فریم‌ریت ویدیو و رفرش‌ریت نمایشگر چیست؟ چرا در بازی‌ها سرعت 60 فریم بر ثانیه‌ای بهتر است؟

منظور از فریم‌ریت یا سرعت فریم، سرعت فیلم‌برداری یا سرعت اجرای بازی توسط کارت گرافیک است، منظور از رفرش‌ریت یا نرخ نوسازی این است که نمایشگر با چه سرعتی به نوسازی تصویر می‌پردازد. در ادامه بحث مفصلی در رابطه با این دو مقوله خواهیم داشت.

فریم چیست؟

ابتدا باید پاسخ این سوال را داد که فریم چیست؟ و سپس سراغ سرعت فریم یا فریم‌ریت رفت.

سرعت فیلم‌برداری و ماجرای فریم‌ریت

در دنیای فیلم و ویدیو به تعداد فریم‌هایی که در هر ثانیه ذخیره می‌شوند، سرعت فیلم‌برداری، Frame Rate یا سرعت فریم گفته می‌شود. گاهی به اختصار از FPS برای بیان سرعت فریم‌ها استفاده می‌شود.

سرعت فیلم‌برداری عادی در گوشی‌های مختلف، 24 یا 30 فریم بر ثانیه است. منظور این است که در یک ثانیه، 30 یا 24 فریم ذخیره می‌شود. اگر بخواهیم کیفیت فیلم بیشتر باشد و فریم‌های بیشتری در هر ثانیه ذخیره شود هم معمولاً سرعت 60 فریم بر ثانیه‌ای قابل استفاده خواهد بود. در بازی‌ها هم حداقل سرعتی که برای روان به نظر رسیدن حرکت نیاز داریم، 24 فریم بر ثانیه است. سرعت کمتر توسط چشم کاملاً درک و حس می‌شود.

معمولاً با دو برابر شدن سرعت فیلم‌برداری، رزولوشن محدودتر می‌شود. مثلاً اگر دوربینی بتواند با رزولوشن 1080p (به معنی 1920 در 1080 پیکسل) فیلم‌برداری کند و در این حالت حداکثر سرعت آن 30 فریم بر ثانیه باشد، آپشن دیگری مثل رزولوشن 720p و سرعت 60 فریم بر ثانیه هم داریم. گوشی‌های امسال هم معمولاً می‌توانند 4K با سرعت 30 فریم بر ثانیه و نیز 1080p با سرعت 60 فریم بر ثانیه را ارایه کنند. ولیکن رزولوشن 720p با سرعت 120 فریم بر ثانیه، در تعداد کمی پشتیبانی می‌شود.

آیفون 6 و آیفون 6 پلاس می‌توانند با سرعت 240 فریم بر ثانیه هم فیلم‌برداری کنند که اگر بر عدد 24 که سرعت طبیعی ویدیوهاست مقایسه کنیم، متوجه می‌شویم که پدیده‌ها 10 برابر کندتر خواهد شد.

نرخ نوسازی یا Refresh Rate در مانیتور، تلویزیون و انواع نمایشگر

ابتدا سوال اصلی: نرخ نوسازی چیست؟ منظورم همان عددی است که واحدش هرتز (معکوس ثانیه) است، مثلاً 60 هرتز یا 60 تصویر در یک ثانیه.

معمولاً تلویزیون‌ها و مانیتورها فرکانس کاری 50 یا 60 هرتز دارند، اما در سال‌های اخیر مانیتورهای سریع‌تر با پنل‌های 100، 120 و 144 هرتزی افزایش پیدا کرده‌اند. در حین پخش ویدیو، اگر سرعت ویدیو کمتر از نمایشگر باشد،  سازوکارهای ساده‌ای مثل تکرار فریم‌ها برای افزایش تعدادشان در گذشته به کار می‌رفت.

در تصویر زیر نمونه‌ای Pulldown برای تبدیل 24 فریم بر ثانیه به 60 فریم بر ثانیه را مشاهده می‌کنید، فریم A با 3 بار تکرار و فریم B با 2 بار تکرار کاری می‌کنند که سرعت ویدیو 2.5 برابر شدهو در نمایشگر 60 هرتزی نمایش داده شود:

این روزها مشکل با میان‌یابی بین فریم‌های متوالی حل می‌شود که روانی حرکات را بیشتر می‌کند ولیکن میان‌یابی هم مشکلات خاص خود را دارد و همیشه جوابگو نیست:

علت این است که حرکت شدید از نقطه‌ی A به C به دو حرکت کوچک‌تر تقسیم می‌شود و از این رو به نظر می‌رسد که ویدیو حرکتی روان و آرام دارد؛ جهش‌های ناگهانی و نامطلوب تا حد زیادی کاهش می‌یابند.

