Количество кадров в секунду, оно же FPS (Frames Per Second), это величина отображающая производительность вашего железа в определенных условиях. Сколько кадров в секунду видит человеческий глаз в видеоиграх? Вопрос о FPS и видеоигры, и то, как это воспринимается нашими глазами, стало очень повторяющимся из-за технического прогресса. Из-за этого, количество кадров, которые человек видит за одну секунду, может значительно различаться.
Сколько кадров в секунду может видеть человеческий глаз?
А сколько кадров в секунду видите вы? Но сколько кадров в секунду нужно установить, чтобы записать качественную «картинку» при видеонаблюдении за человеком? Миф базируется на убеждении, что человеческий глаз не может распознать больше 24 кадров в секунду.
Исследования
- Мифы про FPS и зрение человека, в которые уже можно не верить
- Элитные спортсмены видят «больше кадров в секунду»
- Создана самая быстрая камера в мире: снимает со скоростью 156 триллионов кадров в секунду
- Исследование: не все люди видят разницу между 30 и 60 FPS
- Сколько кадров в секунду видит человеческий глаз?
Сколько кадров в секунду (FPS) может видеть человеческий глаз
Это происходит по той причине, что зрительная система человека имеет конечную способность обрабатывать увиденное. Соответственно, после определённого момента дополнительные кадры не приводят к заметному улучшению плавности и чёткости движений. Кроме того, способность различать разницу в частоте кадров зависит от множества факторов — включая чувствительность человека, условия просмотра и тип просматриваемого контента. Например, разница между 30 и 60 кадрами в секунду довольно заметна с точки зрения плавности и чёткости изображения, особенно в насыщенных экшеном видеоиграх или в процессе просмотра «высокоскоростных» видеоматериалов. Но при переходе к более высокой частоте кадров, например, от 220 до 250 FPS, улучшение качества изображения становится гораздо менее заметным. Некоторые люди замечают смену кадра даже при 500 Гц Острота зрения и чувствительность к движению существенно варьируются в зависимости от конкретного человека — это значит, что некоторые люди могут воспринимать повышение частоты кадров лучше, чем другие. Некоторые пользователи особенно чувствительны к изменениям в движении, из-за чего более высокая частота кадров для них более полезна, и этому способствует целый ряд факторов.
Например, речь идёт о биологических особенностях в зрении или тренировках. Также учёные провели ряд исследований, в рамках которых доказали, что некоторые люди в специальных условиях могут замечать формирование изображения на частоте в 500 Гц.
Чем он выше, тем меньше "рывков" и "дерганий" будет в динамичных сценах. Высокий FPS особенно важен в компьютерных играх и фильмах, где много быстрых движений камеры или объектов. Например, шутеры или гоночные симуляторы требуют FPS не ниже 60, чтобы геймплей был комфортным. А для кинематографических фильмов достаточно стандарта в 24 кадра в секунду. Как устроен человеческий глаз Чтобы понять, какое количество FPS способен различать человек, стоит разобраться, как устроен наш глаз. В сетчатке глаза есть два типа фоторецепторов: Палочки - чувствительны к яркости, отвечают за черно-белое изображение. Колбочки - чувствительны к цвету, отвечают за цветное изображение.
Эти рецепторы преобразуют свет в нервные импульсы, которые затем поступают в мозг. У палочек и колбочек есть важное свойство - инертность. Это время, которое требуется рецептору, чтобы воспринять изображение и отправить сигнал в мозг. Чем ниже инертность, тем быстрее глаз успевает "переключаться" между кадрами и тем выше эффективный FPS. Инертность палочек составляет около 20 мс, а колбочек - около 50 мс. То есть палочки реагируют примерно в 2 раза быстрее. Также палочки и колбочки распределены по сетчатке неравномерно: В центре - примерно одинаково палочек и колбочек По краям - только палочки При работе за компьютером или просмотре фильмов используется в основном центральная область сетчатки. Поэтому при подсчете FPS, воспринимаемого глазом, нужно ориентироваться на показатели смеси палочек и колбочек. Чем она ниже, тем эффективнее FPS.
Согласно исследованиям, минимальная инертность зрительной системы человека составляет около 20 мс. Это эквивалентно 50 кадрам в секунду.
После просмотра значительная часть говорила о том, что заметила мелькание в видео. Это поразило всех, так как фпс было на уровне 220. Небольшой опыт можно поставить самостоятельно дома и проверить способности зрительной системы. Для этого существует ряд видео с разной частотой кадров.
