Hvor mange fps skelner det menneskelige øje. Mere om billedhastighed

Synsmulighederne og hvor mange billeder i sekundet en person ser er stadig ikke fuldt ud forstået. Der er aktiv forskning på dette område. Der er uenighed om, hvilken frekvens der er optimal. I filmfotografering bruges 24 billeder i sekundet, og 25 anses for at have en negativ effekt på psyken.

Hvad er synets kræfter?

Det er værd at overveje strukturen af ​​det menneskelige øje. Kegler og stænger er komponenterne i fotoreceptorer, det såkaldte perceptionssystem. Takket være dem kan du skelne mellem farver og nuancer, opfatte billeder. Vanskeligheden ved at finde de maksimale fps (framers per sekund) ligger i placeringen af ​​disse receptorer. Folk har antallet af fps i periferien visuelt system steget. Dette er en slags tilpasning af organismen til eksistensmåden, som bestemmer, hvad den ser. menneskeligt øje.

Det visuelle system er indstillet på en sådan måde, at det ser hele billedet. Det er derfor, hvis du viser 1 billede i sekundet i et stykke tid, så vil personen se det fulde billede. Det er det dog blevet bevist skarpe fald fps er ubehagelige og næppe opfattes af det menneskelige øje. I stumbiografens dage var antallet af billeder 16, men de grådige ejere af biografen øgede det bevidst til 30, hvilket påvirkede seeroplevelsen negativt. Standarden, der er behagelig for øjnene, er 24 fps. Det visuelle system er unikt: Opfattelse af 60-100 billeder i sekundet kan være behageligt. Dette er dog slet ikke grænsen, da der er tilfælde, hvor FPS var 220.

Er dette grænsen?

Forskere er interesserede i svar på spørgsmål, hvad er den maksimale billedhastighed, og hvad der sker, hvis du øger fps, hvad er meningen. Det ville faktisk være mere logisk ikke at ændre noget, men producenterne af computerspil var ikke tilfredse med denne beslutning. Og det kan enhver gamer være sikker på. Skaberne begyndte at eksperimentere. Formålet med dette var at finde ud af, hvor mange frames der skal til for at få det synlige billede på skærmen til at virke realistisk.

Selvom standard tegnefilm, film og video har en norm på 24, har resultaterne af eksperimenterne hjulpet filmindustrien og spilselskaberne fremad. Dette førte til fremkomsten af ​​et nyt format - IMAX og 3D, som bruges i biografer. Og hovedantallet af rammer i løb, arkader, skydespil og andre er blevet 50, men det kan ændre sig på grund af internettets hastighed.

Forskning

Da dette emne er interessant for mange mennesker, er antallet af udførte eksperimenter også stort. Når alt kommer til alt, vil alle gerne vide om mulighederne i deres vision. Et af de mest usædvanlige og fantastiske eksperimenter kan med rette betragtes som følgende:

Når en gruppe forsøgspersoner så højfrekvent video, lagde de mærke til et ekstra objekt på skærmen.

• Forskere skabte grupper af mennesker.
• De var forsynet med videomateriale, hvor der knap var synlige defekte rammer, der forestillede noget overflødigt. Normalt var det et flyvende objekt.
• Efter at have set, sagde en betydelig del, at de bemærkede et flimmer i videoen.
• Dette overraskede alle, da fps var på 220.

Du kan sætte lidt erfaring på egen hånd derhjemme og teste det visuelle systems evner. For at gøre dette er der en række videoer med forskellige billedhastigheder. Efter visning er det værd at optage observationer i dette øjeblik. Det er dog bedre at undgå materiale med 25 rammer.

Forskere taler om et af hovedemnerne for kontrovers blandt spillere.

Til bogmærker

PC Gamer-redaktør Alex Wiltshire med neurovidenskabsmænd og psykologer for at finde ud af, hvor mange billeder i sekundet i spil det menneskelige øje og hjerne har brug for. Svaret på spørgsmålet var ikke let.

