Каким должен быть комфортный FPS в играх
Содержание
Содержание
Часто на просторах Интернета можно столкнуться с ожесточенными спорами на тему приемлемого значения FPS для комфортной игры. Разброс во мнениях широк и варьируется начиная от 30 кадров в секунду, достигая значений в 144 и выше. Так кто же прав и есть ли единое мнение в этом вопросе?
Что такое FPS и с чем его едят
FPS — frames per second (число кадров в секунду) — параметр, отвечающий за число отдельных изображений, которые появляются на экране за одну секунду времени. Наш мозг, обрабатывая независимые кадры, создает иллюзию непрерывного движения. Чем больше кадров в секунду способен выдать компьютер и воспроизвести монитор, тем более плавным будет казаться увиденное. Низкое число кадров приводит к зависаниям и рывкам изображения.
При анализе производительности в видеоиграх, наибольшее внимание уделяется среднему и минимальному показателям FPS. Среднее значение указывает на производительность в целом, в то время как минимальные показатели нужны для определения способности системы справляться с наиболее загруженными моментами в игре.
В геймерском сообществе существуют устоявшиеся значения стабильного FPS, принимаемого за комфортное в различных играх. Такими значениями являются стабильные 30, 60, 120 и выше кадров в секунду.
30 FPS — достаточно ли?
Значение в 30 кадров в секунду считается минимальным показателем частоты для комфортной игры. Именно на такой частоте обновления работает большинство консольных игр. Исходя из технических особенностей консоли и жанровой направленности будущей игры, разработчик может принять решение пожертвовать показателем FPS ради более красочной картинки или наоборот, убавить графические эффекты для плавности игрового опыта.
Жаркие дискуссии разгораются по поводу так называемого «эффекта кинематографичности», который достигается при игре в 30 FPS. Подобный эффект нельзя назвать абсолютным плюсом, так как его восприятие варьируется от человека к человеку. Несмотря на то, что игра в 30 кадров действительно может в какой-то мере вызвать эффект погружения, преобладающее большинство игроков предпочитает наиболее плавное изображение и отзывчивое управление. Тем не менее, стабильных 30 FPS будет достаточно для комфортного прохождения большинства одиночных игр.
Некоторые могут задаться вопросом: почему именно 30 кадров в секунду принято считать пороговым значением, если, к примеру, те же фильмы воспроизводятся с частотой в 24 кадра в секунду? Дело в том, что помимо вывода изображения игра фиксирует запросы, которые посылает игрок с помощью геймпада, клавиатуры с мышью и других устройств. При понижении числа кадров ниже 30 будет существенной задержка между посылаемым сигналом и его фактическим воспроизведением на экране, так называемый «input lag» (задержка отклика):
От 60 и выше
Разница между 30 и 60 FPS значительна и видна невооруженным взглядом. Изображение воспринимается более плавным, а управление более отзывчивым. 60 FPS принято считать эталоном игровой производительности. На данной частоте комфортно играть во все игры, будь то одиночные или многопользовательские.
Необходимость в дополнительном повышении частоты кадров возникает при игре в соревновательные мультиплеерные видеоигры, требующие быстрой реакции. В таких играх исход матча зачастую решается за доли секунды. Здесь имеет смысл повышать FPS до максимально возможного значения, так как проще различать движения противников и быстрее на них реагировать. Разницу между плавностью картинки при разных значениях частоты можно пронаблюдать на следующем изображении:
Потребности в FPS в зависимости от жанра
Как упоминалось выше, игровые жанры требуют различного показателя FPS для комфортной игры. Если для прохождения одиночной видеоигры можно ограничиться 30 кадрами, то онлайн-игры, требующие высокой реакции, желательно запускать на частоте кадров от 60 и выше. Из наиболее требовательных к значению FPS жанров можно выделить шутеры от первого лица, ритм-игры, стратегии и игры в жанре MOBA.
Стоит отметить, что частота кадров свыше 60 отображается только на мониторах, поддерживающих повышенную частоту обновления. Например, монитор с частотой в 60 Гц (60 к/с) не может воспроизводить изображение выше собственной. Для игры на высоких показателях FPS необходимо обзавестись специализированным игровым монитором.
Не фреймрейтом единым. Проблемы с изображением помимо FPS
Помимо низкого FPS может возникать большой спектр проблем с изображением. Эти проблемы имеют разные источники, но зачастую их корень кроется в слабых, либо неисправных комплектующих, а также проблемах с Интернетом.