После просмотра стоит записать наблюдения в этот момент. Однако лучше избегать материала с 25 кадром. При создании шлемов виртуальной реальности разработчики столкнулись с проблемой. Выяснилось, что периферийное не различает детали, но имеет большую скорость. Поэтому нужно было менять значение в 30 и 60 герц, которые подходят для мониторов. После нескольких попыток выяснилось: для комфортного нахождения в шлеме это значение должно доходить до 90 Гц.
Кадры и обновления экрана не смешиваются и не совпадают! Как было упомянуто ранее, существуют проблемы, если фреймрейт и частота обновления экрана не синхронизированы, то есть когда частота обновления не делится без остатка на фреймрейт.
Проблема: разрыв экрана Что происходит, когда ваша игра или приложение начинают рисовать новый кадр на экране, а дисплей находится посередине цикла обновления? Это буквально разрывает кадр на части: Вот что происходит за сценой. Затем монитор считывает этот фрейм и начинает его отображать здесь вам нужна двойная буферизация, чтобы всегда одно изображение отдавалось, а одно составлялось.
Разрыв происходит, когда буфер, который в данный момент выводится на экран сверху вниз, заменяется следующим кадром, который выдаёт видеокарта. В результате получается, что верхняя часть вашего экрана получена из одного кадра, а нижняя часть — из другого. Примечание: если быть точным, разрыв экрана может произойти, даже если частота обновления и фреймрейт совпадают!
У них должна совпадать и фаза, и частота. Разрыв экрана в действии. Из Википедии Это явно не то, что нам нужно.
К счастью, есть решение! Решение: Vsync Разрыв экрана можно устранить с помощью Vsync, сокращённо от «вертикальная синхронизация». Это аппаратная или программная функция, которая гарантирует, что разрыва не произойдёт — что ваше программное обеспечение может отрисовать новый кадр только тогда, когда закончено предыдущее обновление экрана.
Vsync изменяет частоту изъятия кадров из буфера вышеупомянутого процесса, чтобы изображение никогда не изменялось посередине экрана. Следовательно, если новый кадр ещё не готов для отрисовки на следующем обновлении экрана, то экран просто возьмёт предыдущий кадр и заново отрисует его. К сожалению, это ведёт к следующей проблеме.
Новая проблема: джиттер Хотя наши кадры больше не разрываются, воспроизведение всё равно далеко не плавное. На этот раз причина в проблеме, которая настолько серьёзна, что каждая индустрия даёт ей свои названия: джаддер, джиттер , статтер, джанк или хитчинг, дрожание и сцепка. Давайте остановимся на термине «джиттер».
Джиттер происходит, когда анимация воспроизводитеся на другой частоте кадров по сравнению с той, на которой её снимали или предполагали воспроизводить. К сожалению, именно это происходит при попытке отобразить, например, контент 24 FPS на экране, который обновляется 60 раз в секунду. Время от времени, поскольку 60 не делится на 24 без остатка, приходится один кадр показывать дважды если не использовать более продвинутые преобразования , что портит плавные эффекты, такие как панорамирование камеры.
В играх и на веб-сайтах с большим количеством анимации это даже более заметно. Многие не могут воспроизводить анимацию на постоянном, делящемся без остатка фреймрейте. Вместо этого частота смены кадров у них сильно изменяется по разным причинам, таким как независимая друг от друга работа отдельных графических слоёв, обработка ввода пользовательских данных и так далее.
Вас это может шокировать, но анимация с максимальной частотой 30 FPS выглядит гораздо, гораздо лучше, чем та же анимация с частотой, которая изменяется от 40 до 50 FPS. Необязательно мне верить на слово; посмотрите своими глазами. Вот эффектная демонстрация микроджиттера микростаттера.
Борьба с джиттером При преобразовании: «телекинопроектор» « Телекинопроектор » — метод преобразования изображения на киноплёнке в видеосигнал. Дорогие профессиональные конвертеры вроде тех, что используются на телевидении, осущестьвляют эту операцию в основном с помощью процесса, который называется управление вектором движения motion vector steering. Он способен создавать очень убедительные новые кадры для заполнения промежутков.
В то же время по-прежнему широко используются два других метода. Так что если вы когда-нибудь гадали, почему «Охотники за привидениями» в Европе на пару минут короче, то вот ответ. Хотя метод работает на удивление хорошо для видео, он ужасно отражается на звуке.
