第一个原因就是由两者图像生成原理不同造成的。
我用图来解释一下,比如有一个圆从左上角移动到右下角,第一帧是这样的:
而游戏的画面则是由显卡生成的,显卡通过计算生成一帧画面,生成完毕后再计算下一帧,这样每一帧都是清晰的,不会有模糊,像我上面图中的那个圆,不管他的移动速度是快是慢,显卡只计算两帧画面,中间的移动轨迹一概不会显示,我们看到物体就好像老版西游记里面孙悟空施一个法术“就”的一声飞过去了。
在上面的实验中,如果试着更快速的移动鼠标,并且让鼠标做出更复杂的动作,例如画8字形,会发现中间丢失的关键帧更多了,越发显得卡了。这也就可以解释为什么RPG游戏以较低FPS运行的时候不觉得卡,而FPS以低FPS运行的时候会卡了,这是因为RPG游戏节奏缓慢,FPS节奏快,人物移动迅速,一旦FPS不高,中间的动作就会有断档,会觉得卡了,所以FPS游戏对FPS的要求更高。就像不管我们怎么移动鼠标,显示器始终60FPS没变,但是快速移动就是会卡,这是游戏和电影生成影像的原理本质不同造成的。
现在很多游戏特别是赛车游戏,当速度变得很快的时候,会加入一个动态模糊的特效,就是模拟电影中这种高速运动的物体有拖影的效果,但毕竟是模拟特效,还是不能和真拍出来的效果比。真正的动态模糊并不是单纯的做一个模糊的拖影,他实际上是视觉暂留,因为物体运动过快,之前的影像还停留在眼睛里(人脑运算速度跟不上导致的),所以才出现了模糊,如果缓慢运动,人脑跟得上,就不会模糊了。所以实际上这个模糊,是之前的影像和后面的影响重叠在一起产生的效果,60像素/秒和600像素/秒,当鼠标以60像素/秒运动的时候,有60帧清晰的画面,每帧中箭头间隔1像素,当600像素/秒运动的时候,如果是电影画面实际上就是10帧1像素间隔的影像的重叠,最后一幅画面最清晰,前面的几幅越来越模糊,叠起来才变成了我们所看到的真实效果的动态模糊。如果游戏要达到这种真实的效果,不是光做一个模糊的效果就行了,必须要计算那一帧前后的画面,并且模糊后叠加,才能真正的模拟人眼看到的真实效果,这明显机能不够,就算有了动态模糊,看起来不怎么卡了,但是仍旧不真实。到控制面板打开鼠标的指针拖影,是不是更卡了,这就是极其糟糕的动态模糊效果了。
第二个原因就是电影的FPS是稳定的,而游戏则是不稳定的。
所以,60FPS的游戏会卡。
如果大家玩过2D游戏就会感受到,2D游戏的FPS不高,但是不卡,因为2D游戏的人物动作大都是播片,实际上就是播放一段简单的动画,哪怕只有20多FPS,甚至十几FPS,一样“不卡”,有些无良游戏商制作的2D游戏,人物动作一秒就几帧画面,也不会有3D游戏的那种卡顿感,因为动作是稳定播放的,不是即时生成的,既不会出现原因一中动作过快“看不清”的情况,也不会出现FPS不稳定的情况。当然有些2D游戏里面也有即时生成的光影,当硬件技能不够的时候,依然会“卡”。
【Eggpain的回答(273票)】:
现有的高票答案都是从视觉流畅的角度来分析的,都解释的很好,但是游戏开发中,以每秒60帧作为性能目标的原因,并不仅是单纯考虑到视觉流畅性。
事实上,仅考虑视觉流畅性的话,30帧是完全可以接受的。在画面细节足够的情况下,人眼脑补运动感的能力会被充分调动起来,不会太在意帧间区别。而实际上,xbox360和ps3上都有大量的游戏运行在30帧每秒,包括光环,战争机器,神秘海域,杀戮地带这样的大作。
而且以现在的3D技术,完全可以在30帧的情况下,加入动作模糊等特效,对画面中高速运动的物体加上人为模糊,从而实现和电影画面相似的质感。在打开动态模糊的情况下,30帧和60帧的视觉流畅度差异极小。