یه مشکل کوچک هم به اعتقاد برخی افراد وجود دارد که نامش را پدیده‌ی Soap Opera گذاشته‌اند. اپرای صابونی به روانی بیش از حد تصویر گفته می‌شود که به اعتقاد بعضی خوب است و برخی از آن متنفر هستند.

سرعت اجرای بازی‌ها و فلسفه‌ی گرایش به سرعت 60 فریم بر ثانیه

در بازی‌ها هم حداقل سرعت لازم، 24 فریم بر ثانیه است. اگر سرعت کارت گرافیک کم باشد و گرافیک بازی سنگین‌ باشد، قطعاً به حداقل سرعت که ممکن است بسته به سرعت نوسازی مانیتور 24 یا 30 باشد، نمی‌رسیم. لذا مانیتور هر یک از فریم‌ها را یک بار تکرار می‌کند. نتیجه لرزش عجیب و نامطلوب تصویر است.

از طرفی در بازی‌ها، هر چه سرعت اجرا بالاتر باشد، حرکات ناگهانی و جهش کمتر رخ می‌دهند. تصور کنید که تلویزیون شما رزولوشن بالایی دارد و بسیار بزرگ است. یک بازی اکشن اول شخص را در نظر بگیرد، تفنگ در دست شماست و باید به سرعت حرکت کنید، هدف بگیرید و ماشه را بکشید. به بخش هدف‌گیری که می‌رسیم، اگر سرعت 30 هرتز باشد، در هر 33.3 میلی‌ثانیه، نمایشگر یک تصویر جدید را از کارت گرافیک دریافت کرده و نمایش می‌دهد. اگر سرعت 60 هرتز باشد و کارت گرافیک هم واقعاً بتواند 60 فریم را در هر ثانیه رندر کند، در هر 16.66 میلی‌ثانیه یک تصویر روی پرده نمایش داده می‌شود.

بدیهی است که حرکت تفنگ و دوربین دقیق آن، روان‌تر خواهد بود؛ آن هم از دو جهت:

• اول اینکه حرکت موس و اثر آن روی هدف‌گیری شما در بازی، زودتر نمایان می‌شود.
• دوم اینکه دامنه‌ی حرکت نصف می‌شود و خبری از جهش ناگهانی نیست.

هر دو مورد فوق را به راحتی می‌توان آزمایش کرد، البته با کمی اغراق. مثلاً اگر سرعت اجرای یک بازی را با افزایش تنظیمات گرافیکی به کمتر از 10 فریم بر ثانیه برسانید، به روشنی مفهوم زمان پاسخ‌گویی و فقدان جهش ناگهانی را دریافت می‌کند.

البته مواردی مثل تأخیر در کارت شبکه و ... هم مهم است ولیکن مهم‌ترین فاکتور، سرعت رندر شدن بازی و نرخ نوسازی نمایشگر است.

بد نیست به وب‌سایت ‌30vs60 سری بزنید و تفاوت سرعت 30 فریم بر ثانیه و 60 فریم بر ثانیه را به دقت و در بازی‌های مختلف بررسی کنید.

بین 30 تا 60 فریم بر ثانیه هم خوب نیست!

اگر سرعت بیش از 30 فریم بر ثانیه باشد و کمتر از 60 فریم بر ثانیه باشد و فرکانس نوسازی مانیتور یا تلویزیون، عدد 50 یا 60 هرتز باشد، باز هم مایکرواستارترینگ اتفاق می‌افتد. تکنولوژی G-Sync انویدیا و FreeSync ای‌ام‌دی برای حل این مشکل معرفی شده‌اند ولیکن اگر سرعت اجرای بازی کمتر از 30 فریم بر ثانیه باشد، راهی جز کاهش تنظیمات گرافیکی و یا استفاده از یک کارت گرافیک بهتر وجود ندارد. البته سایر بخش‌های سخت‌افزار و از همه مهم‌تر CPU هم نقش مهمی در اجرای روان بازی ایفا می‌کنند.

اینتوتک