Почти на полтона хуже. Возьмём реальный пример крупного провала. Но поскольку Blu-Ray идёт на 24 FPS, им пришлось выполнять обратное преобразование видео, так что они снова его замедлили.
Конечно, с самого начала плохой идеей было выполнять такое двойное преобразование, из-за потерь, но что ещё хуже, после замедления видео для соответствия частоте кадров Blu-Ray они забыли изменить обратно тон на звуковой дорожке, так что все актёры в фильме внезапно стали звучать сверхдепрессивно, разговаривая на полтона ниже. Да, это реальная история и да, она очень оскорбила фанатов, было много слёз, много плохих копий и много потерянных денег после большого отзыва дисков. Мораль истории: изменение скорости — не самая лучшая идея.
Если только вы по-настоящему не любите бурундучков, это будет не лучшим вариантом. Вместо этого используется процесс под названием 3:2 pulldown среди прочих , который стал самым популярным методом преобразования. В рамках этого процесса берут 4 оригинальных кадра и преобразуют их в 10 чересстрочных полукадров или 5 полных кадров.
«Элитные» спортсмены по-другому видят этот мир: они замечают больше кадров в секунду
30 кадров в секунду — на шесть кадров больше, чем 24 кадра в секунду, что означает, что за тот же промежуток времени устройству нужно обработать на 25% больше изображений. Просто задаётся вопрос: "Если люди не видят больше 35 кадров в секунду, то как мы тогда смотрим ролики на Youtube при 60 кадрах?". Большинство людей не видит особой разницы в плавности движений при съемке выше 60 кадров в секунду.
Что такое частота кадров видео и почему это должно вас волновать
Зрительная система настроена таким образом, чтобы видеть цельную картину. Вот почему если показывать по 1 кадру в секунду некоторое время, то человек увидит полное изображение. Однако доказано, что резкие перепады fps дискомфортные и их с трудом воспринимает человеческий глаз. Во времена немого кино количество кадров равнялось 16, но жадные владельцы кинотеатра намеренно увеличивали до 30, что негативно влияло на впечатления от просмотра. Стандартом, комфортным для зрения, является 24 фпс. Зрительная система уникальна: комфортным может быть восприятие 60—100 кадров в секунду. Однако это вовсе не предел, так как известны случаи, где фпс было 220. Предел ли это? Ученых интересуют ответы на вопросы, какая частота кадров максимальна и что произойдет, если увеличить fps, каков в этом смысл.
И правда, логичнее было бы ничего не менять, однако производителей компьютерных игр такое решение не устроило. И в этом может убедиться каждый геймер. Создатели начали проводить эксперименты. Целью этого было узнать, какое количество кадров необходимо, чтобы видимая картинка на мониторе казалась реалистичной. Хотя в стандартных мультфильмах, кино и видео норма этого показателя равна 24, но результаты опытов помогли киноиндустрии и игровым компаниям продвинуться вперед. А основным количеством кадров в гонках, аркадах, шутерах и других стало 50, однако может изменяться из-за скорости интернета. Расстановка акцентов Вероятно, отсутствие четкой и ясной цели привело к развитию цифрового кино только в техническом направлении, наносящему вред как художественной ценности цифрового контента, так и его потребителю. Производители телевизоров, несмотря на недавний взлет и падение , решили не останавливаться и продолжили предлагать потребителю новые технологии — UHD, SUHD, HDR и многие другие загадочные аббревиатуры, сбивающие покупателя с толку и побуждающие его тратить деньги на инновации.
Производители телевизоров придерживались этой стратегии задолго до появления общих для всех стандартов, в то время как производители контента оставались без технологического ориентира, а провайдеры цифрового ТВ стремительно запускали , несмотря на явную нехватку контента в. UHD, высокий динамический диапазон HDR , высокая частота кадров HFR , расширенная цветовая гамма — эту гремучую смесь инноваций мы наблюдаем на экранах, однако более аккуратно собранная комбинация новых технологий была бы самым оптимальным решением как для создателей контента, так и для его зрителей. То, что мы можем сделать , еще не значит, что это лучшее решение проблемы. На самом деле мы еще даже полностью не осознаем ее. Научное обоснование Ученые доказали, что при 24-кратной частоте кадров человек воспринимает не только общую картинку на мониторе, но на подсознательном уровне отдельные кадры. Для разработчиков игр эта информация стала стимулом к проведению дальнейших исследований возможностей органов зрения человека. Поразительно, но глаз человека может воспринимать видеоряд со скоростью 60 кадров в секунду и более. Способность к восприятию большего количества изображений увеличивается, когда вы концентрируетесь на чем-либо.