可以看到,差别需要细看才能体会,而且单看30帧的话,不会让人在视觉上觉得卡顿。
但是开发者和玩家仍然会尽可能的追求60帧的体验,为何?因为对游戏而言,流畅感并不仅来自于视觉方面,操作的流畅也至关重要。
而根据目前大多数游戏引擎运行的方式,这个过程需要3帧。就是说玩家的任何操作,最快也要3帧之后才能体现在画面上。因此,游戏的响应速度对帧率高度敏感。
30帧的情况下,每帧显示33ms,响应极限大概是100ms。
60帧的情况下,每帧显示16ms,响应极限大概是50ms。
因此,对玩家而言,60帧能够明显的感到比30帧流畅。
=======关于3帧延迟========
3帧延迟和游戏引擎对逻辑和渲染的处理流程有关,在当下比较常用的渲染流程下,3帧是一个极限。对此制作过吉他英雄的NeverSoft的联合创始人MickWest专门撰文进行过详细分析,全文见如下连接:
我有空的时候考虑翻译一吧,至于原理,倒是引用他一张图就够了:
评测网站DigitalFoundry的测试:
确实只有少部分游戏可以达到3帧的响应速度,一般游戏能做到4帧就算不错。
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【JiangHaotian的回答(1602票)】:
高票答案似乎都没有答到点子上,我就来凑一腿吧。
先下结论:没错,游戏没60帧就是不流畅,但电影只需要24帧就真的让你觉得流畅。
很多很多人说,游戏60帧人眼没法识别啊,其实30帧就够了,什么,你说非得60帧才行那是你心理作用啦。哦?你说30帧和60帧真的有区别。哦,那是因为显示器刷新率问题啦,还有垂直同步机制搞的鬼啦。
以上都是鬼扯。
我个人的主观感受,玩特定类型的游戏(例如FPS游戏),当帧率达到60以上,我就会觉得很流畅,而且继续提高帧率也不会让我感觉游戏变得更流畅。当帧率降低到30帧的时候,可以主观感受到游戏在变卡。降低到30帧以下,明显变卡,体验很差。降低到10帧之下,游戏变幻灯片,完全没法玩。
不只是我,我的很多朋友也是这个体验,网上论坛交流可知很多人也是这个体验。如果你的感受跟上面一样,相信我,说明你是正常人。如果有人告诉你那是心理作用或者错觉,那是因为他在鬼扯。
那么,如果你面前有一台显示器,里头播着游戏的画面。而游戏的帧率(即游戏画面中现实的fps值)即是你显示器真正每秒打在你眼睛视网膜内的画面数目。不考虑中间其他乱七八糟的机制(垂直同步还是必须考虑,所以我假定关了垂直同步。)
那么问题就来了,为什么游戏帧率要达到60帧才可以完美流畅,而电影只需要24帧即可呢?
首先,还是不得不提视觉暂留这个概念。我们知道,我们之所以看到的电影画面、游戏画面是连续的,就是因为我们眼睛视网膜上成的像不会立即消去,因此间断的图像会让我们看起来像连续的影像。
这里似乎有些奇怪的地方,因为其中提到10fps就可以达成基本的条件,而视神经的反映速度时值约是1/16秒。
意思是,10fps很流畅,16fps以上人眼感受不出区别。不对啊,这个fps我还在看幻灯片呢。
因此,我不得不得出这个结论:人主观觉得画面是否流畅,帧率只是因素之一。
比如说,还有这么一个因素。首先,请想象真实世界中有一个快乐的王尼玛在奔跑。场面应该是这样的。
如果这个王尼玛是游戏渲染出来的。那么,如果帧率只有16fps,那么对于每一个1/16秒,人眼看到的画面应该是这样的。
游戏老老实实渲染出每一帧王尼玛的清晰面容,却被到大脑视为不再自然的。于是不流畅的感觉就产生了。
但是,当我们把游戏的帧率提高到64fps的时候。在1/16秒内游戏渲染出了4张王尼玛的脸。这时画面是这样的。
