游戏和电影画面在帧数方面有哪些不同之处

今天我们就来说说游戏和帧率的一些原理，游戏和电影画面在帧率方面的区别，顺便说一下大家讨厌的“运动模糊”和“垂直同步”特效由玩家。 很多人不知道的是，它们实际上与帧数有关，帧数不断被剪切和混乱。

关于游戏和电影的帧率，你可能听说过一点——任何24帧以上的图片都可以被人眼准确识别为“运动图片”。 这也是早期电影的帧速率标准。

人眼在不同帧数下接收到的信息量

然而，大家可能忽略了一个事实，虽然人眼的“理论可识别帧数”为24帧，但人的视神经和大脑却具有极高的动态补偿能力。 也就是说，人类能够感受和区分超过24帧的图像，而不同帧数的图像的实际体验是完全不同的。 否则，就不会有《比利·林恩的中场战事》这样的原生 120 帧电影，也不会有可以显示 144 帧的游戏级显示器。 从科学的角度来看，人类真正能够分辨的帧数上限实际上是100-120帧/秒。

相信体验过高帧率电影、高帧率游戏的玩家都会被极其丝滑的流畅体验所深深折服。 大多数情况下，这种高帧率画面会给PC带来高性能。 需要。 从另一个角度来看，高帧率带来的体验提升并没有想象中那么高，但在有需要的人（比如电竞玩家、影音爱好者）眼中确实非常重要。

《霍比特人》采用48帧技术拍摄

因此，在成本等各种折衷下，我们常见的电脑显示器提供60帧的显示性能，而大多数电视游戏机游戏提供30帧图像，大多数电影徘徊在30-60帧之间。 （动作场面较多的好莱坞电影，如漫威系列超级英雄电影，每秒都会有60帧。IMAX的新高清标准是每秒48帧）。

由于显示设备的帧率上限（显示器和主流电视的帧率上限为60帧），目前60帧被广泛认为是视频流畅的标准。 主流游戏电脑通常满足60帧的要求，为玩家提供高水平的图形和特效显示效果。

但别忘了，游戏和电影在画面生成和处理方面是完全不同的两个东西——

1. 电影

在电影中，每一帧画面之间都存在运动模糊。 当你暂停播放带有动态画面的电影时，我们都可以看到画面的模糊以及“拖影”的存在。 当然，这种模糊和拖尾也会被人眼捕捉到，成为人脑和视神经合成画面时高动态捕捉的一部分，被认为是“平滑”的表现。 即使 2D 动画的每一帧必须是完全静止的图片，艺术家也会在帧之间手动创建运动模糊效果。 您可以通过截取任何卡通片的暂停屏幕截图来发现这个小技巧。

例如，当你拿出手机（特别是在夜间光线不足，快门时间明显变长的情况下），在快速移动的同时按下快门时，得到的“模糊”画面就会和拍摄时的画面一样。电影画面移动得很快。 其中一个框架是事实。 他们捕捉的是一定时间内的“动态”，而不是传统意义上的固定时刻。

说白了，电影的每一帧都没有完全定格。 画面中的动态模糊欺骗了大脑，让它认为“我看到的帧数很高/我感觉的信息量足够了”。 这样的话，24帧可以让人感觉更舒服。

“冰冻”

当然，如果电影按照48帧、60帧甚至120帧的规格来拍摄，观众能够获得的体验自然会更好。 不信的话，你可以上网看看4K+120帧电影《比利林恩的中场战事》在上海上映时观众的反馈。 但过高的帧率会给摄影带来一些光学技术瓶颈。 一些影迷也追求所谓的“电影感”（即帧率没有那么高的感觉），所以大多数电影的帧率都不是很高。 太严重了。

2. 游戏

游戏画面的渲染并不像电影那么简单。 理论上，每一帧都应该非常清晰，单独拍摄时可以作为一张“照片”。 正常情况下，游戏渲染的原生图像不存在运动模糊（即拖尾）。 每一帧图像都与传统电影图像有着根本的不同。 人脑和视神经无法通过“动态补偿”来捕捉帧与帧之间的差异。 帧之间的信息。 在这种情况下，如果游戏仍然给你24帧的画面，玩家就会感到卡住，尤其是在赛车、动作和射击游戏中。

人们愿意在游戏PC的显卡、CPU和内存上花费大量金钱的根本原因是为了提高特效和帧率。 尤其是在需要屏幕高速旋转的游戏中，每秒的帧数直接决定了你能感知到的即时信息量。 只有知道这些信息后，你才能快速反应并杀死敌人。 否则，你只能被困在角落里瑟瑟发抖。

在FPS游戏中，相信大多数玩家都会在瞬间转身寻找敌人。 游戏中的角色可能会在半秒内完成180°的转身。 这时游戏需要在极短的时间内响应玩家的操作，渲染相应的画面，显示器输出游戏的实时画面。 如果你的游戏帧率只有30帧/秒，那么在转身的半秒内，你将只有15帧用于切换视角。 我相信任何一个正常人在播放幻灯片时都会感到不舒服。 光滑度。 在主机游戏中，类似的问题可以通过控制器视角切换速度较低（不能转得太快）来勉强规避，但在 PC 上使用键盘和鼠标操作，类似的帧率劣势一目了然。