Лаги заключаются в задержке между действиями, которые игрок посылает своему персонажу и их фактическим появлением на экране. Лаги возникают в сетевых играх при задержке сигнала от клиента к серверу. Причиной могут служить как неполадки со стороны клиента, так и со стороны игрового сервера. Немалую роль играет расстояние между игроком и сервером. Именно по этой причине рекомендуется играть на серверах своего региона.
Фризы возникают, когда изображение движется не плавно, а рывками. Причина фризов комплексная и может заключаться в неправильно подобранных игровых настройках, слабом или неисправном железе, а также в устаревших драйверах видеокарты. При игре в мультиплеерные игры фризы могут возникать из-за нестабильного интернет-соединения.
Артефакты представляют собой различные искажения на мониторе. Это может быть рябь, полосы, мерцания и другие остро выделяющиеся визуальные дефекты. Артефакты при игре могут появиться по целому ряду причин. Проблема может корениться в неисправном мониторе, повреждении или перегреве видеокарты, слабом блоке питания или проблемах с материнской платой. В подавляющем большинстве случаев артефакты во время игрового процесса возникают из-за неисправностей видеокарты.
Заключение
Что касается частоты кадров, то тут уместно правило «чем больше, тем лучше». Комфортное значение FPS зависит от конкретной игры, но в среднем оптимальным значением являются 60 кадров в секунду. Для игры в соревновательные видеоигры желательно держать показатель FPS на максимально возможном и стабильном уровне, так как это влияет на отзывчивость управления и плавность изображения.
Что означают 1 % и 0,1 % при тестировании видеокарт и процессоров в играх
Содержание
Содержание
Все чаще при измерении производительности ПК в играх можно заметить показатели «0.1 % Low» и «1 % Low». Большинство неопытных пользователей не придают этому значения и по старинке смотрят только на средний FPS. На самом деле эти показатели очень важны и на них стоит обращать внимание. И вот почему.
Что такое средний FPS и Frame Time
Время, требуемое для отрисовки одного кадра называется Frame time или же «время кадра». Измеряется оно в миллисекундах, но обычно используют частоту кадров (Frame rate), которая обозначает количество кадров, отрисованных за единицу времени. Частота кадров же измеряется в количестве кадров в секунду — Frames per second или же FPS.
Главная единица, используемая при измерении производительности — средний FPS (AVG FPS) за весь промежуток времени. Средний FPS находится по формуле FPS = n/t, где n — количество кадров, отрисованное за все время, а t — время проведения теста. У среднего FPS есть недостаток, который не позволяют ему быть единственной единицей измерения в бенчмарках.
0.1 % минимальный и 1 % низкий FPS
При измерении FPS его среднее значение не является точной величиной, поэтому внимание стоит уделить другим — 1 % низкий и 0.1 % минимальный FPS. В нашем случае важно понимать, что время отрисовки кадра зависит от его сложности. Во время игры могут встречаться карты с большим количеством предметов и NPC в поле видимости игрока, на отрисовку которых будет уходить больше времени. Такие кадры могут задерживаться на экране, в результате чего картинка может фризить и испортить впечатление от игры. Проблема среднего FPS заключается в том, что при замерах время «длинных» кадров усредняется с «быстрыми», поэтому информация о первых теряется.
К примеру, за секунду было отрисовано 30 кадров с таким временем отрисовки в мс:
33, 57, 23, 13, 34, 68, 34, 40, 44, 16, 90, 27, 66, 87, 23, 37, 17, 23, 31, 21, 23, 20, 37, 12, 32, 36, 22, 14, 20, 10
В данном случае средний FPS равен 30 кадрам в секунду, а среднее время отрисовки кадра — 33,3 мс. Общая картина достаточно неплоха, но если взглянуть пристальнее, то можно заметить четыре кадра, время отрисовки которых в два, а то и в три раза больше среднего. Как и было сказано ранее, при высчитывании среднего времени отрисовки кадра и среднего FPS «долгие» кадры теряются на фоне «быстрых», в результате чего значения получаются неточными.
Было принято решение как-нибудь дополнить значения среднего FPS, чтобы лучше описать все кадры.