В этом случае человек способен воспринимать до ста кадров в секунду, не теряя семантической нити видеоизображения А в случае, когда внимание рассеивается, скорость восприятия может упасть до 10 кадров в секунду Отвечая на вопрос о том, сколько fps видит человеческий глаз, можно смело назвать цифру 100. С какой частотой на самом деле видит человеческий глаз Органы зрения человека — не искусственное приспособление. Поэтому ни один ученый с точностью не может выявить цифру, какое количество кадров в секунду воспринимают глаза человека. Для каждого индивида данные варьируют в зависимости от степени развитости головного мозга и глазных яблок, скорости передачи нервного импульса, остроты зрения. На самом деле, человеческие органы зрения видят не попеременные кадры, а картинку целиком. Кадры глаза воспринимают только в том случае, если просматривать кинофильм. Окружающая действительность видится человеком следующим образом: в результате смены картинки в процессе движения человеку без разницы, сколько кадров в секунду образуется, изображение для него не поменяется; глаза воспринимают объекты лучше, если они движутся быстро и резко; если перед глазами человека располагается движущийся объект, то чем больше кадров в секунду будет, тем лучше восприятие. Именно из-за вышеперечисленных факторов можно сказать, что человек видит картинку с FPS намного больше, чем 24 кадра в секунду.
Насколько четко будут отображаться движущиеся предметы в головном мозге человека, зависит здоровье органов зрения. Если острота восприятия снижается, картинка будет расплывчатой. Влияет не только количество кадров в секунду, но и следующие факторы: амплитуда смены кадра; резкость от перехода на разные цвета; время, необходимое для одного кадра. Можно склеить 100 не схожих кадров вместе и перелистывать их быстро. Человек в это время будет ощущать дискомфорт, так как вышеперечисленные параметры не соблюдены. Неприятное ощущение образуется из-за того, что органы зрения человека пытаются воспринять каждый кадр в отдельности, так как они не взаимосвязаны. У испытуемого болят глаза, голова. Если у человека наблюдается эпилепсия, начнется приступ.
Если они увеличиваются, это вызывает неприятные ощущения в глазах, дискомфорт. При этом считается, что при высокой смене кадров за одну секунду показывается большое число картинок, человеческий глаз распознает их плавно. Но даже если он не видит смену кадра, головной мозг все равно ее воспринимает. Пределы человеческого зрения сколько кадров в секунду видит человеческий глаз 24 кадра в секунду — не предел возможностей человеческого глаза. Это оптимальное количество кадров, при котором видеоряд воспринимается наиболее удобно: нет провисаний или скачков. Когда кинематограф был немой и киномеханики крутили ручки, они самостоятельно выбирали скорость видеоряда исходя из темперамента зрителей: для спокойной публики частота составляла 20-24 кадра, а для активной — 24-30. Изменяя параметры, Вы сможете установить личную скорость зрения: Когда Вы концентрируете внимание на чём-либо, то способны воспринимать до сотни кадров в секунду, не упуская при этом семантической нити происходящего. Статья сколько кадров в секунду видит человеческий глаз опубликована в рубрике — Познавательное.
В определенные фрагменты в разных промежутках времени вставлены кадры с каким—либо дефектом. Популярное на сайте Откуда взялся миф про 24 кадра Стандартная кинопленка 35 мм после проявки Center for Teaching Quality Миф о том, что человеческий глаз видит максимум 24 кадра в секунду, имеет вековую историю.
Допустим играя в шутер вы можете воспринимать 220 кадров и более. Важным фактором в подаче изображения, естественно, является монитор. Но способен ли на это ваш монитор?
Количество кадров в секунду выдает именно видеокарта — она источник изображения. Количество кадров, которое выдает видеокарта, может не совпадать с частотой обновления кадров на мониторе.
Механизм восприятия видео человеком Глаз человека начинает идентифицировать смену неподвижных картинок в секунду как прерывистое движение, когда их число достигает 12. Если значение FPS мало, то анимация выглядит неровной, а если слишком велико — возникает эффект гиперреалистичности. Что влияет на скорость работы компьютера 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. Исследования Так как эта тема интересна для многих людей, то количество проводимых опытов тоже велико. Ведь все хотят узнать о возможностях своего зрения. Одним из самых необычных и удивительных экспериментов можно по праву считать следующий: Когда группа испытуемых просматривала высокочастотное видео, то заметила лишний предмет на экране. Читайте также: Спектральная оптическая когерентная томография: принципы и возможности метода Ученые создавали группы людей. Предоставляли им видеоматериал, в котором присутствовали еле видимые дефектные кадры с изображением чего-то лишнего. Обычно это был летящий объект.
