问题

是不是游戏帧数一般要到 60 帧每秒才流畅,而过去的大部分电影帧数只有 24 帧每秒却没有不流畅感?

回答
这个问题非常有趣,也触及了我们对视觉流畅性认知的核心。答案是肯定的,游戏帧数普遍认为需要达到 60 帧每秒(FPS)才能达到流畅的体验,而电影则通常以 24 FPS 呈现,但我们通常感觉不到不流畅。 造成这种差异的原因是多方面的,涉及视觉感知、内容特性以及技术限制。

下面我将详细地解释这些原因:

为什么游戏需要更高的帧数?

游戏与电影在视觉呈现上有根本性的不同,这直接导致了对帧数的要求差异:

1. 玩家的主动交互性与即时反馈:
核心要素: 游戏最显著的特点是玩家的主动控制和即时反馈。玩家通过输入设备(键盘、鼠标、手柄)控制角色或场景的移动、视角切换、攻击等动作。
高帧数的重要性: 为了让玩家的每一个微小动作都能被准确、及时地反映在屏幕上,游戏需要极高的帧率。如果帧率低,玩家可能会感到输入延迟(Input Lag),即按下按钮后屏幕上的动作延迟出现,这会严重影响游戏的可玩性和沉浸感。
例如: 在一款射击游戏中,玩家需要快速瞄准并射击移动的目标。如果帧率只有 24 FPS,敌人的移动轨迹可能会显得断断续续,玩家瞄准时就会觉得“漂移”,难以准确命中。而 60 FPS 或更高的帧率则能提供更平滑的移动轨迹,让玩家的瞄准更精准,反应更敏捷。
“流畅感”的定义: 在游戏中,“流畅”不仅意味着画面平滑,更意味着操作的精确性、响应速度和预测的准确性。高帧数直接关联着这些要素。

2. 动态范围和复杂性:
游戏场景的动态性: 游戏场景通常包含大量动态元素,例如角色自身的移动、复杂的光照变化、粒子效果、物理模拟、爆炸、碎片等。这些元素都在不断地变化,并且是由玩家的交互行为驱动的。
信息密度: 在每一帧画面中,游戏需要渲染和更新的信息量非常庞大且是实时的。
低帧数的影响: 在低帧率下,每帧画面之间的间隔时间更长,意味着更多的动作信息丢失。例如,如果一个物体在极短的时间内快速移动,24 FPS 可能只能捕捉到它的两个极端位置,中间的轨迹就会丢失,导致画面看起来“跳跃”和不连续。

3. 视觉“感知”上的不同:
眼球追踪: 在玩游戏时,玩家的眼球通常会主动追踪屏幕上的动态物体,特别是角色或者准星。这种主动追踪对视觉系统的要求更高,需要连续的信息来保持对焦。
“持续运动模糊”(Motion Blur)与实际运动: 电影的 24 FPS 配合相机的快门速度(通常是 1/48 秒,即“180 度快门”)自然地产生了“拍摄式运动模糊”。这种模糊是一种“模拟”的平滑感,能够欺骗我们的眼睛,让快速移动的物体看起来更连贯。然而,在游戏中,我们是主动观察,如果画面本身就有明显的断裂感,即使有模拟的运动模糊也难以弥补。

4. 技术和硬件的进步:
计算能力: 现代游戏需要强大的图形处理器(GPU)和中央处理器(CPU)来实时渲染复杂的场景。游戏开发者和硬件制造商不断推高帧率的目标,以提供更好的体验。
显示器的发展: 高刷新率(如 120Hz, 144Hz, 240Hz)的显示器正是为了匹配高帧率游戏而生的。它们能够以更高的频率更新画面,进一步提升流畅感,并减少或消除屏幕撕裂(Screen Tearing)等问题。

为什么电影 24 FPS 却不显得不流畅?

