Hz FPS Frame time

Hz FPS Frame time
Поделись материалом... или добавь в закладки
Постоянная ссылка
Насколько хорошо, Вы знаете, а если знаете, то понимаете, в чем заключается различие между FPS (частотой кадров в секунду), Hz (герцами) и Frame time (временем кадра)?

Лично для себя, я решил, разобраться в данных понятиях и взаимосвязи между ними. Далее, я изложу свои мысли и наблюдения, стараясь, свои рассуждения, используя понятные и простые примеры, намеренно опуская или пренебрегая определенными деталями. Все описанное далее, может содержать неточности, ошибки, не стоит воспринимать, все описанное в качестве эталона.  

В первую очередь, я отдаленно, расскажу об основных терминах и понятиях, затем, последуют примеры с конкретными значениями. Подобный подход поможет лучше, с меньшей запутанностью понять основную мысль.

Представим
, что имеется некий ЖК монитор и компьютер с установленными на него приложениями.

Характеристика Hz, в данном случае будет относиться к монитору, ее числовое значение, означает, максимальное количество кадров (изображений), которых, монитор будет способен показать за одну секунду времени.

Характеристика FPS, будет относиться к приложению, установленному на компьютере, ее числовое значение, будет обозначать производительность конкретного приложения на конкретном компьютере, в количестве кадров в секунду, которые могут быть «предоставлены данным приложением» для вывода на монитор.

​===================================================

Hz, обладают постоянным и фиксированным значением, его величина, зависит от характеристик и технологического процесса примененного, при производстве ЖК панели, установленной в мониторе. 30, 60, 75Hz, встречается в большинстве мониторов, матрицы же с поддержкой 122, 144, 166, 200, 240Hz, получили распространение в игровых мониторах.

FPS, как правило, обладает не постоянным значением, часто данный параметр, характеризуют, как среднее, минимальное и максимальное значение кадров в секунду, за определенную сцену или промежуток времени, в пределах которого рассматривается данный параметр.

Количество FPS, напрямую зависит от производительности (мощности) компьютера. Для каждого приложения, следует индивидуально рассчитывать и рассматривать данный параметр, так как, у каждого приложения имеются свои, индивидуальные требования, к технической части пк.  

Для каждой программы существуют, минимальные и рекомендуемые или максимальные системные требования к «железной составляющей компьютера», или по-другому системные требования. В первом случае, минимальные системные требования, описывают параметры, необходимые для запуска и более – менее стабильной и комфортной работы по, во втором случае, для наилучшего достижения максимальной или оптимальной производительности данного по, на каком – либо пк.   

======================================================

Рассмотрим еще один фактор, то как человек воспринимает изображение, состоящие из последовательности, сменяющихся друг за другом кадров.

Начнем с того, что существует миф, в котором говорится, что человек, не способен воспринимать, видеть больше определенного числа кадров в секунду (FPS), часто в качестве подобного значения приводятся цифры в 24, 30, 50, 60 кадров в секунду.

Вы когда-нибудь задавались вопросом, откуда появились, настолько точные цифры, без «разброса» или допустимой погрешности, в несколько единиц?

Почему именно конкретное фиксированное значение, ведь все люди воспринимают аналогичные зрительные явления, немного или полностью по-своему. У одних людей, зрение лучше или хуже, чем у других, тогда почему именно 24 или 50 кадров в секунду?

По моему мнению, было бы правдоподобнее и логичнее, если бы, существовал диапазон чисел, например, от 24 до 50, и утверждалось бы, что человек способен воспринимать от начала и до конца, данного диапазона, в зависимости от индивидуальных способностей. В приведенный числовой диапазон содержит немалое количество значений… и самое главное, каким образом это было настолько точно определено?

На самом деле, ответ на эти вопросы, достаточно прост. Данные значения, являются частью, стандартов, используемых, при кинопроизводстве и телевещании. Появились они, достаточно давно, еще во времена пленки и 24 кадра, это минимальное значение, при котором видео материал, воспринимается более – менее целостно и не выглядит, как слайд шоу, а звук сопровождающий происходящие нормально и без особых проблем «ложится» так, чтобы присутствовало ощущение целостности, между видео и аудио, и самое главное при съемке на пленку, ее расход должен был быть разумным, особенно при немалой длительности видео.

