Что такое «частота кадров в секунду»? 24, 30 и 60 FPS

24 кадра в секунду

24 кадра в секунду — это стандарт в кино. Самый удобный для зрителя показатель.

Впервые частоту съемок сознательно выбрали пионеры кинематографа — братья Люмьер. Тогда было 16 кадров в секунду. Это был строгий расчет — скорость 35-мм пленки составляла ровно один фут (0,3048 метра) в секунду.

«Прибытие поезда в Ла-Сьота» братьев Люмьер, 1896 г

Во времена немого кино нередко фильмы показывали быстрее, чем частота кадров. Оператор поворотом ручки проектора регулировал темп в зависимости от настроения фильма и «темперамента» зрителей — от 18 до 30 кадров в секунду.

Ситуация изменилась с появлением звукового кино. Поскольку разные скорости воспроизведения меняли частоту звука, а голоса становились выше, американские кинокомпании ломали голову над стандартом частоты кадров. В 1926 году таким стандартом стали 24 кадра в секунду — кинематографисты выбрали его как компромисс между «плавностью» изображения, расходом пленки и возможностями техники. С такой частотой мы смотрим фильмы и по сей день. Хотя бывают и исключения.

5. Используйте видеоштатив

Запись видео с рук — это навык, для освоения которого требуется время и практика. Лучший способ начать запись видео — установить камеру на штатив и снимать кадры продолжительностью не менее 10 секунд.

Видео штативы немного отличаются от фото штативов. Видеоштативы имеют так называемую панорамную головку. Эта головка позволяет камере поворачиваться и наклоняться с большей симметрией и контролем. У некоторых штативов даже есть спиртовой уровень, чтобы удерживать камеру ровно. Помните, что обрезать или выпрямлять видео после записи не так просто, как с фотографиями. Поэтому лучше сразу позаботиться о правильном наклоне и обшивке рамы.

4. Держите камеру неподвижно

У вас может возникнуть соблазн купить сразу хороший гиростабилизатор, ползунок или другой стабилизатор и начать снимать на ходу. Хотя панорамирование камеры в перспективе может значительно улучшить качество ваших снимков, для овладения этим навыком требуется время.

Даже простое горизонтальное движение (движение влево/вправо) и наклон (движение вверх/вниз) должны быть мотивированы, не говоря уже о плавном движении. Хорошее видео характеризуется большим количеством движения в кадре. Однако, прежде чем дать волю своему воображению, мы настоятельно рекомендуем сначала изучить основы — сосредоточиться на движении, которое появляется перед камерой, прежде чем принять решение о перемещении самой камеры.

Кто-то снимает быстрее?

Современные кинематографисты иногда экспериментируют с увеличением частоты кадров, чтобы «сгладить» изображение и, таким образом, усилить эффект погружения. Один из самых известных примеров — «Хоббит» Питера Джексона, снятый с частотой 48 кадров в секунду.

Другой пример — фильм «Близнецы» Энга Ли, снятый со скоростью 120 кадров в секунду.

Правда, для увеличения частоты кадров фильма вовсе не обязательно снимать его с высокой частотой кадров — иногда достаточно современного телевизора с функцией сглаживания движения).

Дело в том, что частота обновления экрана нынешних телевизоров превышает общепринятую частоту кадров для кино — это может быть 50 Гц против 24 FPS, а то и 120 Гц против тех же 24 кадров. Иногда это вызывает дрожание и дрожание изображения. Для решения этой проблемы придумали «сглаживание движения» — технологию, которая анализирует движение объектов и создает дополнительные кадры, как бы заполняя ими «пустые» места.

Звучит здорово, но на самом деле сглаживание движения только портит картинку. Заметно возрастает резкость изображения, иногда появляются артефакты изображения, а естественное «размытие» сцены, специально созданное режиссером, становится едва заметным, переворачивая резкость. В результате получается эффект мыльной оперы».

По этой причине режиссеры и актеры выступают против технологий, называя их проклятием кинематографа. Хорошо, что пока это просто опция, и вы можете просто отключить ее, если хотите.

А что с кадрами в мультфильмах?

Сегодня во время съемок оператор выставляет на камере нужную частоту. С анимацией все сложнее, потому что каждый кадр приходится рисовать вручную. В зависимости от количества кадров в секунду анимация делится на несколько видов:

• 1с — когда каждое изображение уникально.
• 2s — когда каждый из 12 кадров отображается дважды.
• 3с — когда зритель видит 8 меняющихся кадров в секунду.

