2024. április 13., szombat

Gyorskeresés

Értekezés a framerate / FPS fontosságáról

Írta: |

[ ÚJ BEJEGYZÉS ]

Mostanság egyre több diskurzust szoktam látni különböző videojátékos fórumokon és híroldalakon (többek között itt is) a másodpercenkénti képkockaszám esetleges fontosságáról, vagy éppen e nagyságának az elhanyagolhatóságáról.

Vélhetően ennek egyik kulcsfontosságú oka, hogy a PS4 és Xbox One generációjával még a hétköznapi játékosok fejében is meghonosodtak bizonyos tech-kel kapcsolatos szakzsargonok, illetve elvárások, másfelől pedig azért, mert az új konzolok megjelenése a nyakunkon van, generációváltáskor pedig többek között a framerate kérdése rendszerint felüti a fejét.

Mind konzolos, mind PC-s oldalról javarészt eltérő vélemények szoktak ütközni egymással a témát illetően, mely meglátásokban sokszor felsejlik az igazság egy-egy parányi szemcséje, de valahogyan ezek az álláspontok sosem olyan mélyek és kiterjedtek, hogy teljes mértékben lehessen alapozni rájuk.

A framerate olyan, mint a politika: mindenkinek megvan a maga véleménye róla, de csak kevesen értenek hozzá. Épp ezért arra gondoltam, hogy az új konzolgeneráció derekán megpróbálom kicsit tisztázni a fejekben a képkockaszámmal kapcsolatos kérdéseket, a magyarázatomat technológiai alapokra helyezve, de emészthető, közérthető formában tálalva, illetve részben a filmművészet, de javarészt a videojátékos világ szemüvegén keresztül levezetve azt.

10-12 FPS

Bár a 10-12 FPS legjobb tudomásom szerint soha nem volt egy bevett filmipari sztenderd és nem is készültek ekkora képkockaszámmal alkotások, mindenesetre ezen szűk tartomány elérése jelenti azt az abszolút minimumot, ami ahhoz szükséges, hogy az ember szemeit megtévesztve mozgóképet idézzünk elő. Továbbá érdekesség, hogy bár ha nem is teljes alkotásokat, de kézzel rajzolt animációs filmeknek, szombat reggeli rajzfilmsorozatoknak, illetve anime-eknek rendszeresen csak 12 FPS-sel (vagy még kevesebbel) animálták/animálják a karaktereit, többek között a költséghatékonyság végett.

16 FPS

A filmművészet hajnalán (értsd: az 1890-es évek végén és az 1900-as évek elején) a némafilmek és felvételek többnyire ekkora képkockaszámmal lettek rögzítve. Ez az érték azonban változhatott az alkotói intenciótól függően - az akciójelenetek és komikus szakaszok kihangsúlyozása végett például sokszor gyorsítottak a másodpercenkénti képkockaszámon (egészen 24 FPS-ig) az akkori kamerákon jelenlévő tekerőkart használva. A 16 FPS egyben egy vízválasztó érték is a mozgóképben - ez alatti értékek esetén a legtöbb néző látható akadásokat, darabosságot vél felfedezni a képben, ami pedig fejfájáshoz vezethet. Feltételezhetően nem véletlenül ez volt a minimum érték, ami a kiindulási pontot jelentette a filmek világában.

23.976 / 24 FPS / 26 FPS

A 24 FPS az a minimum érték, amely esetén a mozgókép és a kameramozgás már teljesen befogadható és a folytonosság érzetét adja. A klasszikus értelemben vett filmek mindegyike ezt az értéket (vagy ennek egy apró módosulatát, például 23.976 FPS) használja, mozgási elmosódással (motion blur) kiegészítve. Mivel egy évszázad alatt erre a sebességre lettünk kondícionálva, a magasabb FPS-sel kísérletező filmek sorra megbuknak, mert természetellenesen hatnak az emberi szem számára - arról nem is beszélve, hogy az alacsonyabb képkockaszám segít elfedni az effektekben és a színészi játékokban fellelhető tökéletlenségeket, amelyek magasabb képkockaszám mellett már kimutatkoznak (ezt szokták nevezni szappanopera-effektusnak).

25 FPS

Bizonyos korai konzoljátékok PAL üzemmódban (például PS1 és N64 címek) ekkora képkockaszámmal futnak, mert ez pontosan fele az 50 Hz-es (európai, ausztráliai) kijelzőszabványnak. A 25 FPS-re tekinthetünk úgy, mint egy afféle kényszerű kompromisszumra, amelyet a kor technológiai korlátoltságai szültek, amennyiben nem NTSC-s (60 Hz-es) kijelzővel rendelkezett az ember. Mindenesetre nehezen lehetne nevezni elfogadhatónak videojátékos szemmel a kép túlzott "lassúsága" és az input lag mérhetetlen nagysága miatt.

