Czynniki wpływające na postrzeganą szybkość klatek:
* Percepcja ludzka:
* Krytyczny próg fuzji migotania (CFF): Jest to częstotliwość, w której migoczące światło wydaje się ciągłe dla ludzkiego oka. Różni się w zależności od jasności światła, jego koloru i jednostki, ale zwykle wynosi około 60 Hz (60 klatek na sekundę) lub wyższą. Powyżej tej częstotliwości oko ogólnie postrzega ciągły obraz, a nie poszczególne ramki.
* Trwałość widzenia: Nasze oczy zachowują obraz przez krótki okres po zniknięciu (około 1/25 sekundy). Pomaga to wygładzić ruch, ale oznacza to również, że niższe szybkości klatek mogą wydawać się mniej gładkie.
* uwaga i skupienie: Gdy ktoś jest intensywnie skupiony na obiekcie lub scenie, może być bardziej prawdopodobne, że dostrzega subtelne zmiany szybkości klatek na sekundę. I odwrotnie, w rozpraszającym środowisku mogą być mniej wrażliwe.
* Indywidualne różnice: Niektóre osoby są bardziej wrażliwe na migotanie i ruch niż inne.
* Technologia wyświetlania:
* Szybkość odświeżania: Szybkość odświeżania wyświetlacza (monitor, telewizja, zestaw słuchawkowy VR) decyduje, ile razy na sekundę jest aktualizowany. Wyświetlacz 60 Hz może pokazać tylko maksymalnie 60 różnych ramek na sekundę. Nowoczesne wyświetlacze mogą mieć szybkość odświeżania 120 Hz, 144 Hz, 240 Hz lub nawet wyższego.
* Motion Blur: Niektóre technologie wyświetlacze wprowadzają rozmycie ruchu, co może sprawić, że niższe szybkości klatek wydają się gładsze, ale kosztem ostrości. Techniki takie jak „wstawienie czarnej ramki” mogą zmniejszyć rozmycie ruchu, ale mogą również zmniejszyć postrzeganą jasność.
* Czas odpowiedzi: Odnosi się to do czasu, w którym potrzeba piksela, aby zmienić kolor. Powolne czasy reakcji mogą powodować duchy lub rozmazanie, co może negować korzyści z wysokiej liczby klatek na sekundę.
* Typ treści:
* Prędkość ruchu: Obiekty lub sceny szybciej wymagają wyższej liczby klatek na sekundę, aby wydawać się gładkie i naturalne. Sceny wolno poruszające się lub statyczne mogą często wyglądać na akceptowalnie przy niższych szybkościach klatek na sekundę.
* Złożoność: Sceny ze skomplikowanymi szczegółami lub szybkimi zmianami mogą skorzystać z wyższych liczb klamrowych.
* animacje i gry: Interaktywne treści, takie jak gry wideo, często korzystają z wyższych liczb klamrowych, ponieważ zmniejsza opóźnienie wejściowe i pozwala na bardziej responsywną kontrolę.
* Treść filmowa: Tradycyjnie filmy zostały nakręcone i pokazane przy 24 fps. Podczas gdy niektórzy uważają to za akceptowalne, inni mogą zauważyć, że sędzia lub strobing, szczególnie podczas ujęć. Filmy o wyższej liczbie klatek na sekundę (np. 48 fps w „Hobbit”) mogą wyglądać „hiperrealu” lub „zbyt gładki”, co niektórzy widzowie uważają za nienaturalne dla kinowego doświadczenia.
* rzeczywistość wirtualna (VR) i rzeczywistość rozszerzona (AR):
* opóźnienie: Niskie opóźnienie ma kluczowe znaczenie w VR i AR, aby zapobiec chorobie ruchu. Wymaga to kombinacji wysokich szybkości klatek i szybkich czasów reakcji. Celowanie na 90 Hz lub wyższych jest powszechne w VR w celu zmniejszenia dyskomfortu.
