基本介紹
- 中文名：幀率
- 外文名：Frame rate
- 闡述：測量顯示幀數的量度
- 套用：影視製作和電子遊戲
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幀率和人類視覺
人類視覺的時間敏感度和解析度根據視覺刺激的類型和特徵而變化，並且在個體之間不同。人類視覺系統每秒可處理10到12個圖像並單獨感知它們，而較高的速率則被視為運動。當速率高於50 Hz至90 Hz時，大多數研究參與者認為調製光（如計算機顯示器）穩定。這種調製光的穩定感被稱為閃爍融合閾值。然而，當調製光是不均勻的並且包含圖像時，閃爍融合閾值可以高得多，數百赫茲。關於圖像識別，已經發現人們在不間斷的一系列不同圖像中識別特定圖像，每個圖像持續少至13毫秒。視力的持久性有時會導致非常短的單毫秒視覺刺激，其感知持續時間在100毫秒到400毫秒之間。非常短的多個刺激有時被認為是單個刺激，例如10毫秒的綠色閃光，緊接著是10毫秒的紅色閃光，被感知為單個黃色閃光。
介紹
而對遊戲，一般來說，第一人稱射擊遊戲比較注重FPS的高低，如果FPS<30的話，遊戲會顯得不連貫。所以有一句有趣的話：“FPS（指FPS遊戲）重在FPS（指幀率）。
每秒的幀數(fps)或者說幀率表示圖形處理器處理場時每秒鐘能夠更新的次數。高的幀率可以得到更流暢、更逼真的動畫。一般來說30fps就是可以接受的，但是將性能提升至60fps則可以明顯提升互動感和逼真感，但是一般來說超過75fps一般就不容易察覺到有明顯的流暢度提升了。如果幀率超過螢幕刷新率只會浪費圖形處理的能力，因為監視器不能以這么快的速度更新，這樣超過刷新率的幀率就浪費掉了。
電影和視頻
無聲電影
早期的無聲電影已經規定了每秒16到24幀（fps）的幀速率，但是由於攝像機是手搖的，因此在場景中頻率變化以適應心情。投影儀還可以通過調節變阻器來改變影院中的幀速率，該變阻器控制為投影儀中的薄膜承載機構供電的電壓。電影公司經常打算讓影院以更高的幀速率展示他們的無聲電影。這些幀率對於運動感度來說足夠了，但它被認為是不穩定的運動。為了最大限度地減少感知到的閃爍，投影儀採用了雙刀片和三刀片百葉窗，因此每幀顯示兩次或三次，將閃爍率增加到48或72赫茲並減少眼睛疲勞。托馬斯愛迪生說，每秒46幀是眼睛感知運動所需的最小值：“任何不足都會讓眼睛疲勞。”在20世紀20年代中後期，無聲電影的幀速率增加到20到26 fps之間。
有聲電影
當聲膜在1926年推出時，不再容忍電影速度的變化，因為人耳對音頻的變化更敏感。許多影院都以22到26 fps的速度播放了無聲電影 - 這就是為什麼業界選擇24 fps的聲音作為妥協。從1927年到1930年，隨著各種工作室更新設備，24 fps的速率成為35 mm聲音電影的標準。以24 fps的速度，膠片以每秒456毫米（18.0英寸）的速度穿過投影機。這允許簡單的雙葉片百葉窗以每秒48張的速度投射一系列圖像，滿足愛迪生的推薦。許多現代35毫米電影放映機使用三片百葉窗每秒提供72張圖像 - 每幀在螢幕上閃爍三次。
動畫
這匹奔馬的卡通片以每秒12幅圖形顯示，快速運動處於令人反感的不穩定的邊緣。