30 FPS

Ez hosszú évtizedek óta a sztenderd a videojátékos világban, amennyiben a konzolokat vesszük alapul. Ez az az érték, melynek elérésére évtizedek óta következetesen törekednek a fejlesztők. A 30 FPS lényegében az a minimum érték, amelynek folyamatos megléte már elfogadható szintű folytonosságot és tolerálható mértékű irányításbeli késést (input lagot) biztosít a játékos számára. Ettől függetlenül lassú, és a hátulütői számos ponton kiütköznek - például gyors kameramozgás esetén, melynél a túlzott mozgási elmosódás átláthatatlanná teszi a képet, a kevés (vagy nem jelenlévő) pedig túlságosan darabossá. Többek között emiatt sem javallott ekkora másodpercenkénti képkockaszám mellett egy egér használata.

45 FPS

A 45 FPS egy köztes határérték a legtöbbek által ismert 30 és 60 FPS között. Jellegében, érzetében már pont képes egy olyasfajta dinamikusságot, folytonosságot és reszponzivitást adni, amelyet többnyire a 60 FPS-sel azonosítunk, mindenesetre annak az elérése ehhez nem szükséges. Bár 45 FPS-es cél képkockaszámmal nem készülnek konzoljátékok (értelemszerűen a TV-k képfrissítéséből adódóan), azonban PC-n ez egy teljesen érdemleges opció lehet kontrolleres, és épp elfogadható egeres játék mellé.

60 FPS

A legtöbb modern televízió, illetve a legtöbb belépőszíntű síkképernyős monitor ekkora Hz-en üzemel. A kisebb, kevésbé összetett konzoljátékok és/vagy a kompetitív jellegű címek többnyire a 60 FPS-t célozzák meg. Ez a framerate már kimondottan kellemes a szemnek, jó reszponzivitást biztosít, illetve folytonosságérzetet, emellett pedig a teljes képernyőre alkalmazott mozgási elmosódás is sokkal kevésbé zavaró, és jóval természetesebbnek hat. A különböző sportadások is 60 FPS-sel kerülnek sugárzásra a tévécsatornákon - a filmekkel ellentétben a sportesemények kimondottan profitálnak a magasabb képkockaszámból. Ha kell találni egy arany középutat, akkor azt mondanám, hogy kontrolleres játékhoz ez az optimum, emellett pedig már egeres+billentyűzetes játékhoz is korrekt élményt nyújt.

75 FPS

Számos modern ultrawide (szélesvásznú, 21:9-es) monitor 75 Hz-es panellel van felszerelve, illetve a megszokott, 60Hz-es monitorok döntő többsége is átállítható ekkora képfrissítésre egy kis ügyeskedéssel. Míg a kontrolleres játék esetén a 60, úgy az egeres játék esetén a gyorsabb és precízebb kameramozgások véghezvitele miatt inkább a 75 Hz jelenti az optimumot egyjátékos címek esetén.

90 FPS

A St. Joseph Egyetemen végzett tanulmányok alapján kutatók arra jutottak, hogy egy avatatlan emberi szem nem képes kb. 90 FPS fölött különbséget észrevenni a kép folytonossága terén (tehát eme elemzésben nem lett figyelembe véve az irányításbeli késésre való érzékenység, amelyet direkt módon többek között az FPS értéke is meghatároz). Továbbá érdekes megfigyelés, hogy a periférikus látásunkkal sokkal jobban észleljük a mozgást, mint ott, ahova közvetlenül nézünk, és feltehetően a fentebbiek miatt céloznak meg általánosságban legalább 90FPS-t a VR játékok (pl. PlayStation VR), hogy megteremtődjön a virtuális térben való mozgás illúziója (a VR headsetek képernyője lefedi a periférikus látást is).

120 FPS

A komolyabb VR headsetek és a felsőközép-felsőkategóriás TV-k ekkora Hz-en üzemelnek. 120 FPS már rendkívüli folyamatosságot és reszponzivitást ad hagyományos játékok terén, és sokak szerint érezhetően javít a VR élményen is - tehát ez kicsit talán szembemegy az előző pontban lévő kutatás eredményeivel, amiben feltételezhető, hogy csak videojátékok terén avatatlan embereket teszteltek le. Továbbá tény, hogy VR esetén a interakciónak, a késleltetésnek (pontosabban annak minimalizálásának) is kiemelt szerep jut. A következő generációs konzolok pedig az eddigi információk alapján támogatni fogják ezt a képfrissítést bizonyos címek esetén.