* Śledzenie głowy: Dokładne śledzenie głowy jest niezbędne do przekonującego doświadczenia VR/AR. Wyższe wskaźniki klatek przyczyniają się do bardziej precyzyjnego i responsywnego śledzenia.
* stereoskopowe renderowanie: VR wymaga renderowania dwóch obrazów (po jednym dla każdego oka), co zwiększa obciążenie przetwarzania i sprawia, że wysokie liczby klatek na sekundę jest jeszcze ważniejsze.
Zalecenia dotyczące szybkości klatki dla różnych aplikacji:
* 24 fps: Standard tradycyjnego filmu. Może wyglądać na filmowe, ale może wykazywać sędziów lub strobingu, szczególnie podczas szybkiego ruchu.
* 30 fps: Powszechnie używane do transmisji telewizyjnej i niektórych gier wideo. Krok od 24 fps pod względem gładkości.
* 60 fps: Popularny cel gier wideo i wideo online. Ogólnie uważane za minimum do płynnego ruchu i responsywnego wrażenia gier. Często określane jako złoty standard gładkości.
* 120 fps, 144 fps, 240 fps lub wyższy: Te wysokie wskaźniki klatek są coraz bardziej powszechne w monitorach gier. Mogą jeszcze bardziej zmniejszyć opóźnienie wejściowe i rozmycie ruchu, co skutkuje gładszym i bardziej responsywnym doświadczeniem, szczególnie w szybkich grach. Korzyści stają się jednak mniej zauważalne w miarę wzrostu i wymagają znacznej siły obliczeniowej.
* 90+ fps: Zalecane dla VR w celu zminimalizowania choroby lokalizacji i zapewnienia wygodnego i wciągającego doświadczenia.
Symulowanie „rzeczywistości”:
Aby * naprawdę * symuluj rzeczywistość, musisz rozważyć coś więcej niż tylko liczbę klatek na sekundę. Potrzebujesz też:
* Wysoka rozdzielczość: Wyświetlacz musiałby mieć wyjątkowo wysoką rozdzielczość, aby pasować do siły rozdzielczej ludzkiego oka.
* szeroka gama kolorów: Wyświetlacz musiałby dokładnie odtworzyć szeroką gamę kolorów.
* Wysoki zakres dynamiczny (HDR): Wyświetlacz musiałby być w stanie pokazać szeroki zakres poziomów jasności, od bardzo ciemnego do bardzo jasnego.
* Perfect Motion Clarity: Brak wymierania rozmycia lub sędziego.
* stereoskopowy 3D: Aby zapewnić postrzeganie głębokości.
* realistyczna fizyka i interakcja: Symulowany świat musiałby zachowywać się zgodnie z prawem fizyki, a użytkownik musiałby być w stanie z nią interakcja w naturalny sposób.
* realistyczne tekstury i oświetlenie: Szczegółowe tekstury i realistyczne oświetlenie są kluczowe dla stworzenia przekonującego środowiska.
Wniosek:
Podczas gdy wysoka liczba klatek na sekundę (60 fps lub wyższa) jest ogólnie pożądana dla płynnego ruchu i reakcji, to tylko jeden kawałek układanki, jeśli chodzi o symulację rzeczywistości. Osiągnięcie naprawdę realistycznego doświadczenia wymaga rozwiązania wielu innych czynników związanych z technologią wyświetlania, treści i percepcji człowieka. Nie ma pojedynczej idealnej liczby klatek na sekundę, a idealny wybór zależy od konkretnej aplikacji i indywidualnych preferencji widza. W miarę poprawy technologii wyższe wskaźniki klatek i bardziej zaawansowane technologie wyświetlania będą nadal przekraczać granice realizmu.
Ostatecznie osiągnięcie punktu, w którym symulacja jest nie do odróżnienia od rzeczywistości, jest bardzo ambitnym celem i może wymagać liczby klatek powyżej tego, co jest obecnie praktyczne, a nawet konieczne.