Сколько кадров в секунду видит человек. Строение глаза и интересные факты

Одна из самых злободневных тем, которая постоянно всплывает в игровой и видео-индустрии – какую скорость передачи кадров можно считать оптимальной. По одну сторону баррикад стоят поборники традиций, которые считают, что 24 кадра в секунду для фильмов и 30 кадров в секунду для игр – это магические числа, и превышать эти значения нет никакого смысла. С другой стороны, существует масса объективных свидетельств несостоятельности этой теории, и целая армия квакеров употребляющих seta sv_fps «120».

В этой статье авторства Саймона Кука из Microsoft Xbox Advanced Technology Group мы постараемся объяснить, почему человеческому глазу приятнее более высокая скорость передачи кадров.

Обсуждение этого вопроса может быть немного проблематичным, так как человеческий глаз представляет собой невероятно сложный инструмент, который производит независимую обработку изображения еще до того, как сигнал достигнет мозга. Нам нравится думать, что то, что мы видим, является непреложной истиной, и вся наша визуальная система построена на этом утверждении. Тем не менее, это заблуждение. Чувствительность глаза к цвету, движению, свету и ускорению/замедлению уникальна для каждого человека. Ситуация еще больше осложняется тем фактом, что мы часто сравниваем наши глаза с камерами и говорим о зрении так же, как если бы мы говорили о компьютерной графике, однако ни одна из этих аналогий не описывает истинных процессов, которые позволяют глазам получать и обрабатывать информацию. На сайте представлен короткий ролик , который показывает разницу между 60 и 30 кадрами в секунду при разной скорости движения объекта.

При всем при этом, если человеку предоставляется возможность поиграть в игру с более высокой скоростью передачи кадров, он ей непременно воспользуется. Порой предпочтение отдается скорости передачи кадров даже выше 60 кадров в секунду (60 Гц); все зависит от множества потенциальных причин, включая жанр игры, ее графику, технические особенности и скорость геймплея.

Теория Саймона Кука заключается в том, что подобное предпочтение высокой скорости передачи кадров объясняется одним интересным механическим аспектом нашего зрения: даже если зафиксировать взгляд на одной неподвижной точке, сетчатка все равно не будет полностью неподвижной. Колебания сетчатки, которые в научных кругах называют микротремором глаза, происходят со средней частотой 83,68 Гц, а область сдвига составляет примерно 150-250 нм, что примерно соответствует размеру 1-3 фоторецепторов в сетчатке.

В чем смысл этих колебаний? Кук считает, что ему это известно. Легкое колебание сетчатки помогает вам увидеть одну и ту же сцену с двух немного разных ракурсов. Между тем, в самом глазе существует два разных типа ганглионарных клеток сетчатки: клетки с on-центром, которые откликаются, когда центр рецепторного поля освещен, и клетки с off-центром, которые откликаются, когда центр рецепторного поля не освещен.

Благодаря колебаниям сетчатки свет попадает как на клетки с on-центром, так и на клетки с off-центром, стимулируя оба типа клеток. Кук считает, что это улучшает нашу способность видеть очертания объектов. По словам ученого, все это также как-то связано с эффектом «зловещей долины».

Если теория Кука верна, это значит, что человеческая сетчатка увеличивает разрешение окружающего мира, как и видеокарты и игровые консоли, которые используют внутренние ресурсы для создания более четкой картинки, которую они затем выдают на дисплей. Представленное ниже изображение является примером того, как несколько вариантов изображения из одного источника при объединении дают более качественные результаты.

Но эта возможность извлекать дополнительную информацию из увиденного зависит от того, с какой скоростью нам подается информация. Если частота выборки (30 Гц, 30 кадров в секунду) ниже половины частоты микротремора сетчатки, то изображения не сменяются достаточно быстро, чтобы глаз мог извлечь дополнительную информацию.

Если вы следите за полемикой в области так называемого микро-«заикания» и задержки кадров в играх, то знаете, что одна из причин, по которой микро-«заикание» является менее интуитивным объективным показателем производительности по сравнению со скоростью передачи кадров, – это снижение преимущества более низкого времени смены кадров по мере того, как постоянная скорость передачи кадров приближается к 60 кадрам в секунду. Уменьшение задержки кадров с 33,3 мс (30 кадров в секунду) до 25 мс (40 кадров в секунду) более заметно, чем увеличение количества кадров в секунду с 40 до 60, и это несмотря на то, что во втором случае происходит более значительный сдвиг.

