Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
"Скорость обновления" перенаправляется сюда. Не следует путать с частотой обновления ОЗУ .
"Скорость передачи" перенаправляется сюда. Не следует путать со скоростью Burstable .

Частота кадров (выраженная в кадрах в секунду или FPS ) - это частота (скорость), с которой последовательные изображения, называемые кадрами, появляются на дисплее. Этот термин в равной степени применяется к пленочным и видеокамерам , компьютерной графике и системам захвата движения . Частота кадров также может называться частотой кадров и выражаться в герцах .

Человеческое зрение [ править ]

Дополнительная информация: восприятие движения

Временная чувствительность и разрешение человеческого зрения различаются в зависимости от типа и характеристик зрительного стимула и у разных людей различаются. Зрительная система человека может обрабатывать от 10 до 12 изображений в секунду и воспринимать их индивидуально, в то время как более высокие скорости воспринимаются как движение. [1] Модулированный свет (например, дисплей компьютера ) воспринимается большинством участников исследований как стабильный, если частота превышает 50 Гц. Это восприятие модулированного света как устойчивого известно как порог слияния мерцания . Однако, когда модулированный свет неоднороден и содержит изображение, порог слияния мерцания может быть намного выше, в сотни герц. [2]Что касается распознавания изображений , было обнаружено, что люди распознают конкретное изображение в непрерывной серии различных изображений, каждое из которых длится всего 13 миллисекунд. [3] Постоянство зрения иногда является причиной очень короткого визуального стимула длительностью в одну миллисекунду, воспринимаемая длительность которого составляет от 100 до 400 мс. Множественные очень короткие стимулы иногда воспринимаются как один стимул, например, зеленая вспышка 10 мс, сразу за которой следует красная вспышка 10 мс, воспринимаемая как одиночная желтая вспышка. [4]

Фильм и видео [ править ]

Немое кино [ править ]

В ранних немых фильмах была заявлена ​​частота кадров от 16 до 24 кадров в секунду (fps) [5], но поскольку камеры запускались вручную, частота кадров часто менялась во время сцены, чтобы соответствовать настроению. Киномеханики также могли изменять частоту кадров в кинотеатре, регулируя реостат, управляющий напряжением, питающим механизм подачи пленки в проекторе . [6] Кинокомпании часто хотели, чтобы кинотеатры показывали их немые фильмы с более высокой частотой кадров, чем они были сняты. [7] Такой частоты кадров было достаточно для ощущения движения, но оно воспринималось как рывковое движение. Чтобы свести к минимуму воспринимаемое мерцание, в проекторах использовались двойные и тройные жалюзи., поэтому каждый кадр отображался два или три раза, увеличивая частоту мерцания до 48 или 72 герц и снижая нагрузку на глаза. Томас Эдисон сказал, что 46 кадров в секунду - это минимум, необходимый глазу для восприятия движения: «Все, что меньше, будет напрягать глаз». [8] [9] В середине и конце 1920-х годов частота кадров немого кино увеличилась до 20–26 кадров в секунду. [8]

Звуковые фильмы [ править ]

Когда в 1926 году была представлена звуковая пленка , изменения в светочувствительности пленки больше не допускались, поскольку человеческое ухо более чувствительно, чем глаз, к изменениям частоты. Многие кинотеатры показывали немые фильмы со скоростью от 22 до 26 кадров в секунду, поэтому индустрия выбрала 24 кадра в секунду для звуковых фильмов в качестве компромисса. [10] С 1927 по 1930 год, когда различные студии обновляли оборудование, скорость 24 кадра в секунду стала стандартной для 35-мм звуковой пленки. [1] При 24 кадрах в секунду пленка проходит через проектор со скоростью 456 миллиметров (18 дюймов) в секунду. Это позволяло использовать простые двухлопастные створки.для получения проецируемой серии изображений со скоростью 48 кадров в секунду, что соответствует рекомендации Эдисона. Во многих современных 35-миллиметровых пленочных проекторах используются трехлопастные затворы, обеспечивающие 72 изображения в секунду - каждый кадр мигает на экране трижды. [8]

Анимация [ править ]

Этот мультик о скачущей лошади отображается в 12 рисунков в секунду, а быстрое движение на крае бытия objectionably рывков.