Существует такое понятие как процентиль, с английского — percentile (в русском языке чаще встречаются персентиль или перцентиль). В нашем случае это можно трактовать как значение, ниже которого находится определенный процент данных из общего набора. У нас 99-процентиль — это значение, ниже которого находятся 99 % данных из общего числа. И, если он равен 90 мс, то 99 % значений времени кадра из примера меньше 90 мс, а 1 % больше или равен этому числу.
В бенчмарках по договоренности используются 99.9- и 99-процентили. Поскольку обычно в качестве единицы измерения применяются FPS, то в данном случае используются обратные 0.1- и 1-процентили FPS. В народе их принято называть 0.1 % минимальный и 1 % низкий FPS. Обычно эти значения оказываются ниже среднего FPS, так как это часть данных, которая описывает редкие игровые события с многочисленным количеством объектов. Это говорит о том, что сложность кадров в сцене непостоянна. Плохо это только тогда, когда 0.1 % минимальный и 1 % низкий FPS «просаживаются» до неиграбельного уровня в результате чего картинка начинает подлагивать. Правда, оценить этот неиграбельный уровень статистически невозможно — для каждого он свой в связи с особенностями человеческого глаза и привычками геймера.
Математические объяснения недостатков среднего FPS (для любознательных)
Между временем кадра и частотой кадров есть математическая связь: значение FPS после отрисовки кадра — мгновенный FPS — обратно времени отрисовки этого кадра:
Поскольку время кадра обычно измеряется в миллисекундах, а частота кадров в единицах в секунду, вышеуказанная формула будет выглядеть вот так:
Например, кадр был отрисован за 25 мс, тогда получается, что мгновенный FPS по окончании его отрисовки был равен 1000/25 = 40 FPS.
Как уже было сказано ранее, средний FPS находится по формуле FPS = n/t. Кроме нее средний FPS можно найти так:
Где t — среднее время кадра, равное t = (t1 + t2 + t3 + … + t-нное)/n
n — общее количество кадров, t1, t2, t3 и т. д. — время отрисовки каждого кадра
То есть, средний FPS — величина, обратная среднему времени кадра. Подтверждается это тем, что время бенчмарка равняется сумме времени отрисовки всех кадров:
t1 + t2 + t3 + … + t-нное = t
Но почему же средний FPS — недостаточно точный показатель измерений? Так происходит, потому что средний FPS не является средним арифметическим значений мгновенного FPS:
FPS ≠ (FPS1 + FPS2 + FPS3 + … + FPS-нное)/n
FPS ≠ (1000/t1 + 1000/t2 + 1000/t3 + … + 1000/t-нное)/n
Для подтверждения этому приведем одну из вышеперечисленных формул:
FPS = 1000n/(t1 + t2 + t3 + … + t-нное)
Значения среднего FPS и среднего значения мгновенного FPS будут равны только в том случае, когда все кадры были отрисованы за одинаковые промежутки времени – t1 = t2 = t3 = t-нное = t, что на практике практически невозможно. В этом и заключается главный недостаток среднего FPS.
Средний FPS далеко не идеален, и при измерении производительности системы в играх ориентироваться только на него не стоит. 0.1% минимальный и 1% низкий FPS наоборот являются очень важными единицами измерения. Если говорить простым языком, то они показывают самые большие просадки FPS за время теста, портящие общее впечатление от игры.
Что такое «частота кадров в секунду»? 24, 30 и 60 FPS
Разбираемся, от чего зависит и на что влияет кадровая частота в играх, кино и мультипликации.
Кадровая частота (англ. frame rate) — это количество кадров, сменяющих друг друга за секунду. В кино, анимации или видеоиграх термин зачастую используют, чтобы пояснить, насколько изображение получилось «плавным». Единица измерения такой частоты тоже есть — это буквально кадры в секунду (англ. frame per second, или FPS). Чем их больше, тем «плавнее» изображение: если для фильмов норма — 24 кадра в секунду, то в разговорах про игры обычно упоминают цифры от 30 до 60.
Это, впрочем, не предельные значения. Так, в классических мультфильмах Уолта Диснея кадровая частота — 12 FPS, но картинка всё равно достаточно «плавная», чтобы не раздражать зрителей, — всё благодаря приёмам аниматоров. А вот профессиональный киберспортсмен, играя на самом современном компьютере, вполне может увидеть до 300 кадров в секунду. Рассказываем, откуда такой разброс и что в этом «фреймрейте» важного.
Сценарист и копирайтер. Утверждает, что видел все фильмы и прошёл все игры, но редакция отказывается ему верить.
