Сколько FPS нужно здоровому человеку
Примечание: популярная аббревиатура FPS (Frames per Second) переводится как «кадров в секунду». Частоту обновления экрана монитора принято измерять в герцах, например частота 60Гц означает, что дисплей обновляет изображение 60 раз в секунду, то есть физически поддерживает аппаратную частоту смены кадров 60 fps при синхронизации с видеокартой.
реклама
Почему 60Гц достаточно для любой игры
Начнем с развенчания мифа о том, что некоторые геймеры «быстрее» 60Гц мониторов.
Скорость реакции любого человека определяется работой нервной системы, причем скорость распространения электрических импульсов по нервным волокнам в теле человека составляет буквально несколько метров в секунду. С учетом этой особенности людского тела, время физической реакции человека на световой раздражитель, коим является экран монитора, обычно составляет 0,1-0,2 секунды (100-200 мс) у тренированных спортсменов и 0,2-0,4 секунды (200-400 мс) у обычных людей.
реклама
Примечание: у людей в состоянии усталости, или при проблемах со здоровьем, скорость реакции может достигать 500 мс (полсекунды) и более.
В этом легко убедится на личном опыте. Если вы любите науку вообще и физику в частности, можете провести научный эксперимент, измерив свое время реакции с помощью обычной школьной линейки. Для этого потребуется всего лишь поймать линейку в свободном падении.
Пусть ваш напарник (но не вы сами!) удерживает линейку вертикально. Расположите свою руку на уровне груди, большой и указательный палец максимально сблизьте так, чтобы они не касались поверхности линейки, расположенной между пальцами. Нулевая отметка на линейке должна находится на уровне верхнего или нижнего края указательного пальца. Ваш напарник должен без предупреждения отпустить линейку. Как только увидите, что линейка падает, тут же следует ее поймать. Теперь измерьте длину участка линейки, который успел «пролететь» сквозь ваши пальцы по верхней/нижней границе указательного пальца (в зависимости от изначального положения нулевой отметки).
После этого определите скорость своей реакции в секундах по следующей формуле:
реклама
t – время вашей реакции в секундах (для перевода в миллисекунды нужно умножить полученное значение на 1000);
h – длина измеренного участка линейки, переведенная в метры (!) (1см = 0,01м);
реклама
g – ускорение свободно опадения 9,8 м/с 2 .
Для большей достоверности результата проведите эксперимент несколько раз.
Если эксперимент с линейкой кажется вам слишком длительным и технически сложным, и вообще вы в душе гуманитарий, то выяснить свою скорость реакции можно, даже не отрываясь от компьютера. Делается это за пару кликов мышью, ели зайти на ресурс https://mozgion.ru/test-trenazher-na-skorost-reakcii/ . Мой результат вы можете видеть на скрине, свои же достижения выкладывайте в комментарии, если хотите всем доказать, что вы «лучший».
Я не совсем тормоз. Приятно.
Итак, человек способен отреагировать на визуальный сигнал всего от 2 до 10 раз за секунду. Причем со скоростью 10 раз в секунду даже тренированные спортсмены могут реагировать очень недолго. Таким образом, увидев повод к действию на своем мониторе, даже тренированные киберспортсмены способны нажать кнопки на клавиатуре или сдвинуть мышь/кликнуть не чаще 10 раз в секунду, а большинство обычных людей смогут сделать это всего 4-5 раз за секунду.
При этом стандартный 60Гц монитор обновляет кадры 60 раз в секунду – соответственно, новое изображение генерируется менее чем за 17 мс, то есть на порядок (!) быстрее, чем реагирует человек. Иными словами, пока наша нервная система лишь «обрабатывает» реакцию на увиденное изображение, монитор успевает полностью сменить картинку на экране от 6 до 15 раз. Совершенно очевидно, что частота обновления монитора 60Гц сама по себе никак не может ограничивать скорость реакции на действия пользователя в игре, а если в игре появляются лаги – то они вызваны совсем иными причинами латентности в компьютере, но никак не низкой частотой вывода кадров на мониторе.
Таким образом, все утверждения типа: «Мониторы с частотой 120 Гц, 144 Гц и 240 Гц дают геймерам возможность быстрее реагировать, чем на мониторе с частотой 60 Гц» — это полный бред, не имеющий под собой никаких реальных оснований.