电影之所以能以 24 FPS 呈现出相对流畅的视觉效果,有以下几个关键原因:

1. 固定的拍摄角度和内容(非交互性):
导演控制一切: 电影是预先录制好的内容,由导演、摄影师等专业人士精心策划和拍摄。每一个镜头、每一次移动都是经过设计的。
观看模式: 观众是被动观看,并不需要主动控制画面。我们的视觉系统在这种固定、线性的信息流中适应得更好。
“拍摄式运动模糊”的补偿作用: 如前所述,电影采用较低的快门速度(通常是帧率的两倍,即 1/48 秒)。当物体在画面中移动时,它在胶片或传感器上停留的时间相对较长,即使在非常短的曝光时间内,物体也会产生一定的模糊。
作用: 这种“模糊”就像一个天然的插值(Interpolation),它在物体移动的过程中“填补”了帧与帧之间的空隙,让快速移动的物体看起来更连贯、更自然,而不是像低帧率游戏那样出现明显的“跳跃”感。
与游戏不同: 游戏的运动模糊通常是后期添加到画面中的,以模仿电影效果或改善低帧率下的观感。但它是一种“渲染”出来的效果,与相机快门速度产生的物理模糊机理不同,在低帧率下其补偿能力有限。

2. 内容特性的配合:
慢动作和精心设计的镜头: 许多电影场景并非以极快的速度推进。即使有动作场面,导演也会通过分镜、慢动作镜头、特写等手法来控制节奏,并且通常会使用广角镜头或保持相机相对稳定,以减少画面本身的抖动和模糊需求。
叙事节奏: 电影的节奏是服务于叙事的,并非一味追求极致的画面动态。24 FPS 在一定程度上也形成了电影特有的“节奏感”和“质感”。

3. 历史和技术原因:
胶片时代: 早期电影制作使用的是胶片。24 FPS 是一个行业标准,它在保证一定画面质量的同时,也与当时的技术限制(如胶片感光度和拍摄设备的速度)以及发行成本(胶片长度)取得了平衡。
声音同步: 24 FPS 的帧率也与早期电影的有声化技术有关,需要为每帧画面分配足够的时间来录制和同步声音。

4. 人类视觉的感知阈值:
“闪烁融合频率”(Flicker Fusion Frequency): 人类的视觉系统有一个阈值。当一个光源(或一帧画面)闪烁的速度超过这个阈值时,我们就会感知到连续的光线,而不是断断续续的闪烁。对于静态画面来说,这个阈值大约在 5060 Hz。
电影的“持续运动模糊”对感知的影响: 电影的 24 FPS 加上“拍摄式运动模糊”,在视觉上巧妙地绕过了直接的“闪烁感”,而是将注意力导向了物体的连续运动轨迹。即使有断裂,运动模糊也让这种断裂显得不那么突兀。

总结对比

| 特性 | 游戏(推荐 60 FPS+) | 电影(通常 24 FPS) |
| : | : | : |
| 用户交互 | 高度交互,玩家实时控制,需要即时反馈 | 被动观看,内容固定 |
| 输入延迟 | 必须极低,低帧率导致明显延迟,影响操作 | 无此类问题 |
| 内容动态性 | 场景复杂,大量动态元素,由玩家行为驱动 | 镜头设计和动作速度受控,许多场景相对静态 |
| 运动模糊 | 需要模拟运动模糊来补偿低帧率或增强效果,但不如电影“拍摄式”模糊自然 | 依靠相机快门速度自然产生“拍摄式运动模糊”,有效填充帧间空隙,带来自然的平滑感 |
| 视觉追踪 | 玩家眼球主动追踪屏幕上的动态物体 | 观众眼球被动跟随画面 |
| 技术目标 | 追求极致的响应速度和视觉细节,硬件能力允许更高帧率 | 历史原因、成本、技术限制以及艺术表达的需求,24 FPS 是一种成熟的均衡 |
| “流畅”定义 | 操作精准、响应迅速、画面平滑且信息连续 | 画面平滑、运动轨迹连贯(得益于运动模糊),具有电影特有的视觉质感 |

