С какой частотой кадров снимать видео на фотоаппарат? Еще раз о частоте кадров Скоростью 60 кадров в секунду

В игровом комьюнити нередко возникают дискуссии, касающиеся частоты смены кадров (frames per second, fps), частотных характеристик мониторов и телевизоров, разницы в качестве картинки при игре на ПК и на консолях, и т.д. Сегодня Геймбокс посвятит этой теме материал, где попытается простым языком ответить на основные вопросы.

Начнем с того, что такое частота смены кадров. Далее мы выясним, почему этот показатель так важен в играх, особенно в соревновательных дисциплинах.

Как мы знаем, эффект любого движения на экране создается посредством быстрой смены статичных изображений. Лучшей наглядной демонстрацией этого принципа является кинопленка, на которой кадры расположены последовательно один за другим. При быстром движении пленки кадры сменяются, создавая подвижную картинку, для которой придумали отдельное название - фильм.

В кинематографе принятым стандартом считается частота в 24 кадра в секунду. Это означает, что за секунду мы видим 24 сменяющихся статичных изображения. Почему выбрано именно такое значение? Считается, что так лучше всего передается эффект размытой картинки (motion blur). При такой скорости смены кадров создается приятный глазу артефакт при стремительном движении объекта в кадре, который наш мозг ассоциирует с реалистичностью. Хотя, конечно, в реальной жизни никакие кадры у нас перед глазами не сменяются, и движение объектов измеряется совсем другими параметрами, основанными на скорости света. Но motion blur в реальности наблюдателя все же присутствует.

Видеоигровые стандарты в плане fps повыше, поскольку речь идет об интерактивности и скорости реакции, а не только об эстетической составляющей. Чем чаще обновляются кадры - тем более плавным кажется движение. Это, в свою очередь, приводит к уменьшению эффекта motion blur. Именно поэтому фильмы, снятые с большим числом кадров, чем 24, и воспроизводимые на современных телевизорах, могут казаться зрителями «какими-то странными». Все дело в слишком плавных движениях, которые наш мозг не привык воспринимать как реалистичные на экране.

В гейминге проблема отсутствия motion blur из-за увеличенной частоты смены кадров обычно компенсируется искусственными системами, имитирующими этот эффект.

И все же, почему важно, чтобы показатель fps играх был больше? Как я уже упомянул выше, все дело в интерактивности и скорости реакции. Чем чаще сменяются кадры - тем плавнее кажутся движения, и тем меньше задержка между вашими действиями и тем, что происходит на экране. Большинство современных игр создаются с расчетом на стандарт в 30 или 60 fps. У этого есть несколько причин.

Те игры, где fps зафиксирован на уровне 30, скорее всего, должны одинаково плавно (или не очень) идти на ПК и на консолях, в соответствии с подписанными издателем контрактами, а время отклика в них не столь существенно. Также блокировка fps на том или ином уровне может быть связана с производительностью «железа». Обрабатывать 30 кадров в секунду проще, чем 60. Современные консоли - как раз-таки отличный пример причины подобных ограничений.

Те тайтлы, которые создаются с расчетом на 60 fps и больше, зачастую представляют собой киберспортивные дисциплины, или просто игры, где время отклика неимоверно важно. Профессионалы и гуру видеоигровой индустрии могут с легкостью отличить картинку в 30 и 60 fps, поскольку их мозг привык реагировать на мельчайшие детали в движении на экране. Блокировка fps на 60 кадрах в секунду может быть обусловлена еще и характеристиками мониторов. Большинство моделей сегодня поддерживают именно такую частоту обновления кадров, но об этом мы поговорим чуть позднее.

Если вы играете на мощной машине, и отслеживаете параметр fps, то, наверняка, замечали, что часто этот показатель у вас находится на отметке сильно выше, чем 30 и 60. Это происходит в том случае, если в игре нет блокировки частоты смены кадров, или же этот параметр можно изменять. Это означает, что игра способна выдавать больше кадров, чем вы можете уловить на стандартном мониторе, и даже если где-то fps просядет (сложная сцена, много объектов или частиц), то вы этого даже не заметите. Если, конечно, значение не опустится, скажем, до 15 fps, но в играх с хорошей оптимизацией таких сильных скачков вы не увидите.