144 FPS

A belépőszintű, kifejezetten gamer monitorok döntő többsége ekkora képfrissítéssel üzemel. A 144 FPS / Hz bár alapjáraton nem sokkal van az előzőleg említett 120 fölött, de hajszálpontosan eléri azt a szintet, hogy a belső nézetes játékokban jobbára elmosódásmentes élményben legyen részünk, még gyors kameramozgások közben is. Ez abszolút ideális, és szinte elengedhetetlen a kompetitív játékok szerelmeseinek, az e-sportolóknak, nem hiába használ olyan sok CS:GO, R6S, illetve Overwatch játékos ekkora (vagy még nagyobb) képfrissítésű kijelzőt. A környezet gyors egérrántások közben is kivehető marad, így pedig a célpontokat is jóval egyszerűbb lehet kiszúrni. Ettől függetlenül az egyjátékos élményeket kedvelők ugyanúgy profitálnak a megnövelt képfrissítési rátából.

200 FPS

Az említett kutatás szerint az átlagember (vélhetően nem videojátékos személy) számára körülbelül 200 FPS elérése szükségeltetik ahhoz, hogy a maga előtt lévő mozgóképet teljesen valóságosnak élje meg. Emellett egy gyakorlott játékos számára (ehhez kivételesen nem tudok forrást társítani, csak emlékekre, józan logikára és saját tapasztalatokra tudok hivatkozni) kb. ez az a teoretikus határ, ameddig még képes érzékelni az input lag csökkenését, javulását az alacsonyabb framerate-ekhez képest - 200 FPS-nél a késés már csak 5 ms mindösszesen.

240-360 FPS

Ahogy az olimpiai sportágakban is sokszor csak ezredmásodpercek és töredék százalékok döntenek egy-egy helyezett között, úgy az e-sportolók számára is ilyen apróságokban rejlhet a sikerük kulcsa. Az Nvidia is végzett egy kutatást, amelyben kimutatták, hogy nemcsak töredék százalékokkal, de jónéhány százalékkal jobban teljesítenek átlagban azok a professzionális e-sportolók, akik a sztenderd 60-144 Hz-es kijelzőkkel ellentétben 240, vagy akár 360 Hz-es kijelzőt használnak. Így ha máshol nem is feltétlen, de e-sportolók számára mindenképpen van létjogusoltsága az ultramagas képfrissítésű kijelzőknek.

500 FPS

A korábban említett egyetemi kutatásban résztvevő Jordan DeLong professzor elmondása szerint bár 10 ms alatt (100FPS fölött) nehezen tudjuk megkülönböztetni a fény villogásának intenzitását, a gyors mozgási "artifactokat" meglepően gyorsan kiszúrhatjuk. Tény, hogy ezeknek nagyon specifikusnak kell lennie, de ezeket akár 500 FPS esetén is észrevehetjük.

1000 FPS

Az 1000 Hz az az érték, amire az ASUS true motionként (azaz valós mozgásként) hivatkozik, és az a cég célja, hogy az elkövetkező években elérjék a monitorjaikkal ezt a sebességet - ők hozták piacra a világ első 360 Hz-es monitorát, amely a céljuk felé vezető út első lépcsőfoka. Továbbá a rendkívüli szakértelméről híres, paneltesztekkel foglalkozó BlurBusters is foglalkozott már ezzel a témával egy cikk keretein belül, melyben részletezték a roppant magas képfrissítés előnyeit. Lényegében elméleti szinten a legalább 1000 Hz-es panelek már egy az egyben képesek lefedni/szimulálni az ember látását, ezáltal eliminálva például mindennemű mozgási elmosódást, és lehetővé téve a mozgókép teljes mértékű tisztaságát, átláthatóságát.

Konklúzió

Minél magasabb a képfrissítés, az annál előnyösebb egy interaktív médium (videojáték) esetében. A magasabb FPS-sel arányosan (feltéve, ha van mellé egy azt megjeleníteni képes kijelzőnk is) jobb átálthatóságot tapasztalhatunk a képernyőn, folyamatosabb mozgást, tisztább, kevésbé zavaró elmosódást, illetve példának okáért a kompetitív címekben a gyorsan a látóterünkbe futó ellenfeleket is hamarabb vehetjük észre. Ami pedig az input lag drasztikus csökkenését illeti, abból még akkor is profitálhatunk, ha nem rendelkezünk hozzá megfelelő kijelzővel, ellenben az adott játékot magasabb FPS-sel futtatjuk (pl. 120FPS-sel egy 60Hz-es panelen).

Fontos azonban azt is látni, hogy van egy bizonyos határ, ami fölött már a legtöbb játékos nem fog érdemleges különbséget látni és érezni. Ez a határvonal pedig valahol 144 és 200 Hz között húzódik meg, úgyhogy ha valaki a tökéletes arányokra törekszik technológiai/hardveres szempontból, akkor nincs nagyon értelme ennél följebb menni.