Если же вы честно измерили скорость своей реакции, и вдруг оказались настолько быстрым, дерзким, как пуля резким, что вам «не хватает» частоты обновления 60Гц монитора – то вы либо не с этой планеты, либо киборг- засра засланец из будущего.
Так что же? Получается, мониторы с частотой развертки более 60Гц пользователям не нужны? Нет, это совсем не так!
Зачем нужны мониторы с высокой частотой смены кадров
Большее количество герц не просто означает, что экран покажет больше кадров в секунду. Ведь очень важно не только само количество кадров, но и качество этих самых кадров, которые мы увидим.
Поскольку время реакции матрицы у высокочастотных мониторов ниже, при отображении динамических сцен на таких мониторах мы визуально наблюдаем более естественное и плавное отображение событий в динамике. То есть, банально видим менее «смазанные» и более четкие кадры из-за меньшей инерционности матрицы. Изображение на экране становится более реалистичным и менее «мыльным», особенно что касается движущихся объектов – будь то прокручиваемый в окне браузера текст или окружающие персонажа предметы в игровой 3D сцене.
Примечание. У меня есть дисплеи и с частотой 60Гц, и с частотой 75Гц, и с частотой 144Гц. Исходя из личного опыта, скажу, что даже пересев с 60 Гц IPS монитора за 75 Гц IPS монитор получаешь профит — работать и играть за 75 Гц монитором намного приятнее. Даже когда просто скролишь большие тексты/таблицы, серфиш в браузере или смотришь видео, эффект от более быстрой кадровой развертки ЖК-матрицы ощущается. А уж работа за 144Гц монитором и вовсе не идет ни в какое сравнение с 60Гц случаем. Замечу, что когда я сидел только за 60Гц монитором, то, конечно, не замечал его недостатков. Однако после появления в доме 144Гц дисплея, как только я снова садился за старый 60Гц монитор, то буквально сразу замечал, как неприятно он «мылит картинку» даже при банальном скроллинге текста и изображений, не говоря уже за игры. В общем, работать за 60Гц монитором после 144Гц дисплея уже не хочется. За 75Гц монитор со 144Гц дисплея пересаживаться уже легче, хотя и там разница ощущается.
Итак, первое важное преимущество мониторов с высокой частотой смены кадров – они позволяют достичь намного лучшего визуального качества изображения, благодаря снижению размытости движущихся объектов и лучшей четкости динамичного изображения. И это огромный реальный плюс, в том числе очень важный в играх.
Второе преимущество высокочастотных мониторов – они дают возможность более полно «раскрыть потенциал» игровых видеокарт. Например, если ваш компьютер выдает в игре 120 кадров в секунду, а частота монитора всего 60 Гц, то больше 60 кадров/с вы не увидите ни при каких раскладах. По аналогии, это, как если бы вы делали себе два бутерброда с икрой, один съедали, а второй просто выбрасывали, зря потратив продуты. Точно таким же образом и ваш компьютер, вычисляя 120 кадров в секунду, понапрасну тратит половину энергии впустую, так как из этих 120 кадров вы реально увидите только половину. И лишь монитор с высокой частотой кадров позволит реально «оприходовать» все fps от видеокарты.
Наконец, в-третьих, мониторы с высокой частотой смены кадров способны на поддержку технологии компенсации низкой частоты кадров (Low Framerate Compensation, LFC).
Как вы знаете, сегодня существуют две прогрессивные технологии, позволяющие добиться лучшей плавности и более высокого качества вывода изображения на экран – это технологии AMD FreeSync и Nvidia G-Sync. Обе они делают примерно одно и то же: частота обновления экрана у совестимого с технологией монитора точно синхронизируется с частотой кадров видеокарты. Это позволяет устранить неприятные визуальные артефакты, возникающие из-за отсутствия синхронизации кадров, когда на экране могут одновременно отображаться фрагменты сразу нескольких кадров (см. примеры ниже).
Примеры артефактов из-за рассинхронизации частоты кадров видеокарты и монитора
Отсутствие синхронизации чревато не только горизонтальными сдвигами-разрывами изображения, но и резкими переходами или прерываниями между последовательными сценами во время игры, не исключены подобные артефакты и при воспроизведении видео.