Еще один важный вопрос, который стоит затронуть - это разница между fps и частотой обновления кадров у мониторов. Здесь все очень просто, ведь fps - это та частота, с которой кадры выдаются источником изображения, то есть ПК или консолью. А вот частотная характеристика монитора или телевизора отвечает за то, с какой скоростью устройство вывода изображения обновляет картинку на своем дисплее. Конечно, чем больше этот показатель - тем лучше. Современные мониторы, как мы уже упоминали, в среднем выдают частоту 60 Гц, то есть обновляют картинку 60 раз в секунду. Причем в наше время - это стандарт даже для самых бюджетных моделей.

Более дорогие мониторы могут обновлять изображение гораздо чаще, и это неимоверно важно в соревновательных играх. Здесь стоит вспомнить про соотношение времени отклика и частоты смены кадров. Чем больше fps выдает ваш ПК и чем чаще обновляется картинка на мониторе - тем меньше время отклика на действие со стороны игрока, и тем быстрее он может реагировать на происходящее в игре.

«Кино - это правда 24 кадра в секунду.»
Жан-Люк Годар

Здрасте, здрасте! Тема сегодня у нас любопытная, но априори «холиварная». Что лучше 24, 48, 60 или вообще 100500 кадров в секунду? Ответа пока нет, да и нужен ли он? Может, стоит использовать и 24, и 48 fps? Но об этом позже.

Для начала немного истории. Если знаете эти факты, то милости прошу, уважаемые профессионалы, перескочить через два абзаца собственно к самой теме.

Почему большая часть фильмов идет с частотой 24 кадра в секунду? Этот стандарт был введен, как минимальный для соответствия видео и аудио дорожек на заре возникновения звукового кино. Немое кино часто снимали 16-18 fps ,и в этих условиях не было возможности синхронно прикрепить звуковую дорожку. Но на самом деле, зритель видит 48 кадров. Как это получается? Все просто! В кинопроекторе есть такая штука – обтюратор. Он выглядит, как половина диска. Обтюратор вертится и, если он не закрывает свет, то на экран проецируется кадр, и, если свет перекрыт, то на экране черная пустота. И так каждый второй кадр! Вдумайтесь! Половину фильма зритель не получает никакой информации!

На телевидение изначально была кадровая частота, равная 50 или 60 к/с. Это обусловлено системой переменно электрического тока 50гц в Европе и 60гц в Америке. Но на экране телевизора показываются не полноценные кадры, а полукадрики. То есть сначала идет изображение, где видны только четные строки, а затем – нечетные. В итоге получается 25-30 кадров.

Но дальше появляются цифровые видео- и кинокамеры способные снимать полноценные 50, 60 и более кадров в секунду. И, конечно, их сразу начинают использовать в производстве сериалов, тем самым создав для HFR (высокой кадровой частоте) репутацию слишком бытового изображения, которое не может создать особую атмосферу кино. Все получается слишком резко, можно разглядеть множество деталей лица актера, костюма, грима, декораций и прочее. Это отвлекает от самого сюжета.

В кино заговорили о HFR , когда стало известно о съемках «Хоббита» с частотой 48 к/с, и «Аватара 2» с 60 к/с. Фильм Питера Джексона уже вышел, и многим было непривычно видеть новую частоту кадров, у кого-то даже закружилась голова. Но спустя некоторое время все привыкли. Итак, пора разобраться, нужна ли нам HFR в кинопроизводстве.

Один фотограф на своем мастер-классе сказал, что в фотографии самое важное:

1. Выделить главное
2. Убрать лишнее
3. Показать динамику и объем.