Mange spillere ved, at ikke kun antallet af frames er vigtigt i spil, men også stabiliteten af ​​deres modtagelse: for eksempel kan selv 30 frames opfattes meget mere behageligt end at "hænge ud" i området fra 40 til 50.

Dette skyldes det faktum, at nedtrækninger i nogle scener opfattes som de meget berygtede "bremser" (hjernen forventer at se en vis bevægelse med samme glathed som resten, men computeren har ikke tid til at behandle billedet kl. rigtige hastighed).

Derfor udgiver nogle gange udviklere, der ikke har været nok opmærksomme på optimering, et spil med en grænse på 30 billeder selv på pc, hvilket normalt forårsager mærkbar forargelse blandt spillere. Og for konsolspil uden multiplayer er 30 frames generelt standarden.

Men i sin undersøgelse berørte Wiltshire kun en stabil billedhastighed og berørte ikke spørgsmålet om vertikal synkronisering og andre computerparametre, der påvirker opfattelsen af ​​billedet.

Øjne og hjerne arbejder sammen

Debatten om, hvor mange billeder i sekundet det menneskelige øje kan opfatte, har stået på i lang tid, hovedsagelig fordi der ikke er noget entydigt svar på dette spørgsmål.

Som Wiltshire bemærker, læser en person ikke virkeligheden som en computer, og visuel opfattelse er udelukkende baseret på øjnenes og hjernens fælles arbejde. Derfor ser folk for eksempel anderledes på bevægelse og lys, og perifert syn klarer nogle aspekter af billedet bedre end det primære - og omvendt.

Den tid det tager en person at opfatte visuel information opsummeres fra den tid det tager for lys at trænge ind i øjnene, den tid det tager for informationen at blive transmitteret til hjernen og den tid det tager at behandle den.

Ifølge psykologiprofessor Jordan DeLong kalibrerer hjernen konstant ved at behandle visuelle signaler og beregner gennemsnit fra tusinder og atter tusinder af neuroner, så hele systemet er mere præcist end dets individuelle komponenter.

Som forsker Adrien Chopin bemærker, kan lysets hastighed næppe ændres, men det er ganske muligt at fremskynde den del af den visuelle perception, der finder sted i hjernen.

Spil er næsten den eneste måde forbedre væsentligt de vigtigste indikatorer for dit syn: følsomhed over for kontrast, opmærksomhed og evnen til at spore bevægelsen af ​​mange objekter på samme tid.

Adrien Chopin, forsker i hjernens kognitive funktioner

Som Wiltshire påpeger, er det spillerne, der oftest bekymrer sig om høj frekvens rammer, er i stand til at opfatte visuel information hurtigere end nogen andre mennesker.

Forskelle i opfattelsen af ​​bevægelse og lys

Hvis pæren kører ved 50 eller 60 Hz, vil de fleste opleve, at lyset er konstant, men der er dem, der bemærker et flimmer. Denne effekt kan også opnås ved at dreje hovedet, mens du ser på bilens LED-forlygter.

Samtidig kunne nogle jagerpiloter under testene se billeder, der dukkede op på displayet i 1/250 af et sekund.

Begge disse eksempler fortæller dog ikke, hvordan det menneskelige øje opfatter spil, hvor hovedparameteren er bevægelse.

Som professor Thomas Busey bemærker, høje hastigheder(forsinkelse mindre end 100 millisekunder) kommer den såkaldte Blochs lov i spil. Det menneskelige øje er ikke i stand til at skelne mellem et skarpt glimt, der varede et nanosekund, og et mindre stærkt glimt, der varede en tiendedel af et sekund. Et kamera fungerer efter et lignende princip, som ved en langsom lukkerhastighed kan lukke mere lys ind.

Blochs lov betyder dog ikke, at begrænsningen i menneskelig perception stopper ved 100 millisekunder. I nogle tilfælde kan folk se artefakter i et billede med 500 billeder i sekundet (2 millisekunders forsinkelse).

Som professor Jordan DeLong bemærker, afhænger opfattelsen af ​​bevægelse i høj grad af den position, personen er i. Hvis han sidder stille og ser på genstanden, så er dette én situation, og hvis han går et sted hen, så er det helt anderledes.