Если Кук прав, этот феномен объясняется тем, что собственная супер-разрешающая способность глаза наиболее эффективно работает на отметке примерно 43 кадра в секунду. Еще одним интересным аспектом наблюдений ученого является то, что более высокая скорость передачи кадров при более низком разрешении может обеспечить лучшие результаты, чем популярный в наши дни показатель 1080p @ 30 fps. Поверят ли в это разработчики или нет – пока что вопрос открытый. Большинство тайтлов для Xbox не смогли добиться показателя 1080p @ 30 fps и предпочли , нежели опускаться до свойственного прошлому поколению показателя 720p.

Если вы хотите увидеть наглядное сравнение картинки при 60 и 30 кадрах в секунду, посетите специальный веб-сайт , где выложено по паре игровых сцен в формате MP4. Это не YouTube-ролики, и мы подтверждаем, что видео слева действительно имеет частоту 30 кадров в секунду, а видео справа – 60 кадров в секунду.

К сожалению, пока нет никаких признаков того, что исследования Кука будут использованы в игровой индустрии, даже если их подвергнут тщательному анализу. Игровая индустрия зациклена на разрешении, а не на скорости передачи кадров, и если показатель 720p @ 60 fps в наше время политически недееспособен, то практически нет надежды на то, что показатель 1080p @ 60 fps ( @ 30 fps) имеет больше шансов на жизнь в будущих игровых продуктах. Конечно, у игр на ПК есть преимущество, так как перечисленные выше режимы там доступны, однако для их использования могут потребоваться довольно мощные видеокарты. ПК-мониторы с активированной вертикальной синхронизацией поддерживают только частоту обновления экрана 60 Гц, но если скорость передачи кадров в игре упадет, то монитор автоматически снизит частоту обновления до 30 Гц или 20 Гц. Таким образом, панели с частотой обновления 120 Гц могут скомпенсировать падение частоты обновления и положительным образом использовать возможности нашей сетчатки.

Подобные исследования и понимание человеческой физиологии могут сыграть важную роль в попытках извлечь максимум из возможностей нашего зрения. Новое поколение умных контактных линз, приборы ночного видения, периферийные устройства типа Oculus Rift – существует масса крупных исследовательских проектов, которые посвящены беспрецедентному взаимодействию технологий и человеческого зрения. Я считаю, что самыми жизнеспособными окажутся те проекты, которые будут максимально приближены к природным навыкам наших глаз и смогут наиболее точно имитировать функции человеческого зрения.

В начале кинопленка была очень дорогая – на столько, что для того, чтобы ее экономить, режиссеры пытались использовать наименьшее количество кадров, которое обеспечивало плавность движения. Этот порог колебался от 16 до 24 кадров в секунду и в конечном счете был выбран единый уровень в 24 кадра в секунду. Такой стандарт установился на многие десятилетия и до сих пор используется в кинематографии.

Какое количество кадров выбрать

Выбор количества кадров зависит от творческого видения и эффекта, который Вы хотите получить. Меньшая скорость делает так, что мозг подсознательно признает, что наблюдаемое изображение является «фальшивкой», поэтому выбор 24 кадров в секунду может отлично подчеркнуть концепцию на основе воображения, например, в сказках и других нереальных фильмах.

Чем выше количество кадров, тем более реалистично выглядят сцены, поэтому такая скорость идеально подходит для современных художественных, документальных или фильмов в стиле экшен. Хотя 60 кадров в секунду является лучшим технически решением для достижения плавности, но покадровые анимационные ролики отлично выглядят и при 12 кадрах в секунду, а увидеть мяч во время матча, записанного с частотой 24 кадра в секунду – это уже практически невозможно.

Часто разработчики пытаются придерживаться частоты кадров традиционно используемой в их регионе, т.е. 29,97 кадра в секунду в США и Японии и 25 кадров в секунду в Европе и большинстве стран Азии. Постарайтесь, чтобы ваш выбор был продуман.

Помните, что человеческий глаз является сложным устройством и не распознает отдельных кадров, поэтому эти рекомендации не следует рассматривать в качестве доказанных научно фактов, а, скорее, как результат многолетних наблюдений разных людей.