Так же и в киноизображении. Многие начинающие фильммейкеры задаются вопросом: «Как получить киношную картинку?». В кино как раз занимаются этими 3 пунктами. Выделяют главное с помощью ГРИП (глубины резкости изображаемого пространства), цветовых и световых акцентов, движения персонажа или камеры и прочими приемами. Убирают лишнее с помощью, представьте себе, тех же приемов: отсекают ненужные объекты оставив их в расфокусе, фон менее освещают, чем всю сцену, кадрируют изображение по законам восприятия человека. Динамику и объем показывают движением камеры, персонажей, выдержкой пленки.

Основная суть атмосферы кино в небольшом подергивании – стробе и легкой нечеткости кадра. Размытость возникает потому, что в кино не используют маленьких выдержек, иначе строб будет сильно заметен. А так фильм течет как река, затягивает за собой, позволяет комфортно себя чувствовать. Неужели злодеи Джексон и Кэмерон хотят отнять у нас такие хорошие условия для просмотра? Но постойте! При использовании HFR плавность «реки» будет достигнута большим количеством кадров - никаких скачков! А вода станет чище, и можно будет различить камушки на дне.

Стюарт Мэшвитц в своем говорит о том, что киношность есть урезание информации. Но давайте вспомним историю. Каждый раз, когда кто-то решал увеличить возможность информативности кино, сообщество кинематографистов было против. Говорили, что новое веяние погубит кинематограф. Впрочем, зрителям нравилось нововведение. Такая ситуация была со звуковым, цветовым, широкоформатным и 3D кино. Видимо, новый шаг - это фильмы, снятые с высокой частотой кадров.

Но ведь нередко кинодеятели возвращаются к старым формам. Черно-белые киноленты, или ч/б вставки в цветные фильмы – вообще, очень частое явление. И немое кино иногда снимают, и даже «Оскары» за это получают. Поэтому, зачем хоронить 24 кадра? Такие фильмы, определенно, будут существовать еще много лет. Стоит принять частоту кадров как инструмент для достижения необходимого результата. Научиться пользоваться им как диафрагмой и выдержкой, цветным и ч/б изображением, широкоугольной и длиннофокусной оптикой.

Годар сказал: «Кино - это правда 24 кадра в секунду.». Сколько правды захотите сказать вы, зависит только от вас, господа начинающие и уже продвинутые фильммейкеры!

Этот вопрос, как ни странно, задают не только начинающие, но и достаточно опытные видеографы. Для начала, можете прочитать мою заметку о том, почему я не советую использовать киношный режим 24p в повседневных съемках .

Давайте рассмотрим какие варианты частоты кадров мы имеем на текущий момент на большинстве видеокамер, зеркальных и беззеркальных фотоаппаратов.

Это 24p, 25p, 50p, 100p, 30p, 60p, 120p. Многие ошибочно полагают, что времена PAL и NTSC безвозвратно канули в прошлое и снимают видео в 30p. Для начала, вам следует знать, что кадровая частота в разных регионах планеты была выбрана не "с потолка", а кратно соответствует частоте электросети в том или ином регионе. И, как вы понимаете, частота промышленной генерации электроэнергии образовалась задолго то появления телевидения.

В результате, если вы будете снимать в помещении, где используется освещение с частотой 50 Гц в режимах 30p или 60p, то у вас появится фликер (мерцание). Как с ним бороться (если это все-таки произошло), можете посмотреть в моем видео .

Сложность иногда заключается еще и в том, что в одном и том же помещении могут находиться источники света с разной частотой. Например, в некоторых энергосберегающих и светодиодных лампах в схеме управления питанием установлен преобразователь частоты. И лампы работают на 60 ГЦ, хотя включены в нашу 50-ти Гц электросеть.

Я столкнулся с этим, когда снимал презентационное видео в одном из офисов, где настольная лампа работала на одной частоте, на потолке светили люминисцентные лампы со своей собственной частотой пульсации, а также был установлен наш галогенный свет с рассеивателями.

Так с какой частотой кадров все-таки снимать?