Конечно, данный стандарт, появился далеко не сразу…

С дальнейшим развитием технологий, когда пленка, уже была не настолько востребована и появились новые носители информации, «родились» и новые стандарты, предоставляющие зрителю большую плавность картинки и, следовательно, лучшее погружение в происходящее.   

Глаз человека, это не механизм или электроника, поэтому такое понятие, как количество воспринимаемых кадров или мегапикселей, не применимы, потому что глаз видит все происходящие не по кадрово, восприятие, зависит от индивидуальных способностей конкретного человека.  

Добавлю, что в видео, количество кадров фиксированное, в некоторых моментах оно может изменяться, для придания эффекта, замедленной или ускоренной съемки.

В видео глаз, привыкает к одному и тому же количеству кадров и воспринимает их плавно, а в играх, такого ощущения надолго или вообще не удается сохранить, так как в разных сценах или, при порой малейших действиях, количество кадров в секунду, может изменяться и глаз неплохо замечает изменения в 10 и более единиц, при условии, если изначально FPS, был не очень большим.

​В играх, в отличие от видео, количество кадров, можно ограничить, но зафиксировать, на определенном числе надолго, практически невозможно.

Так же частое мнение, что нужно больше 30 или 60fps в играх, оправданно, далее я уделю этому внимание, рассказав, про время кадра.

==============================================

Пример 01.
Предположим, что имеется монитор с частотой обновления 60Hz, приложение, установленное на пк, «вырабатывает» 80FPS. Как было отмечено ранее, 60Hz означают, что монитор способен максимум отобразить 60 кадров за одну секунду, в таком случае, появляется вопрос, что будет с оставшимися 20 кадрами?

Если речь идет о видео, где как было замечено ранее, количество кадров фиксированное, то оно будет воспроизведено с потерями, данных кадров, в большинстве случаев, это будет незаметно или почти незаметно.

Если речь идет об играх или иных приложениях с нефиксированным количеством кадров, то в дело вступает такое понятие, как время кадра. Оно выражается в миллисекундах (в 1 сек = 1000мс) и показывает, сколько потребовалось времени в миллисекундах, чтобы вывести на монитор данный кадр.

Для расчета используется следующая формула: единица делится на количество кадров в секунду, производимых приложением (fps), полученный результат умножается на одну секунду (1000мс).

Пример

1 : 60fps * 1000мс = 16.6мс

Один кадр, был отображен за 16.6мс

Если кадров, больше, чем способен отобразить монитор, то время кадра становится меньше:

1: 240fps * 1000мс = 4.1мс

Чем меньше время кадра, тем более актуальную «картинку», мы можем видеть.

Из всего изложенного, можно сделать вывод, что большее количество кадров, чем способен физически отобразить монитор, мы не увидим, из – за технического ограничения, строения его матрицы. Но, смысл иметь большее количество fps, чем может отобразить монитор, имеет смысл, так как выводится более «свежее» изображение. 

Имеется еще ряд, особенностей влияющий на данные переменные и время кадра, но если их не учитывать, то зависимость остается примерно такой.




---
Это интересно
Как подключить светодиодную ленту Примеры Мы наглядно расскажем, как подключить одноцветную и многоцветную RGB светодиодную ленту с примерами. Рассмотрим два типа блоков питания.
Как выбрать монитор для компьютера Как выбрать монитор для компьютера, что бы потом не пожалеть? В этой статье мы расскажем о самых важных мелочах, от неправильного выбора которых может поменяться все. Рассмотрим популярные типы мониторов, матриц, подсветки... Влияние максимальной
Сколько кадров в секунду видит человеческий глаз в кино и играх.   Как частота кадров влияет на восприятие, насколько быстро мы способны улавливать самые незначительные изменения и сколько кадров оптимальны для человеческого глаза? Восприятие напрямую зависит от индивидуальных способностей человека.