В рисованной анимации движущиеся персонажи часто снимаются «по двое», то есть один рисунок отображается на каждые два кадра фильма (который обычно выполняется с частотой 24 кадра в секунду), то есть всего 12 рисунков в секунду. [11] Даже несмотря на то, что частота обновления изображения низкая, плавность является удовлетворительной для большинства объектов. Однако, когда от персонажа требуется выполнить быстрое движение, обычно необходимо вернуться к анимации «по одному», поскольку «двойки» слишком медленные, чтобы адекватно передать движение. Сочетание этих двух методов позволяет обмануть глаз без лишних затрат на производство. [12]

Анимация для большинства « мультфильмов субботним утром » производилась максимально дешево и чаще всего снималась по «тройкам» или даже «четверкам», то есть по три-четыре кадра на рисунок. Это соответствует 8 или 6 рисункам в секунду соответственно. Аниме тоже обычно рисуют на тройках. [13] [14]

Современные стандарты видео [ править ]

См. Также: Список форматов трансляционного видео

Из-за сетевой частоты электрических сетей аналоговое телевизионное вещание было разработано с частотой кадров 50 Гц (большая часть мира) или 60 Гц (Канада, США, Япония, Южная Корея). Частота электросети была чрезвычайно стабильной, поэтому ее было логично использовать для синхронизации.

Внедрение технологии цветного телевидения привело к необходимости снизить частоту 60 кадров в секунду на 0,1%, чтобы избежать « ползания точек », раздражающего артефакта отображения, появляющегося на устаревших черно-белых дисплеях на поверхностях с высокой насыщенностью цветов. Оказалось, что за счет снижения частоты кадров на 0,1% нежелательный эффект сводился к минимуму.

Сегодня стандарты передачи видео в Северной Америке, Японии и Южной Корее по-прежнему основаны на 60 / 1,001 ≈ 59,94 изображений в секунду. Обычно используются изображения двух размеров: 1920 × 1080 («1080i») и 1280 × 720 («720p»). Как ни странно, форматы с чересстрочной разверткой обычно указываются как 1/2 от их частоты изображения, 29,97 кадра в секунду и удвоения.высота их изображения, но эти утверждения являются чисто индивидуальными; в каждом формате производится 60 изображений в секунду. 1080i создает 59,94 изображений 1920 × 540, каждое из которых сжимается до половины высоты в процессе фотографии и растягивается, чтобы заполнить экран при воспроизведении на телевизоре. Формат 720p создает 59,94 изображения с разрешением 1280 × 720 без сжатия, поэтому не требуется никакого расширения или сжатия изображения. Эта путаница была широко распространена в отрасли на заре создания программного обеспечения для цифрового видео, когда большая часть программного обеспечения писалась неправильно, кодировщики полагали, что каждую секунду ожидается только 29,97 изображений, что было неверно. Хотя верно, что каждый элемент изображения опрашивался и отправлялся только 29,97 раз в секунду, местоположение пикселя непосредственно под этим элементом было опрошено на 1/60 секунды позже, это часть полностью отдельного изображения для следующего кадра длительностью 1/60 секунды. .

Фильм, на своей родной 24 FPS скорости не может быть отображена без необходимого выпадающим процесса, что часто приводит к «дрожанию»: Для того, чтобы преобразовать 24 кадров в секунду в 60 кадров в секунду, каждый нечетный кадр повторяется, играя в два раза, в то время как каждый четный кадр втрое больше. Это создает неравномерное движение, кажущееся стробоскопическим. У других преобразований такое же неравномерное удвоение кадров. Новые стандарты видео поддерживают 120, 240 или 300 кадров в секунду, поэтому кадры могут быть равномерно умножены для обычных частот кадров, таких как фильм 24 кадра в секунду и видео 30 кадров в секунду, а также видео 25 и 50 кадров в секунду в случае дисплеев со скоростью 300 кадров в секунду. Эти стандарты также поддерживают видео с более высокой частотой кадров и видео с интерполированными кадрами между собственными кадрами. [15]Некоторые современные фильмы экспериментируют с частотой кадров выше 24 кадров в секунду, например 48 и 60 кадров в секунду. [16]

Частота кадров в технических характеристиках электронной камеры может означать максимально возможную частоту, где на практике другие настройки (например, время экспозиции) могут снизить частоту до меньшего числа.