Если вы снимаете на открытом воздухе, то без разницы. Снимайте в 60p, это даст вам возможность делать более чем двукратное замедление при последующей конвертации в 24p или в 25p. В Adobe Premiere это осуществляется щелчком по исходнику видео правой кнопкой мыши - Interpret Footage - Assume this framerate. И ставите частоту кадров, какая вам нужна.

Разумеется, смена частоты кадров на посте подойдет только для художественного (не репортажного) видео, например при съемке видеопортретов или музыкальных клипов. Если же вы записываете звук вместе с видео (например, при интервью), то весь проект должен быть с таким же фреймрейтом (либо, к примеру, в 2 раза больше).

Для съемки в помещениях всегда ставьте 25p или 50p, а если в кадре появляется мерцание от, например светодиодного сценического света, - пробуйте изменить выдержку. Т.е. иногда приходится снимать с частотой кадров 25p, но выдержкой 1/60 (такие режимы доступны на фотоаппаратах, но вот некоторые видеокамеры не дают менять выдержку не кратно частоте кадров).

Лично я снимаю всегда в 25p или 50p если есть возможность. Иногда, если камера не поддерживает 50p, я снимаю некоторые эпизоды в 50i исключительно ради возможности последующего замедления в 2 раза. Конечно, это приводит к падению вертикального разрешения в 2 раза и появления гребенки, которая заметна на прямых линиях. Но вообще формат 1080 50i и 60i очень широко распространен на ТВ, и большинство спутниковых HDTV каналов гонят контент именно в этих форматах, т.к. чересстрочная развертка уплотняет спектр и позволяет передавать большее количество каналов на каждом транспондере.

Поэтому, если вы снимаете контент, который в последствии может быть использован на ТВ (не иностранном), то снимать вы должны только в 25p, 50i, 50p.

Посмотреть полный список оборудования, которое мы используем для съемки видео можно по ссылке .

Разговоры о реальной необходимости больших значений FPS в играх и мониторах с повышенной частотой обновления ведутся уже давно. Многие считают, что гонка за герцами и кадрами в секунду не имеет смысла, особенно когда частота монитора не превышает 60 Гц. сайт объяснит, почему больше - это в любом случае лучше и кому это поможет.

На что способен человек

С самого начала развития кинематографа и анимации появился миф о том, что 24 кадра в секунду - максимум, что может распознать человек. Якобы делать больше нет абсолютно никакого смысла, и визуально плавность анимации никак не изменится.

Для человека слайдшоу превращается в анимацию уже на частоте примерно 15 кадров в секунду. Но чем выше частота кадров, тем лучше воспринимается картинка. А 24 кадра никак не связаны с физиологией. В основе такого формата больше лежит экономические и технические моменты - киноплёнка тех времён и оборудование для воспроизведения были наилучшими по соотношению цена-качество.

С развитием технологий люди создали новые носители, аналоговые передачи сменились цифровыми: мы смогли перейти на 30 кадров в секунду и больше. Например, система IMAX воспроизводит 48 кадров в секунду, а трансляции игр на Twitch - до 60 FPS. И только скажите, что не замечаете, как картинка на 60 кадров в секунду становится плавнее, чем на 30!

После 60 FPS разницу на большей частоте при просмотре видео уловить сложнее. Тут больше зависит от индивидуального восприятия каждого человека. Например, в американских ВВС проходил тест среди пилотов истребителей. И те умудрялись не просто заметить самолёт, который отображался за один кадр в видеоряде с частотой 220 кадров в секунду, но и назвать его модель. Так что точного ответа на вопрос, сколько кадров распознаёт человек, не существует.

На что способен монитор

Сейчас у большей части мониторов частота обновления равна 60 Гц. Но технологии ушли вперёд, и мы уже можем делать матрицы, которые будут выдавать и 120 Гц, и 144, и даже 240. Но зачем? Мониторы с большой частотой стоят значительно дороже, а пользу ощущают далеко не все. У современного видео частота не превышает 60 кадров в секунду, а значит, и спрос на мониторы с большей частотой обновления невелик.

