Pourquoi les frames de jeux vidéo doivent-ils être beaucoup plus élevés que les cadres de télévision et de cinéma?

Il semble que les jeux vidéo doivent avoir quelque chose comme 60 images par seconde afin d'être lisses et réalistes. Mais la télévision et les films ont seulement environ 24 ou 25. Pourquoi la différence?

Deux raisons:

1. Réactivité de l'apport

Il y a une grande différence dans la sensation de jeu lorsque l'entrée et la réponse se produisent seulement 24 fois par seconde contre 60 fois par seconde, en particulier pour les jeux rapides, comme les tireurs de première personne.

Les tampons de réseau et les tampons d'entrée sont remplis sur des threads distincts, ce qui signifie que le nouvel état du serveur de jeu, ou le bouton appuie sur votre gamepad, doit attendre la prochaine itération dans la «boucle de mise à jour» du moteur de jeu. Cette attente peut être aussi longue que 42 ms pour 24 mises à jour par seconde, alors que seulement 16 ms pour 60 mises à jour par seconde. C'est une différence de 26 ms ou environ 25% du "retard" que nous rencontrons sur une connexion de serveur de 150 ms par rapport à une connexion de serveur de 50 ms.

Je pense qu'il y a une histoire que vous manquerez ici, alors permettez-moi de l'essayer.

Si vous google 60fps vs 24fps, vous trouverez des threads infinis de personnes demandant quelle est la différence. La plupart des gens vous diront que 24fps a été la norme depuis les années 20, mais il y a peu d'explication sur le pourquoi.

Si nous regardons réellement la création du film, nous notons que 24fps n'a pas toujours été la norme. Edison lui-même a recommandé à l'origine 97 fps en déclarant que "tout ce qui va moins, va nuire". Les films d'Edison, cependant, n'ont pas suivi cette norme, ils ne semblent pas non plus être normalisés (avec des films simples ayant une variation supérieure à 10fps au cours du film). American Mutoscope, l'un des concurrents d'Edison, a effectivement utilisé 40fps, mais la caméra résultante pesait presque une tonne.

Cependant, ces rythmes rapides ont été utilisés trop de film (un luxe à l'époque) et par le temps de Victor Milner, la norme était de 16 fps. Plus que des considérations pratiques, de nombreux cinéphiles critiquaient réellement des films plus rapidement que 16fps comme étant «trop rapides». La naissance d'une nation , par exemple, a été aussi lente que 12fps dans certaines sections.

Le problème majeur de la période entre 1910 et 1920 était que la vitesse du film variait tellement. Même pour un seul filmographe, leurs taux d'images ont tendance à varier entre les films. Au milieu des années 20, les caméras avaient commencé à se fier à leur vitesse uniforme et à pouvoir approcher 16fps (qu'ils mesurent plus souvent en pieds de film). Pendant ce temps, les théâtres avaient commencé à exiger des vitesses plus rapides et plus rapides. Bien que 16 fps aient semblé plus professionnels, dans un théâtre tordu (ou un petit), le public semblait plus capable de décerner le film à 24 images par seconde.

Quand Annapolis a été tourné en 1928, le studio exigeait 24 images par seconde. Bien que de nombreuses équipes de cinéma n'aient pas apprécié les recharges de caméras plus fréquentes (16 images par seconde correspond à environ 1 000 pieds en 16 minutes). Au moment où les caméras motorisées sont devenues communes, 24 images sont devenues une norme de facto.

Il est important de noter que ce n'était pas une limitation technique, ni était (souvent) financier. C'était le résultat final de deux forces opposées (équipes de caméras et acteurs contre studios et théâtres) désirant une vitesse différente.

Alors pourquoi pas 60?

Il convient de noter que de nombreux téléviseurs (par exemple, NTSC) utilisent 59,94 images par seconde (60 Hz / 1,001) comptant l'entrelacement. Si vous révisez l'entrelacement, c'est 29,97 fps. Cela concerne la façon dont l'entrelacement est effectivement mis en œuvre (en particulier, pour supprimer les retombées basées sur les sources d'alimentation de 60hz trouvées aux États-Unis). À l'origine, ils ont choisi 60fps pour correspondre à la source d'alimentation, mais cela provoque l'intermodulation (battement), qui apparaît comme un scintillement.

