Человеческий глаз видит кадров в секунду. Сколько кадров в секунду видит человеческий глаз

Что представляет собой человеческий глаз? Как мы видим? Каким образом мы воспринимаем изображение окружающего нас мира? Думается, что не все хорошо помнят школьные уроки анатомии, поэтому вспомним немного о том, как устроены человеческие органы зрения.

Итак, сколько кадров в секунду видит человеческий глаз?

Строение

Человеческий глаз воспринимает визуальную информацию с помощью колбочек и палочек, из которых состоит сетчатка. Эти колбочки и палочки по-разному воспринимают видеоряд, но имеют способность к совмещению разрозненной информации в единую картинку. Палочки не улавливают цветовых отличий, но способны уловить смену изображений. Колбочки же, наоборот, прекрасно различают цвета. В целом сочетание колбочек и палочек представляет собой фоторецепторы человеческого глаза, отвечающие за то, чтобы просматриваемое изображение выглядело целостно.

Сколько кадров в секунду видит человек? Это частый вопрос. На сетчатке глаз фоторецепторы располагаются относительно неравномерно, в центре их примерно одинаковое количество, а вот ближе к краю сетчатки палочки составляют большинство. Именно такое имеет очень логичное объяснение с точки зрения природы. В те времена, когда человек охотился на мамонта, его боковое зрение должно было быть приспособлено для улавливания малейшего движения с правой или левой стороны. Иначе, пропустив все на свете, он рисковал остаться голодным, а то и мертвым, поэтому такое строение глаза является самым естественным. Таким образом, устройство человеческого глаза таково, что он видит не отдельные кадры, как в раскадровке для мультфильма, а совокупность картинок в целом.

Сколько кадров в секунду видит глаз человека?

Если вы покажете человеку один кадр в секунду на протяжении длительного периода времени, со временем он станет воспринимать не изображения по отдельности, а картину движения в общем. Однако демонстрация видеоизображения в таком ритме дискомфортна для человека. Еще во времена немого кино частота кадров доходила до 16 в секунду. При сравнении кадров немого кино и современных фильмов остается ощущение, что в начале 20-го века снимали в замедленном темпе. При просмотре так и хочется немного поторопить экранных героев. В настоящее время стандарт для съемки - 24 кадра в та частота, которая комфортна для человеческих органов зрения. Но предел ли это, что там за границами этого диапазона?

Сколько кадров в секунду видит человек, теперь вам известно.

Если увеличить частоту кадров, что будет?

Такой термин, как частота кадров (fps), впервые применил фотограф Эдвард Майбридж. И с тех пор кинематографисты без устали экспериментируют с этим показателем. С точки зрения целесообразности может показаться, что изменять количество кадров в секунду неразумно, ведь другое количество не увидит человеческий глаз.

Сколько fps воспринимает глаз? Мы знаем, что 24. Есть ли смысл что-то менять? Оказывается, что все эти усилия оправдываются. Современные геймеры, да и просто люди, являющиеся пользователями компьютеров, могут с уверенностью сказать об этом.

Научное обоснование

Ученые доказали, что при 24-кратной частоте кадров человек воспринимает не только общую картинку на мониторе, но на подсознательном уровне отдельные кадры. Для разработчиков игр эта информация стала стимулом к проведению дальнейших исследований возможностей органов зрения человека. Поразительно, но глаз человека может воспринимать видеоряд со скоростью 60 кадров в секунду и более. Способность к восприятию большего количества изображений увеличивается, когда вы концентрируетесь на чем-либо. В этом случае человек способен воспринимать до ста кадров в секунду, не теряя семантической нити видеоизображения. А в случае, когда внимание рассеивается, скорость восприятия может упасть до 10 кадров в секунду.

Отвечая на вопрос о том, сколько fps видит человеческий глаз, можно смело назвать цифру 100.

Как проводят исследования?

Эксперименты в области выявления возможностей органов зрения человека проводятся постоянно, и ученые не собираются останавливаться на достигнутом. Например, проводят такое тестирование: контрольная группа людей просматривает предложенные видеозаписи с различной частотой кадров. В определенные фрагменты в разных промежутках времени вставлены кадры с каким-либо дефектом. Они изображают какой-то лишний, не вписывающийся в общую канву предмет. Это может быть быстро движущийся летящий объект. Во всех группах более 50% испытуемых замечают летящий объект. Это обстоятельство не вызывало бы такого удивления, если бы не знать, что это видео демонстрировали с частотой 220 кадров в секунду. Конечно, рассмотреть подробно изображение никто не смог, но даже тот факт, что люди просто смогли заметить мелькание на экране при такой кадровой частоте, говорит сам за себя.

Сколько кадров в секунду видит человек, интересно многим. Более любопытные подробности рассмотрим далее.