Думаю, не нужно объяснять, что «рваные» кадры, резкие переходы и смазы изображения существенно ухудшают визуальное восприятие происходящего на экране, буквально маскируя противников в компьютерной игре и затрудняя прицеливание.
Когда на экране различные части противника «живут отдельной жизнью», прицельная стрельба затруднена. (Источник изображения)
Поэтому технологии FreeSync или G-Sync, устраняющие проблему рассинхронизации кадров, – это на сегодня просто must have. Тем более обе функции не сказываются на производительности ПК так отрицательно, как простое включение синхронизации кадров в игре или видеодрайвере.
Проблема лишь в том, что FreeSync и G-Sync мониторы имеют довольно высокую нижнюю планку поддержки частоты кадровой синхронизации. У некоторых мониторов она начинается с 40 Гц, у некоторых – с 48 Гц, и т.д., и лишь у лучших из лучших синхронизация может стартовать с 30Гц. А что делать, когда из-за высоких настроек качества графики или перманентной загруженности ПК разными задачами производительность компьютера на некоторое время опустится ниже условных 48-40 fps? Опять смотреть на «разрывы» кадров и все сопутствующие безобразия? Нет! Видеть неприятные артефакты не придется, когда на помощь придет технология LFC.
Если частота кадров в игре становится ниже минимальной поддерживаемой монитором частоты обновления экрана, технология LFC «берет управление на себя» и… Отображает одни и те же кадры на экране по пару раз, сохраняя тем самым высокую частоту обновления экрана и плавность игрового процесса. Например, если частота кадров в игре опустилась до 35-40 fps, функция LFC выводит на экран каждый кадр два раза подряд, в итоге на экране монитора изображение обновляется с частотой 70-80Гц, причем состоит оно из абсолютно синхронизированных кадров, без «разрывов».
Таким образом, высокочастотный монитор с поддержкой технологии LFC фактически устраняет ограничение на минимально поддерживаемую частоту синхронного обновления экрана монитора. Причем это касается как FreeSync, так и G-Sync дисплеев. А вот низкочастотные мониторы не в состоянии поддерживать частоты смены кадров в диапазоне 70-80-96Гц и т.п., поэтому LFC им «не по зубам».
Чего стоит остерегаться, выбирая высокочастотные мониторы
Увы, но не все высокочастотные мониторы «одинаково полезны». Проявляйте бдительность, делая свой выбор, и не гонитесь безрассудно за максимально высокой частотой. Например, среди выпускаемых сегодня мониторов с частотой обновления 240Гц полным-полно моделей на TN-матрицах. Причем по столь же конским ценникам, как и на IPS модели. Да, TN матрицы быстры… Но этим их достоинства и исчерпываются. А вот недостатков у таких матриц куда больше: начиная от сравнительно узких углов обзора и заканчивая очень посредственными цветовым охватом и цветопередачей. Поэтому, при выборе высокочастотного монитора, не поленитесь узнать о нем побольше. Лучше уж взять дисплей с меньшей частотой и большим цветовым охватом, чем «высокочастотник» с блеклой невзрачной картинкой. Монитор с хорошей цветопередачей принесет вам намного больше удовольствия при работе, даже если он «всего» 144 Гц, а вот неприглядная картинка на 240Гц дисплее может стать не просто сильным, но и дорогостоящим разочарованием. Впрочем, цветопередача – это уже совсем другая история…
Какой fps вам нужен?
Современный геймер очень часто наслышан о существовании такого понятия как fps (“frames per second”/кадров в секунду), но недостаточно хорошо разбирается в том как частота кадров влияет на игровой процесс.
Действительно ли оправдана неограниченно высокая частота кадров? Есть ли смысл в том, чтобы она превышала частоту обновления монитора?
Портал Techspot попытался разобраться и получить ответ на этот, несомненно насущный, вопрос.
Подробнее о частоте кадров
Сегодня мы обсудим один из самых часто задаваемых вопросов касательно игр на ПК: какой fps вам нужен? Должна ли частота кадров совпадать с максимальной частотой обновления вашего монитора (скажем, 60 кадров в секунду на 60-герцовом мониторе) или лучше если частота кадров будет наибольшей из возможных, к примеру — 500 в секунду?
