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同样的帧数,为什么玩游戏会比看电影更卡呢?

让一张小鸟的图片和一张笼子的图片交替出现,并且不断加快速度,你就能看见小鸟被关在笼子里的画面。这个现象叫做视觉暂留。上几张显示着不同。 时间的钟表图片依次出现,并且不断加快速度,你就能看见指针在飞速旋转,这个现象叫做似动现象。因为人类能感觉到这两个特点,电影和游戏才能骗过我们的眼睛。

用静态的图片模拟出动态的效果,我们常说的帧数指的就是在一秒钟内快速出现的静态图片的数量。一般来说每秒钟帧数越高,画面就越接近现实, 也会越流畅。不过为什么电影只需要24帧就能流畅。观看而电子游戏就算达到30张也会卡到你崩溃呢。2009年的一项研究发现,普通人对帧数的分辨极限大约是在50~60帧,超过这个阈值就往往很难分辨出帧数的差别了,同时对少于60帧的画面也不会太挑剔,一般十几帧的画面就足够让多数人感觉到画面在动了,这段时长两秒的短片是人类历史上的 一部电影,它由24幅图片连续播放而成。是每秒12帧,虽然卡顿但你还是能看出人物的运动过程,130年后如今的电影也24针为主。其实只是把帧数翻了一倍,就已经可以实现非常流畅的观影体验了。

如果你暂停电影会发现绝大部分画面都是模糊的,这是因为电影中的每一帧画面都是相机快门曝光1/24秒形成的图片,也就是说1/24秒里,所有的信息都被记录在了这一针上。由于画面是模糊的,你会误以为自己没有看清楚这些画面。于是就产生了和视觉暂留一样的错觉,这时候你的电脑就被欺骗了。但游戏的原理就不同了,游戏画面是通过引擎实时渲染的,由此产生的每一帧 都是某一瞬间的静止图片,在两帧之间的位移信息也不会出现在你的屏幕上,所以就算每一张图片都很清晰。只要针与针之间的不连贯,被你看出来,你就很难再脑补这两帧之间的动态变化,玩游戏觉得画面太卡就是这个原因。

总而言之,电影和游戏的一大区别就在于,电影里的每秒24帧是包含了一秒内所有画面信息的24张图片,而游戏里的30帧只是一秒之内相互独立的30个瞬间的图片,这个区别就导致电影画面更接近人眼的真实视觉过程,而游戏画面虽然帧数更高,但是在观感上却往往不如电影流畅。为了弥补游戏的这个缺点,很多游戏厂商还会在设置里面提供一项动态模糊功能,也就是给每一张图片添加模糊效果。模拟出像电影一样的动态观感,在游戏帧数较低的时候。打开动态模糊就能在一定程度上减轻卡顿感。但即便如此游戏,还是很难达到电影的流畅度。

这和游戏画面的生成方式有关,在电影的时间线上。若干阵画面是均匀分布的,每隔1/24秒就会切换到下一帧的画面,但游戏很难做到这一点。这是因为游戏不光要看,更重要的是要玩,也就是交互。现在每一个游戏画面都需要经过你的操作,显卡的计算和渲染。再由显示器刷新才能最终呈现出来,在不同的人。游戏场景和操作下,显卡渲染每一帧画面需要的时间也不相同。即便显卡在一秒内完成了60张图片的渲染,达到了60帧的标准,这60分也不一定是均匀分布的。

有可能某一帧画面比较复杂,它就会占去整整1/10秒。那么这期间画面静止不动,就会让你觉得一整段画面都很卡。受限于游戏画面生成的复杂性,游戏厂商甚至还自废武功,故意降低帧数,理论上游戏帧数由显卡计算速度决定的,但实际上玩家在屏幕上真正看见的帧数却是有显示器的刷新率决定的,如果显卡在1/60秒的时间里渲染了两张图片,但显示器的刷新率只有60赫兹,那么这时候显示器就只能把两帧图片强行拼接在一起,造成画面撕裂,为了解决这个问题游戏厂商又提供了另一个选项,也就是所谓的垂直同步。它能打压显卡工作的积极性。让显卡每次渲染完成后必须挂机休息,等待显示器刷新结束再渲染下一张图片,虽然垂直同步是防止画面撕裂的神器。但它同时也降低了游戏的帧数,成为了游戏卡顿最大的帮凶,如果你在玩游戏的时候想获得像电影一样的流畅体验,那么开启动态模糊和关闭垂直。同步最大程度保证画面帧数,往往是一个不错的选择。

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  • 原文链接https://kuaibao.qq.com/s/20200218A0D04200?refer=cp_1026
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