为什么看电影24桢很流畅,玩游戏24帧就觉得帧数偏低感觉卡卡的?

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11个答案
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馒头家的花卷技术图书译者,音乐人

2013-11-27 22:14

秘密主要在于“运动虚化”(motion blur)。

电影的24fps,是每1/24秒拍摄一副画面,如果你玩过相机的手动设置,你应该知道如果以1/24秒的快门速度拍摄一个运动的物体会“糊”掉,而正是这样“糊”掉的画面连起来才让我们的眼睛看上去很“流畅”。举个栗子,下面两张截图是从钢铁侠2电影里面截的,钢铁侠快速飞过,无论是钢铁侠本身还是快速运动的背景都是虚化的:


那么游戏的24fps是怎么回事呢?游戏画面不是按1/24秒快门拍出来的,而是每一幅画面都是独立渲染出来的,之所以跑成24fps是因为显卡处理能力不够而“丢弃”了其中的一些画面,这样一来每两幅画面之间就不连续了,自然看上去会“卡”。

其实不光是电影,动画片里面也有一些快速的动作场面会用到motion blur,不过这就考验绘画技法了,比如这种:


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我去 打了一堆 全消失了..... ...

胶片电影摄影机里面有个玩意 叫做叶子板 它实际上就是快门 叶子板是一个中间可以转的半圆片 整体是镜子材质的 当转到半圆的时候光线被快门反射到取景器里 当转到空位的时候就记录在胶片上
电影摄影机对快门速度称之为度 也就是叶子板的角度 其最大可以打开180度 如果想缩短曝光时间 或者修正因为特殊角度带来的运动模糊失真 可以通过调节叶子板附带的一个90度小板来控制开口... 也就是说电影摄影机默认快门速度是24分之一秒的一半 48分之一秒...... 也在就是说 有一半的内容是记录不到胶片上的 这个具体可以百度叶子板.

后来CCD感光的数字电影摄影机 几乎 注意 是几乎把这个事情搞定了 但是ccd也许要读出时间 所以也没法真正到达24分之一秒的快门速度.....不过很接近....

至于游戏引擎 如果要计算运动模糊无非两种方法 一种是用采样来模拟 通过对n-1 ,n ,n+1帧进行采样融合来解决问题 不过无形中增加非常多的计算量.....另一种是混的方法 和上面差不多 不过就是将前后两帧半透明 叠加在中间帧上.....
不过也增加了不少计算量 如果你不开高特效...... 效果会类似于你在看东西的时候快速眨眼.....

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我觉得关键不是运动虚化,因为虽然电影一秒有24帧,但是每帧的曝光时间不一定是1/24秒。就是说实际上曝光时间与帧率的关系在于每帧曝光时间不能长于帧长1/24秒,但也可以很短,这样不一定会有运动虚化的效果。

我认为主要是游戏的互动性导致游戏每秒24帧会显得比较卡。电影是被动的,你只要观看就好了,而游戏是主动的,我们的操作会在游戏中反馈回来。而之所以会卡,就是因为我们操作游戏时,游戏的反馈与我们输入的操作之间产生了延时。如果游戏的帧率是24帧,那么最快的反馈也会在1/24秒后出现。而我们其实在操作游戏时就已经期望游戏能够像现实一样立刻给出反馈,但是我们是完全等待了1/24秒后游戏才做出反应。这样的延时看似很短,但是对于互动的操作来说是不可接受的。想想一个乐器演奏者(如果你会玩乐器的话你可能会有更深的体会)按下琴键却没有立刻听到声音,而是比他预计的延时了1/24秒,那么这个音乐家就几乎无法弹琴了——因为演奏者是依靠动作、声音反馈建立的条件反射来弹奏乐曲的(这就是在使用计算机软件效果器弹奏吉他时必须用专门的声卡或者驱动来把延迟降低到1/50秒以下的原因)。或者用我们每个人都熟悉的踩空楼梯的体验来说明预期的反馈与动作是如何配合的:当我们下楼到最后一个台阶,没有注意到下面已经是平地的情况下,迈出了那只打算踩下一个台阶的脚,同时身体各个部分也做出了与下到下一个台阶相配合的动作。但是并不存在下一个台阶,因此你的脚在毫无准备的情况下重重地踏在了地上,而你的肌肉对此也毫无准备,即使脚踏在了地上但是腿部支持走路的一些肌肉仍然是下楼梯的松弛状态。同样,身体其他部分都来不及反应,因此你整个身体都重重地拌了一下,甚至会摔倒。因此,在动作时预计得到反馈的时间和得到怎样的反馈,是我们人类流畅地运动的前提。

同样,在游戏中我们也是依赖这种反馈来体验游戏的。当你输入一个动作时,比如在COD里面移动了准星,而电脑实际是在1/24秒甚至更慢(如果帧率是这么慢的话完全有理由相信你的每一个动作都会降低帧率,或者说你的动作在一帧之内都无法反馈)的时间后做出反馈,那么我们的这种条件反射就被中止了,游戏的反馈与现实世界的反馈完全不能对应,感觉起来就很卡。更不用说在这1/24秒之内,你本来要瞄准的人说不定已经躲到掩体后面去了。

因此,如果我们是在观看而不是操作游戏的话,24帧也许可以接受,或许有一点卡(因为一楼所说的运动虚化的原因);而如果你去操作游戏的话,24帧就完全不可接受了。

PS:大部分动画片是不存在运动虚化这种设定的,但是我们看着依然很流畅。

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MGRGXY院长游戏开发设计师,制作人

2014-01-02 19:35

我觉得这个问题有两方面:

1.注意力的问题。

我们来做一些比较:

电影:被动接受
游戏:主动参与

电影:通过画面,灯光和音乐突出希望观众注意的信息
游戏:尽管努力地通过画面,灯光和音乐突出希望玩家注意的东西,但是还是在互动的时候还是很难达到效果 (提示这里有敌兵,提示你要走的路在这里)

电影:无用信息就不用放出来了
游戏:”其实那个石头真的只是个摆设。。“

电影:(自家看的时候)按下暂停就可以干别的事儿
游戏:“别吵!现在不能暂停!”

