30 кадров в секунду. Эта священная цифра высечена на скрижалях современного гейминга, подобно десяти заповедям.
30FPS — вот, якобы, тот минимум, ниже которого игра считается едва ли пригодной для запуска. Так утверждают нам мудрецы маркетинга, чьи голоса гремят с обложек журналов и коробок от видеокарт.
Но откуда взялся этот стандарт? Почему 30, а не 24 как в кино или 144 как на новом мониторе «за пол-лимона»? Что за магия таится в этой цифре «30», которая как философский камень превращает скучный слайд-шоу в захватывающее зрелище?
Ведь...
Помните те времена, когда шутеры еще звались «стрелялками», а 2D-платформеры — «бродилками»? Тогда, в эпоху 90-х и начала «нулевых», о 30 кадрах в секунду могли только мечтать. 10-15 fps — вот предел возможностей «списанных» компьютеров, первых 3D-приставок и софтверного рендера. И знаете что? Мы играли! И нам нравилось!
Так что 30 fps — явно не минимум для «играбельной картинки»... Тогда почему же именно 30fps стали стандартом? И сколько кадров РЕАЛЬНО нужно для комфортной игры? Я предлагаю с этим разобраться.
А сколько вообще надо кадров для видео?
Удивительно, но еще в 1920-х советские ученые экспериментально установили, что для восприятия движения человеку достаточно 12 кадров в секунду (Е. М. Голдовский. Кинопроекция в вопросах и ответах).
Вспомните кинематограф: вплоть до эпохи звукового кино стандартом были 12 кадров в секунду в РСФСР и 16 на Западе — дорогую плёнку экономили, как могли. И ничего, смотрели же! С удовольствием! Немое кино, конечно, было менее динамичным, чем современные блокбастеры, но даже в экшенах это не мешало людям получать удовольствие от просмотра.
Как видите, порог для ощущения картинки как «видео», а не «слайд-шоу» сравнительно невысок.
Однако, на этой кадровой частоте мозг всё ещё ощущает «дёрганость» движения. А вот для того, чтобы изображение казалось естественным и плавным, а не дерганым, нужно 18-48 кадров в секунду — это зависит от индивидуальных особенностей мозга, и верхний порог был экспериментально определен в те же годы (О. Ф. Гребенников. Основы записи и воспроизведения изображения).
То есть получается так, что 30 кадров — это избыточно для понимания «движения», но ещё недостаточно для того, чтобы это движение было «идентично натуральному» для каждого зрителя — хотя порядка половины уже и не увидят разницу между этим числом и более высоким.
Чтобы оценить, в какую из категорий входите вы — а заодно убедиться, что 15 *стабильных* FPS это всё ещё видео, а не слайд-шоу — можете посмотреть этот ролик-сравнение с реальным геймплеем.
А почему в кино установился стандарт в 24 кадра?
Ответ кроется в истории кинопроизводства. Ранняя кинопленка была невысокого качества — зернистая, с шумами и склонная к появлению трещин. Съемка со скоростью 24 кадра в секунду позволила бы частично компенсировать эти недостатки.
Но еще важнее была возможность разместить оптическую звуковую дорожку непосредственно на кинопленке. Аппаратура того времени могла записывать звук приемлемого качества только на такой сравнительно высокой скорости.
Таким образом, 24 кадра стали стандартом звукового кино из-за ограничений технологий — чтобы получить хотя бы минимально сносное качество изображения и, что важнее, звука. Технический прогресс порой идет причудливыми извилистыми тропами, подстраиваясь под нужды конкретной эпохи...
Но почему тогда мы играем в 30 FPS?
Оказывается, корни этого числа — в аналоговом телевидении! В США частота полнокадровой ТВ-развертки составляла 30 кадров в секунду, а в СССР и Европе — 25. Причина банальна: частота электросети в 60 или 50 Гц. Ранние телевизоры получали сигнал синхронизации как раз из электросети, отсюда и строго фиксированные 50/60 полукадров в секунду.
Соответственно, чтобы синхронизироваться с ТВ-сигналом, первые игровые консоли и видеокарты для ПК тоже выдавали фиксированные FPS — либо 25, либо 30 кадров в секунду. В конце концов, первые мониторы были просто чуть доработанными телевизорами с прицепленным сбоку разъемом.
Победа Америки в Холодной Войне в целом и в сфере IT в частности привела к тому, что 30 кадров стали фактическим стандартом индустрии.
Хотя, конечно, уже не было никакой объективной необходимости цепляться за формат аналогового ТВ, особенно в случае компьютеров, чьи мониторы быстро «разошлись» с ТВ по технологиям.. Но увы, так уж исторически сложилось!
