Koliko sličica u sekundi ljudsko oko stvarno može vidjeti?

Previše svojih prvih nježnih minuta provodim u novoj igri dok mi u kutu zaslona radi brojač broja sličica u sekundi. Igram se, preosjetljiv na najmanje trzavice, ulazim i izlazim iz grafičkih postavki da optimiziram, i brinem, i optimiziram i opet brinem.

Kunem se da nemam taj brojač stalno u pogonu. To bi bilo nezdravo, zar ne? Ali broj sličica nam je važan. To je temeljna mjera kojom ocjenjujemo naše opreme i tehničke karakteristike igre. Zašto ne? Brojač broja sličica u sekundi ne laže. Izvještava ravan, jednostavan broj. U nesigurnom svijetu to je nešto uz što možemo stajati.

Ali možete li vidjeti visoke brzine kadrova? Tako počinje svađa stara poput računalnih igrica, stalni i zbunjeni rat u kojem se ponos sukobljava s klimavom znanošću. Ali na stranu internetski bijes, to je zanimljivo pitanje, pogotovo jer se bavi primarnim načinom na koji doživljavamo računalne igre. Što je maksimalnu brzinu kadrova koju vidi ljudsko oko? Koliko je primjetna razlika između 30 Hz i 60 Hz? Između 60 Hz i 144 Hz? Nakon koje točke je besmisleno brže prikazivati ​​igru?

Odgovor je složen i prilično neuredan. Možda se ne slažete s dijelovima; neki vas mogu čak i razljutiti. Stručnjaci za oko i vizualnu kogniciju, čak i oni koji sami igraju igrice, možda imaju sasvim drugačiju perspektivu od vas o tome što je važno u vezi s tekućim slikama koje prikazuju računala i monitori. Ali ljudski vid i percepcija su čudna i komplicirana stvar, i ne funkcionira baš onako kako se osjeća.

Aspekti vizije

Prvo što treba shvatiti je da različito percipiramo različite aspekte vida. Detektiranje pokreta nije isto što i detektiranje svjetla. Druga stvar je da različiti dijelovi oka rade drugačije. Središte vašeg vida je dobro u različitim stvarima od periferije. I još jedna stvar je da postoje prirodne, fizičke granice onoga što možemo percipirati. Potrebno je vrijeme da svjetlost koja prolazi kroz vašu rožnicu postane informacija na temelju koje vaš mozak može djelovati, a naš mozak tu informaciju može obraditi samo određenom brzinom.

Još jedan važan koncept: sveukupno ono što opažamo veće je od onoga što bilo koji element našeg vizualnog sustava može postići. Ova je točka temeljna za razumijevanje naše percepcije vizije.

Ne možete predvidjeti ponašanje cijelog sustava na temelju jedne stanice ili jednog neurona, kaže mi Jordan DeLong. DeLong je asistent profesora psihologije na koledžu St Joseph's u Rensselaeru, a većina njegovih istraživanja bavi se vizualnim sustavima. Stvari, kao što je širina linije ili dvije linije koje se poravnavaju, zapravo možemo percipirati manje od onoga što pojedinačni neuron može učiniti, a to je zato što imamo prosjek za tisuće i tisuće neurona. Vaš je mozak zapravo mnogo precizniji od jednog njegovog pojedinačnog dijela.

legendarne ruke gorile

Igrači... [su] stvarno čudna populacija ljudi koji vjerojatno rade blizu maksimalnih razina [vida].

Docent Jordan DeLong

I na kraju, mi smo posebni. Igrači računalnih igara imaju neke od najboljih očiju. Ako radite s igračima, radite sa stvarno čudnom populacijom ljudi koji vjerojatno rade blizu maksimalnih razina, kaže DeLong. To je zato što vizualna percepcija se može trenirati, a akcijske igre su posebno dobre u treniranju vida .

[Igre su] jedinstvene, jedan od rijetkih načina za masovno povećanje gotovo svih aspekata vašeg vida, poput osjetljivosti kontrasta, sposobnosti pažnje i praćenja više objekata, kaže mi Adrien Chopin, postdoktorski istraživač u kognitivnim znanostima. Toliko dobro, zapravo, da se igre koriste u vizualnim terapijama.