电影:三小时算是很长的了,看得会累
游戏:五个小时就通关的游戏都嫌短

…………

所以游戏往往比电影更需要我们的注意力。而大家知道,注意力越集中的时候,对于细微时间的反应就越明显。

2.游戏类型区别

游戏并非各个都要求60帧,很多游戏其实是在30帧下流畅运行的(没听说过固定帧率在24帧的,拿30帧比较接近也可以比较)。

一般来说,战略类(比如XCOM未知敌人,植物大战僵尸),速度不快的平台类(比如时空幻境),速度不快第三人称(比如寂静岭),文字冒险(<--废话)都是可以在30帧下保持流畅的,一般玩家不会感觉到卡。但是高速动作类(代表作Shinobi忍),赛车和第一人称往往就因为画面整体的运动速度过快,要求更高的帧数(60)。所以觉得“卡卡的”是这类游戏在30帧才会出现的,只要你不晕3D,找个寂静岭或者Alan Wake这样的慢速第三人称,缩帧在30帧玩的时候,你一点也不会觉得卡。

另外,其实有很多iOS和PS2时代的游戏就是稳定在30帧而非60帧运行的。

P.S. 稳定的帧数很重要
这里的比较是建立在帧数稳定在30的基础上的,如果一个游戏一会儿60,一会儿20,你会感受到前所未有恶心和卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡卡、卡、卡、卡、kkkkkk……

P.S.P Motion Blur有小部分帮助
的确,应用了Motion Blur的游戏对玩家“卡”的反应在帧数不足的时候会有好转。没有Motion Blur并且运动激烈的游戏在20帧左右的时候玩家能感觉到明显的跳跃感,而有了Motion Blur之后玩家脑补两帧间空白的能力大大变强,卡的感觉也会淡化很多。但是Motion Blur不是决定性的。有以下两个点大家可以自己尝试验证一下:

15帧的高速游戏开Motion Blur,玩家依然觉得很卡(根据玩家的不同可能是10到20帧)
稳定30帧的慢速游戏不开Motion Blur,玩家会觉得流畅。(写轮眼就算了……)

以上~

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flyerct逻辑控,旅游爱好者

2013-11-28 09:41

一句话概括就是:

电影的帧记录的是时间段的影像,游戏的帧记录的是时间点的影像。

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我觉得主要是帧生成时间的问题,显卡不能做到每一帧都以相同的时间生成,比如24帧每秒应当是每一帧都以1/24秒生成,但是假如前23帧在0.1秒内生成了而最后一帧花了0.9秒才生成,这时候就会觉得画面卡顿。
同理即使帧率达到50 60帧每秒都会有这个问题。

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冰火梦幻信息与计算科学学士,算法控,AI爱好者

2013-11-28 01:21

极品飞车系列有个著名技术叫做“动态模糊”。

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支持者: 迷失的坦普

我觉得电影看着不卡并不是电影是1/24S拍摄那么简单,只是电影播放时可以保持24帧匀速播放而已。实际上拍过视频的人都知道,虽然生成的视频是1/24s,但是拍的时候是可以控制快门速度的。尤其是现在的单反拍视频,并没有什么叶子板。
游戏24帧感觉卡应该是因为游戏画面并不是匀速的。游戏中场景的变化会导致显卡渲染量的剧烈变化,其结果就是画面生成的速度大幅变化,当部分场景在24帧左右时,个别场景会突然降低至1位数的帧率,于是让人感觉画面卡顿。而电影播放时是匀速的,不存在这个问题。

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支持者: XYun1996

说白了就一句话,电影是匀速24fps的播放速度,但是游戏因为外界影响导致24fps并不是匀速的。可能因为突然的爆炸或者大量的效果导致瞬间计算量加大,导致画面的输出迟缓,造成卡顿。

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支持者: 好奇勇士

电影的快门确实是使用快门快门角度来确定的。选择什么快门速度取决于对场景效果的要求,不是说都是固定快门角度的。一楼取得图就是为了表现高富帅飞过去的动感,所以用了动态模糊(其实那个场景不是拍出来的,是合成的)。如果你玩3Dmark跑分,你会发现其实稳定的24帧并不卡。CG动画就是全渲染了,如果截取单帧,你会发现没有模糊这回事。最后说一句:即便是静态的人物对话镜头也是用较高的快门速度拍的(较小的快门角度),要知道一堆模糊的胶片连续播放并不会为你带来清晰的画面。

试想一下,一个背着斯坦尼康的摄影师,如果用1/24秒的速度随着主角一起飞奔的话,再好的稳定性也没法带来清晰的图像哦。

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运动模糊的原因造成24帧的拍摄电影比24帧的动画/游戏画面更流畅

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