Ниже вы найдете информацию об общих цифрах кадров, используемых в фильмах и клипах:

• 12 кадров в секунду : абсолютный минимум, необходимый для появления движения. Меньшие скорости будут восприниматься как набор отдельных изображений.
• 24 кадра в секунду : минимальное значение, при котором движение выглядит достаточно плавно. Это неплохой вариант, который подойдет для создания атмосферы старого фильма.
• 25 кадров в секунду : ТВ-стандарт в ЕС и большинстве стран Азии.
• 30 кадров в секунду (точнее 29,97) : стандарт, применяемый в США и Японии.
• 48 кадров в секунду : значение в два раза выше, чем в традиционных фильмах.
• 60 кадров в секунду : в настоящее время наиболее передовая скорость записи. Большинство людей не видит особой разницы в плавности движений при съемке выше 60 кадров в секунду. Это количество кадров, отлично подходит для отображения динамичного экшена.

Анимация с частотой 12 кадров в секунду

Высокая частота кадров может быть также полезна во время затемнения и осветления изображений, когда при более низких значениях может произойти потеря качества изображения.

Конечно, вы не должны использовать одну фиксированную частоту кадров во всем фильме. Например, вы можете выбрать 24 кадра в секунду, чтобы получить романтический эффект, а потом перейти на 60 кадров в секунду, когда это потребуется:

• Взрывы : взрывы в кино, снятые с частотой 24 кадра в секунду, выглядят либо четкими, но прерывистыми, либо размытыми, но плавными. При большем числе кадров в секунду можно отобразить очень быстрые взрывы детально, с высокой плавностью и четкостью..
• Жидкости : при высокой частоте кадров Вы получаете возможность расширенных настроек диафрагмы при съемке быстро движущихся жидкостей.
• Динамические сцены : например, бокс, борьба и т.д.
• Выстрелы и другие быстро движущиеся объекты : размытие движения при более низких частотах кадров делают невозможным отслеживание быстро движущихся объектов. В сценах, снятых с большим количеством кадров в секунду эта проблема не возникает.

Вам не придется выбирать между размытие и низкой детализацией

В сценах с быстрым действием и большим количеством мелких, движущихся объектов, как в этом клипе Nintendo , частота в 60 кадров в секунду позволяет зафиксировать все мельчайшие детали, сохраняя при этом необычайную плавность изображения.

Запишите минутное видео с большим, а потом, с небольшим количеством кадров. Поделитесь этой записью с сообществом и спросите участников, что им понравилось в этих фильмах.

В качестве предварительного условия требуется знать скорость объектов, которыми чаще всего в системах видеонаблюдения являются люди.

Скорость людей

Чем быстрее движется человек, тем сложнее уследить за его движениями. Нам известна «скорость» частоты кадров - 1 кадр в секунду, 10 кадров, 30 и т.д., однако какая частота кадров требуется для качественной видеозаписи?

С какой скоростью движутся люди.

Человек, идущий неторопливым, обычным шагом, проходит чуть больше одного метра в секунду, т.е. пересекает поле обзора шириной 6 метров примерно за 5 секунд.

Бегущий человек пересекает поле обзора шириной 6 метров примерно за 1,25 секунды, т.е. движется со скоростью почти 5 метров в секунду.

Например, если частота кадров составляет всего 1 кадр в секунду, человек в течение этой секунды может преодолеть от 1 до 5 метров. Это необходимо принимать во внимание при выборе частоты кадров.

Рассмотрим следующие вопросы:

• С какой скоростью движутся люди и как это связано с частотой кадров.
• Шаг: какие существуют опасности при съемке идущего человека с частотой 1, 10 и 30 кадров в секунду.
• Бег: что получается при съемке бегущего человека с частотой 1, 10 и 30 кадров в секунду.
• Поворот головы: сколько четких снимков крупным планом получится при частоте 1, 10 и 30 кадров в секунду.
• Игра в карты: что остается незамеченным при наблюдении за сдачей карт при частоте 1, 10 и 30 кадров в секунду.
• Выдержка затвора и частота кадров: какая между ними связь?
• Полоса пропускания и частота кадров: какова зависимость полосы пропускания от увеличения частоты кадров?
• Средняя частота кадров: какая частота кадров в среднем применяется при видеонаблюдении?

Примеры с идущим человеком

По мере пересечения объектом поля обзора мы наблюдаем за его перемещением кадр за кадром. При частоте 30 и 10 кадров в секунду полный шаг не остается незамеченным. Однако при частоте 1 кадр в секунду объект преодолел более одного метра между кадрами, что совпадает с оценкой скорости идущего человека - чуть более 1 м/с.