Dakle, prije nego što se naljutite na istraživače koji govore o broju sličica u sekundi koje možete, a koje ne možete uočiti, potapšite se po ramenu: ako igrate igrice pune akcije, vjerojatno ćete bolje shvatiti broj sličica u sekundi od prosječne osobe.

Opažanje kretanja

Prijeđimo sada na neke brojke. Prvo o čemu treba razmišljati je frekvencija treperenja. Većina ljudi doživljava treperenje izvora svjetla kao postojano osvjetljenje brzinom od 50 do 60 puta u sekundi, ili herca. Neki ljudi mogu otkriti blago titranje u fluorescentnoj žarulji od 60 Hz, a većina ljudi će vidjeti treperave mrlje preko svog vida ako naprave brzi pokret okom dok gledaju u modulirana LED stražnja svjetla koja se nalaze u mnogim modernim automobilima.

Ali ovo nudi samo dio zagonetke kada je u pitanju percepcija glatkog snimka igre. A ako ste čuli za studije o pilotima borbenih aviona u kojima su oni pokazali sposobnost opažanja slike koja bljeska na ekranu 1/250 sekunde, to također nije baš ono o čemu se radi u percepciji glatke, tekuće slike računalne igre . To je zato što igre izlaze pokretne slike i stoga pozivaju različite vizualne sustave od onih koji jednostavno obrađuju svjetlost.

Kao primjer, postoji nešto tzv Blochov zakon . U osnovi, to je jedan od rijetkih zakona u percepciji, kaže mi profesor Thomas Busey, pomoćnik voditelja odjela na Odsjeku za psihologiju i znanosti o mozgu Sveučilišta Indiana. Kaže da postoji kompromis između intenziteta i trajanja bljeska svjetlosti koji traje manje od 100 ms. Možete imati nanosekundu nevjerojatno jakog svjetla i izgledat će isto kao desetinka sekunde slabog svjetla. Općenito, ljudi ne mogu razlikovati kratke, svijetle i duge, prigušene podražaje unutar desetinke sekunde trajanja, kaže on. To je pomalo poput odnosa između brzine zatvarača i otvora blende u fotoaparatu: puštanjem puno svjetla sa širokim otvorom blende i postavljanjem kratke brzine zatvarača, vaša će fotografija biti jednako dobro eksponirana kao i ona snimljena puštanjem male količine svjetlo s uskim otvorom blende i postavljanjem duge brzine zatvarača.

Ali iako imamo problema s razlikovanjem intenziteta bljeskova svjetla kraćih od 10 ms, možemo uočiti nevjerojatno brze artefakte kretanja. Moraju biti vrlo specifični i posebni, ali možete vidjeti artefakt pri 500 fps ako želite, kaže mi DeLong.

Specifičnost se odnosi na način na koji percipiramo različite vrste kretanja. Ako mirno sjedite i promatrate stvari ispred sebe kako se kreću, to je vrlo drugačiji signal od pogleda koji dobivate dok hodate. U središtu su različita mjesta, kaže DeLong. Srednji dio vašeg vida, fovealna regija, koja je najdetaljnija, zapravo je prilično smeće kada je u pitanju otkrivanje pokreta, pa ako gledate stvari u sredini ekrana kako se miču, to i nije tako velika stvar kolika je brzina osvježavanja; nikako to ne možete vidjeti tim dijelom oka.

crvena boja genshin

Ali vani na periferiji naših očiju nevjerojatno dobro otkrivamo kretanje . Sa zaslonom koji ispunjava njihov periferni vid koji se ažurira na 60 Hz ili više, mnogi će ljudi izjaviti da imaju jak osjećaj da se fizički kreću. To je dijelom razlog zašto se VR slušalice, koje mogu raditi u perifernom vidu, ažuriraju tako brzo (90 Hz).