Dette skyldes forskellene mellem primært og perifert syn, som folk har arvet fra deres primitive forfædre. Når en person ser direkte på en genstand, kan han skimte de mindste detaljer, men hans syn kan ikke klare hurtigt bevægelige objekter. Perifert syn på den anden side mangler detaljer, men virker meget hurtigere.

Det er dette problem, som udviklerne af virtual reality-hjelme stod over for. Hvis 60 eller endda 30 Hz er nok til en skærm, som en person ser direkte på, så skal billedhastigheden øges til 90 Hz for at seeren skal føle sig normal i VR. Dette skyldes, at hjelmen giver et billede til perifert syn.

Ifølge professor Busey, hvis brugeren spiller et first-person shooter, så giver den øgede billedhastighed ham for det meste mulighed for at opfatte bevægelsen af ​​store objekter bedre end små detaljer.

Dette skyldes det faktum, at spilleren under spillet ikke står ét sted og venter på fjender, men bevæger sig i det virtuelle rum ved hjælp af musen og tastaturet, og ændrer også sin position i forhold til modstandere, der kan optræde i forskellige dele overvåge.

Hvor meget skal hænge i rammer

Meninger om, hvor mange billeder i sekundet en person har brug for, var forskellige. Professor Busey mener, at det er værd at gå igennem mindst 60Hz for komfort, men han ved ikke, om der vil være forskel på 120fps og 180fps for nogle mennesker.

Billedet på tv'ets kinescope vises ikke et øjeblik, som i en film, men tegnes fra top til bund af en elektronstråle i et billede - lidt mindre end 0,02 sek. ved en "europæisk" frekvens på 50 Hz . Desuden tegnes først den ene halvdel af rammen, og derefter, gennem linjen, den anden. Dette reducerer synligheden af ​​flimmer. 50 Hz er frekvensen af ​​felterne, bundet til frekvensen af ​​lysnettet, ellers ville gamle TV have haft interferens i form af en vandret bjælke (nogle gange ses noget lignende på TV i gamle film). I den amerikanske standard - 60 Hz, deraf frekvensen i skærme. Men stadig, faktisk, på store tv'er såvel som på skærme, der er meget tættere på øjet, er flimren af ​​lyse områder mærkbar, derfor blev frekvensen kunstigt øget før overgangen til LCD og plasma i store CRT-tv'er til 100 Hz, og ikke helt I ældre CRT-skærme kunne frekvensen vælges.
På LCD'et er der ikke længere noget bestemt punkt i at øge frekvensen - der bevarer hvert punkt sin tilstand, indtil der kommer et signal om en ændring. Selvom seje computerspillere måske ikke er enige i dette. Generelt er scanning (simpelthen sagt, det er at tegne en ramme på en tv-skærm) ikke kun sammenflettet, men også progressiv, det vil sige, at rammen tegnes ikke gennem en linje af felter, men på én gang. Sådan et billede er bedre for øjnene, men der er problemer med signaltransmission, da det før krævede en bredere båndbredde til signalet, og nu kræver det en højere bitrate. Derfor er det umuligt at øge frekvensen meget. Forresten forårsagede stigningen i frekvensen til 100 Hz på tv nogle gange nye problemer: for eksempel blev løbelinjen fordoblet.
Derudover er der stadig problemer med glatheden af ​​bevægelsen. Ved en frekvens på mindre end 20-25 Hz kan du glemme bevægelsernes jævnhed: dette kan nogle gange observeres på CCTV-kameraer, der opererer med en frekvens på 15 Hz (ofte mindre) - her allerede for at spare plads på harddiske. Men selv med en stigning i frekvensen, mærkeligt nok, opstår der også problemer med bevægelser af objekter, men nu på grund af det faktum, at videosignalet nu er kodet i digital form, og udviklere af codecs - programmer til kodning af video i digitalt format - har det svært her. Derudover kræver en stigning i frekvensen en stigning i ydeevnen af ​​enheders processorer, både kodning og afkodning. I betragtning af at der ikke er problemer med flimren på moderne tv, eksperimenterer de ikke rigtigt med videofrekvens: 25 (30) Hz for interlaced scanning og 50 (60) for progressiv scanning. Sandt nok er brugen af ​​ordet "sweep" for en fuldt digital sti (fra et videokamera til en tv-skærm) ikke helt korrekt, det bruges stadig, fordi det endnu ikke har været muligt at fjerne digitale formater fra analog arv - kompatibilitet med gamle enheder skal sikres.