Неожиданные факты

Не все знают о таком интересном факте: эксперименты с показом видеоизображения с разной частотой начались более ста лет назад в эпоху немого кино. Для демонстрации первых фильмов кинопроекторы снабжались ручным регулятором скорости. То есть фильм показывали с той скоростью, с которой крутил ручку механик, а он, в свою очередь, ориентировался на реакцию зала. Изначальная скорость показа немого фильма составляла 16 кадров в секунду.

Но при просмотре комедии, когда публика проявляла высокую активность, до 30 кадров в секунду. Но такая возможность самовольно регулировать скорость показа могла иметь и отрицательные последствия. Когда владелец кинотеатра хотел заработать больше, он, соответственно, сокращал время показа одного сеанса, но увеличивал количество самих сеансов. Это приводило к тому, что кинопродукция не воспринималась человеческим глазом, а зритель оставался недовольным. В результате во многих странах на законодательном уровне запретили демонстрацию фильмов с ускоренной частотой и определили норму, в соответствии с которой работали киномеханики. Вообще, для чего изучаются fps и человеческий глаз? Поговорим об этом.

Для чего это нужно?

Практическая польза от этих исследований в следующем: увеличение скорости мелькания кадров на экране как бы сглаживает изображение, создавая эффект непрерывного движения. Для просмотра стандартного видео самым оптимальным считается скорость 24 кадра в секунду, именно так мы смотрим кинофильмы в кинотеатрах. А вот новый широкоэкранный формат IMAX использует кадровую частоту равную 48 кадрам в секунду. Это создает эффект погружения в виртуальную реальность с максимальным приближением к реальности. Это ощущение может быть еще больше усилено применением 3D-технологий. При создании компьютерных игр разработчики используют цикл из 50 кадров в секунду. Это делается для достижения максимальной реалистичности игровой реальности. Но здесь имеет свое значение и скорость интернета, поэтому частота кадров может меняться в меньшую или большую сторону.

Мы рассмотрели, сколько кадров в секунду видит человек.

«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!

Как частота кадров влияет на восприятие, насколько быстро мы способны улавливать самые незначительные изменения и сколько кадров оптимальны для человеческого глаза?

Кадровая частота, так же известная, как FPS (Frames per Second), Frame rate и Frame frequency .

Является общепринятой единицей измерения, показывающей число кадров, сменяющихся за секунду.

Точное значение, которое способен уловить человеческий глаз сложно назвать, так как он не способен видеть происходящие по кадрово. Восприятие напрямую зависит от индивидуальных способностей человека. Примерные границы начинаются от 20 и заканчиваются далеко за 200 к. с.

Каждый кадр представляет собой независимое статичное «неподвижное» изображение, которое сменяется с определенной скоростью и последовательностью, создавая эффект движения.

24 кадра

Большинство фильмов, часть видеоматериалов сняты с частотой 24 к.с. Значение является классическим стандартом в кинематографии , но из этого не следует, что оно используется повсеместно.

Для создания движения будет вполне достаточно 12 кадров , но это значение не использовалось, так оно было минимальным для достижения эффекта. При использовании меньшего числа к.c., изображение переставало восприниматься плавным, что вело к исчезновению эффекта. Было решено остановиться на 16 кадрах , которые предоставляли требуемый результат. В дальнейшем 16 к. с. были признаны стандартом для немого кинопроизводства.

Необходимость в использовании большего кадров, возникла с приходом озвучки. При записи в прежнем формате были несоответствия между аудио и видео дорожками. Из-за недостаточного количества кадров, озвучка становились искаженной и несинхронной, что приводило к исчезновению целостного восприятия. Дополнительные 8 к.с придали больше плавности и помогли решить проблему. Использование большего количества кадров, требовало большего расходов пленки, которая в то время стоило не дешево. 24 кадра являются минимальным значением для плавности и используются по сегодняшний день, являясь общепринятым стандартом киносъемки и проекции. Время идет и вместе с ним прогресс, актуальность стандарта угасает. Последние годы, все чаще говорят о переходе на новые технологии.

29.9 или 30

Телевизионный формат NTSC использует 30 к.с. Является стандартом телевещания для США, Канады, Японии и ряда прочих стран. Положительными чертами является хорошая совместность, как с черно-белыми, так и с цветными телевизорами. Обладает низкий уровень искажений, что положительно сказывается на качестве изображения.

В настоящее время большинство стран прекратили использование формата в сфере телевещания и перешли на стандарты цифрового вещания высокой четкости.

60 кадров

Частота 60 кадров используется ТВЧ – Телевидение Высокой Четкости и системой широкоформатного кино IMAX.

60 и более. Имеет ли смысл?