Također je vrijedno razmotriti neke od stvari koje radimo dok igramo, recimo, pucačinu iz prvog lica. Kontinuirano kontroliramo odnos između kretanja miša i pogleda u perceptivnoj petlji motoričke povratne sprege, navigiramo i krećemo se kroz 3D prostor, a također tražimo i pratimo neprijatelje. Stoga kontinuirano ažuriramo svoje razumijevanje svijeta igre vizualnim informacijama. Busey kaže da prednosti glatkih slika koje se brzo osvježavaju dolaze iz naše percepcije kretanja velikih razmjera, a ne finih detalja.

Ali koliko brzo možemo uočiti kretanje? Nakon svega što ste gore pročitali, vjerojatno možete pretpostaviti da ih nema precizan odgovori. Ali postoje neki konačni odgovori, poput ovog: sasvim sigurno možete uočiti razliku između 30 Hz i 60 Hz.

Koje brzine kadrova stvarno možemo vidjeti?

Svakako je 60 Hz bolje od 30 Hz, vidljivo bolje, kaže Busey. Dakle, to je jedna internetska tvrdnja poništena. A budući da možemo uočiti kretanje višom brzinom nego što možemo percipirati izvor svjetla koji treperi od 60 Hz, razina bi trebala biti viša od te, ali on neće stajati pri brojci. Je li to plato na 120 Hz ili dobivate dodatno pojačanje do 180 Hz, jednostavno ne znam.

Mislim da obično, nakon što se podignete iznad 200 fps, to jednostavno izgleda kao uobičajeno, stvarno kretanje, kaže DeLong. Ali u normalnijim terminima, on smatra da je pad kod ljudi koji mogu otkriti promjene u glatkoći na zaslonu oko 90 Hz. Naravno, ljubitelji bi mogli uočiti male razlike, ali za nas ostale je kao da je crno vino crno vino.

Chopin na tu temu gleda vrlo drugačije. Iz literature je jasno da ne možete vidjeti ništa više od 20 Hz, kaže mi. I dok sam priznao da sam isprva šmrkao u kavu, njegova je rasprava ubrzo počela imati puno više smisla.

Svakako je 60 Hz bolje od 30 Hz, dokazano bolje.

Profesor Thomas Busey

Objašnjava mi da kada tražimo i kategoriziramo elemente kao mete u pucačini iz prvog lica, pratimo više meta i otkrivamo kretanje malih objekata. Na primjer, ako uzmete detekciju pokreta malog objekta, koja je optimalna vremenska frekvencija objekta koji možete otkriti?

Studije su otkrile da je odgovor između 7 i 13 Hz. Nakon toga, naša osjetljivost na kretanje značajno opada. Kada želite izvršiti vizualno pretraživanje, višestruko vizualno praćenje ili samo protumačiti smjer kretanja, vaš će mozak uzeti samo 13 slika iz sekunde kontinuiranog protoka, tako da ćete u prosjeku prikazati ostale slike koje su između u jednu sliku.

Otkrio ga je istraživač Rufin vanRullen 2010. ovo se doslovno događa u našim mozgovima : možete vidjeti stabilan puls aktivnosti od 13 Hz u EEG-u, a to dodatno podupire zapažanje da također možemo doživjeti ' efekt kotača vagona ’ dobijete kada fotografirate snimku predmeta sa žicama koji se okreće. Reproducirana, snimka se može pojaviti na kojoj se vidi kako se objekt rotira u suprotnom smjeru. Mozak radi istu stvar, kaže Chopin. To možete vidjeti i bez kamere. S obzirom na sve studije, ne vidimo razliku između 20 Hz i više. Prijeđimo na 24 Hz, što je standard filmske industrije. Ali ne vidim smisla ići iznad toga.

Ovaj članak govori o broju sličica u sekundi koje ljudsko oko može uočiti. Slon u sobi: koliko brzo možemo reagirati onome što vidimo? To je važna razlika između igara i filma vrijedna još jednog članka.

Pa zašto mogu igre osjetiti izrazito različito pri 30 i 60 fps? Događa se više od broja sličica u sekundi. Kašnjenje unosa je količina vremena koja protekne između unosa naredbe, te naredbe koju igra tumači i prenosi monitoru, te monitor obrade i renderiranja slike. Previše ulaznog kašnjenja učinit će bilo koju igru ​​sporom, bez obzira na brzinu osvježavanja LCD-a.

