Warum müssen Videospiel-Framerate so viel höher sein als TV- und Kino-Framerate?

Es scheint, dass Videospiele etwas wie 60 Bilder pro Sekunde haben müssen, um glatt und realistisch zu sein. Aber TV und Filme haben nur etwa 24 oder 25. Warum der Unterschied?

Zwei Gründe:

1. Reaktionsfähigkeit der Eingabe

Es gibt einen großen Unterschied in das Gefühl des Gameplays, wenn Eingang & Antwort nur 24 Mal pro Sekunde vs 60 Mal pro Sekunde passieren, vor allem für schnelllebige Spiele wie erste Person Schützen.

Netzwerkpuffer und Eingabepuffer werden auf separaten Threads gefüllt, was bedeutet, dass der neue Status vom Spielserver oder die Tastenbetätigung von Ihrem Gamepad ausgeht, muss bis zur nächsten Iteration in der "Update Loop" der Game Engine warten . Diese Wartezeit kann so lang wie 42 ms für 24 Updates pro Sekunde, während nur 16 ms für 60 Updates pro Sekunde. Das ist ein 26 ms Unterschied oder etwa 25% der "lag", die wir auf einer 150 ms Serververbindung gegen eine 50 ms Serververbindung erleben.

Ich glaube, es gibt ein Stück Geschichte, das du hier vermisst, also lass es mich zu versuchen, es zu füllen.

Wenn Sie google 60fps vs 24fps finden Sie endlose Fäden von Menschen fragen, was der Unterschied ist. Die meisten Leute werden Ihnen sagen, dass 24fps seit den 20er Jahren der Standard gewesen ist, aber es gibt wenig Erklärung, warum.

Wenn wir eigentlich auf die Schaffung von Film zurückblicken, wird das feststellen, dass 24fps nicht immer der Standard war. Edison selbst empfahl ursprünglich 48 fps mit der Feststellung, "etwas weniger wird das Auge belasten." Edison-Filme folgten jedoch nicht diesem Standard, noch schienen sie überhaupt standardisiert zu sein (mit einzelnen Filmen mit einer Variation von größer als 10fps im Laufe des Films). American Mutoscope, einer von Edisons Rivalen, tatsächlich verwendet 40fps, aber die resultierende Kamera wog fast eine Tonne.

Allerdings verbrachten diese schnellen gedrehten Filmen zu viel Film (ein Luxus zu der Zeit) und von Victor Milners Zeit war der Standard 16 fps. Mehr als praktische Überlegungen, viele Film-Buffs tatsächlich kritisiert Filme schneller als 16fps als "zu schnell". Die Geburt einer Nation , zum Beispiel, wurde so langsam wie 12fps in einigen Abschnitten.

Das Hauptproblem mit der Periode zwischen 1910 und 1920 war, dass die Filmgeschwindigkeit so viel variierte. Sogar für einen einzelnen Filmographen tendierten ihre Bildraten zwischen den Filmen. Mitte der 20er Jahre hatten die Kameramänner begonnen, sich auf ihre geringe Geschwindigkeit zu stolz und in der Lage zu sein, 16fps zu approximieren (was sie gewöhnlich in den Füßen des Films gemessen haben). Mittlerweile hatten die Theater angefangen, schnellere und schnellere Geschwindigkeiten zu fordern. Während 16 fps vielleicht professioneller aussah, in einem gekrönten Theater (oder einem kleinen), schien das Publikum den Film mit 24 Bildern pro Sekunde besser zu decken.

Als Annapolis 1928 erschossen wurde, beauftragte das Studio 24 Bilder pro Sekunde. Während viele Filmbesatzungen die häufigeren Kamera-Reload nicht mehr schätzen (16 Frames pro Sekunde entspricht etwa 1.000 ft in 16 Minuten). Als die motorisierten Kameras üblich wurden, waren 24 Frames zu einem De-facto-Standard geworden.

Es ist wichtig zu beachten, das war keine technische Begrenzung, noch war es (häufig) eine finanzielle. Es war das Endergebnis von zwei gegensätzlichen Kräften (Kamerateams und Schauspieler gegen Studios und Theater), die eine andere Geschwindigkeit wünschten.