24 кадра в секунду
24 FPS — стандарт в кинематографе. Показатель, наиболее комфортный для зрителя.
Впервые частоту киносъёмки осознанно выбрали пионеры кинематографа — братья Люмьер. Она тогда составляла 16 кадров в секунду. Это был строгий расчёт — расход 35-миллиметровой киноплёнки составлял ровно один фут (0,3048 метра) в секунду.
Во времена немого кинематографа скорость показа фильма нередко превышала частоту съёмки. Киномеханик, который вращал ручку проектора, подбирал темп в зависимости от настроения фильма и «темперамента» публики — от 18 до 30 кадров в секунду.
Ситуация изменилась с появлением звукового кино. Поскольку разная скорость воспроизведения меняла частоту звука и голоса становились выше, американские кинокомпании задумались о стандарте фреймрейта. В 1926 году таким стандартом стал показатель в 24 FPS — создатели кино выбрали его как компромисс между «плавностью» картинки, расходом плёнки и возможностями техники. Как раз с этой частотой мы смотрим фильмы по сей день. Хотя исключения тоже бывают.
Кто-то снимает быстрее?
Современные режиссёры иногда проводят эксперименты с увеличением кадровой частоты, чтобы сделать изображение «плавнее» и тем самым усилить погружение. Один из самых известных примеров — «Хоббит» Питера Джексона, снятый с частотой 48 FPS.
Другой пример — фильм «Гемини» Энга Ли, снятый с частотой и вовсе 120 кадров в секунду.
Правда, чтобы увеличить в фильме кадровую частоту, вовсе не обязательно снимать его с высоким фреймрейтом — порой достаточно и современного телевизора с функцией «сглаживания движения» (англ. motion smoothing).
Дело в том, что частота обновления экрана у нынешних ТВ превышает общепринятую кадровую частоту кино — это может быть и 50 Гц против 24 FPS, и даже 120 Гц против тех же 24 кадров. Иногда это приводит к тому, что изображение начинает дёргаться и дрожать. Чтобы решить проблему, изобрели «сглаживание движения» — эта технология анализирует движение объектов и создаёт дополнительные кадры, будто бы заполняя ими «пустые» места.
Звучит здорово, однако на деле motion smoothing только портит изображение. Резкость картинки заметно увеличивается, порой возникают артефакты изображения, а естественная «смазанность» сцены, специально созданная режиссёром, становится едва заметной, сбивая фокус. И в результате возникает «эффект мыльной оперы».
По этой причине режиссёры и актёры выступают против технологии, называя её проклятием кинематографа. Хорошо, что пока это лишь опция, которую при желании можно просто отключить.
А что с кадрами в мультфильмах?
Сегодня во время съёмок кино оператор выставляет на камере нужную частоту. Всё сложнее, если речь идёт о мультипликации, ведь каждый кадр необходимо нарисовать вручную. По кадровой частоте анимация делится на несколько видов:
Чтобы снять 20 минут мультфильма в анимации вида 1s, необходимо нарисовать порядка 28 000 уникальных рисунков. Это весьма непростая задача, и потому мультипликаторы идут на всевозможные уловки, чтобы зритель не заметил недостающих кадров. Так, анимацию 1s чаще всего применяют только в активных сценах — например, если персонаж бежит.
Постепенно в создании анимации появились новые секреты. Первым работу мультипликаторов оптимизировал Уолт Дисней: ведущие художники сперва рисовали основные кадры (англ. keyframes), а после этого в дело вступали художники-фазовщики — они рисовали «промежуточные фазы движения»
(англ. in-between) и доводили анимацию до финального вида. Эти термины остаются актуальными для аниматоров и сегодня.
Для экономии кадров художники идут и на другие хитрости. Скажем, рисуют фон и на статичный рисунок накладывают прозрачные целлулоидные плёнки с подвижными элементами. А ещё аниматоры зацикливают кадры или же «раскладывают» персонажей и объекты в несколько слоёв — например, анимируют только губы на неподвижном лице.
В японской анимации — аниме — художники для упрощения своих задач зачастую пропускают промежуточные рисунки — фазовки. Из-за этого эмоции на лице персонажа меняются моментально.
В аниме также существует термин sakuga — это моменты, когда качество картинки возрастает и доходит до стандарта 1s. Приём используют для заставок, сюжетных поворотов или экшн-сцен.
Сколько кадров в видеоиграх?