Но если мы говорим об играх, то они выдают гораздо большие значения FPS, чем видеоконтент. В Counter-Strike: Global Offensive, например, частота и вовсе не ограничена. А самые искушённые игроки ощущают лаги меньше чем при 300 FPS. Чтобы эти кадры в секунду использовались с максимальной эффективностью, нужен монитор с большей частотой обновления.

Приведём простой пример. В первом случае вы сидите и смотрите со стороны, как кто-то играет в CS:GO на мониторе с частотой обновления 144 Гц и с 300 FPS, а рядом сидит человек с монитором на 60 Гц и 60 FPS в игре. Очевидной разницы в изображении для вас не будет никакой. Но если вы сядете на места игроков, то вы сразу почувствуете, что всё происходит чётче, плавнее и точнее.

Это можно доказать и на цифрах. При частоте 60 Гц кадр меняется каждые 16 мс, а при 144 Гц - каждые 6 мс. Несмотря на то что почти трёхкратная разница вообще не будет заметна глазу, мелкая моторика человека после нескольких лет оттачивания мастерства игры использует эти 10 мс для более точного наведения прицела на голову. Это невозможно объяснить словами, только прочувствовать. Все киберспортсмены, кстати, требуют от организаторов использовать мониторы со 144 Гц.

Во-первых, разница между любым профессиональным игроком и его оппонентом настолько мизерна, что даже такие мелочи могут решить исход сражения. Во-вторых, они играют на такой частоте везде - дома, на буткемпе и на других турнирах. За долгое время они привыкли к 144 Гц. На меньшей частоте они не просто не смогут реализовать свой потенциал и будут чувствовать сильный дискомфорт. Им будет казаться, что всё тормозит и лагает.

Кадры лишними не бывают

Может ли монитор с 60 Гц отобразить больше 60 кадров в секунду? Нет, не может. Другой вопрос, что именно он отобразит. Вывод изображения на экран и рендер кадров на компьютере не происходят одновременно. Существует небольшая задержка, которая называется Input Lag. Когда вы двигаете мышкой или нажимаете клавишу, на экране это применится только в следующем кадре.

Если вы играете на 60 FPS, то минимальная разница между движением и отображением составит примерно 16 мс. Если же частота в два раза больше, то перед показом следующего кадра система успевает зарендерить два, а на экран будет выведен более актуальный. Итого, задержка сокращается вдвое. Исходя из этого напрашивается вывод: больше FPS - это всегда хорошо, вне зависимости от того, какая у монитора частота обновления.

Техника не чит, а инструмент

Что будет, если дать обычному человеку самую крутую кисть, краски, холст и попросить его написать шедевр прямо здесь и сейчас? Очевидно, ничего у него не выйдет. Для того чтобы достичь результата, нужна практика, тренировка и сноровка. Если за тысячу часов в CS:GO на мониторе 60 Гц и с 60 FPS вы так и остались сильвером, то никакие мониторы и показатели FPS не сделают из вас чемпиона мейджора. На результат слишком сильно влияет человеческий фактор - форма, настроение, состояние, реакция и масса других особенностей. Ни в коем случае нельзя сводить всё к техническим аспектам.

Всё зависит от потребностей и возможностей. Некоторых устраивает даже 30 FPS и они не видят смысла тратить несколько тысяч долларов на мощный компьютер с самым новым железом и тем более на монитор с частотой 120 Гц и больше. Другие же чувствуют плохую отзывчивость управления даже на 60 Гц, хотя ни разу не пробовали большую частоту. А на топовом уровне всё должно быть самое лучшее - скилл игроков и условия, в которых они выступают. Для того чтобы они могли реализовать свой потенциал на максимум, им нужны инструменты с максимально возможными характеристиками. Профессионалы в курсе, как реализовывать эти собранные по крупицам миллисекунды, а у равных по скиллу соперников именно они решают исход сражения.

Если сравнить два процессора i3 7300 и i5 7400, то разница показателя FPS будет отличаться незначительно, а иногда i3 отличается большим фреймрейтом чем i5. Тем не менее на практике по ощущениям, разница крайне значительная в пользу i5. Другими словами счетчик FPS не показатель плавности в играх. Это проблема, т.к. все мы привыкли судить именно по FPS.