Примеры с бегущим человеком

При перемещении объекта через поле обзора бегом, при частоте 30 кадров в секунду каждые полшага фиксировались, при частоте 10 кадров объект пробегал примерно 0,3 метра между кадрами. При частоте 1 кадр в секунду объект зафиксирован только на одном кадре, остальной путь через поле обзора был проделан между кадрами, на втором кадре видна только часть ноги.

Получение изображения лица

Получить четкое изображение лица движущегося человека может быть непросто, так как в движении голова естественным образом движется из стороны в сторону. В эксперименте по сравнению разных частот кадров объект шел по коридору, двигая головой вперед и назад.

Обратите внимание, при частоте 1 кадр в секунду получен только один четкий снимок, при частоте 10 кадров четких снимков намного больше. При частоте 30 кадров четких снимков на один-два больше, однако, это не является существенным улучшением.

Игра в карты

При проведении данного испытания, с помощью видеокамеры с выдержкой затвора по умолчанию (1/30с) проводилось наблюдение за сдачей карт в порядке от туза до пятерки.

При наблюдении с частотой кадров 30 и 10 к/с видно, как каждая карта снимается с колоды и кладется на стол, а при наблюдении с частотой 1 к/с можно увидеть только появляющиеся на столе карты - движения рук раздающего не видны, так как частота кадров слишком низкая.

Выдержка затвора и частота кадров

Частота кадров не является причиной размытости изображения, это неправильное представление. Причиной является автоматическое управление выдержкой затвора камеры.

Наблюдение за следующей сдачей карт от туза до пятерки проводилось с минимальной выдержкой затвора, доведенной до 1/4000 секунды. На следующих двух примерах можно сравнить размытие изображения руки и карты, вызванное движением: двойка намного лучше различима на изображении, полученном при более высоком значении выдержки затвора.

При выдержке затвора 1/4000 секунды все следы размытости, вызванной движением, полностью исчезли. При выдержке затвора 1/1000 и 1/2000 секунды размытость существенно снижается, но все еще заметна в области пальцев и краев карт при покадровом просмотре записи.

Причиной размытости изображения является неправильная установка выдержки затвора, а не частота кадров.

Низкое значение выдержки затвора и частота кадров

С другой стороны, по желанию пользователей или производителей камер, иногда случается, что максимальное значение выдержки затвора ниже, чем частота кадров (например, при выдержке затвора 1/4 секунды, частота кадров составляет 1/30 секунды). При этом не только возникает размытие движущихся объектов, но и происходит потеря кадров.

Ключевой урок: частота кадров не должна превышать количество экспозиций в секунду. Если выдержка затвора составляет 1/4 секунды, затвор открывается и закрывается (выполняется экспозиция) всего 4 раза в секунду (т.е., 1/4 + 1/4 + 1/4 + 1/4 = 1). Поскольку это происходит всего 4 раза в секунду, то в течение этой секунды можно получить только 4 кадра.

Некоторые изготовители фальсифицируют кадры при низких значениях выдержки затвора путем простого многократного копирования одного и того же кадра. Например, при выдержке затвора 1/15 в течение одной секунды выполняется всего 15 экспозиций и, следовательно, получается 15 кадров. Для создания видимости того, что получается 30 кадров, каждый кадр дублируется.

Выдержке затвора следует уделять внимание, так как при ее низких значениях, помимо размытия изображения, может произойти потеря кадров или нерациональное использование объема хранения.

Полоса пропускания и частота кадров

Частота кадров оказывает влияние на полосу пропускания, однако при наличии современных кодеков, например, H.264, влияние нелинейно. Таким образом, при увеличении частоты кадров в 10 раз, ширина полосы пропускания увеличивается намного меньше, обычно только в 3 - 5 раз. Зачастую об этом имеют неправильное представление.

Это возможно благодаря межкадровому сжатию, которое снижает требования к полосе пропускания за счет повторяющихся на кадрах неизменных частей изображения.