Warum also nicht 60?

Es ist erwähnenswert, dass viele TVs (zB NTSC) 59,94 Frames pro Sekunde (60 Hz / 1,001) zählen, die Interlacing zählen. Wenn Sie Rabatt verflogen ist es 29,97 fps. Dies hat mit zu tun, wie das Interlacing tatsächlich umgesetzt wird (speziell, um das Schlagen auf der Grundlage von 60 Hz Stromquellen in den USA zu entfernen) zu entfernen. Ursprünglich wählten sie 60fps, um die Stromquelle anzupassen, aber dies verursacht tatsächlich Intermodulation (Schlagen), die als flackernde erscheint.

Es gibt Hinweise darauf, dass die menschliche Sehschärfe nach etwa 30 Bildern pro Sekunde stark abfällt, obwohl die meisten Menschen immer noch Diskontinuitäten in der Bewegungsillusion bis zu 60-75 Frames pro Sekunde erkennen können. Was gibt es mehr gibt es eine große Bibliothek von Beweisen, dass das menschliche Auge Jitter über 300 Bilder pro Sekunde erkennen kann (Steinmetz 1996). Also ist es eine anständige Frage zu fragen, warum nicht 60? 60fps selbst ist ein Artefakt der verschiedenen Technologie (Fernsehen mit 30 Frames pro Sekunde und Interlacing Frames ).

Ok, also wurden wir in 60fps gezwungen, warum halten unsere 24 fps Standard?

Bei der Herstellung von Heimfilmen wurde zunächst eine mögliche Betrachtung (VCR-Camcorder gelesen, mein Vater hatte eine für Jahre, die Sache nahm tatsächlich ein VCR-Band und schrieb darauf), sie wurden für die TV-Produktion optimiert (dh 60fps). Infolgedessen hatten Heimkino eine weit überlegene Bildrate zum Standardfilm. Leider wurde dies schnell mit der Amateurproduktion verbunden (die meisten Heimkino waren). Betrachten Sie Filme, die Film-Schuss auf einer Hand gehalten Kamera. Die meisten Menschen können sofort erkennen, die viel schnellere Rate, aber mehr überraschend ist, dass die meisten Leute werden Ihnen sagen, es sieht niedriger Qualität.

Die Wahrheit ist, wir denken an 24fps als besser aussehen, weil wir trainiert wurden.

Eine Anzahl von Direktoren hat versucht, von 24fps zu brechen (Peter Jackson schießt bei 48, James Cameron bei 60), aber fast immer sind sie gezwungen, diese Filme auf dem alten Standard zu zeigen. Die Leute denken nur, dass es besser aussieht. Filmgeschwindigkeit (wie viele Dinge) ist ein soziales Phänomen.

Ich hasse es, den Wikipedia-Eintrag für die Bildrate zu nennen , aber es macht Sinn:

In modernen handlungsorientierten Spielen, bei denen Spieler visuelle Objekte visuell verfolgen und schnell reagieren müssen, werden die Bildraten zwischen 30 und 60 FPS von den meisten akzeptabel angesehen, obwohl dies von Spiel zu Spiel erheblich variieren kann.

Film und Fernsehen zu sehen ist eine äußerst passive Aktivität.

Das Abspielen eines Videospiels erfordert andererseits eine aktive Teilnahme.

Allerdings hast du dann, wie viele Frames die Menschen sehen können? Das stellt fest, dass die eigentliche Frage Bewegungsunschärfe ist.

Wenn du deine bewegende Hand sehr klar und knackig sehen könntest, dann musste dein Auge mehr Schnappschüsse machen, damit es flüssig aussieht. Wenn du einen Film mit 50 sehr scharfen und knackigen Bildern pro Sekunde hast, würde dein Auge von Zeit zu Zeit viele Details ausmachen, und du hatte das Gefühl, dass der Film stottert.

Denken Sie nur an moderne Spiele: Hast du jemals Quake mit 18fps gespielt? Es gibt keine Bewegungsunschärfe in diesen Spielen, also benötigst du viel Frames pro Sekunde mehr.