Сегодня, конечно, ни о какой привязке к ТВ-развертке речи быть не может. Но традиция осталась, и 30 кадров по-прежнему считаются неким минимальным порогом, хотя на самом деле это далеко не так.
А как же «тормозящие» игры 90-х?
Хотя сейчас трудно в это поверить, но мы с удовольствием проходили игры и с 10-15 кадрами в секунду!
В те времена на слабых консолях вроде PlayStation 1 просто дублировали каждый кадр, чтобы получить хоть какое-то подобие плавности — именно поэтому немалая часть игр PS1 и её ровесников работала именно в фиксированных 15fps.
А на PC, где у видеокарты был полноценный видеобуфер, можно было играть с любым FPS вне зависимости от частоты монитора. Поэтому мы терпеливо проходили шутеры и гонки даже при 10-12 кадрах, любовались софтверным рендером — и как-то даже и не думали, что что-то здесь может быть не так.
Более продвинутые консоли того времени, вроде малоизвестной в России Nintendo 64, к слову, тоже использовали буфер кадра — и FPS на них также спокойно «гулял» от 12 до 30.
То есть даже технически 30 кадров не были минимумом для игр того времени. Просто мощности хватало именно на столько. А мы с энтузиазмом проходили шутеры и гонки даже при 10 кадрах в секунду! Казалось бы, кошмар неиграбельности «по современным стандартам», но на деле нас всё устраивало.
Так может быть, дело не в кадрах?
На самом деле, кое-как играть можно уже при 12 кадрах в секунду. Как и в кино, это минимум, за которым слайд-шоу переходит в движение — хотя движения и будут несколько дергаными. 15-20 FPS — это уже «порог интуитивного комфорта», с которым мы обходились в 90-е: всё, что меньше, даже если и не слайд-шоу, ощущалось как «тормоза».
А вот 25-30 кадров уже обеспечивают вполне комфортное зрелище для большинства игроков — пусть порядка половины из них и будут ещё видеть некоторую «неестественость». А в целом, для комфортной игры важен не FPS сам по себе. По крайней мере, не настолько, как многие считают.
Для комфорта в играх важнее не сама частота кадров, а их стабильность и небольшой input lag. Мозгу куда как больший дискомфорт причиняют не низкий фреймрейт, а зачастую сопровождающие его просадки этого фреймрейта «ниже минимума», подвисания и замедленное реагирование на управление — и это касается любого числа кадров.
Главное — игра не должна грузить на 100% ни процессор, ни видеочип, чтобы оставался резерв по производительности.
Если кадры стабильны, нет фризов и статтеров — в большинстве проектов вы даже не заметите, что играете в локе на 15fps, пока не откроете FPSMonitor. В конце концов, человечество десятилетие так играло, и всё было хорошо.
А можно быстрее?
Конечно, можно! Как я уже говорил, при частоте выше 48 кадров подавляющее большинство людей перестает замечать «дергания» в анимации.
Поэтому следующим стандартом по мере роста пиковой производительности и стали 60 кадров — это гарантированно превышает порог восприятия для любого человека.
Всё, что обещают нам сверх того — 144, 240, 300 FPS — чистой воды маркетинг. Научные эксперименты и слепые тесты показывают, что выше 60 кадров никакого реального выигрыша в плавности или скорости реакции нет. Совсем. Даже для матерых «киберкотлет». Все упирается в физиологию нашего мозга и глаз, а не в компьютер!
Отмечу: это не касается разрешения картинки, с ним всё сложнее, и эта тема заслуживает отдельной статьи. Но что касается FPS, то тут всё предельно просто: 60 кадров уже полностью превышают порог восприятия человека.
А значит, любые цифры выше этого порога — чистой воды дань моде и маркетингу. Конечно, FPS выше 60 кадров не повредит — но и особого преимущества уже не даст.
Итоги нашего путешествия в историю кадровой частоты
Итак, что же мы выяснили?
- Во-первых, 30 кадров — отнюдь не «минимум играбельности». Это всего лишь дань традиции, уходящей корнями в аналоговое телевидение.
- Во-вторых, комфортно играть можно в очень широком диапазоне — от 15 до 60 кадров. Чем выше FPS, тем лучше, но и понижение частоты не критично, если картинка стабильна.
- В-третьих, погоня за высоким FPS любой ценой — часто дань моде и маркетингу. Для комфорта важнее не конкретная цифра, а стабильность этой цифры и отзывчивость управления. Для первого должен быть слегка недогружен GPU, для второго — процессор.
Ну и главное — не стоит лишать себя удовольствия от игры из-за чисел на мониторе. В конце концов, геймеры во все времена получали кайф от процесса, даже не зная термина «фреймрейт»!