Чтобы сделать 20-минутный мультфильм с 1с анимацией, нужно нарисовать около 28 000 уникальных рисунков. Это очень сложная задача, поэтому аниматоры идут на всевозможные ухищрения, чтобы зритель не заметил пропущенных кадров. Так что анимация 1с чаще всего используется только в активных сценах — например, когда персонаж бежит.

Постепенно появлялись новые секреты создания анимации. Уолт Дисней первым оптимизировал работу аниматоров: ведущие художники сначала рисовали ключевые кадры, а потом в игру вступили фазовые художники — рисовали «промежуточные фазы движения» (пока английский) и довел анимацию до окончательного вида. Эти даты остаются в силе для аниматоров.

Артисты прибегают к другим уловкам, чтобы сэкономить кадры. Например, рисуется фон и наносится на статичный рисунок прозрачные целлулоидные пленки с подвижными элементами. Кроме того, аниматоры зацикливают кадры или «раскладывают» персонажей и объекты на несколько слоев — например, анимируют только губы на неподвижном лице.

В японской анимации — аниме — для упрощения своих задач художники часто пропускают промежуточные рисунки — фазы. Из-за этого эмоции на лице персонажа меняются мгновенно.

Аниме «Звездный гонщик: Шайни Такуто»

В аниме также появляется термин сакуга — это моменты, когда качество изображения повышается и достигает стандарта 1с. Этот прием используется для экранных заставок, твистов или экшн-сцен.

Читайте также: Где снимали «Пиратов Карибского моря», «Мумию» и еще 5 приключенческих фильмов.

Сколько кадров в видеоиграх?

Оптимальная частота кадров для игр выше, чем для фильмов — начиная с 30 кадров в секунду. С точки зрения технологии частота кадров в игровой индустрии работает иначе, чем в кино, но суть та же — чем больше FPS, тем лучше. Кроме того, счетчик FPS является основным показателем производительности данной игры.

Сравнение 30 FPS и 60 FPS в Assassin’s Creed: Origins, Limbo, Diablo 3, Grand Theft Auto 5 и других играх

Частота 60 FPS обеспечивает гораздо более «плавную» картинку. Однако стабильная работа важнее. Высокая частота кадров, которая время от времени неожиданно «падает» до 35-45 кадров, воспринимается игроком хуже, чем стабильные 30fps. Любой такой сбой воспринимается как задержка, поскольку мозг игрока «настраивается» на заданную частоту кадров.

Сравните разную частоту кадров в Forza Horizon 4

Частота кадров в игре во многом зависит от платформы, на которой она запущена. Итак, на компьютере единственным ограничением в большинстве случаев является мощность оборудования, которая может варьироваться в широких пределах. Это часто вызывает дополнительные проблемы при оптимизации игры: запустить ее одинаково на всех компьютерах просто невозможно — слишком много аппаратных комбинаций.

При создании версии для игровых приставок, в которых установлены фиксированные компоненты, ситуация немного проще — нужно оптимизировать игру под тот или иной «стандарт» (в зависимости от конкретной приставки). Однако в этом случае возникает другая проблема: зачастую мощности устройства не хватает на частоту 60 кадров, и тогда разработчики искусственно ограничивают количество кадров до 30 FPS. Это компромисс — низкий, но стабильный.

Конечно, с появлением консолей следующего поколения — Xbox Series X и PlayStation 5 — многие компании и студии начали стремиться к 60 кадрам в секунду при разработке, потому что аппаратное обеспечение позволяет это. По крайней мере на данный момент. Если верить рекламе, новые консоли способны выдавать 120 кадров в секунду, но это касается, конечно, относительно «легких» с точки зрения графики игр.

«Мы никогда не пытались ограничивать то, чего разработчики пытаются достичь на нашей платформе, будь то 60 кадров в секунду на Xbox 360 или 4K и 60 кадров в секунду на Xbox One X. Мы хотим предоставить им инструменты для создания игр на любой из наших платформ. С поколением Xbox One X мы уже достигли точки, когда игры выглядят потрясающе, но у нас есть возможность сделать их еще лучше. Я хочу, чтобы игры были такими же замечательными, как они выглядят. В будущем мы хотели сосредоточиться не только на количестве пикселей, но и на игровом процессе с высокой частотой кадров».