Ich bin kein Experte für das Thema, aber hier ist es sinnvoll für mich, dass Real-World-Aufnahmen mit weniger fps laufen können, als Animationen können, während immer noch höhere Qualität: Ein animierter Rahmen zeigt einen einzigen Zeitpunkt in der Zeit, während ein aufgenommener Rahmen Zeigt ein kleines Zeitintervall. Dies ist nicht das gleiche wie nur verwischen Teile des Bildes mit Bewegung in ihm.

Dies ist der Grund, warum: Angenommen, das Intervall der Zeit, die Sie in einem aufgezeichneten Rahmen erhalten, ist 1 Millisekunde und nehmen Sie an, dass das Universum läuft, sagen wir, 1 Milliarde fps (die tatsächliche Zahl ist die Planckzeit, aber lasst uns nicht abschweifen). Dann ist der aufgezeichnete Rahmen der Durchschnitt von 1 Million Zeitpunkten, so dass der 1 Rahmen tatsächlich auf einer ungeheuren Menge an Informationen basiert. Im Gegensatz dazu hat der animierte Rahmen gerade die Informationen aus einem einzigen Zeitpunkt in der Zeit. Also denke nicht an den aufgezeichneten rahmen als nur 1 rahmen, denke an sie als eine summe von einer millionen rahmen.

Aus dieser Perspektive macht es viel Sinn, dass die Animation mit einem höheren fps laufen muss, als die Aufnahmen müssen. Sie könnten den Effekt simulieren, indem Sie den Computer mit 1 Milliarde fps betreiben und durchschnittlich bis zu nur 24 fps. Ich bin mir sicher, dass 1 Milliarde fps zu diesem Zweck übertrieben wäre, und es wäre interessant zu wissen, an welcher Stelle abnehmende Renditen treten. Das könnte eine sehr geringe Zahl wie 60 oder 100 sein.

So aufgezeichnete Bilder sind eher verschwommen als animierte. Die Unschärfe in aufgezeichneten Frames tragen eine Menge zusätzliche Informationen darüber, was passiert zwischen Frames, während nur Hinzufügen Unschärfe zu einem animierten Rahmen entfernt Informationen. Dies ist ähnlich dem Unterschied zwischen Unschärfe und Anti-Aliasing, außer wir arbeiten mit Zeit statt Raum.

Du brauchst die höheren Frameraten, weil die Auflösung und Klarheit der Monitore viel höher ist als TV und Kino, und du versuchst, jede winzige Bewegung oder Detail zu erkennen, wie es im Spiel kritisch sein kann.

TV und Kino haben versucht, sich auf verwischen zu verlassen, und für langsame Töpfe oder Konversation funktioniert es ganz gut, aber ein Segment mit dramatischer Action ist schon ein Albtraum. Der Richter / Unschärfe ruiniert Avatar für mich auf der Leinwand.

Sie können nicht verschwimmen ein Spiel, wenn Sie wollen, um die Klarheit und Detail Menschen erwarten auf einem Computer, so müssen Sie mehr Frames, um die Illusion der Bewegung zu halten.

Noch mehr als der Input-Prozess und Reaktionsfähigkeit, und die Auflösung und Ad-hoc-Standards gibt es die Framerate Peaks.

Ich habe mich schon vor langer Zeit um Ihre Frage gefragt, und auf der persönlichen Forschung fand ich diesen Grund zu den zuverlässigsten:

In Spielen kann plötzliche Schwerlast für die Prozessoren sofort und unvorhersehbar auftreten. Stellen Sie sich einen Hinterhalt in einem FPS vor: In einem Rahmen können plötzlich zehn NPC Modelle und IAs berechnet werden, Kugeln, etcétera. Dies führt zu einer der ärgerlichsten Dinge, die Sie im Spiel spielen können: Das macht sich in den Ärzten fast unspielbar. Unter Peak-Frameraten kann ein ganzer Team-Finalist in einem professionellen Turnier ruinieren.

Diese Framerate-Gipfel können im Fernsehen oder in Filmen nicht auftreten.