Hvad er det menneskelige øje? Hvordan ser vi det? Hvordan opfatter vi billedet af verden omkring os? Det lader til, at ikke alle husker skolens anatomitimer godt, så lad os huske lidt om, hvordan de menneskelige synsorganer er arrangeret.

Så hvor mange billeder i sekundet ser det menneskelige øje?

Struktur

Det menneskelige øje opfatter visuel information ved hjælp af keglerne og stængerne, der udgør nethinden. Disse kegler og stænger opfatter videosekvensen forskelligt, men de har evnen til at kombinere forskellig information til et enkelt billede. Stængerne opfanger ikke farveforskelle, men de er i stand til at fange ændringen af ​​billeder. Kegler derimod er fremragende til at skelne farver. Generelt er kombinationen af ​​kegler og stænger det menneskelige øjes fotoreceptorer, der er ansvarlige for at få det sete billede til at se holistisk ud.

Hvor mange billeder i sekundet ser en person? Dette er ofte stillede spørgsmål. På nethinden er fotoreceptorer placeret relativt ujævnt, i midten er der omtrent det samme antal, men tættere på kanten af ​​nethinden udgør stavene størstedelen. Det er denne øjets struktur, der har en meget logisk forklaring set fra naturens side. I de dage, hvor en mand jagede en mammut, hans perifert syn den skulle tilpasses til at fange den mindste bevægelse fra højre eller venstre side. Ellers risikerede han at forblive sulten eller endda død efter at have gået glip af alt i verden, derfor er en sådan øjenstruktur den mest naturlige. Således er strukturen af ​​det menneskelige øje sådan, at det ikke ser individuelle rammer, som i et storyboard til en tegneserie, men en samling billeder som helhed.

Hvor mange billeder i sekundet ser det menneskelige øje?

Hvis du viser en person et billede i sekundet for lang periode med tiden vil han begynde at opfatte ikke billeder separat, men et billede af bevægelse generelt. Men demonstrationen af ​​et videobillede i en sådan rytme er ubehageligt for en person. Selv i stumfilms dage nåede billedhastigheden op på 16 i sekundet. Sammenligner man stumfilmoptagelser med moderne film, får man en fornemmelse af, at optagelserne i det tidlige 20. århundrede blev udført i slowmotion. Når man ser, vil man skynde sig lidt med heltene på skærmen. I øjeblikket er standarden for optagelse 24 billeder i sekundet. Det er den frekvens, der er behagelig for menneskelige organer vision. Men er dette grænsen, hvad er der ud over grænserne for dette område?

Hvor mange billeder i sekundet en person ser, ved du nu.

Lignende videoer

Hvad sker der, hvis du øger billedhastigheden?

Udtrykket billedhastighed (fps) blev først brugt af fotografen Edward Muybridge. Og siden da har filmskabere utrætteligt eksperimenteret med denne indikator. Fra et hensigtsmæssighedssynspunkt kan det virke som om det er urimeligt at ændre antallet af billeder i sekundet, fordi et andet tal ikke vil blive set af det menneskelige øje.

Hvor mange fps opfatter øjet? Vi ved, at 24. Giver det mening at ændre noget? Det viser sig, at alle disse bestræbelser er berettigede. Moderne gamere, og bare folk, der er computerbrugere, kan sige dette med selvtillid.