Как было сказано выше, глаз человека видит изображение, как и все остальное не по кадрово, а это значит, что чем больше кадров будет показано за одну секунду, тем более плавным и четким получится изображение.

Использование большего количества является делом времени, когда-то использовали 16, а сейчас 24, 60. С каждым последующим увеличением видеочастоты, глаз человека все больше привыкает.

Комфортное число FPS для игр и кино В чем отличие между fps в играх и кадрами в кино

В кино, в отличии от видеоигр используется постоянная частота кадров, которая неизменна на протяжении всего фильма. Исключение могут составлять сцены с замедленной, либо ускоренной съемкой, которые, как правило, занимают очень малую часть времени.

Из-за сохраняющейся периодичности зрение и мозг адаптируются, тем самым на время утрачивая способность, воспринимать происходящее в виде отдельных кадров, фрагментов.

В видеоиграх все немного иначе. Постоянная чистота кадров невозможна, потому как все игровые локации «места» и сцены генерируются «создаются» в реальном времени. Помимо этого, различные локации обладают разным количеством объектов, качеством детализации.

Кино снято в 2D, то есть обладает только шириной и высотой, а видеоигры предстают перед нашими глазами, в том виде, в котором мы видим, то есть в 3D. В видеоиграх за обработку изображения отвечают два основных компонента - (для обработки графики) и процессор (для расчётов).

Игровой мир, неспособен загрузиться полностью сразу. Он подгружается частями, исходя из действий и передвижений игрока. Следовательно, количество объектов меняется в большую или меньшую сторону, что постоянно изменяет используемую мощность и нагрузку на компоненты. Вследствие чего, постоянно изменяется и частота кадров. Фиксированного значения не существует, возможны только рамки, между которыми происходят изменения. Существует минимальное, максимальное и среднее значение, которое будет отличаться в зависимости от игры и сцены.

По причине постоянно изменяющегося количества кадров, мозг неспособен адаптироваться, что позволяет замечать даже незначительные изменения. В данном случае работает правило, чем больше, тем лучше, так как среднее значение может иметь к примеру пределы от 27к.с до 45к.с. Из чего следует, что 27 будет мало, а 40 и более достаточно для комфортного восприятия.

Вывод

Восприятие не ограничивается 24, или 60 кадрами в секунду. Глаз человека способен видеть гораздо больше, чем мы предполагаем. Восприятие частоты в кино и играх отличается. В кино значение кадров неизменно, а в играх наоборот. Из-за чего в кино достаточно кадров для плавности, а в играх нет.

Редактор PC Gamer Алекс Уилтшир (Alex Wiltshire) поговорил с нейробиологами и психологами, чтобы выяснить, сколько кадров в секунду в играх нужно человеческому глазу и мозгу. Ответ на вопрос оказался непростым.

Многие геймеры знают, что в играх важно не только количество кадров, но и стабильность их поступления: например, ровные 30 кадров могут восприниматься намного приятнее, чем «болтание» в промежутке от 40 до 50.

Это связано с тем, что просадки в некоторых сценах воспринимаются как те самые пресловутые «тормоза» (мозг ожидает увидеть определённое движение с той же плавностью, что и остальные, но компьютер не успевает обработать картинку с нужной скоростью).

Поэтому иногда разработчики, уделившие недостаточно внимания оптимизации, выпускают игру с ограничением в 30 кадров даже на ПК, что обычно вызывает заметное возмущение среди геймеров. А для консольных игр без многопользовательского режима 30 кадров вообще являются стандартом.

Однако в своём исследовании Уилтшир затронул только стабильную частоту кадров и не касался вопроса вертикальной синхронизации и других параметров компьютера, влияющих на восприятие картинки.

Глаза и мозг работают в тандеме

Споры о том, сколько человеческий глаз может воспринимать кадров в секунду, ведутся давно во многом потому, что на этот вопрос нет однозначного ответа.

Как отмечает Уилтшир, человек не считывает реальность как компьютер, а визуальное восприятие целиком строится на совместной работе глаз и мозга. Поэтому, например, люди по-разному видят движение и свет, а периферийное зрение лучше справляется с некоторыми аспектами картинки, чем основное - и наоборот.

Время, за которое человек воспринимает визуальную информацию, суммируется из скорости света, попадающего глаза, скорости передачи полученной информации в мозг и скорости её обработки.

По словам профессора психологии Джордана Делонга (Jordan DeLong), обрабатывая визуальные сигналы, мозг постоянно занимается калибровкой, высчитывая средние показатели с тысяч и тысяч нейронов, поэтому вся система более точна, чем её отдельные составляющие.

Как отмечает исследователь Эдриен Чопин (Adrien Chopin), скорость света едва ли можно изменить, а вот часть визуального восприятия, проходящую в мозгу ускорить вполне реально.