Kurz gesagt, mein Punkt ist: Es ist nicht die übliche mittlere Framerate, die im Gameplay wichtig ist, noch die höchste der Gipfel, sondern die möglichen Untergipfel, die die Erfahrung ruinieren können.

Zuerst ging der Film von 16 fps auf 24 fps wegen des Tons. Sound konnte nicht mit 16 fps synchronisiert bleiben, also mussten sie 24 fps den Standard machen. 24 fps ist seit damals Standard und hat sich wegen der Kosten nicht verändert. Aber jetzt in der Welt der Digitalen, könnte es sich ändern, aber Kameramann glaubt, dass 24 fps gerade diesen "filmischen Look" hat. Einige Filmemacher erwägen höhere Bildraten für Filme.Peter Jackson filmt den Hobbit in 48 fps, aber da Filme bei 24 fps wiedergegeben werden, gibt es nur bestimmte Theater, die den Film mit 48 fps spielen können, um diese zusätzliche Qualität zu erfassen . Alle anderen Theater werden einen konvertierten Film spielen, der nicht in der Lage ist, die zusätzliche Qualität bei 48 fps zu sehen. Wenn du etwas bei 48 fps zurück bei 24 fps spielst, wird es doppelt so langsam spielen.

So werden höhere Bildraten mehr Qualität geben, und im Fall von Computer-Gaming gibt es keine 24 fps-Standard, um sie davon abzuhalten, mit höheren Raten zu laufen. Wenn die Film- / Fernsehindustrie auf ein neues Qualitätsniveau steigen will, muss sich alles an einen neuen Standard anpassen, der mit einer höheren Bildrate aufgenommen wird und dann mit einer höheren Bildrate wiedergegeben wird.

Dafür gibt es einen sehr guten Grund dafür. Sie sehen, Filme sind Videos, also nehmen sie Video-Raum auf. Natürlich bedeutet das, dass längere Filme mehr Platz einnehmen. Nun, die Art und Weise Filme arbeiten ist, dass sie als Frames gerendert werden, dann bei einer bestimmten Framerate gespielt. Infolgedessen ist ein 30fps Film größer als ein vergleichbarer 20fps Film.

Weil das menschliche Auge nicht wirklich unterscheiden kann zwischen Frameraten über 30fps, macht es nicht eine ganze Menge Sinn, um einen Film laufen auf niedrigere fps, weil seine kleinere, macht schneller, und die Leute haben Schwierigkeiten, den Unterschied zu erzählen.

Allerdings funktionieren Videospiele anders. Sie werden in Echtzeit gerendert, also mehr fps bedeutet nicht mehr Platz. Daher ist es in Ordnung, ein Videospiel bei höheren fps laufen zu lassen. Gamers auch gerne rühmen, dass sie höhere fps als andere haben, obwohl es schwer für sie ist, den Unterschied zu sehen.

Also, während Filme müssen niedrige fps haben, Spiele neigen dazu, vergleichsweise hohe fps haben. Immerhin ist es nicht wirklich beeinflussen sie, so dass sie nicht brauchen, um es zu begrenzen.

Um viel mehr darüber zu denken. Wenn es darum geht, zu filmen, die meiste Zeit ist es Frame-by-Frame. Was macht oder redigiert etwas in jedem Frame in eine TV-Show oder einen Film. Also, in der Animation, die Animatoren müssen malen und detailliert jeden einzelnen Rahmen, aber mit Frameraten können Sie sagen, dass mit Animation, sie machen es so, dass 24-25 Frames pro Sekunde gespielt werden. Aber da in der animation die sachen pro rahmen gemacht werden, wird jeder fehler zeigen, also in diesen 25 rahmen der animation, könnte jemand gerade das gleiche wieder alles in jedem rahmen malen und dann ändern, wenn es um den 25. rahmen kommt . Wie für Spiele, Dinge sind nicht gemacht oder gebaut wie Film oder Kino, also anstatt Frames in einigen Fällen ist es nur ein großes Spiel durch Szene oder Gaming. Und auch da bei den Spielen gibt es mehr Software und Code, der hineingehen muss, muss es sein … gewisse Schritte, um in Ordnung zu sein, um Dinge glatter zu machen. In diesem Fall erhöht man die Menge an FPS.