想必大家或多或少在生活中會接觸到“幀數”這個看似高大上的名詞。無論我們在看電影、電視節目也好,玩各種遊戲也好,總會遇到各種的慢鏡頭、定格或者加速播放等等情況,這些其實都與“幀數”息息相關。
那麼,到底什麼是“幀數”?
其實很簡單,我們看到的視頻、遊戲畫面,其實都是由多張靜态圖片快速連續播放而成的。而在播放的過程中,我們的肉眼會産生“視覺殘留”,從而不由自主地把這些圖片連在一起,産生“動”的感覺。
而我們所說的“幀數”,或者亦可叫做“幀率”,其實就是每秒播放的圖片的張數。
比如“9幀”,就是每一秒播放9張圖片的意思。
據研究表明,達到了15幀就足以讓人眼産生“動”的感覺,超過了15幀之後,越高的幀數就會讓畫面越流暢。
01
電影中的“幀數”
對于早期電影而言,由于當時的拍攝主要依靠手搖式裝置,拍攝時難免會造成速度不統一,從而導緻影片之間的幀數差異非常大,例如當時愛迪生偏好用40幀的标準拍攝電影,而盧米埃爾兄弟則是以16幀為标準。
後來發展到有聲電影時代,聲音也可以被錄制到膠片了,但過低的幀數會導緻聲音失真,甚至出現大量雜音。經過當時的從業人員反複嘗試,最後得出結論:如果想要保持聲音的清晰度,24幀/秒是最低标準。
自此之後,“24幀”在100多年來一直是電影行業的拍攝标準。至于為什麼是“24”這個數字,而不是更高呢?這其實是當時電影行業之間相互争執之後的結果,标準一旦被沿用,再想要打破就非常困難了。
直到最近,李安導演使用“120幀”的超高幀率拍攝的《雙子殺手》上映,引起了廣泛的話題,“幀數”标準該不該改變的問題才再一次被重視起來。
02
遊戲中的“幀數”
相較于電源始終如一的“24幀”黃金标準,電視、電腦遊戲的幀率十幾年來都是玩家沒熱議的話題。例如玩家和遊戲制作人們一直相互争執不下的“30幀/60幀”的流暢标準。
為什麼會有這樣的争議呢?
首先,遊戲之所以把“流暢幀數”的起點定為30幀,而不是和電影一樣的24幀,是因為低于30幀的遊戲畫面會明顯讓人感覺到不連貫。
為什麼會有這樣的差異呢?
這其實就牽扯到“動态模糊”的概念了。不用過于深究這個名詞的意思,其實很容易理解。
電影中的每一幀記錄的都是一個動态的畫面,或者說是一個運動過程,簡稱“動态幀”:
而遊戲中的每一幀記錄的則都是靜态的,簡稱”靜态幀”:
對于動态幀而言,觀衆腦中會自動補全兩幀之間的畫面,而靜态幀由于本身清晰可見,導緻觀衆無法完成腦補,從而覺得卡頓。
換句話說,電影中的每一幀都包含了一段時間内信息,低幀數隻會讓觀衆覺得動作慢了;遊戲中的每一幀隻包含一瞬間的信息,幀數低就會産生卡頓。
因此,“讓遊戲全程穩定在30幀”直到今天都是遊戲行業的硬性标杆。
而之所以是30幀,而不是更高的幀數,原因要兩點。首先是當時的顯示設備,普遍最高僅能支持到30幀的顯示頻率;其次則是遊戲制作人對遊戲畫面和遊戲幀數之間的一個妥協:由于電腦的性能是一定的,要呈現更好的畫面必然要相應的降低幀數。
當然,今後随着技術的進步,同時擁有高畫質和高幀率的時代也是必然會來臨的。
03
遊戲中的掉幀和卡頓
時至今日,大多數的遊戲都已經能運行在60幀甚至是120幀的速率了,但是玩家們還是會感覺到卡頓,這是為什麼呢?
上文已經提到過,遊戲行業普遍認同的是“全程穩定在30幀”,“穩定”才是關鍵。
遊戲中經常遇到的情況是:場景的複雜程度差異非常大。如一面白牆,和一片森林作比較,顯然森林的複雜程度高了很多。這種情況下,如果電腦的圖像處理性能略差,那麼在表現森林的時候就會降低幀數進行渲染,這就是所謂的“掉幀”。
“掉幀”是整個遊戲行業普遍會遇到的問題,一是由于玩家們的電腦顯示性能本身的問題,二則是制作方本身對遊戲的優化問題。
大多數的遊戲公司始終把“遊戲畫質”放在優化的第一位,“幀數”在很長一段時間内不被重視。畢竟好的畫質能在第一時間吸引到玩家,而幀數則需要實際體驗過後才能感受到,所以每年都會有某些遊戲,因為頻繁掉幀而被玩家口誅筆伐。例如去年國外某遊戲制作大廠的知名三國遊戲續作,就因為幀數過低的問題差點面臨回爐重做的困境。
近年來,随着144hz,甚至240hz顯示器的出現并逐步普及,幀數上限也會随之大幅提升,玩家們也開始越來越注重“高而穩”的幀數帶來的遊戲體驗,這也就對遊戲開發者們提出了更高的要求。
04
如何改善幀數帶來的問題
掉幀
掉幀或是卡頓的問題是玩家們玩遊戲時遇到最多的問題了,而面對掉幀問題時,首先可以在網上查查看,是否還有其他玩家遇到同樣的問題,如果是大家都面臨的普遍問題,那毫無疑問,是遊戲開發者的優化問題,一般情況下等待更新補丁就好。
如果是隻有自己遇到掉幀的問題,那麼很有可能是電腦,更大可能是自己的顯卡性能已經達不到遊戲要求的配置水平了。這種時候最好的解決方法就是升級自己的顯卡。
當然,某些時候CPU、内存,甚至是硬盤的讀取速度不足都會導緻卡頓,這種時候就需要玩家根據卡頓的具體情況判斷原因了,網上求助也是個不錯的尋求答案的途徑。
垂直同步
垂直同步這個功能的出現主要是為了解決畫面撕裂的問題。而之所以會産生畫面撕裂,主要是因為顯卡和顯示器的幀數“錯位”。比如在某些情況下,顯卡已經渲染輸出到第3幀,而顯示器顯示的還是第2幀的畫面,這就會産生明顯的畫面撕裂感。
畫面撕裂
而垂直同步的作用就是強制顯卡與顯示器的顯示頻率保持一緻,從而解決畫面撕裂的問題。現在主流的遊戲都會在設置選項中提供垂直同步的功能,方便遇到問題的玩家自行開啟。
簡單總結,“幀數”是和我們的生活息息相關的一個概念,隻是因為概念本身被模糊化而不被關注。對于電影而言,正好似去餐廳吃飯,大廚早已烹饪好了食材等你享用;而遊戲則更像是各種方便食品,拿回家可以使用不同的器具烹煮,口味也會千差萬别。
随着李安導演的新片上映,也終于為“高幀率”正名了一次。
“24幀”作為電影行業的标杆至今,是時候迎來一次革新了。“30幀”是遊戲流暢的門檻,“60幀”則是絲滑版順暢的标準,今後等待着我們的還會有“120幀”,甚至“240幀”的更高标準。
幸福的永遠是玩家。
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