вы без дела не останетесь.

60 FPS в этом году
NVIDIA GeForce GTX 1060 показывает отличные результаты в играх при компромиссной цене.

60 FPS в будущих экспериментах от Ubisoft 🙂
NVIDIA GeForce GTX 1070 имеет отличную производительность и сильно выигрывает в цене на фоне «старшего брата».

Источник