В целях дальнейшего иллюстрирования данного факта были проведены измерения при частоте кадров 30, 10 и 1 к/с с целью демонстрации изменений в скорости передачи данных при осуществлении видеонаблюдения в конференц-зале. Были получены следующие средние значения скорости передачи:

• 1 к/с - 0,179 Мбит/с,
• 10 к/с, частота увеличена в 10 раз, а полоса пропускания - в 4 раза (0,693 Мбит/с),
• 30 к/с, частота увеличена еще в 3 раза, полоса пропускания - еще в два раза; при увеличении частоты кадров в 30 раз, полоса пропускания увеличивается в 7 раз (1,299 Мбит/с)

При испытаниях использовалась камера Axis Q1604 (встроенное ПО версии 5.50.3) с тремя потоками (30/10/1) записываемыми с помощью ExacqVision 6.2.7.63216

Усредненная применимая частота кадров

В среднем применяется частота кадров, равная примерно 8-10 к/с, такое значение обеспечивает достаточное количество кадров для съемки большинства действий, изображение получается дискретным, но стоимость хранения информации минимизируется.

Как показано выше, увеличение частоты кадров с 10 до 30 к/с может удвоить стоимость хранения информации, но детализацию съемки улучшает в самой малой степени.

Следующая таблица построена на основе результатов исследования «Средняя частота кадров, используемая при видеозаписи».

Среди многих игроков бытует мнение, что чем больше FPS (frames per seconds или - кадров в секунду), тем лучше. Когда-то шли споры про введение 60 FPS, сейчас же прогресс пошел вперед и современные игровые машины могут выдавать и все 120, а то и 400. Но на самом ли деле мы видим все 120 FPS?

Ответ на этот вопрос довольно противоречив. Некоторые считают, что 60 FPS достаточно, другие говорят, что разница между 120 и 60 очевидна. Любители Counter-Strike воротят нос, если компьютер выдаёт менее 300 FPS. На самом ли деле это так?

Важным фактором в подаче изображения, естественно, является монитор. Мощности видеокарты может хватать и на 120 FPS, и на 240, и даже на 400 FPS. Но способен ли на это ваш монитор?

Количество кадров в секунду выдает именно видеокарта - она источник изображения. Количество кадров, которое выдает видеокарта, может не совпадать с частотой обновления кадров на мониторе. Большинство мониторов поддерживают частоту только 60 Гц.

Таким образом, если видеокарта позволяет выдавать 120 FPS, а частота вашего монитора 60 Гц, то эти 60 кадров становятся избыточными, и разницы вы не увидите. Также это может привести к поломке монитора.

Проверим это на примере.

На сайте frames-per-second.appspot.com есть возможность протестировать изображение с различным FPS.

Нам даны два мяча, которые постоянно прыгают. На каждую анимацию можно установить определенный FPS.

Поставим на первый мяч 120, а на второй 60 FPS соотвественно. Если максимальная частота обновления кадров вашего монитора 60 Гц, то вы не увидите разницы.

Попробуйте проверить это сами.

Предварительно стоит убедиться, какую же все таки частоту поддерживает ваш монитор. Для этого в Windows 7 щелкните правой кнопкой мыши на рабочем столе и нажмите кнопку "Разрешение экрана". Далее - кнопку "Дополнительные парамеры", и там щёлкайте по вкладке "Монитор".

Если вы счастливый обладатель монитора на 120 Гц и мощного железа, то могу вас поздравить. Ведь 120 и 60 FPS действительно отличаются при наличии монитора 120 Гц.

Согласитесь, лучше, когда отклик на действие происходит 120 раз в секунду, а не 60. Высокий FPS позволит быстрее реагировать на происходящее в игре и сделать игровой процесс более комфортным.

В прошлом году портал hardware.info проводил интересный эксперимент, цель которого - доказать, что разницу между 60 и 120 FPS видно невооруженным глазом. Для этого пригласили 50 человек, которые играли в Call of Duty на ПК с мощным железом. Было проведено так называемое слепое тестирование - для каждой игровой сессии выставлялась определённая частота обновления экрана монитора - 60 или же 120 Гц, и игрок должен был отличить одну от другой.

Итог таков - 86% игроков справились с этой задачей , а те, кто видел разницу при каждом переключении частоты обновления экрана, получили в подарок монитор.

Для обладателей мониторов с частотой 60 Гц и мощной видеокартой могу посоветовать ставить ограничение на 60 FPS в играх .

Итог: разница между 60 и 120 FPS есть, но ее можно увидеть только на мониторе 120 Гц.

Любителям же Counter-Strike, которые любят добиваться скорости обновления кадров 300 и 400 в секунду, можно только порекомендовать вновь сесть за учебники физики. Тренируйте реакцию и не списывайте неудачи на оборудование!