Ali igra programirana za rad pri 60 fps potencijalno može brže prikazati vaše unose jer su okviri uži isječci vremena (16,6 ms) u usporedbi s 30 fps (33,3 ms). Vrijeme ljudskog odgovora definitivno nije tako brzo, ali naša sposobnost učenja i predvidjeti može učiniti da se naši odgovori čine puno bržima.

Ovdje je bitno da Chopin govori o tome da mozak dobiva vizualne informacije koje može obraditi i na koje može djelovati. Ne kaže da ne možemo primijetiti razliku između snimke od 20 Hz i 60 Hz. Samo zato što vidite razliku, to ne znači da možete biti bolji u igri , on kaže. Nakon 24 Hz neće vam biti bolje, ali možda ćete imati neko fenomenološko iskustvo koje je drugačije. Postoji, dakle, razlika između učinkovitosti i iskustva.

I dok su Busey i DeLong priznali estetsku privlačnost glatkog broja sličica u sekundi, nitko od njih nije smatrao da je broj sličica bit-sve i kraj svega u igričkoj tehnologiji kao mi. Za Chopina je rezolucija daleko važnija. Vrlo smo ograničeni u tumačenju razlika u vremenu, ali gotovo da nemamo ograničenja u tumačenju razlika u prostoru, kaže.

datum izlaska minecrafta 1.21

Za DeLonga je rezolucija također važna, ali samo za malu, središnju regiju oka koja o njoj brine, a koja obuhvaća samo nekoliko stupnjeva vašeg vidnog polja. Neke od najuvjerljivijih stvari koje sam vidio bile su s praćenjem oka. Zašto ne radimo punu rezoluciju samo za područja oka gdje nam je zapravo potrebna? Ali njegov pravi fokus je na omjerima kontrasta. Kada vidimo stvarno prave crne i svijetle bijele to je stvarno uvjerljivo, kaže on.

Ono što stvarno znamo

Nakon svega toga, što zapravo znamo? Da je mozak kompliciran i da uistinu ne postoji univerzalni odgovor koji bi se odnosio na sve.

• Neki ljudi mogu primijetiti treperenje u izvoru svjetlosti od 50 ili 60 Hz. Veće stope osvježavanja smanjuju osjetno titranje.
• Kretanje bolje detektiramo na periferiji našeg vida.
• Način na koji percipiramo bljesak slike razlikuje se od načina na koji percipiramo stalno kretanje.
• Igrači će vjerojatnije imati neke od najosjetljivijih, istreniranih očiju kada je u pitanju opažanje promjena u slikama.
• Samo zato što možemo uočiti razliku između broja sličica u sekundi ne znači nužno da percepcija utječe na naše vrijeme reakcije.

Dakle, to nije uredna tema, a povrh svega ovoga, moramo također razmotriti jesu li naši monitori stvarno sposobni ispisivati ​​slike pri ovako visokom broju sličica u sekundi. Mnogi ne idu iznad 60 Hz, a Busey postavlja pitanje prikazuju li monitori koji se reklamiraju na 120 Hz doista tako brzo (prema nekim ozbiljno dubinskim testiranjima na TFTCentral , sigurno rade). A kao netko tko je također uživao u igrama s 30 sličica u sekundi (a često i manje) koje prikazuju moje konzole, mogu se poistovjetiti s njima sugerirajući da bi se drugi aspekti vizualnih prikaza mogli bolje povezati s mojom vizualnom percepcijom.

S druge strane, volio bih čuti od profesionalnih timova o njihovim objektivnim iskustvima s brojem sličica u sekundi i kako to utječe na performanse igrača. Možda će oni potvrditi ili proturječiti trenutnom razmišljanju znanosti u ovom području. Ako su igrači toliko posebni kada je u pitanju vizija, možda bismo mi trebali biti ti koji će predvoditi novo razumijevanje toga.