Оптимальный фреймрейт в играх выше, чем в кино, — он начинается с 30 кадров в секунду. С точки зрения технологий кадровая частота в игровой индустрии работает иначе, нежели в кино, однако суть та же — чем больше FPS, тем лучше. Кроме того, именно счётчик FPS — главный показатель производительности той или иной игры.
Частота в 60 FPS обеспечивает куда более «плавное» изображение. Впрочем, важнее стабильная производительность. Высокий фреймрейт, который время от времени неожиданно «падает» до 35–45 кадров, игрок воспринимает хуже, чем стабильные 30 FPS. Любой такой сбой воспринимается как лаг, ведь мозг игрока «настраивается» на определённую кадровую частоту.
Кадровая частота игры во многом зависит от того, на какой платформе она запущена. Так, на ПК единственное ограничение в большинстве случаев — мощность «железа», которое может быть очень разным. Зачастую это вызывает дополнительные проблемы при оптимизации игры: сделать так, чтобы она работала одинаково на всех компьютерах, попросту невозможно — комбинаций «железа» слишком много.
При создании версий для игровых приставок, где установлены фиксированные комплектующие, ситуация немного проще — оптимизировать игру приходится под тот или иной «стандарт» (в зависимости от конкретной приставки). В этом случае, правда, возникает другая проблема: нередко мощности устройства не хватает для частоты в 60 кадров, и тогда разработчики искусственно ограничивают фреймрейт на отметке в 30 FPS. Это компромисс — низко, зато стабильно.
Правда, с появлением консолей нового поколения — Xbox Series X и PlayStation 5 — многие компании и студии при разработке стали целиться именно в 60 FPS, поскольку «железо» позволяет. По крайней мере, пока. Если верить рекламе, новые консоли способны выдавать и 120 FPS, но это, конечно, касается относительно «лёгких» с точки зрения графики игр.
«Мы никогда не пытались ограничить разработчиков в том, чего они пытаются добиться на нашей платформе, будь то 60 FPS на Xbox 360 или 4K и 60 FPS на Xbox One X. Мы хотим дать им инструменты для того, чтобы они создавали свои игры на любой из наших платформ. В поколении Xbox One X мы уже достигли момента, когда игры выглядят потрясающе, но у нас есть простор для того, чтобы сделать их ещё лучше. Я хочу, чтобы игры ощущались столь же здорово, как и выглядят. Думая о будущем, мы хотели сосредоточиться не только на количестве пикселей, но и на ощущениях от игр, которые обеспечивает высокий фреймрейт».
Фил Спенсер, глава Xbox.
Интервью, 2020 год
Похожего мнения придерживаются и разработчики, которые сотрудничают с Sony.
«Разрешения 4K достаточнo, его хватит надолгo. Но мне хочется вместо того, чтобы оставаться на уровне 60 кадров в секунду, поднять частоту до 120 или даже 240 кадров в секунду. Я думаю, это то, что изменит игры».
Кадзунори Ямаути, руководитель разработки серии Gran Turismo.
Интервью, 2020 год
И если в одиночных играх кадровая частота играет роль важную, но всё-таки не принципиальную, то в киберспорте высокий показатель FPS — залог успеха.
И не только он: ещё при подборе техники для соревнований профессиональные игроки учитывают частоту обновления экрана монитора. От неё зависит, как часто и быстро обновляется изображение на дисплее каждую секунду. Так, при частоте 60 Гц кадр меняется каждые 16 миллисекунд, при 144 Гц — каждые 6 миллисекунд.
Когда монитор обновляется с такой скоростью, разница не видна глазу, всё дело в мелкой моторике. После нескольких лет тренировок киберспортсмен в той же Counter-Strike: Global Offensive использует лишние 10 миллисекунд для более точного наведения прицела. Для реализации своего потенциала профессиональным игрокам необходима техника с максимальными характеристиками, даже несмотря на то, что упомянутая Counter-Strike — не слишком требовательная к «железу» игра.
Ещё один пример — Call of Duty: Black Ops — Cold War. Компания NVIDIA, которая выпускает видеокарты, в 2019 году провела исследование «фликшотов» — этим термином обозначают ситуации, когда игрок в шутере очень резко целится во врага и метко стреляет. В случае с Black Ops частота обновления 360 Гц улучшает качество стрельбы на 4% — по сравнению с монитором на 240 Гц. И этот небольшой перевес может оказаться решающим во время соревнования.
