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為什么不同幀數(shù)的畫面流暢度不同?

如意 ? 來源:中關村在線 ? 作者:周迅 ? 2021-03-03 14:32 ? 次閱讀
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相信不少人有這樣的疑惑,雖然多數(shù)電影幀數(shù)只有24幀,但播放起來看不出什么卡頓,甚至可以說相當流暢。但是玩游戲的時候,只要幀率在60幀以下,卡頓感就會瞬間提升,甚至玩著玩著還會頭暈,這是為什么?

其實這個問題很容易理解,不過有必要先為大家簡單介紹以下幀數(shù)是什么。

幀數(shù)就是在1秒鐘時間里傳輸?shù)膱D片的量。通常用fps(Frames Per Second)表示。

每一幀都是靜止的圖象,快速連續(xù)地顯示幀便形成了運動的假象。高的幀率可以得到更流暢、更逼真的動畫。每秒鐘幀數(shù) (fps) 愈多,所顯示的動作就會愈流暢。

所以我們看到參數(shù)中的 “30幀” 其實就是說 ,在一秒的時間內(nèi),拍攝30張靜態(tài)畫面,然后通過播放使其連接起來。

因為人眼的視覺殘留特性:是光對視網(wǎng)膜所產(chǎn)生的視覺在光停止作用后,仍然保留一段時間,原因是由視神經(jīng)元的反應速度造成的。

反應速度時值是二十四分之一秒(也就是說播放每秒超過24幀靜態(tài)畫面,在人類肉眼看起來就是流暢而連續(xù)無卡頓的動態(tài)畫面),這也是電影等視覺媒體形成和傳播的根據(jù)。所以我們目前看到的電影基本都是24幀的。

那么問題來了,為什么電影24幀很流暢,而游戲30幀卻讓玩家不能忍呢?這其中的原因就在于,電影和游戲的圖像生成原理不同。

電影的24fps,是每1/24秒拍攝一副畫面,如果你玩過相機的手動設置,你應該知道如果以1/24秒的快門速度拍攝一個運動的物體會“糊”掉,而正是這樣“糊”掉的畫面連起來才讓我們的眼睛看上去很“流暢”。

而游戲畫面不是按1/24秒快門拍出來的,而是每一幅畫面都是獨立渲染出來的,之所以跑成24fps是因為顯卡處理能力不夠而“丟棄”了其中的一些畫面,這樣一來每兩幅畫面之間就不連續(xù)了,自然看上去會“卡”。

舉個例子,一個圓從左上角移動到右下角,如果是電影,第一幀與第二幀可能是類似下圖這樣的:

如果是游戲畫面,第一幀與第二幀會類似下面這兩張圖:

大家也可以拿電影中的快速移動畫面截圖與游戲中的相比較,效果會更加直觀,例如這樣:

可以看出上面第一張截圖,車輛明明在行駛之中,但是如果我們截圖的話,還是比較清晰的幀。而電影中無論是車輛還是快速運動的背景都是虛化的。

電影雖然幀率僅為24幀,但是每一幀都包含了一段時間的信息,而游戲則只包含那一瞬間的信息。

一個電影在一段時間內(nèi)曝光,畫面的每一幀,都包含有一段時間的信息,這段時間的長度由快門時間決定,最長不能超過1/24秒,所以視頻中每一幀包含信息量較大(幀與幀之間有模糊的圖像,這與人眼快速轉(zhuǎn)換視角也是相似的)。

而游戲里的每一幀只有這一個瞬間的信息,幀與幀之間的信息完全丟失了,所以必須通過更多的幀數(shù)來使圖像過渡自然,為了解決這一問題,一些游戲中也加入了模擬電影模糊效果的畫質(zhì)選項。

此外,幀與幀之間間隔恒定:人眼對于動態(tài)視頻的捕捉是非常敏感的,電影幀率是固定不變,肉眼很難察覺出異常。

而游戲的幀率卻是很容易變化的——如果手動鎖定幀數(shù),顯卡會默認渲染最高幀率。

玩家觸發(fā)的很多劇情往往伴隨劇烈的畫面變動,這時顯卡的幀率就會出現(xiàn)下降,前后不一致的幀率很容易被肉眼捕捉,這時我們就會覺得,游戲變“卡”了。
責編AJX

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