Il semble que l'acuité visuelle humaine diminue brusquement après environ 30 images par seconde, bien que la plupart des êtres humains puissent encore détecter des discontinuités dans l'illusion de mouvement jusqu'à 60-75 images par seconde. De plus, il existe une grande bibliothèque de preuves que l'œil humain peut détecter une gigue de plus de 300 images par seconde (Steinmetz 1996). Donc, c'est une bonne question à poser, pourquoi pas 60? 60fps lui-même est un artefact de technologie différente (Télévision utilisant 30 images par seconde et images entrelacées ).

D'accord, alors nous avons été forcés dans 60fps, pourquoi garder notre norme 24 fps?

Lorsque les films à la maison sont devenus une considération possible (lire les caméscopes du magnétoscope, mon père en a eu une depuis des années, la chose a effectivement pris une bande magnétoscopique et lui a été écrite), ils ont été optimisés pour la production de télévision (c.-à-d. 60fps). En conséquence, les films ménagers avaient une cadence d'images très supérieure à celle du film standard. Malheureusement, cela a rapidement été associé à la production amateur (dont la plupart des films à la maison étaient). Considérez des films comportant un film tourné sur une caméra à main. La plupart des gens peuvent discerner instantanément le taux beaucoup plus rapide, mais plus étonnamment, c'est que la plupart des gens vous diront que leur qualité est inférieure.

La vérité est que nous pensons que 24 fps semblent mieux parce que nous avons été formés.

Un certain nombre de directeurs ont essayé de se séparer de 24fps (Peter Jackson tirant à 48 ans, James Cameron à 60 ans), mais presque toujours ils sont obligés de montrer ces films à l'ancienne norme. Les gens pensent juste que cela semble mieux. La vitesse du film (comme beaucoup de choses) est un phénomène social.

Je déteste citer l'entrée de Wikipedia pour la fréquence d'images , mais il est logique:

Dans les jeux modernes axés sur l'action où les joueurs doivent suivre visuellement les objets animés et réagir rapidement, des cadences entre 30 et 60 FPS sont jugées acceptables par la plupart, bien que cela puisse varier considérablement d'un jeu à l'autre.

Regarder le film et la télévision est une activité extrêmement passive.

Jouer un jeu vidéo, d'autre part, nécessite une participation active.

Cependant, vous avez combien de cadres les humains peuvent-ils voir? Qui note que le véritable problème est le flou de mouvement.

Si vous pouviez voir votre main qui se déplaçait très claire et croustillante, votre œil devait faire plus de photos pour que cela ressemble à un fluide. Si vous aviez un film avec 50 images très nettes et nettes par seconde, votre œil émettrait beaucoup de détails de temps en temps et vous aviez le sentiment que le film bégaya.

Pensez-vous aux jeux modernes: Avez-vous déjà joué Quake avec 18fps? Il n'y a pas de flou de mouvement dans ces jeux, vous avez donc besoin de beaucoup d'images par seconde.

Je ne suis pas expert sur le sujet, mais voici pourquoi il est logique pour moi que les enregistrements du monde réel puissent fonctionner à moins de fps que les animations peuvent tout en étant de meilleure qualité: un cadre animé montre un seul instant dans le temps alors qu'un cadre enregistré Montre un petit intervalle de temps. Ce n'est pas le même que de brouiller des parties de l'image avec un mouvement.

C'est pourquoi: Supposons que l'intervalle de temps que vous obtenez dans une image enregistrée est de 1 milliseconde et supposons que l'univers se déroule à, par exemple, 1 milliard de fps (le nombre réel est le temps de planck, mais ne pas diviser). Ensuite, le cadre enregistré est la moyenne de 1 million de points, de sorte que le cadre 1 repose en fait sur une quantité énorme d'informations. En revanche, le cadre animé n'a que l'information à partir d'un seul instant. Ne pensez donc pas à la trame enregistrée en seulement 1 cadre, pensez-y comme un résumé d'un million de trames.

Dans cette perspective, il est très logique que l'animation soit exécutée à une fréquence supérieure à celle des enregistrements. Vous pouvez simuler l'effet en exécutant l'ordinateur à 1 milliard de fps et, en moyenne, jusqu'à 24 fps. Je suis sûr que 1 milliard de fps serait une destruction excessive à cette fin, et il serait intéressant de savoir à quel point les retombées diminuent. Cela pourrait être un nombre très bas comme 60 ou 100.

Les images enregistrées sont donc plus floues que celles animées. Le flou dans les images enregistrées contient beaucoup d'informations supplémentaires sur ce qui se passe entre les images, tout en ajoutant du flou sur un cadre animé supprime les informations. Ceci est similaire à la différence entre flou et anti-aliasing, sauf que nous travaillons avec le temps plutôt que l'espace.