FPS (Frames Per Second) — это число кадров полностью отрисованных за 1 секунду. FPS = кадры в секунду. Предположим что кадров было нарисовано 50. По простой формуле можно посчитать что каждый кадр рисовался 20 мс (1сек/50кадров). Это значение проще называть время кадра , т.е. время в течении которого показывается кадр. Проблема в том, что например если в течении секунды, 5 кадров будут показаны за 100 мс, а остальные 45 кадров со временем 11,1 мс, то в течении секунды будет показаны всё те же 50 кадров. Счетчик кадров покажет 50 FPS.

Естественно 50 кадров которые выводятся равномерно и 50 кадров с периодическими долгими кадрами, ощущаются кардинальным образом поразомну. По счетчику FPS этого совершенно не видно.

Что бы стабильно по 5 раз в секунду были просадки по времени кадра обычно не бывает. Но когда процессор работает на 100%, то любые сторонние задачи (антивирус, открытый браузер и т.д.) могут вызвать затыки в работе. Например общий фреймрейт составляет 50 кадров, но раз в несколько секунд происходят затыки на 100 мс. Что отжирает всего навсего 4 кадра в секунду по счетчику, но делает игру полностью не играбельной и лучше иметь хорошие 25 кадров, чем те 46 с микрофризами. В таких условиях будет очень хорошо видно как игра фризится и становится очень не комфортной.

В реальности это может выглядеть следующим образом. Например у вас 50 FPS, но половина кадров может быть ближе к 30 мс, а вторая половина ближе к 10 мс. В среднем получается 20 мс и 50 FPS, а ощущается это все не на 50 FPS. Больше всего это касается двухядерных процессоров.

Что бы словами описать работу процессора обеспечивающего комфортный уровень плавности, следует в меньшей степени уделять внимание цифрам, а в большей степени таким критериям как плавность, равномерность времени кадра, наличие микрофризов и общая комфортность.

Frame Time (время кадра) лучше отражает плавность в играх, чем FPS. На практике это можно увидеть в программе . Ниже приведены три графика среднего времени кадра и FPS. Верхний, это Pentiuum G4560, средний i5 7400 и нижний i7 7700 с частотой 4,9 ГГц. На графиках показан один и тот же отрезок игры Watch Dogs 2 , это съезд по центральной дороге в городе — это самое требовательное к процессору место, которое удалось найти.

Когда график времени кадра резко ползет вверх — это уменьшение плавности игры. Когда ползет вниз — это увеличение плавности.

Когда процессора не хватает игре и игре надо например подгрузить следующие кварталы в городе, то на недостаточных процессорах начинаются просадки. Это видно на графиках — i5 и i7 хватает игре, время кадра плавно падает и плавно растет в зависимости от происходящего. На четырех поточном Pentium ситуация совсем иная — постоянно что-то куда-то прыгает, тем самым заставляя обращать на это внимание. То есть проблема не в том что низкий фреймрейт (FPS), а проблема в том, что он постоянно меняется. Такое поведение в играх называется неравномерность фреймрейта.

Второй эффект, который не отражают циферки FPS — это распределение времени кадра в секунду. Назовем это неравномерность времени кадра. То есть время кадра постоянно скачет и при достижении определенных амплитуд проявляется в виде микрофризов. Такое явление встречается на всех трех процессорах, но на i5 и i7 значительно реже чем на Pentium.

Выводы

FPS не показатель плавности в играх и что бы лучше понимать насколько плавной и комфортной будет игра на том или ином процессоре, нужно меньше смотреть в сторону FPS и больше в сторону распределения времени кадра в секунде. Так как на практике может быть так, что за одни и те же деньги один процессор покажет по счетчику FPS меньше кадров чем другой процессор, но распределение времени кадра будет равномерным в отличии от второго процессора, то не смотря на более низкий FPS, первый процессор для игр будет более комфортным.