Чтобы правильно ответить на этот вопрос, нам нужно немного рассказать о том, как видеокарта и монитор работают вместе, чтобы вы могли увидеть заветные кадры своими глазами, а заодно о том, как работают технологии — к примеру, та же вертикальная синхронизация.
Но факт остаётся фактом — игра на fps, значительно более высоком чем частота обновления монитора, действительно положительно сказывается на качестве игрового процесса. Это очень сокращенный ответ на вопрос для всех тех, кто не планирует читать статью до конца. А теперь, давайте перейдем к объяснениям почему всё работает именно так.
Предположим, что у нас есть монитор с частотой обновления в 60 герц. Другими словами, изображение на мониторе обновляется каждую 1/60 секунды, точнее — каждые 16.7 мс. Во время игры нет никаких гарантий, что видеокарта будет способна отрендерить каждый кадр именно за 1.67 миллисекунды. Иногда этот процесс может занять 20 мс, иногда 15 мс, а иногда даже 8 мс. Такова уж природа рендера игр на видеокартах.
С такой разницей в скорости рендера отдельных кадров, возникает разброс и в отправке отрендеренных кадров на монитор. Кадр попадает на дисплей как только полностью отрендерится при выключенной вертикальной синхронизации, а при включённой синхронизации дисплей сначала полностью обновляется и лишь потом отправляет новый кадр.
Выключенная вертикальная синхронизация, “Vsync off”
Использование первого метода, выключенной вертикальной синхронизации, может вызывать разрывы кадра. Это происходит из-за того, что дисплей не может обновить сразу целое изображение, поэтому он обновляется линия за линией — обычно сверху вниз. В процессе видеокарта может успеть подготовить кадр, а из-за того, что мы не используем синхронизацию, кадр сразу же отправится на дисплей. Как итог — прямо посреди обновления, монитор получает уже новые данные и обновляет дисплей этими самыми данными. На выходе вы получаете изображение, на котором в верхней половине экрана находится часть старого кадра, а в нижней — нового.
Разрывы
В зависимости от того, что конкретно изображено на экране, разделение на старые и новые кадры в одном цикле обновления, представляет собой разрыв или же видимую линию между старым и новым кадрами. Обычно это наиболее заметно в динамичных сценах, где между двумя кадрами есть значительная разница.
Но, стоит отметить, пусть выключенная вертикальная синхронизация и вызывает разрывы кадров, у неё все же есть одно преимущество — кадры отсылаются на дисплей сразу же, как только заканчивают рендериться, из-за чего задержка между работой видеокарты и дисплея становится минимальной. Запомните это на будущее.
Включённая вертикальная синхронизация, “Vsync on”
Теперь посмотрим, что происходит при включенной вертикальной синхронизации: видеокарта, вместо того, чтобы отправить новый кадр сразу на дисплей, “подставляет” её в буфер. В первом буфере хранятся кадры над которыми в данный момент ведётся работа, а во втором — кадры, которые дисплей отображает в конкретный момент. Второй буфер не изменяется во время обновления, поэтому на дисплей выводятся данные только одного, полностью отрендеренного, кадра, в результате не происходит разрывов посреди обновления изображения на экране.
Подробнее о включенной вертикальной синхронизации
Второй буфер может измениться только в промежутке между обновлениями кадров. Чтобы обеспечить стабильность этого процесса, после полного рендера кадра видеокарта ждёт пока дисплей обновится. Затем буферы перемещаются, начинается рендер нового кадра и процесс повторяется. Иногда до того, как кадр попадет на дисплей, бывает задействовано сразу несколько буферов, но в целом — это тот минимум, который нужно знать о том, как работает вертикальная синхронизация.
Впрочем, с вертикальной синхронизацией есть две проблемы.
Если видеокарта не успевает отрендерить кадр… все тормозит
Во-первых, если скорость рендера вашей видеокарты меньше частоты обновления монитора (скажем, она выдаёт лишь 40 кадров в секунду на мониторе с частотой 60 Гц), то графический процессор попросту не будет успевать отрендерить полный кадр ко времени обновления дисплея, а значит данные продублируются. Это вызывает так называемые “подвисания”, ведь некоторые кадры отображаются только единожды, в то время как другие — дважды.