После просмотра значительная часть говорила о том, что заметила мелькание в видео. Это поразило всех, так как фпс было на уровне 220. Небольшой опыт можно поставить самостоятельно дома и проверить способности зрительной системы. Для этого существует ряд видео с разной частотой кадров. После просмотра стоит записать наблюдения в этот момент. Однако лучше избегать материала с 25 кадром. При создании шлемов виртуальной реальности разработчики столкнулись с проблемой.
Многие из вас не согласятся с тем, что мы собираемся рассказать вам дальше, а многие другие будут чувствовать себя полностью отождествленными.
Что неопровержимо, так это то, что эксперты в области визуального и оптического познания имеют совершенно другую точку зрения на этот вопрос, чем мы, как игроки. Аспекты человеческого зрения: что говорят эксперты Прежде всего необходимо понять, что люди по-разному воспринимают разные аспекты зрения в зависимости от человека. Обнаружение движения - это не то же самое, что обнаружение света, поскольку разные части глаза работают по-разному, и наглядным примером этого является то, что у нас в центре зрения где мы фокусируемся выглядит резче, чем на периферии из «уголка глаза». Свет, проходящий через роговица требуется некоторое время, чтобы преобразовать в информация, что наш мозг могут действовать, а мозг может обрабатывать информацию только с определенной скоростью. Джозефа в Ренсселере, США, - Мы действительно можем воспринимать вещи, например ширину одной или двух параллельных линий, и это намного больше, чем мог бы сделать отдельный нейрон, поскольку на самом деле тысячи и тысячи нейронов действуют в унисон. На самом деле ваш мозг в целом гораздо точнее, чем его отдельная часть ». Есть много исследований, которые подтверждают, что у геймеров зрение и восприятие намного выше среднего, поскольку мы потратили годы на «тренировку» своих глаз. Игры уникальны, они являются одним из немногих способов значительно улучшить почти все аспекты зрения, поэтому контрастная чувствительность, навыки внимания и одновременное отслеживание нескольких объектов намного лучше.
Этот метод настолько хорош, что, по сути, для зрительной терапии используются игры. Итак, прежде чем кто-то рассердится на исследователей, которые говорят о скорости FPS, которую может видеть человеческий глаз, мы должны иметь в виду, что исследования показывают, что у геймеров есть зрение, уровень внимания и способность отслеживать движущиеся объекты намного лучше, чем « человек, не являющийся геймером. Восприятие движения Теперь перейдем к некоторым числам. Первое, о чем следует подумать, - это частота мерцания изображений: большинство людей воспринимают мерцающий источник света как постоянное освещение со скоростью от 50 до 60 раз в секунду, или герц.
До 60 fps: исследование наглядно показало возможности человеческого глаза
Вопрос, сколько кадров секунду видит глаз примерно из той же серии, что и сколько. В статье подробно разбирается вопрос: сколько кадров в секунду видит человеческий глаз. Инженеры из Национального научно-исследовательского института Университета Квебека в Канаде создали сверхбыструю камеру, которая может делать снимки со скоростью до 156,3 триллиона кадров в секунду. Миф о том, что человеческий глаз видит максимум 24 кадра в секунду, имеет вековую историю. Шведская суперкамера за одну секунду может сделать в 2000 раз больше кадров, чем количество секунд, которое мы проживаем за всю жизнь.
Создана самая быстрая камера в мире, делающая 156,3 триллиона кадров в секунду
| Плавнее, еще плавнее: о 24 кадрах в секунду и выше | Если человеческийглазвидит только 24 кадра в секунду, то почему видео в 60 fps кажутся нам плавнее? |
| До 60 fps: исследование наглядно показало возможности человеческого глаза - Hi-Tech | Сколько кадров в секунду может реально увидеть человеческий глаз? |
| T-CUP: самая быстрая в мире камера снимает 10 триллионов кадров в секунду | Сколько кадров в секунду видит человек, интересно многим. |
Сколько кадров в секунду видит человеческий глаз?