Videnskabelig begrundelse

Forskere har bevist, at en person ved en 24-fold billedhastighed ikke kun opfatter det overordnede billede på skærmen, men på et underbevidst niveau, individuelle billeder. For spiludviklere er denne information blevet et incitament til at udføre yderligere forskning i mulighederne for menneskeligt syn. Utroligt nok kan det menneskelige øje opfatte video med 60 billeder i sekundet eller mere. Evnen til at opfatte flere billeder øges, når du koncentrerer dig om noget. I dette tilfælde er en person i stand til at opfatte op til hundrede billeder i sekundet uden at miste den semantiske tråd i videobilledet. Og i det tilfælde, hvor opmærksomheden er spredt, kan perceptionshastigheden falde til 10 billeder i sekundet.

Ved at besvare spørgsmålet om, hvor mange fps det menneskelige øje ser, kan du roligt ringe til nummeret 100.

Hvordan foregår forskningen?

Eksperimenter inden for identifikation af de menneskelige synsorganers evner udføres konstant, og videnskabsmænd vil ikke stoppe der. For eksempel udfører de sådanne tests: en kontrolgruppe af mennesker ser de foreslåede videoer med forskellig frekvens rammer. Rammer med en eller anden form for defekt indsættes i visse fragmenter med forskellige tidsintervaller. De skildrer en form for overflødig genstand, der ikke passer ind i den generelle oversigt. Det kunne være et hurtigt flyvende objekt. I alle grupper bemærker mere end 50 % af forsøgspersonerne et flyvende objekt. Denne omstændighed ville ikke forårsage en sådan overraskelse, hvis det ikke var kendt, at denne video blev vist med en frekvens på 220 billeder i sekundet. Selvfølgelig kunne ingen se billedet i detaljer, men selv det faktum, at folk lige kunne mærke flimren på skærmen ved sådan en billedhastighed, taler for sig selv.

Hvor mange billeder i sekundet en person ser, er interessant for mange. Flere interessante detaljer vil blive diskuteret nedenfor.

uventede fakta

Ikke alle ved om dette interessant fakta: eksperimenter med at vise videobilleder ved forskellige frekvenser begyndte for over hundrede år siden i stumfilmens æra. Til demonstrationen af ​​de første film blev filmprojektorer udstyret med en manuel hastighedsregulator. Det vil sige, at filmen blev vist med den hastighed, hvormed mekanikeren drejede knappen, og han blev til gengæld styret af publikums reaktion. Stumfilmens oprindelige hastighed var 16 billeder i sekundet.

Men når man så en komedie, når publikum viste høj aktivitet, blev hastigheden øget til 30 billeder i sekundet. Men sådan en mulighed for vilkårligt at justere visningshastigheden kunne have negative konsekvenser. Da ejeren af ​​biografen ønskede at tjene mere, reducerede han følgelig visningstiden for en session, men øgede selv antallet af sessioner. Dette førte til, at filmproduktionen ikke blev opfattet af det menneskelige øje, og seeren forblev utilfreds. Som følge heraf forbød de i mange lande på lovgivningsniveau visning af film med en accelereret frekvens og bestemte normen i overensstemmelse med hvilken projektionister arbejdede. Generelt, hvorfor studeres fps og det menneskelige øje? Lad os tale om det.

Hvad er det for?

Den praktiske fordel ved disse undersøgelser er som følger: at øge hastigheden af ​​flimrende rammer på skærmen udglatter billedet, som det var, hvilket skaber effekten af ​​kontinuerlig bevægelse. At se standard video 24 billeder i sekundet anses for at være det mest optimale, det er sådan vi ser film i biograferne. Men det nye IMAX widescreen-format bruger en billedhastighed på 48 billeder i sekundet. Dette skaber en fordybende effekt Virtual reality så tæt på virkeligheden som muligt. Denne følelse kan forstærkes yderligere ved brug af 3D-teknologi. Når udviklere laver computerspil, bruger de en cyklus på 50 billeder i sekundet. Dette gøres for at opnå maksimal realisme af spillets virkelighed. Men hastigheden på internettet har også betydning her, så billedhastigheden kan ændre sig op eller ned.

Vi så på, hvor mange billeder i sekundet en person ser.

