攝像頭幀率大小對畫面的影響
電影《雙子殺手》上映以后,引發了大家對高幀率電影的關注,有人說高幀率太棒了,畫面流暢自然,也有人說不喜歡,像是在玩網游……
今天我們就來討論一下幀數,在講這個問題之前,先科普一下幀、幀數、幀率分別是什么,因為我們在日??谡Z習慣或者說不嚴謹的交流中,通常對于幀數( Frames)與幀率( Frame rate)之間都是混淆的。
幀 Frame
簡單的理解幀就是視頻或者動畫中的每一張畫面,而視頻和動畫特效就是由無數張畫面組合而成,每一張畫面都是一幀。
幀數 Frames
幀數其實就是為幀生成數量的簡稱,可以解釋為靜止畫面的數量,也就是說,如果一個動畫的幀率恒定為60 幀每秒(fps),那么它在一秒鐘內的幀數為 60 幀,兩秒鐘內的幀數為 120 幀。
幀率 Frame rate
幀率(Frame rate) = 幀數(Frames)/時間(Time),單位為幀每秒(f/s, frames per second, fps)。
幀率是用于測量顯示幀數的量度,測量單位為“每秒顯示幀數”( Frame per Second, FPS)或“赫茲”( Hz),一般來說 FPS 用于描述視頻、電子繪圖或游戲每秒播放多少幀。
FPS( Frame per Second)每秒顯示幀數
FPS 是圖像領域中的定義,是指畫面每秒傳輸幀數,通俗來講就是指動畫或視頻的畫面數。FPS 是測量用于保存、顯示動態視頻的信息數量。每秒鐘幀數愈多,所顯示的動作就會愈流暢。通常,要避免動作不流暢的最低是 30 。某些計算機視頻格式,每秒只能提供 15 幀。
為什么在體驗過高FPS的畫面之后就回不去了
由于人眼的特殊生理結構,當所見到的畫面幀率高于每秒約 10-12 幀的時候,就會認為是連貫性的視頻或動畫效果,此現象被稱之為視覺暫留。
我們現在玩游戲,都喜歡用FPS來衡量游戲的流暢性,FPS越大,在屏幕上的視頻就越來越平滑,直到一個臨界點(大約是100FPS),超過這個臨界點,再高的FPS都只是一個數值,400FPS和100FPS在人的視覺中幾乎沒有差別。
看清楚了,這里說的是幾乎沒有差別,但是如果你習慣100FPS然后突然給你下降到40FPS,你是能明顯感覺出來的。關鍵是要有對比。好比The last of us PS4版,游戲里有把幀數降低為30幀的選項,你選擇后,馬上能感覺出游戲好像不那么流暢了,區別很明顯。
關于“人眼不能分辨超過每秒30幀的畫面”解釋
對于這個提問,目前有兩種科學解釋:
1:因為人眼的視覺殘留特性:是光對視網膜所產生的視覺在光停止作用后,仍保留一段時間的現象,其具體應用是電影的拍攝和放映。原因是由視神經元的反應速度造成的。其時值是二十四分之一秒。是動畫、電影等視覺媒體形成和傳播的根據。
2:當物體在快速運動時, 人眼所看到的影像消失后,人眼仍能繼續保留其影像1/24秒左右的圖像,這種現象被稱為視覺暫留現象。是人眼具有的一種性質。人眼觀看物體時,成像于視網膜上,并由視神經輸入人腦,感覺到物體的像。
但當物體移去時,視神經對物體的印象不會立即消失,而要延續1/24秒左右的時間,人眼的這種性質被稱為“眼睛的視覺暫留”。就是說,無論你游戲幀率有多高,60幀或120幀,最后我們僅僅能分辨其中的30幀而已。
或許會有人問:既然人眼每秒只能分辨出30幀的圖像,那么游戲30幀就流暢啦,那為什么還要到60幀,甚至是120幀,到底有沒有必要?這里我可以明確地告訴你:絕對有必要。雖然理論上游戲幀率只要30就流暢了,可是實際當中更高的幀率卻能帶來更順暢的游戲體驗。
大家普遍熟知的電影只有24幀是怎么回事?
電影的原理是似動現象,人眼看到內容相近的圖片快速閃過,會以為它是一個連貫的動畫,而不是靜止的圖片(一本小冊子上每一頁都畫奔跑的馬兒,快速翻動時馬兒像真的在跑一樣,這種游戲很多人都玩過吧)。本質原因是圖片在大腦會停留1/15秒。
所以電影拍攝時,只要一秒鐘記錄15幀畫面,觀眾看起來就會覺得它是運動的,是「動畫」。當然,每秒拍攝幀數越多,畫面銜接就越細膩,但成本也就越高。那么為什么當代普遍采用每秒24幀呢?因為聲音的記錄也是存放在膠片中的,在有聲電影剛開始的年代,24格膠片是記錄1秒聲音最短的長度。
為什么游戲一定要超過30幀、60幀甚至144幀呢?
游戲的屏幕載體是顯示器或電視。大家所說的 60 幀,其實只是屏幕每秒要閃60次,這是由顯示設備決定的(也有些可以調節閃爍頻率的顯示器或電影,但都不會低于48赫茲)。
但這 60 次中,是不是每次都要不一樣的圖片呢?不一定,這個由游戲制作方決定。反正只要超過15張/每秒這個最低要求就行。當然,對于畫面快速變化的動作類游戲,自然是越高越好。