于是我们发觉,64fps的游戏画面比16fps的游戏画面更加自然。
之于电影么。电影可是真拍出来的,摄像机的结构和人眼睛的结构极其类似。你仔细观察电影的截图,你会发现有大幅度动作的截图都很模糊。
换那句话说,当人看到明明运动很快的物体却清晰可见没有变模糊的时候,会感觉不自然。电影当然不会有这种困扰。
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不光是动画,漫画也可以。
换句话说,我们直觉上认为,快速的东西就该看不清。
----------------次日更新--------------------
不过我的答案只针对其中一个原因进行了探讨,其他原因我就不想多做论述了,其他答案都答得很好,可以参考他们的答案。
此外,还有一些人用游戏帧率不稳定才是原因这一点来反驳我。我只想说,建议你玩玩那些老的、fps锁定在30的游戏。因为硬件性能的富裕,可以保证你绝对稳定在fps30左右。然后再来看看相对于那些稳定的fps60的游戏,是不是流畅程度相同。多因素的问题必须控制变量,游戏的“帧率稳定”、和“fps值”是两个因素,请保证这两个因素的某一个是一致的再来比较流畅。
我不否认游戏帧率不稳定是一个很重要的原因,但我也不认为我所说的原因就不重要。这两者并不矛盾。
【邵成的回答(124票)】:
我就补充一点:24fps的电影观感不流畅。
宇宙第一渲染器madVR有一个类似的功能,smoothmotion,没有做SVP这样的frameinterpolation,而是frameblending,直接偷懒用相邻帧代替插帧结果,部分达到画面平滑化的效果。
【王军华的回答(109票)】:
这个问题不应该说是FPS和游戏流畅度有直接关系、但不是完全关系。
其实FPS60也可能感觉卡顿,甚至于120FPS也可能感觉不流畅。那么我重点说下流畅与不流畅的原因。
1FPS真和流畅度有直接关系吗?
FPS30卡顿并不是说30FPS一定卡顿,比如说死亡之屋这款3D射击游戏设定中可以设定限制刷新在FPS15、360而30FPS已经足够流畅。这证明在计算机性能足够超越游戏需求的情况下30FPS足够游戏体验,还不用说现代游戏的动态模糊等技术都是为了实现流畅体验的一种方式。
2为啥有的游戏FPS流畅也会有卡顿感觉?
FPS30卡顿的游戏比如大型游戏如孤岛危机2或者3为何在FPS低于60甚至于与低于100的时候卡顿呢?原因其实是游戏的复杂程度,需求的运算力已经满负荷,甚至于超过计算机有效运算负荷,这上面有两个原因第一个游戏的AI框架运算等需求CPU处理性能超负荷的时候,即使显卡够用FPS够,但是操作时歇感仍然严重,最终体验就会觉得不流畅。第二个原因CPU够用了,但是开启顶级特效的时候显卡性能不够用,结果就是FPS稳定性不够,最终也会觉得卡顿,这个在游戏大型场景切换的时候很正常,有时候游戏会巧妙的把这些大场景切换转到电脑控制的动画状态,避免被人察觉。
3FPS到底是指的神马?
4那么游戏有那些解决这种问题的办法呢?
其实这是一个游戏发展史慢慢达成共事的过程,这过程中也很好玩,游戏出现两种处理方式
5解决流畅度操作手感的办法
针对两种情况,其实如果是FPS足够,但是操作仍然有时歇感,就是CPU不够用,这个时候就需要升级CPU,这个很多时候是必须花钱解决掉。第二种显卡不够用其实可以想办法降低特效,如果3D降低分辨率与特效,会对流畅度有非常良好的改善。但有部分单机游戏是无法解决这类问题,只能升级显卡,如某些移植类游戏,比如侠盗飞车最新的办法从X360移植过来不允许更改显示设定
6有没有终极办法呢?