Наверняка многие из вас сталкивались с популярным мнением: дескать, все видеоформаты предусматривают 24 кадра в секунду, что соответствует свойствам восприятия человеческого глаза. На самом деле данный обобщённый тезис является следствием целого ряда заблуждений и мифов. Именно вокруг этой характеристики передаваемого изображения в течение последних двух-трёх лет происходит небольшая революция стандартов, затрагивающая многие сферы — от рынка домашних телевизоров до кинопроизводства.

⇡ Наши глаза

Прежде всего, возможности наших органов зрения отнюдь не ограничены пресловутыми 24 кадрами/с. Точным числом «аналоговые» глаза людей вообще сложно выразить, но приблизительный предел, в зависимости от свойств отдельных индивидуумов, колеблется от 60 до 200 кадров/с. Конечно, мы воспринимаем визуальную информацию с некоторой «инертностью», но натренироваться замечать чрезвычайно быстрые детали всё же возможно — например, в этом деле традиционно преуспевают пилоты самолетов. Также существует разница между обычным зрением и периферийным — при взгляде «краем глаза» на монитор с электронно-лучевой трубкой заметно некоторое мерцание, не различимое при прямом контакте с экраном.

Ещё пример, понятный для многих, — видеоигры. Попробуйте поиграть в какой-нибудь свежий шутер от первого лица на компьютере со средненькой конфигурацией — увидите во всей красе «тормоза». С помощью специальной программы (Fraps) можно измерить текущую скорость кадров на дисплее. Комфортный минимум FPS, при котором управление отличается необходимой плавностью, а пользователь окончательно перестаёт замечать подтормаживания изображения, находится на уровне 45-50 кадров в секунду. Ну а если видеоряд передаётся со скоростью ниже 25-30 FPS, то играть, как правило, становится практически невозможно. И разница между 24 кадрами/с и идеальным значением в 60 кадров/с заметна для любого зрячего человека.

Возможно, кто-то сейчас вспомнит про знаменитый 25-й кадр, давнюю страшилку и якобы универсальный инструмент, который используют недобросовестные компании для повышения продаж. В 1957 году идею скрытого кадра, которой прямиком воздействует на подсознание, выдвинул американец Джеймс Вайкери. Но через пять лет сам же автор сомнительного проекта признался, что всё это является не более чем выдумкой и на величину продаж не влияет. Собственно, этот самый 25-й кадр при внимательном взгляде на экран будет вполне заметен для глаза, можно даже успеть прочитать короткие слова или запомнить картинки и узоры. И ни о каком особом воздействии на подсознание, конечно же, и речи не идёт.

Однако после распада Советского Союза отечественная пресса с непонятным упорством взялась за продвижение мифа о 25-м кадре и так здорово расстаралась, что и сейчас многие наши граждане искренне верят в подобный способ манипулирования сознанием. И даже органами государственной власти России и Украины были приняты специальные законопроекты, ограничивающие использование технологий скрытой рекламы (например, ст. 10 № 108-ФЗ «О рекламе»).

⇡ В кинозалах

Началось всё с немого кинематографа, где использовалась плёнка с 16 кадрами в секунду. При демонстрации отрывков из довоенных фильмов вы наверняка замечали неестественно высокую скорость происходящего на экране — это следствие соответствующей частоты кадров. Затем, при появлении звука в фильмах для размещения аудиодорожки число кадров увеличили до 24 (иначе звук был слишком искажен) , это значение остаётся актуальным по сегодняшний день.

Впрочем, если уж быть точным, то в кинозалах показывают фильмы не с 24, а 48 кадрами в секунду. Это связано с работой одной из деталей проектора, обтюратора — механического устройства для периодического перекрывания светового потока в момент движения кинопленки в кадровом окне. То есть, грубо говоря, каждый второй кадр — просто «пустой», а мелькание практически незаметно. Но даже при одинаковой информативности 24 и 48 кадров/с последний формат является куда более комфортабельным для восприятия человеком. Благодаря «инертности» восприятия визуальной информации нашими глазами, обтюратор нивелирует «рывки» при переходе от одного кадра к другому.

Тем не менее в кинематографе уже не одно десятилетие идут разговоры о необходимости перехода с привычного стандарта 24 кадра в секунду. Но этому мешал ряд проблем, связанных в основном с технологическими сложностями. Однако в последние годы, когда фильмы стали всё чаще снимать и показывать в залах при помощи цифрового оборудования, задача в этом плане существенно упростилась.

