為何24幀電影很流暢而遊戲卻卡得要命?
最常見的電影幀數是多少?相信經常看電影的朋友都知道:24幀。但是問題來了,與現在動輒上百幀率的遊戲來比,24幀的電影播放起來看不出什麼卡頓,甚至可以說相當流暢。但是玩遊戲的時候,只要幀率在60幀以下,卡頓感會明顯提升,這是為什麼?
想要搞清這個問題,首先要明白什麼是幀率(Frame per Second)。
幀率就是在1秒鐘時間里傳輸的圖片的量。每一幀都是靜止的圖像,快速連續地顯示幀便形成了運動的假象。高的幀率可以得到更流暢、更逼真的動畫。每秒鐘幀數(fps) 愈多,所顯示的動作就會愈流暢。
所以,24幀是在一秒的時間內,拍攝24張靜態畫面,然後通過播放使其連接起來。因為人眼的視覺殘留特性:是光對視網膜所產生的視覺在光停止作用後,仍然保留一段時間,原因是由視神經元的反應速度造成的。科學研究得出,人眼有視覺殘留現象,即在上一個影像消失後,可以保留二十四分之一秒的該圖像。可見,低於24幀,就出現卡頓感。這也是電影等視覺媒體形成和傳播的根據,所以我們目前看到的電影基本都是24幀的。
那麼回到開頭的問題,在同樣幀率下,電影為何看起來比遊戲要流暢許多呢?這主要是因為電影和遊戲在圖像渲染和播放以及圖像生成原理方面存在差異。
首先,電影通常使用運動模糊技術,這是一種通過在每個幀之間模糊圖像的方法來模擬動態效果的技術。這使得電影的動態效果更加平滑,因為人眼可以“預測”下一幀的內容。此外,電影還使用特殊的相機和鏡頭技術,這些技術可以讓畫面更加平滑,並且有時還會添加一些後期特效來提高動態效果。
相比之下,遊戲的渲染過程是實時的,需要快速處理圖像和物理效果,因此遊戲往往採用抗鋸齒和快速運動模糊等技術來模擬動態效果。但這些技術可能會導致圖像質量下降或者出現鋸齒和模糊的問題。
簡單點說,電影的24fps,是每1/24秒拍攝一副畫面,如果你玩過相機的手動設置,你應該知道如果以1/24秒的快門速度拍攝一個運動的物體會“糊”掉,而正是這樣“糊”掉的畫面連起來才讓我們的眼睛看上去很“流暢”。而遊戲畫面不是按1/24秒快門拍出來的,而是每一幅畫面都是獨立渲染出來的,之所以跑成24fps是因為顯卡處理能力不夠而“丟棄”了其中的一些畫面,這樣一來每兩幅畫面之間就不連續了,自然看上去會“卡”。
舉個例子,一個圓從左上角移動到右下角,如果是電影,第一幀與第二幀可能是類似下圖這樣的:
如果是遊戲畫面,第一幀與第二幀會類似下面這兩張圖:
上面的圖示可以很清楚的解釋(畫工太爛大家見諒),電影雖然幀率僅為24幀,但是每一幀都包含了一段時間的信息,而遊戲則只包含那一瞬間的信息。一個電影在一段時間內曝光,畫面的每一幀,都包含有一段時間的信息,這段時間的長度由快門時間決定,最長不能超過1/24秒,所以視頻中每一幀包含信息量較大(幀與幀之間有模糊的圖像,這與人眼快速轉換視角也是相似的)。而遊戲裡的每一幀只有這一個瞬間的信息,幀與幀之間的信息完全丟失了,所以必須通過更多的幀數來使圖像過渡自然,為了解決這一問題,一些遊戲中也加入了模擬電影模糊效果的畫質選項。
另外,電影幀率是固定不變,肉眼很難察覺出異常,而遊戲的幀率卻是很容易變化的,前後不一致的幀率很容易被肉眼捕捉,這時我們就會覺得,遊戲變“卡”了。同時,遊戲的交互性質也會影響遊戲的流暢度。玩家的操作和遊戲的反應速度會對遊戲的流暢度產生影響。即使遊戲的幀率較高,如果玩家的操作或者遊戲的響應速度不夠快,也會造成卡頓或者不流暢的感覺。
所以這就解釋了,為何在遊戲玩家看來的低幀率,在電影中卻非常流暢。而且比較玄學的是,流暢度是一個主觀的感受,每個人的感受可能不同。有些人可能更喜歡游戲的快速動態效果,而有些人則更喜歡電影的平滑和細膩。因此,衡量流暢度需要考慮多個因素,而不僅僅是幀率。