其实说了这么多,升级CPU到至少I54核,升级显卡到NV650TI这个级别,至少能够保证在大型游戏中等特效的流畅运行
码这么多字,麻烦给个支持呗
【maomaobear的回答(37票)】:
电影的24帧,在动态的时候,是模糊帧。
电脑游戏的帧,在动态模糊技术出现以前,每一帧都是清晰的帧。
模糊帧可以理解成若干清晰帧的组合,所以模糊帧只要24帧,人就不会有不连续的感觉。
游戏的所谓60帧流畅,其实是一个很低的标准。大部分人眼对闪耀的感觉是75帧到85帧,少数敏感是100帧。
因为现在都用LCD了,感觉不出来而已,其实在CRT时代,因为显示原理的原因,60帧的闪耀感是很强。
【周宇杰的回答(15票)】:
关于电影的24帧,我补充一下。
一般电影一帧记录的是1/120秒的信息,暗处和室内大概是1/40,不过这样的模糊已经足够了,起码比游戏中那绝对的毫无模糊要好得多
【洋洋的回答(14票)】:
电影胶片是记录的1/24秒的内容是模糊的但是前后两张是可以衔接的上的连起来看就是连续的动作
而游戏渲染的则是一幅幅静止的画面记录的是那一个瞬间的内容1/24秒的间隔已经大到大部分人肉眼可以看出来的地步了经过测试秒间60帧才是一个大部分人都能接受的数字
【付沛锜的回答(84票)】:
能不回答那么复杂吗?
1说白了电影每秒24帧是均匀的而游戏不是。
显卡玩游戏即使达到每秒帧率都不低,但是还是会有类似前半秒20帧,后半秒4帧的情况,能流畅吗?(场景复杂度,缓存存取机制等多种原因造成)
简单粗暴的解决办法就是提高每秒帧率,即使不均匀,前半秒50帧,后半秒10帧,还是会明显更流畅。
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2第一人称射击之类游戏画面晃动幅度远大于电影中大多数场景
回忆一下cs时不到半秒移动枪口180度,再想想这期间只有不均匀的10帧左右,画面的不流畅可想而知。
而电影想来很少有这样大幅度全屏改变的镜头,想象电影中暴力打斗且镜头晃动的画面,其实24帧也是不够流畅的。
帧———电影动画是由每秒数十幅变化不大的静止画面高速变换产生的效果,每一幅静止画面就是1帧。
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看还有人赞就补充观点,顺便反驳一下部分没有营养的高票答案
1MOsky的答案最近赞的人少了就不说了,另外自己最后也承认解释的只是其中一种原因,我认为甚至是不疼不痒的原因。
4人为操作响应速度至少要3帧才能体现在屏幕上这种说法我不能确定没有道理,但是根据多数人都有过的低配电脑装高要求游戏,回忆一秒只有一帧半帧的操作感受,我没印象必须等三五秒才能改变运动轨迹,所以貌似这种说法不攻自破。
【rlei的回答(16票)】:
最高票回答有几个事实性的错误:
【牧屿云天的回答(49票)】:
游戏不能模糊?
分分钟模糊给你看。。
喜欢吗?
你说的无非是这种效果,就是截一张模糊图而已,但是电影之所以是这样的效果是因为它只能是这样的效果。
而游戏不同,游戏可以做到实时高清画质,不这么做,不是不能,而是这样根本没多大意义——至少在绝大部分开发者看来没意义,PM也觉得没意义,不然一定逼程序员写出来的。
这样做也很简单,每一帧的图像都是由之前帧累积渲染的结果而来,也就是说每一帧都是模糊的(跟你喜欢的电影一样)!
电影的运动画面可以做到截清晰静态帧吗?不能!
只是你做这种效果出来,没人会喜欢
你喜欢的电影,只是大家习惯了而已,未来很快会变成HFR的天下。
没有程序做不到的效果,只是你钱不够多或者想太多——萧井陌
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电影24fps是当年古代的时候工业界试验出来的「用户能接受的最低标准」,标准之低,没什么可说的,就是为了省钱糊弄用户,一点也不流畅,运动画面简直让人想哭,看过48fpsHFR霍比特人的观众都应该有感受才对。
时代会进步的,24fps的电影很快会被淘汰,谁原意看老古董?