Игры - едва ли не единственный способ заметно улучшить основные показатели вашего зрения: чувствительность к контрасту, внимание и способность отслеживать движение множества объектов одновременно.

Эдриен Чопин, исследователь когнитивных функций мозга

Как отмечает Уилтшир, именно геймеры, которые чаще всего пекутся о высокой частоте кадров, способны воспринимать визуальную информацию быстрее любых других людей.

Отличия в восприятии движения и света

Если лампочка работает на частоте в 50 или 60 Гц, большинству людей освещение кажется постоянным, однако есть те, кто в таком случае замечает мерцание. Этого эффекта также можно добиться, если крутить головой смотря на LED-фары автомобиля.

В то же время некоторые пилоты истребителей во время тестов могли видеть изображения, которые появлялись на дисплее на 1/250 долю секунды.

Однако оба эти примера не говорят о том, как человеческий глаз воспринимает игры, где главным параметром является движение.

Как отмечает профессор Томас Бьюзи (Thomas Busey), на высоких скоростях (задержка меньше 100 миллисекунд) начинает действовать так называемый закон Блоха. Человеческий глаз не способен отличить яркую вспышку, которая длилась наносекунду, от менее яркой протяжённостью в десятую долю секунды. По схожему же принципу работает фотокамера, которая на большой выдержке может впустить в себя больше света.

Тем не менее закон Блоха не значит, что ограничение в восприятии для человека останавливается на 100 миллисекундах. В некоторых случаях люди различают артефакты в изображении при 500 кадрах в секунду (задержка в 2 миллисекунды).

Как отмечает профессор Джордан Делонг, восприятие движения во многом зависит и от того, в каком положении человек находится. Если он сидит на месте и следит за объектом, то это одна ситуация, а если сам куда-то идёт, то совершенно другая.

Это связано с отличиями между основным и периферийным зрением, которые достались людям от их первобытных предков. Когда человек смотрит прямо на объект, он различает мельчайшие детали, однако его зрение плохо справляется с быстро движущимися предметами. Периферийное зрение, напротив, страдает недостатком деталей, но действует намного быстрее.

Именно с этой проблемой столкнулись разработчики шлемов виртуальной реальности. Если 60 и даже 30 Гц вполне хватает для монитора, на который человек смотрит прямо, то для того, чтобы зритель нормально чувствовал себя в VR, частоту кадров необходимо повысить до 90 Гц. Всё потому, что шлем даёт картинку и для периферийного зрения.

По словам профессора Бьюзи, если пользователь играет в шутер от первого лица, то повышенная частота кадров по большей части позволяет ему лучше воспринимать движение крупных объектов, нежели мелкие детали.

Это связано с тем, что во время игры геймер не стоит на одном месте, выжидая врагов, а двигается в виртуальном пространстве с помощью мышки и клавиатуры, также меняя и своё положение относительно противников, которые могут появляться в разных частях монитора.

Сколько вешать в кадрах

Мнения о том, сколько человеку нужно кадров в секунду, у учёных разошлись. Профессор Бьюзи считает, что для комфорта стоит проходить как минимум отметку в 60 Гц, однако он не знает, будет ли разница для некоторых людей между 120 и 180 кадрами в секунду.

Психолог Делонг считает, что частота выше 200 кадров будет восприниматься любым зрителем как реальная жизнь, однако он убеждён, что после 90 кадров разница для большинства людей становится минимальной.

Исследователь Эдриен Чопин смотрит на ситуацию иначе. Да, чем больше кадров, тем лучше, однако человеческий мозг перестаёт получать полезную новую информацию от картинке при частоте выше 20 Гц. По словам учёного, для того, чтобы зафиксировать небольшой объект, мозгу нужно ещё меньше.

Когда вы хотите произвести визуальный поиск, проследить за несколькими объектами или выяснить направление движения, ваш мозг захватит примерно 13 кадров в секунду из общего потока. Для этого он вычисляет некое среднее значение из ряда соседних кадров, составляя из них один.

Эдриен Чопин, исследователь

Чопин убеждён, что для передачи информации нет смысла идти выше 24 кадров в секунду, принятых в кино. Тем не менее он понимает, что люди видят разницу между 20 и 60 герцами.

Если вы видите разницу, это не значит, что вы станете лучше играть. После 24 Гц ничего уже не будет существенно меняться, хотя у вас и может возникнуть обратное чувство.

Эдриен Чопин, исследователь

В чём учёные сошлись, так это в том, что высокая частота кадров несёт по большей эстетический смысл, чем практический, и они не считают, что игры стоит развивать в этом направлении.

Чопин убеждён, что разработчикам стоит больше думать об увеличении разрешения, а Делонг хотел бы, чтобы создатели мониторов и телевизоров думали о том, как достигнуть максимальной контрастности в картинке.

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.