I begyndelsen var filmlager meget dyrt, så meget, at for at redde det forsøgte instruktører at bruge de færreste billeder, der ville sikre jævn bevægelse. Denne tærskel varierede fra 16 til 24 billeder pr. sekund, og til sidst blev et enkelt niveau på 24 billeder pr. sekund valgt. Denne standard har været etableret i mange årtier og bruges stadig i kinematografi.

Hvor mange rammer skal man vælge

Valg af antal billeder afhænger af den kreative vision og den effekt, du ønsker at opnå. Den langsommere hastighed gør, at hjernen ubevidst erkender, at billedet, der observeres, er "falsk", så valg af 24 fps kan perfekt understrege et fantasibaseret koncept, som i eventyr og andre urealistiske film.

Jo højere antal billeder, jo mere realistiske ser scenerne ud, så denne hastighed er ideel til moderne spillefilm, dokumentarfilm eller actionfilm. Selvom 60 fps teknisk set er den bedste løsning for jævnhed, ser stop-motion-animationer godt ud ved 12 fps, og at se bolden under en kamp optaget med 24 fps er allerede næsten umuligt.

Ofte forsøger udviklere at holde sig til den billedhastighed, der traditionelt bruges i deres region, dvs. 29,97 fps i USA og Japan og 25 fps i Europa og det meste af Asien. Sørg for, at dit valg er gennemtænkt.

Husk, at det menneskelige øje er en kompleks enhed og ikke genkender individuelle rammer, så disse anbefalinger bør ikke betragtes som videnskabeligt beviste fakta, men snarere som et resultat af mange års observation af forskellige mennesker.

Nedenfor finder du information om samlede tal rammer brugt i film og klip:

• 12 fps: Det absolutte minimum, der kræves for at bevægelse kan forekomme. Lavere hastigheder vil blive opfattet som et sæt separate billeder.
• 24 fps: Den mindste værdi, hvor bevægelsen ser ret jævn ud. Dette er en god mulighed, der er velegnet til at skabe atmosfæren i en gammel film.
• 25 fps: TV-standard i EU og de fleste asiatiske lande.
• 30 fps (29,97 for at være præcis): Standard brugt i USA og Japan.
• 48 fps: Værdien er dobbelt så stor som traditionelle film.
• 60 fps: Aktuelt den mest avancerede optagehastighed. De fleste mennesker ser ikke den store forskel i jævn bevægelse, når de optager over 60 fps. Dette antal billeder er fantastisk til at vise hurtig action.

Animation med 12 billeder i sekundet

En høj billedhastighed kan også være nyttig, når du falmer og gør billeder lysere, når mere lave værdier der kan forekomme tab af billedkvalitet.

Du skal selvfølgelig ikke bruge én fast billedhastighed for hele filmen. For eksempel kan du vælge 24 fps for en romantisk effekt og derefter skifte til 60 fps, når det er nødvendigt:

• Eksplosioner: Filmeksplosioner optaget med 24 billeder i sekundet ser enten sprøde, men hakkende eller slørede, men glatte ud. På mere billeder per sekund, kan du vise meget hurtige eksplosioner i detaljer med høj glathed og klarhed.
• Væsker: Ved høje billedhastigheder får du indstillinger for bred blænde, når du optager væsker i hurtig bevægelse.
• Dynamiske scener: såsom boksning, brydning osv.
• Skud og andre objekter i hurtig bevægelse: bevægelsessløring med mere lave frekvenser rammer gør det umuligt at spore motiver i hurtig bevægelse. I scener filmet med stor mængde billeder i sekundet, opstår dette problem ikke.

Du behøver ikke vælge mellem sløring og lav detalje

I scener med hurtig handling og et stort antal små, bevægelige genstande, som f.eks dette Nintendo klip, frekvens i 60 fps giver dig mulighed for at fange alle de mindste detaljer, mens du bevarer en ekstraordinær glathed af billedet.

Optag et minuts video med et stort, og derefter med et lille antal billeder. Del dette opslag med fællesskabet og spørg medlemmerne, hvad de kunne lide ved disse film.