结论:「这东西是会被淘汰的」
而游戏,则是天之骄子,宇宙新贵,我们为什么追求60fps?并不是因为60fps才流畅,事实上30就很流畅了,很多游戏都是锁定30fps,我只能说对60fps的追求是一种技术人员的本能的情怀。。怎么会有程序写不了的事情出现呢?一定是这个方案不对被程序员抛弃了才对。
所以高票的答案写得不对,游戏要实现运动模糊不是难,而是没必要,有清晰的谁愿意看模糊的啊。。。
然后对于游戏的技术分析,说得也几乎完全不对
可能前半秒生成了59帧画面,后半秒就只有1帧画面像是这样的技术性错误描述还很多,就不一一说了,总之结论是「说得不对」。。。
当然我只是为了科普一下游戏并不是不行,而是没必要。事实上玩游戏追求的是顶级体验,程序员、美术、设计师为此殚精竭虑,玩家能看到的效果都是最好的,效果不好那是你配置不行。
一部普通数字电影几百G,价值几百台电脑的专业设备播放,稳定帧率不是很正常么。。。
你用主机、掌机这样的固定硬件配置平台玩游戏,就不会忽然卡帧,PC玩游戏卡帧,你应该升级你的电脑而不是抱怨游戏
所以不要再说什么我们对不齐你的帧率了啦。。。你今天上船了吗?
【爱民的回答(94票)】:
我大声说一句,排在第一的@高云是错误的。这么多回答中,只要认为电影只需要24帧是因为动态模糊,都是错误的!
其实你看电影时,每秒接受到的电影图像是72张,根本不是24张!是不是很奇怪?我慢慢道来。
首先说下大家普遍熟知的24帧是怎么回事。
电影的原理是似动现象,人眼看到内容相近的图片快速闪过,会以为它是一个连贯的动画,而不是静止的图片(一本小册子上每一页都画奔跑的马儿,快速翻动时马儿像真的在跑一样,这种游戏很多人都玩过吧)。本质原因是图片在大脑会停留1/15秒。
所以电影拍摄时,只要一秒钟记录15帧画面,观众看起来就会觉得它是运动的,是「动画」。
当然,每秒拍摄帧数越多,画面衔接就越细腻,但成本也就越高。那么为什么当代普遍采用每秒24帧呢?因为声音的记录也是存放在胶片中的,在有声电影刚开始的年代,24格胶片是记录1秒声音最短的长度。
接着,再来说说为什么我们看到的其实不至24张图片。
如果有人看过早期老电影,或许会留意到他们一闪一闪的。因为电影不仅要利用似动现象欺骗人眼这是「动」的,还要突破人眼感知明暗交错的极限——欺骗人眼这一直是亮的。
人眼的极限是48次每秒。只要一秒内物体发亮超过48次,人眼就会认为它一直是亮的,不曾暗过。
最日常的例子:电灯。电灯接收的是50赫兹的供电,也就是说它每秒会明暗50次,但你察觉不到吧?
而电影,为了让观众体会不出明暗交错,当前采用的方法就是把拍摄到的胶片,每张闪三次(具体操作方法比较复杂,但原理是这样的),所以你每秒实际会看到24x3=72张图片,只不过有2/3是重复的。
最后,我们来说说所谓游戏中的60帧到底是什么意思。
游戏的屏幕载体是显示器或电视。大家所说的60帧,其实只是屏幕每秒要闪60次,这是由显示设备决定的(也有些可以调解闪烁频率的显示器或电影,但都不会低于48赫兹)。但这60次中,是不是每次都要不一样的图片呢?不一定,这个由游戏制作方决定。反正只要超过15张/每秒这个最低要求就行。当然,对于画面快速变化的动作类游戏,自然是越高越好。
所以,从「流畅」角度说,游戏不需要达到60帧(我对游戏制作了解不深,我看到已经有些答案提到并不是所有游戏都有60帧的)。而从更深层次的每秒实际展示图片数来说,电影还要比游戏高(72VS60)。
【姚冬的回答(9票)】:
【陈宇峰的回答(9票)】:
游戏有20多帧也是流畅的。
游戏的画面是实时计算的,而不是象电影一样是实现准备好的。也就是说电影的帧数是固定不变的,而游戏的是不断变化的。
游戏里,缺少法术特效的静止画面,有40帧的话,战斗时的动态画面可能就20帧。为了保持战斗时20多帧以不卡,需要保证有比电影高的平均帧数。
【CatChen的回答(5票)】:
首先游戏必须60p才觉得流畅是个假命题。对于大多数只玩PC游戏的中国玩家来说,尤其是2000年后才接触PC的人,可能习惯了几乎所有LCD都是60p的环境。然而如果你玩过Xbox或者PS游戏,你就知道60p不是必须的。电视机一般都是24p或者25p的(视乎PAL还是NTSC),然而你玩Xbox或者PS的游戏绝对不可能有任何不流畅的感觉。由于Xbox和PS硬件配置是唯一的,而游戏是和硬件匹配的,想要发布还要经过硬件厂商Microsoft或Sony测试认证。如果这样都可能出现不流畅的游戏,那认证体系就很有问题了。经典游戏如Halo3就是锁死在30p的,因为对于电视机而言更高的刷新率并没有意义。此外,对于从CRT时代就接触PC游戏的玩家来说,估计也记得CRT最初并不是60p的,但也不会影响游戏的流畅性。
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【Belleve的回答(1票)】:
游戏CG画面是光圈无限小、快门无限短的,并不是真实画面,所以必须提高fps才能使得画面流畅。
【周翀的回答(8票)】:
本人学游戏编程的,之前还做过n年摄像头,但不太敢妄下结论,原因可能挺复杂。
个人认为两者的差别来自于交互,跟人类视觉关系不那么大。先说个我以前做摄像头时的例子。
摄像头放桌上照工作间,人盯着显示器看视频。15帧明显比30帧卡顿,但30帧和60帧没差别。现在如果手持摄像头晃动,则60帧会略感更加流畅,尤其晃动较快时。因为手持情况下你和视频是有交互的。
电影没有交互,而玩游戏有,因为你要不停操作。你的大脑期待所见与所做操作吻合。大部分游戏编程,绘制一帧画面,要和用户输入及状态计算同步。30和60帧的差别,应该在于程序接收你的操作(如移动鼠标),以及产生可见的反馈的速度不同,60帧相对30帧,在你动了鼠标后,会更快的产生画面上的变化,使你感觉到了流畅。
说白了,就是你的眼睛未必能直接感受到流畅度差别,但你的大脑,站在手、眼、逻辑思维整体的高度,或者说站在输入、处理、输出的整体的高度,它能感觉到不同。
【陈八冬的回答(4票)】:
电影并非只要是24帧就能流畅,我们之所以看到的24帧电影画面自然流畅,是因为在拍摄时使用了和人眼视觉相似的快门速度,即1/50秒左右。
回答完毕~
【AllenChen的回答(2票)】:
首先是游戏在渲染的时候会有一种帧间忽略的状况产生
游戏的流畅是根据每一帧的播放来实现的,当帧数相对稳定的时候每一帧更新都会比较流畅,但是有时候会有这样的情况产生,你的下一帧还没有渲染完成,但是当前帧已经播放完了,那么如果电脑等待下一帧帧的渲染完再播放的话,当前没有可播放的东西的时候,就会有黑屏。那么这时候引擎发现这种情况产生的时候他会忽略一些帧数的播放,从而使整个游戏的计算达到流畅,不会产生一些多余的问题,所以你在玩游戏的时候突然小狮子不打呼噜跳出来干活的了,你的帧数从60掉到30的时候你会觉得卡,其实不是真的卡,只是渲染速度赶不上播放速度,引擎忽略一些帧数的播放,从而保证整个游戏计算的流畅。
第二点是玩家动态输入,假设游戏使用了动态模糊的帧,那么按照蔡小帅已经说的,其实我的一帧是24帧的集合,假设我在播放着个模糊帧的时候玩家做出了反向,或者不符合我播放帧的动作的时候,引擎会先把当前帧播放完,再播放下一个我计算好的模糊帧,这时候玩家看画面的时候就会产生我前一秒从A到了B,但是下一秒我从AB之间一点跳到了C,而且如果要维持游戏画面的流畅的话我引擎很有可能每秒需要计算30*24帧的画面,大大的浪费了运算能力。
之前有答主PO出来的图只是残影效果,那个效果的制作和离子效果有异曲同工之妙,其实就是我运动的主体在淡化的时候有一个生命周期,本体不做淡化,但是每当我移动的时候,保存上一个位置的图片,然后每播放一帧我淡化一点,直到最终消失,这就是残影而不是动态的模糊帧。