在繪製的動畫中，移動角色通常是“兩次拍攝”，也就是說，每兩幀膠片（通常以每秒24幀的速度運行）顯示一幅畫，這意味著每秒只有12幅畫。即使圖像更新率低，但流動性對於大多數受試者來說是令人滿意的。然而，當一個角色需要進行快速移動時，通常需要恢復動畫“上一個”，因為“兩個”太慢而無法充分傳達動作。兩種技術的融合使得眼睛被愚弄而沒有不必要的生產成本。
大多數“星期六早上漫畫”的動畫儘可能便宜地製作，並且通常以“三個”拍攝，或甚至“四個”拍攝，即每幅畫三或四幀。這意味著每秒僅轉換8或6個圖。動漫通常也是三分之一。
現代視頻標準
另請參閱：廣播視頻格式列表
現代視頻格式利用各種幀速率。由於電網的電源頻率，模擬電視廣播的幀速率為50 Hz或60 Hz，有時視頻交錯，因此可以在相同的可用廣播頻寬上傳送更多的運動信息，有時視頻會在25或30 fps，每幀加倍。電影幾乎普遍以每秒24幀的速度拍攝，無法以其原始幀速率顯示，這需要下拉轉換，通常導致“抖動”：將每秒24幀轉換為每秒60幀，每個奇數幀加倍，每個偶數幀三倍，這會產生不均勻的運動。其他轉換具有類似的不均勻幀加倍。較新的視頻標準支持每秒120,240或300幀，因此幀可以均勻地乘以常見幀速率，例如24 fps電影和30 fps視頻，以及在300 fps顯示的情況下25和50 fps視頻。這些標準還支持原生在較高幀速率下的視頻，以及在其原始幀之間具有內插幀的視頻。一些現代電影正在試驗幀速率高於24 fps，例如48和60 fps。
電子相機規格中的幀速率可以指每秒最大可能幀數，其中，在實踐中，其他設定（例如曝光時間）可以將頻率降低到較低數量。
媒體
電影：23.976fps
電視（PAL）：25fps
電視（NTSC）：29.97fps
CRT顯示器：60Hz-85Hz
液晶顯示器：60Hz-75Hz
3D顯示器： 120Hz
影響因素
既然刷新率越快越好，為什麼還要強調沒必要追求太高的刷新率呢？
其中原因是在顯示‘解析度’不變的情況下，FPS越高，則對顯示卡的處理能力要求越高。
電腦中所顯示的畫面，都是由顯示卡來進行輸出的，因此螢幕上每個像素的填充都得由顯示卡來進行計算、輸出。
當畫面的解析度是1024×768時，畫面的刷新率要達到24幀/秒，那么顯示卡在一秒鐘內需要處理的像素量就達到了“1024×768×24=18874368”。
如果要求畫面的刷新率達到50幀/秒，則數據量一下子提升到了“1024×768×50=39321600”。
FPS與解析度、顯示卡處理能力的關係如下：
處理能力=解析度×刷新率。這也就是為什麼在玩遊戲時，解析度設定得越大，畫面就越不流暢的原因了。
刷新率
刷新頻率：即螢幕刷新的速度。
刷新頻率越低，圖像閃爍、停頓和抖動的就越厲害，眼睛疲勞得就越快。
採用70Hz以上的刷新頻率時才能基本消除閃爍，顯示器最好穩定工作在允許的最高頻率下，一般是85Hz。
在顯示器內部，有一些振盪電路。
人們通常所說的刷新頻率，指的就是振盪電路的頻率。
刷新頻率的計算公式是：水平同步掃描線X幀頻=刷新頻率。
普通顯示器的刷新頻率在15.75kHz－95kHz間。
15.75kHz是人體對顯示器最低要求的刷新頻率，是由525(線)X30(fps)=15.75kHz計算所得。
由此，我們可以逆推出顯示器掃描一條水平線所花的時間：眾所周知，時間和頻率是倒數關係，即1/頻率=時間。
在這裡，1/15.75kHz= 63.5us（微秒）,也就是說在每幀525線、每秒30幀的模式下，顯示器掃描一條水平線所花的時間是63.5微秒。