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. 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, превышает 60. Зачем нужно знать о частоте мерцания? Это может отвлекать, если вы можете воспринимать частоту мерцания, а не один непрерывный поток света и изображений. Итак, сколько FPS может увидеть человеческий глаз? Вы можете задаться вопросом, что происходит, если вы смотрите что-то с действительно высокой частотой кадров. Вы действительно видите все те кадры, которые мелькают? В конце концов, ваш глаз не движется со скоростью 30 изображений в секунду.
Короткий ответ: возможно, вы не сможете сознательно регистрировать эти кадры, но ваши глаза и мозг могут их осознавать. Например, возьмем скорость 60 кадров в секунду, которую многие считают верхним пределом. Некоторые исследования показывают, что ваш мозг на самом деле может распознавать изображения, которые вы видите, в течение гораздо более короткого периода времени, чем думали эксперты. Например, авторы исследования 2014 года из Массачусетского технологического института обнаружили, что мозг может обрабатывать изображение, которое видит ваш глаз, всего за 13 миллисекунд - это очень высокая скорость обработки.
По-английски это слово звучит как «кадр», однако является аббревиатурой от «Frequency Recognition Algorithm for Multiple Exposures» Алгоритм частотного распознавания для множественных экспозиций. Описывая камеру, создатели поясняют, что она может «практически остановить распространение света», запечатлевая события столь короткие, как 0,2 триллионных секунды. Ученые считают, что камера поможет документировать различные явления в химии, физике, биологии и медицине — на невозможном ранее уровне.
Насколько это много — пять триллионов раз в секунду? Это пятерка с двенадцатью нулями — 5000000000000. Для сравнения — если принять продолжительность человеческой жизни за 80 лет, то в ней уложится 2,5 миллиарда секунд.
Обнаружение движения — это не то же самое, что обнаружение света. Другое дело, что разные части глаза работают по-разному. Центр вашего зрения хорош в одних вещах, периферия в других. И еще одно: существуют естественные физические ограничения тому, что мы можем воспринимать.
Свету, проходящему через роговицу, требуется время, чтобы стать информацией, на основании которой мозг может действовать, а наш мозг может обрабатывать эту информацию только с определенной скоростью. Делонг-ассистент профессора психологии в Колледже Святого Иосифа в Ренсселере, и большинство его исследований посвящено зрительным системам. Это потому, что зрительное восприятие можно тренировать, а экшн — игры особенно хороши для тренировки зрения. Настолько хорошо, что игры используются в зрительной терапии. Поэтому, прежде чем вы рассердитесь на исследователей, которые говорят о том, какую частоту кадров вы можете и не можете воспринимать, похлопайте себя по плечу: если вы играете в экшн-игры, вы, вероятно, более восприимчивы к частоте кадров, чем средний человек. Как наш мозг обрабатывает реальность Во-первых, важно понимать, как вы вообще можете видеть изображения. Свет проходит через роговицу в передней части глаза, пока не попадает в хрусталик.
Затем хрусталик фокусирует свет на точку в задней части глаза в месте, которое называется сетчаткой. Затем фоторецепторные клетки в задней части глаза превращают свет в электрические сигналы, а клетки, известные как палочки и колбочки, улавливают движение. Зрительный нерв передает электрические сигналы в мозг, который затем преобразует их в изображения. 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. 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.
Ученые считают, что камера поможет документировать различные явления в химии, физике, биологии и медицине — на невозможном ранее уровне. Насколько это много — пять триллионов раз в секунду? Это пятерка с двенадцатью нулями — 5000000000000. Для сравнения — если принять продолжительность человеческой жизни за 80 лет, то в ней уложится 2,5 миллиарда секунд. Всего-то два с половиной миллиарда! Шведская суперкамера за одну секунду может сделать в 2000 раз больше кадров, чем количество секунд, которое мы проживаем за всю жизнь.
Что Такое Частота Кадров и Какую Выбрать?
Новая технология сверхскоростной фотографии (T-CUP) со скоростью 10 триллионов кадров в секунду позволяет захватывать любое событие с интервалом кадра 100 фемтосекунд. Миф о том, что человеческий глаз видит максимум 24 кадра в секунду, имеет вековую историю. Мозг человека способен воспринимать подаваемое изображение в виде движения, если минимальная частота кадров равна хотя бы 16 за секунду. Получается 1 500 кадров / 12 кадров в секунду = 125 секунд Значит, нам достаточно 1 500 кадров, что создать двухминутный фильм.