Források

1. Valójában hány FPS-t lát az emberi szem?
2. A mozgás illúziója
3. Framerate (Wikipedia)
4. Némafilm (Wikipédia)
5. A 360 Hz-es monitorok csak a kezdet
6. NTSC és PAL szabvány
7. Az elképesztő utazás a jövőbe - 1000 Hz-es kijelzők

Hozzászólások

(#1) icemad


icemad
nagyúr
LOGOUT blog

Szia. Nagyon jó cikk, még én is értettem, sokmindent megmagyaráz. Így már értem, hogy a szomszéd gyerek miért kunyizta el a 20 éves Nokia crt monitoromat Fortnitehoz. :DDD

(#2) DaemonX válasza icemad (#1) üzenetére


DaemonX
HÁZIGAZDA

Köszi, értékelem, hogy elolvastad. :)

Létezik Nokia monitor? :Y

[ Szerkesztve ]

(#3) icemad válasza DaemonX (#2) üzenetére


icemad
nagyúr
LOGOUT blog

Huszonakárhány éve még volt. Nem csak gumicsizmát gyártottak. :D

Egy ilyet találtam: [link]
Az enyém komolyabb volt, 1600x1200-ban is tudta a 120Hz-et.

(#4) DaemonX válasza icemad (#3) üzenetére


DaemonX
HÁZIGAZDA

Nekem most egy 3440x1440-es, 34"-os ultrawide monitorom van, ami 100 Hz-es. A 120, 144, és 200 Hz-es modellek ebben a felbontásban nagyon drágák egyelőre, de majd valamikor szeretnék feljebb váltani.

(#5) UnA


UnA
Korrektor

"... az alacsonyabb képkockaszám segít elfedni az effektekben és a színészi játékokban fellelhető tökéletlenségeket..."

Az effekt még jogos, de mi köze az FPS-nek a színészethez? :N

(#6) DaemonX válasza UnA (#5) üzenetére


DaemonX
HÁZIGAZDA

Ezt a két videót javaslom a témában:

https://www.youtube.com/watch?v=EM16aiSSpFk
https://www.youtube.com/watch?v=9jI4TMKXM-U

Lényegében arról van szó, hogy magasabb másodpercenkénti képkockaszámmal egyszerűen hamisabbnak hatnak a filmekben és sorozatokban az arcmimikák, a gesztusok, mint az 100 év óta sztenderdként szolgáló 24-gyel. Vagy ha nem akarod a fenti videókat megnézni, csak nézz meg pár 60 FPS-re interpolált filmjelenet (A Bosszúállok filmekből sok ilyen van fenn YouTube-on). Az akciószegmensek, a CGI, illetve a színészi játékok mind-mind hiteltelenebbnek tűnnek.

[ Szerkesztve ]

(#7) UnA válasza DaemonX (#6) üzenetére


UnA
Korrektor

Akkor már csak az a kérdés marad, hogy ha itt ülünk egymással szemben és beszélgetünk, akkor az hány FPS? :) És ha több, mint 24, akkor mégis miért hiteles?

Tehát értem, amit írsz, sőt tapasztaltam is egyfajta "műanyag" érzést az így lejátszott filmek esetén, de az nem a színészi játék volt, hanem a film úgy egészében. Igazából még a furcsa érzést sem tudom elmagyarázni, valahogy idegen volt a látvány...

(#8) Freiherr válasza UnA (#7) üzenetére


Freiherr
őstag

A valós érzékelés 30-100 között lehet. Az a felettiek eyecandy kategória, becsapja az agyat, azért olyan smooth érzés.
Szappanopera- effektus, folyik a kép, de természetellenes, ezt érezted.

XXX

(#9) quailstorm válasza DaemonX (#6) üzenetére


quailstorm
nagyúr

Interpolációt ne keverjük ide szerintem, attól csak folyik a kép, de semmi értékelhetőt nem tesz hozzá (mivel nincs is miből).
Haverjaim is csinálták videojátékhoz a slowmotion falhoz közeli autózást amire rárakták a frame interpolációt, aztán ők tapsoltak, én meg nem értettem mi a jó benne. Ha kellően túltolod az interpolációt, még látod is, ahogy "folyik". (Szóval 30FPS-ben felvett gameplayt lelassítva kb. 10FPS-re és rátolni interpolációt, hogy vissza legyen 30, na abból lesz a moslék, és a filmeknél se jobb, rajzfilmeknél se)
Mellesleg a telefonos szuperlassító kamerák is interpolációval csalnak, 960FPS mobilos szenzorral egyszerűen nincs.

További hozzászólások megtekintése...
Copyright © 2000-2024 PROHARDVER Informatikai Kft.