Но есть ещё один аспект, касающийся кинематографичности видеоряда. Например, при 60 кадрах/с наши глаза получают больше информации, за счет чего меняется восприятие происходящего на экране. Становится заметна искусственность декораций и визуальных эффектов, создаётся впечатление, что вы присутствуете на театральной постановке или прямо в студии, где снимают фильм. Это отрицательным образом влияет на аутентичность кинокартины, зачастую сводя на нет некоторые режиссёрские и операторские приёмы. Зато всё это нисколько не отменяет всех тех положительных свойств, какими обладает видео с высокой частотой кадров. Это и потрясающая плавность изображения, и естественность картинки — прямо как в реальной жизни, что создаёт отличный эффект присутствия и веры в происходящее. И наконец, большее число кадров нивелирует мерцание (особенно заметное по краям экрана), снижая утомляемость глаз.

Джеймс Кэмерон, главный киноноватор на нашей планете, заставивший весь мир полюбить 3D, всерьёз пообещал совершить ещё одну революцию в индустрии. Его следующие проекты «Аватар-2 » и «Аватар- 3 » будут сняты в формате 60 кадров в секунду и наглядно продемонстрируют человечеству все достоинства подобной технологии. Однако Питер Джексон со своим «Хоббитом » собрался опередить режиссёра «Титаника » — уже в конце этого года мы сможем посмотреть картину по роману Толкиена с 48 полноценными кадрами в секунду.

⇡ У вас дома

С телевидением все обстоит немного иначе. В мире распространены три формата телевещания: NTSC, PAL и SECAM. Каждый имеет свои частоты, свойства передачи видеоряда и встречается в строго определённых регионах. NTSC является американским стандартом, в котором предусмотрено 30 кадров/с. Технологически близкие PAL и SECAM используются в других частях света и предусматривают 25 кадров/с.

Как и с обтюратором в кино, количество кадров в телевещании следует умножать на два. Это связано с использованием чересстрочной развёртки (интерлейс), когда один кадр разбивается на два полукадра, каждый из которых состоит либо из чётных, либо из нечётных строчек. В результате эфирное изображение кажется достаточно плавным, что неудивительно при 60 или 50 кадрах/с для NTSC и PAL/SECAM соответственно.

Если вы посмотрите один и тот же фильм на большом телевизоре с DVD-диска и в телеэфире, то легко заметите принципиальную разницу в изображении. При телевещании картинка будет более естественной и даже чем-то похожей на театральную постановку. Обратный эксперимент: попробуйте купить DVD-диск с футбольным или хоккейным матчем. Спортсмены будут двигаться как-то более резко, а трансляция удивит непривычной «рваностью», что особенно заметно при горизонтальном перемещении камеры вдоль стадиона. В цифровых форматах вроде DVD или Blu-Ray используются традиционные 24 кадра в секунду без обтюраторов или чересстрочных кадров, поэтому на телевизорах с большой диагональю в панорамных сценах легко заметить раздражающие подёргивания изображения, в частности по краям экрана — из-за особенностей периферийного зрения.

К сожалению, цифровые носители с 48, 60 или 100 кадрами в секунду в наши дома пока не спешат. Даже Blu-Ray-издание грядущего «Хоббита» уже заявлено в привычном стандарте 24 кадра/с, что, в общем-то, логично — видеоплееры просто не умеют воспроизводить иные форматы. Зато насладиться красотами высокой частоты кадров можно с помощью современных телевизоров, поддерживающих технологию плавности изображения.

Пионером в этой области стала компания Philips со своей патентованной системой Digital Natural Motion , которая позволяет выводить на экран 100 кадров в секунду. Затем подтянулись прочие производители, каждый дал той же концепции собственное название: Motion Plus у Samsung , Motionflow у Sony , Trumotion у LG и Motion Picture Pro у Panasonic . Принцип работы в общих чертах довольно прост: между исходными информативными кадрами видеопроцессор телевизора вставляет промежуточные кадры, которые обеспечивают высокие чёткость и плавность перехода. По заявлениям производителей сейчас некоторые устройства обладают частотой до 400 и даже 800 Гц, то есть рассчитываются несколько сотен искусственных кадров в секунду. Столь высокие значения, на самом деле, полезны лишь при передаче качественного 3D, для обычного же видеоряда уже 120 кадров/с более чем достаточно. Однако при длительном пользовании в домашних условиях вы заметите ряд неудобств, связанных с работой «уплавняловок» на вашем телевизоре.