Включенная вертикальная синхронизация на 60 Гц-дисплее при 200 кадрах в секунду
Теперь перейдем ко второй проблеме, которая проявляется, если ваша видеокарта, наоборот, очень быстрая и может рендерить кадры со скоростью большей, чем частота обновления монитора. Скажем, карта может выдать 200 кадров в секунду, тем самым выдавая по кадру каждые 5 мс, если, конечно, у вас не 60 Гц дисплей с “окном” обновления в 16.7 мс.
С включённой вертикальной синхронизацией ваша видеокарта создаст следующий кадр за 5 мс, но затем наступят 11.7 мс ожидания следующего цикла обновления второго буфера, а значит и отображения кадра на мониторе для старта работы над следующим кадром. Поэтому с включённой вертикальной синхронизацией количество кадров в секунду не будет превышать частоту обновления монитора, поскольку видеокарте отдается команда проводить рендер не быстрее частоты обновления.
А вот тут и начинается путаница.
Очень часто мы слышим нечто вроде: “блокировать частоту кадров на уровне частоты обновления монитора с помощью вертикальной синхронизации — полезно, ведь иначе дополнительные кадры будут уходить впустую, не отображаясь на экране, и я в результате получу сплошные разрывы”. Многие указывают на то, что вертикальная синхронизация помогает экономить ресурсы видеокарты; пусть карта не тратит их впустую, нет смысла рендерить со скоростью выше частоты обновления монитора — просто поставьте ограничение кадров.
Это рассуждения довольно логичны и отчасти правдивы, но лишь отчасти. А всё потому, что при этом не учитывается время обработки команд и то, сколько времени нужно для их отображения на дисплее.
Включенная синхронизация и команды
Чтобы объяснить, что при этом происходит, давайте рассмотрим диаграмму синхронизации, на которую наложим диаграмму команд, поступающих с клавиатуры и мыши (обычно записываются каждую 1 мс). И давайте снова обратимся к примеру, в котором наша видеокарта может рендерить 200 кадров в секунду,а частота обновления дисплея составляет 60 Гц.
На этом простом графике изображена включенная синхронизация и простая буферная система. Видеокарта начинает рендерить кадр сразу после того, как была получена команда с мышки. Затем проходят 5 мс, за которые рендерится кадр, и остаётся 11.7 мс простоя перед тем, как кадр отправляется в буфер дисплея.
Затем дисплею нужно немного времени на получение кадра, чтобы его отрендерить и физически отобразить на дисплее, линия за линией.
Даже в самом лучшем случае у нас будет задержка, как минимум, в 16.7 мс между введёнными командами и отображением результатов этих команд на дисплее.
Принимая во внимание задержку в выводе команд, время обработки процессора и т.д., задержка между вводом команд и частотой обновления монитора запросто может превышать 50 мс.
Выключенная вертикальная синхронизация с командами, дисплей 60 Гц, 200 кадров в секунду
А теперь давайте рассмотрим диаграмму с выключенной вертикальной синхронизацией. Видеокарта продолжает заниматься рендером кадра вне зависимости от частоты обновления дисплея и на превращение введённой команды в итоговый кадр уходит 5 мс. Дисплей может начать отображать новый кадр сразу, хотя порой может отобразиться лишь его часть. В результате этого, задержка между введённой командой и её отображением на дисплее уменьшается с 16.7 мс до 5 мс. И больше никаких вспомогательных буферов — вы получите именно такую скорость, плюс задержка на введение команды самого монитора.
И вот так вы сможете получить преимущество. В данном случае, при игре на 200 кадрах в секунду, выключенная вертикальная синхронизация на 60-герцовом мониторе, даст результат задержки ввода всего лишь в 5 мс, а с включённой синхронизацией эта задержка достигнет 16.7 мс, если не больше.
Пусть дисплей и не в состоянии отобразить все 200 кадров в секунду, он отображает команды ближе ко времени к заявленным 1/60 секунды, необходимым для их записи.