См. Также [ править ]

  • Дельта-тайминг
  • Федеральный стандарт 1037C
  • Кинопленка
  • Порог слияния мерцания
  • Глоссарий терминов видео
  • Высокая частота кадров
  • Список форматов фильмов
  • MIL-STD-188
  • Кинопроектор
  • Форматы движущихся изображений
  • Покадровая съемка
  • Сжатие видео

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b Прочтите, Пол; Мейер, Марк-Пол; Гамма-группа (2000). Реставрация кинофильма . Сохранение и музеология. Баттерворт-Хайнеманн. С. 24–26. ISBN 978-0-7506-2793-1.
  2. ^ Джеймс Дэвис (1986), «Люди воспринимают мерцающие артефакты на частоте 500 Гц», Sci. Rep. , 5 : 7861, DOI : 10.1038 / srep07861 , ПМК 4314649 , PMID 25644611  
  3. ↑ Поттер, Мэри С. (28 декабря 2013 г.). «Обнаружение смысла в RSVP при 13 мс на изображение» (PDF) . Внимание, восприятие и психофизика . 76 (2): 270–279. DOI : 10.3758 / s13414-013-0605-Z . ЛВП : 1721,1 / 107157 . PMID 24374558 . S2CID 180862 .   
  4. ↑ Роберт Эфрон (1973). «Сохранение временной информации системами восприятия» . Восприятие и психофизика . 14 (3): 518–530. DOI : 10.3758 / bf03211193 .
  5. ^ Браун, Джули (2014). «Аудиовизуальные палимпсесты: ресинхронизация немых фильмов со« особенной »музыкой» . В Дэвиде Ноймейере (ред.). Оксфордский справочник по исследованиям музыки к кино . Издательство Оксфордского университета. п. 588. ISBN. 978-0195328493.
  6. ^ Керр, Уолтер (1975). Тихие клоуны . Кнопф. п. 36 . ISBN 978-0394469072.
  7. Перейти ↑ Card, James (1994). Соблазнительное кино: искусство немого кино . Кнопф. п. 53 . ISBN 978-0394572185.
  8. ^ a b c Браунлоу, Кевин (лето 1980 г.). «Немое кино: какова была правильная скорость?» . Взгляд и звук . 49 (3): 164–167. Архивировано из оригинала 8 июля 2011 года . Проверено 2 мая 2012 года .
  9. ^ Эльзэссер, Томас; Баркер, Адам (1990). Раннее кино: пространство, кадр, повествование . BFI Publishing. п. 284. ISBN 978-0-85170-244-5.
  10. ^ TWiT Netcast Network (30 марта 2017 г.), Как 24 FPS стали стандартными , получено 31 марта 2017 г.
  11. ↑ Жуй, Джонни. «Что такое единицы, двойки и тройки в анимации?» . Lifewire . Проверено 8 августа 2018 года .
  12. ^ Уитакер, Гарольд; Сито, Джон Халас; обновлено Тимом (2009). Сроки анимации (2-е изд.). Амстердам: Elsevier / Focal Press. п. 52. ISBN 978-0240521602. Проверено 8 августа 2018 года .
  13. ^ «Выстрел по тройкам (единицам, двойкам и т. Д.)» . Сеть новостей аниме .
  14. ↑ CLIP STUDIO (12 февраля 2016 г.). «CLIP STUDIO PAINT ア ニ メ ー シ ョ ン 機能 の 使 い 方» - через YouTube.
  15. ^ High Frame-Rate Television , BBC White Paper WHP 169, сентябрь 2008, М. Армстронг, Д. Флинн, М. Хаммонд, Паван Jahajpuria С. Jolly, Р. Salmon.
  16. ^ Джон Fingas (27 ноября 2014), «продолжений Джеймса Кэмерона„Аватар“будет придерживаться до 48 кадров в секунду» , Engadget , извлекаться Апрелю 15, 2017

Внешние ссылки [ править ]

  • «Temporal Rate Conversion» - очень подробное руководство о визуальных помехах на ТВ, видео и ПК.

( Копия Wayback Machine )

  • Сравните кадры в секунду: что выглядит лучше? - веб-инструмент для визуального сравнения различий в частоте кадров и размытости при движении.