在目前的一些主流游戏作品中，尤其是主机阵营由于功能原因无法做到60帧的游戏作品中，游戏开发者会采用两种方法来避免帧数带来的一系列问题：

1.运动模糊

既然电影中存在可以欺骗视觉系统和人脑的涂抹图像，那么在游戏中是否也能实现类似的效果呢？ 答案是肯定的。 游戏中的运动模糊可以利用软件模拟运动方向上的几何图形，比如头发、树枝、石头、地面、天空、云朵等物体会快速穿过镜头，让画面看起来更加流畅。 不得不说，这是一种非常巧妙、百搭的视觉效果。 我们可以在不少游戏的设置界面中找到它。

游戏中的运动模糊效果

但随之而来的还有一个问题。 在一些画面清晰度较高的游戏中（例如《绝地求生：大逃杀》），“如果不小心应用了运动模糊效果，你可能会找不到敌人。” 只要你不是写轮眼玩家，你的电脑配置不是很高，而且你还想玩AAA大作，你就应该打开运动模糊。 毕竟可以显着提升游戏的流畅度。

但是，当您的计算机可以轻松生成超过 60 帧的图像时，建议您关闭运动模糊。 毕竟关闭后的画面会更加清晰自然，“粘性”也会降低。 还有一些游戏会针对不同的帧速率调整动态模糊的强度。 这是制造商之间的意见问题。

2. 垂直同步

图中圈出的部分就是屏幕撕裂的现象。 相信你也遇到过。

这种游戏画面选项几乎出现在所有主流游戏中。 其目的是同步游戏帧率和显示器的刷新率，让画面的实际输出更流畅、更自然，不会出现撕裂效果。 一般来说，屏幕显示每一帧时，都是从屏幕顶部向下逐渐刷新，就像用滚筒在墙上画画一样。 屏幕顶部和底部的刷新时间存在差异。 虽然这种差异用人眼很难区分，但在这样的游戏中，经常会出现屏幕下半部分还停留在上一帧，而屏幕上半部分已经显示出下一帧的情况。 当屏幕移动时，会有强烈的撕裂感。 开裂的感觉。

这种情况下，即使你的游戏帧率很高，也无法避免屏幕刷新带来的画面撕裂效果，而垂直同步就是用来解决这个问题的。 开机后，电脑会在屏幕上完整显示某一帧后，将下一帧输出到屏幕上，这样急于出现的帧就会排队，帧率和刷新率就会强制同步。 不过这个特效会带来一些轻微的画面延迟，也就是一种粘感。 如果你感觉不到画面的撕裂lol帧数，最好不要开启这个效果。

结论

事实上，每个具有正常视觉能力的人都可以感知30帧、60帧甚至100帧视频之间的差异。 区别在于它们是否对帧数特别敏感。 有趣的是，在剪辑和录制了一些玩起来有点“卡”的游戏后，观众发现视频非常流畅。 原因是在视频压缩过程中，帧与帧之间的视频压缩编码意外地产生了运动模糊效果，从而给观众带来了在看电影的错觉。

这种情况看似模糊了游戏和电影的差距，但却导致了游戏和电影的另一个区别——输入&渲染延迟和显示延迟。 人类的触觉感知系统和反应能力远高于视觉处理系统，因此玩家通常对输入延迟有非常敏感的反馈。 比如iOS系统之所以流畅，是因为在输入延迟方面比系统快了一级，所以用起来那么“熟悉”，它们之间的差别可能只有几毫秒。 永远不要低估人类在感知层面的能力，尤其是触觉感知系统。

这种敏感的神经系统也让我们在玩游戏时感到“卡住、粘稠、不一致”。 解决这个问题最简单的方法就是提高游戏的帧率。 在大多数游戏中，游戏会预渲染大约 3 帧的游戏画面。 当你操作时，你得到的反馈实际上延迟了大约4帧（包括当前帧和不包括在这个统计中的显示输入延迟）。 我们来做一道数学题。 如果游戏运行在30帧，你可能会面临大约1/10秒的输入延迟； 当帧速率达到 60 帧时，您面临的延迟将是 1/ 输入延迟约 20 秒。 同时，考虑到帧生成时间等更高级别元素的存在，我们一般认为帧数越高，就越流畅。

预处理帧数与“跟进程度”有很大关系

帧率这个东西看似简单，但实际上其背后的原理却相当复杂。 一般来说，游戏帧率（FPS，Per）越高越好。 当您的帧率无法满足要求时，您可以开启运动模糊来恢复丢帧造成的延迟； 当您认为屏幕撕裂时，打开垂直同步可以解决显示刷新率带来的麻烦。 对于玩家来说，帧率始终是陪伴我们游戏生活的一个重要参数。 虽然看起来很复杂，但我们至少对它有一些了解，以及帧率背后的一些原理。

至少……最好不要把帧率和网络延迟搞混了，不然就太糟糕了。