Во-первых, достаточно распространенной является проблема с подключением компьютера. Например, LED-панели Samsung предпочитают, чтобы частота входящего сигнала точно соответствовала количеству кадров в секунду в проигрываемом видеофайле. То есть видеокарта, как правило, выдает 60 Гц, а в скачанном вами BD-RIP заложены традиционные 24 кадра/с. При выводе картинки на телевизор каждые несколько секунд будут появляться подёргивания и артефакты — система Motion Plus будет пытаться рассчитывать дополнительные кадры исходя из 60 имеющихся, тогда как в самом фильме их только 24.

Можно перевести видеокарту принудительно в режим 24 Гц, но тогда вы будете вынуждены бороться с медленной работой интерфейса операционной системы, да и подёргивания по непонятным причинам (в случае LED-панелей от Samsung) так и не исчезнут до конца. Поэтому лучший результат вы получите, используя проигрыватель Blu-Ray/DVD-дисков (Sony PlayStation 3 — отличный вариант) или HD-медиаплеер — с подобными устройствами никаких проблем быть не должно.

Во-вторых, даже новые технологии расчёта дополнительных кадров в самых навороченных LED-панелях иногда «ошибаются». В некоторых сценах вы будете замечать артефакты и шлейфы. Особенно часто это случается в эпизодах, где объект на крупном плане быстро перемещается вдоль экрана.

И в-третьих, отнюдь не любой контент выигрывает за счёт добавления плавности. Безусловно, это полезно для фильмов и мультфильмов в 3D — тогда объёмность кажется более насыщенной. Хороши системы расчёта новых кадров и для картин, где преобладают панорамные съёмки и высок уровень детализации, вроде того же «Аватара», «Трона: наследие » или «Лабиринта Фавна ». А также всё это прекрасно подойдёт для документальных лент, сериалов или спортивных трансляций. Наоборот, с эффектом плавности практически невозможно смотреть некоторые категории фильмов с нарочито «трясущейся» камерой, вроде «Ультиматума Борна », «Монстро » и ряда боевиков — с дополнительными кадрами происходящее на экране выглядит кашей с артефактами.

Наконец, в-четвертых, как мы уже говорили выше, иногда добавление реалистичности и эффекта театральности через системы плавности изображения превращает определённые фильмы в смехотворные спектакли. Сразу видны плохо нарисованные задники, прилепленные во время постпродакшена посредственные спецэффекты, а также прочие радости. Хотите убедиться сами — включите последнюю «Обитель зла » на продвинутой LED-панели, «Человека-паука » Сэма Рэйми или какого-нибудь «Халка ». Ну а про старые фильмы и говорить нечего — при просмотре классических «Звёздных войн » вы воочию убедитесь, что все космические корабли — это и в самом деле пластиковые макеты, снятые в комнате с черными обоями.

Кстати, если кому-то вдруг пришла в голову мысль, что системы расчета дополнительных кадров помогут избавиться от тормозов в играх, — это, естественно, не так. Управление станет несколько «ватным» — изображение будет реагировать с некоторой задержкой на действия игрока. В общем, играть с включенной «уплавняловкой» невозможно.

Поэтому у систем добавления плавности есть достаточно много идеологических противников, жалующихся на потерю кинематографичности в некоторых фильмах. И таких людей вполне можно понять. Отсюда простой вывод: использовать «уплавняловки» нужно очень избирательно, в зависимости от проигрываемое контента. Однако в целом существование подобных технологий полностью себя оправдывает — в тех случаях, когда это действительно применимо, картинка на экране телевизора будет просто-таки доставлять вам удовольствие.

⇡ Итого

Все написанные выше слова и названные примеры — ничто по сравнению с вашими личными впечатлениями. Если вы нередкий гость в кинотеатрах, то в обозримом будущем сами убедитесь в преимуществах 48 или 60 кадров/с — уж Питер Джексон и Джеймс Кэмерон найдут способы во всей красе продемонстрировать достоинства технологии.

Если же вы обдумываете покупку нового телевизора (или вдруг на вашей домашней панели уже предусмотрены подобные возможности), то стоит обратить внимание на наличие систем добавления плавности. Можно попросить продавцов в гипермаркете включить демонстрационный режим на интересующей вас модели, желательно динамичный трейлер какого-нибудь фильма или сразу 3D-изображение. По результатам просмотра выводы сделаете уже сами.