Этот феномен, разумеется, применим и к мониторам с высокой частотой обновления дисплея. На 144 Гц, например, вы сможете увидеть намного больше кадров в секунду, а следовательно, игра на них в целом будет более плавной. И даже на подобном мониторе, 200 кадров в секунду с выключенной вертикальной синхронизацией обеспечат вам 5 мс отклика ввода вместо 7 мс, которые вас ждут при включенной синхронизации.
А теперь, раз уж мы заговорили о разнице в миллисекундах, вам наверняка интересно заметна ли она в играх.
Тут уже зависит от конкретной игры — разница может быть как отчётливо заметной, так и незаметной вовсе. В динамичных играх вроде CS:GO, 400 кадров в секунду на 60-герцовом мониторе (с задержкой ввода примерно равной 2.5 мс) вам будет казаться, что игра лучше отзывается на движения вашей мышки, чем на 60 кадрах с задержкой в 16.7 мс (или даже больше).
В обоих случаях на дисплее новый кадр будет появляться 60 раз в секунду, однако на мониторах с частотой 144 Гц или 240 Гц игра будет казаться плавнее. Стоит отметить, что разница в задержке ввода команд огромная: на 400 кадрах в секунду задержка в 7 раз ниже. Протестируйте эти мониторы сами и вы гарантированно заметите разницу.
И это объяснение мы взяли не из воздуха — Nvidia в курсе ограничений вертикальной синхронизации в плане задержки ввода команд, именно поэтому они изобрели альтернативу под названием Fast Sync (подобная технология от AMD называется Enhanced Sync). Эта технология синхронизации дисплея работает как комбинация включенной и выключенной вертикальной синхронизации,объединив лучшие характеристики обоих режимов.
Fast Sync создаёт дополнительный буфер для вертикальной синхронизации под названием “последний отрендеренный буфер”. Это позволяет видеокарте продолжать рендерить новые кадры, которые будут попадать в него по мере готовности. Затем, во время обновления дисплея, последний отрендеренный буфер перемещается в передний буфер, к которому у дисплея есть доступ.
Fast Sync / Enhanced Sync
Главный козырь данных технологий заключается в том, что видеокарта больше не простаивает после рендера нового кадра в ожидании обновления дисплея, как это происходит в случае с включённой вертикальной синхронизацией. Вместо этого карта беспрерывно продолжает рендерить, в результате чего новые кадры выходят ближе к началу цикла обновления. Так уменьшается задержка ввода. Однако, отличие от выключенной вертикальной синхронизации, Fast Sync отправляет законченный кадр на дисплей в начале каждого цикла, вместо отправки кадра на дисплей сразу же, из-за чего исчезает проблема разрыва кадров.
Использовать Fast Sync имеет смысл только тогда, когда частота кадров выше частоты обновления дисплея. Но когда она работает, то игры становятся намного более приятными и плавными, а главное — никаких разрывов! И, как мы уже упоминали, у AMD подобная технология фигурирует под названием Enhanced Sync.
Надеемся, что эта статья смогла ответить на часть ваших вопросов вроде того, почему игра на частоте кадров выше частоты обновления вашего монитора, кажется более чуткой к командам или почему полезно запускать игры на высокой частоте кадров, даже если кажется, что ваш монитор не может отразить эту “полезность”.
И напоследок, маленькое замечание: мы не рассматривали технологии адаптивной синхронизации вроде G-Sync и FreeSync поскольку говорили о запуске игр на частоте кадров выше частоты обновления монитора, а адаптивная синхронизация работает совершенно по-другому и не особо важна в контексте этой статьи.
Каким должен быть комфортный FPS в играх
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.
Что такое «частота кадров в секунду»? 24, 30 и 60 FPS
Разбираемся, от чего зависит и на что влияет кадровая частота в играх, кино и мультипликации.
Сохранитесь и подпишитесь: наш Telegram-канал «Чекпоинт» — уютное место, где мы рассказываем об играх и о том, как они создаются.
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:
- 1s — когда каждое изображение уникально.
- 2s — когда каждый из 12 кадров показывают дважды.
- 3s — когда зритель видит 8 сменяемых кадров за секунду.
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».
Фил Спенсер, глава Xbox.
Интервью, 2020 год
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».
Кадзунори Ямаути, руководитель разработки серии Gran Turismo.
Интервью, 2020 год
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.