При низкой частоте кадров было бы невозможно сделать что-то подобное в таких играх, как Counter-Strike: Global Offensive

Когда монитор обновляется в таком темпе, разницы на глаз не видно, все зависит от мелкой моторики. После нескольких лет тренировок киберспортсмен в той же Counter-Strike: Global Offensive использует дополнительные 10 миллисекунд для более точного наведения. Для реализации своего потенциала профессиональным игрокам необходимо оборудование с максимальной производительностью, несмотря на то, что упомянутый Counter-Strike не очень требователен к железу.

Другой пример — Call of Duty: Black Ops — Cold War. Производитель видеокарт NVIDIA в 2019 году провел исследование с помощью быстрых снимков — термин, который относится к ситуациям, в которых игрок в шутере очень сильно целится в противника и точно стреляет. В случае с Black Ops частота обновления 360 Гц улучшает качество фотографий на 4% по сравнению с монитором с частотой 240 Гц. И это небольшое преимущество может стать решающим в соревновании.

Стоит ли беспокоиться о низком фреймрейте в играх и фильмах?

Переживать из-за низкой частоты кадров в видео точно не стоит — как мы уже упоминали выше, 24 FPS — это общепризнанный стандарт, наиболее комфортный для зрителя. Игры сложнее, особенно если вы играете на ПК и разрабатываете для этой платформы. Достижение максимально комфортного FPS в первую очередь задача разработчиков. И игроки должны позаботиться о последнем.

От чего зависит показатель частоты кадров?

Основным компонентом, ответственным за это, является ваша видеокарта, и чем она мощнее, тем больше вероятность того, что вы получите высокий FPS на своем ПК. Процессор может и не так важен, но постарайтесь получить высокий FPS на слабом процессоре! К сожалению, это будет невозможно, так как процессор также принимает участие в обработке информации, в частности, управляет работой видеокарты.

Чем он больше, тем больше информации в него поместится и тем меньше информации будет загружено с жесткого диска. А как известно, оперативная память быстрее жесткого диска.

Монитор должен поддерживать высокую частоту кадров. Очевидно, что вы не сможете добиться 120 кадров в секунду на мониторе с частотой среза 60 Гц.

Игра также имеет большое значение для этого показателя. Есть игры, где сложно добиться высокого FPS даже на самых мощных ПК. Но есть и оптимизированные игры, способные показывать достойные результаты даже на очень слабом железе.

2. Установка выдержки под частоту кадров

При видеосъемке скорость затвора нельзя использовать для регулировки экспозиции так же, как при фотосъемке. Поскольку фильм представляет собой серию кадров, которые следуют друг за другом, должно происходить некоторое размытие движения, чтобы каждое изображение плавно переходило в следующее. Более короткие скорости затвора «замораживают» движущиеся объекты, как это происходит на фотографиях. Когда такие изображения добавляются в видео, движение таких роликов выглядит очень неустойчиво, как нарисованный в блокноте мультфильм.

Как правило, скорость затвора устанавливается в два раза больше частоты кадров. Например, если вы снимаете со скоростью 30 кадров в секунду, установите выдержку на 1/60 секунды. Если вы снимаете 24 кадра в секунду, вам нужно установить скорость затвора на 1/48 и т д. Если ваша камера не имеет нужной вам скорости затвора, установите скорость затвора до ближайшей отметки.

3. Снимайте в ручном режиме

Поскольку видеоклип длится несколько секунд, любые изменения экспозиции будут видны зрителю. Такие изменения во время съемки могут сделать весь кадр бесполезным. Новичкам рекомендуется вручную настроить фокус, чувствительность (ISO), диафрагму и выдержку перед записью. Только после этого можно дать команду «Мотор!»

Одно из самых больших преимуществ съемки цифровыми зеркальными или беззеркальными камерами заключается в том, что их большие сенсоры обеспечивают узкую «кинематографическую» глубину резкости. Этот прекрасный художественный эффект может быть достигнут путем расфокусировки объекта.

Во многих случаях нет необходимости постоянно фокусироваться на движущемся объекте. Но в то же время это не значит, что фильм нужно снимать совсем не в фокусе. Бывают случаи, когда вам нужно будет регулярно регулировать фокус в кадре, но, развивая свою способность перемещаться в плоскости фокусировки и выходить из нее, вы сможете делать более качественные фотографии в будущем.