因此,游戏对帧数的要求更高,是因为它需要玩家实时地、精确地与画面互动,而低帧率会直接破坏这种互动性。电影则通过其预设的内容、艺术化的拍摄手法(尤其是“拍摄式运动模糊”)以及观众的被动观看模式,成功地在 24 FPS 下营造了一种相对流畅的视觉体验。

当然,随着技术发展,电影也在尝试更高的帧率(如 48 FPS、60 FPS),这些高帧率电影在清晰度和流畅度上确实有提升,但也面临着观众对“电影感”是否会改变的讨论。而游戏,则会继续追求更高的帧率以提供更极致的互动体验。

网友意见

user avatar

  虽然电影每秒仅24帧也不如60帧的流畅,但是不会让人觉得卡,,而每秒24帧的游戏能让人很明显的感受到卡,甚至没法正常游玩,这是为什么呢?有下面几个原因。

  第一个原因也是最重要的原因,这是因为两者图像生成原理不同造成的。

  电影虽然每秒只有24帧,但是每一帧都包含了一段时间的信息,而游戏则只包含那一瞬间的信息。一个电影在一段时间内曝光,画面的每一帧,都包含有一段时间的信息,这段时间的长度由快门时间决定(不会超过1/24秒),所以视频中每一帧包含信息量较大。而游戏的第一帧包含第0秒的信息,第二帧包含了第1/24秒的信息,只有这一个瞬间的信息,这中间的信息完全丢失了,所以看起来会卡。

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:

  如果是电影,第二帧可能是类似下图这样的(图画得不好但是就是这个意思):


  如果是游戏的话,第二帧就应该是这样的图:


  看出区别来了吗?这是因为电影和游戏的画面生成方式的本质不同造成的,电影的画面是拍摄的实际场景,在快门时间内胶片/传感器持续曝光,这一段时间里人物场景的变化都会被拍到胶片/传感器上,每隔一段时间换下一张胶片再曝光一段时间。

  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。

  这里大家可以花10秒钟时间做一个非常简单的实验,先缓慢的挥手,发现手的影像是很清晰的,再快速的挥手,发现手的影像不清晰了,有了残影,但是你绝对不会觉得画面卡了,这就是电影的效果。我们再来模拟游戏的效果,先缓慢的移动鼠标,再快速的移动鼠标,发现了吗,快速移动的时候鼠标卡了,鼠标是一下下的跳动过去的,这就是游戏的效果了,发现为什么卡了吗。

  游戏里无论移动速度快或慢,始终保持一秒钟60帧画面。当鼠标一秒60像素的时候,鼠标箭头是1像素1像素的移动,一秒600像素的时候,箭头就变成10像素10像素的移动了,中间9个像素的位置信息就丢失了,画面就不连贯了,就卡了。这时候无论鼠标的DPI和刷新率有多高,我们在电脑屏幕上一秒钟只能看到60帧画面。电影里里面一米一米移动的时候,每帧的画面是清晰,十米十米移动的时候,动作就会出现拖影,给人以动感的效果,连贯而不卡。所以看爱情片时是缓慢清晰的动作,看动作片时是快速带动态模糊的动作,看爱情动作片……是马赛克。人眼看物体和相机拍摄视频的原理类似的,人的眼睛不可能在第0秒看到一副画面,到第1/24秒又看到一副画面,而是连续的接受光照在视网膜上,持续曝光,所以快速挥手,可以看到手的残影,效果跟电影里面的模糊类似的,就算帧数不高也不会卡了,而如果在游戏里面快速挥手,就只能看到手在两边来回跳,中间的画面没了,就卡了。

  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游戏以较低帧数运行的时候不觉得卡,而FPS游戏以低帧数运行的时候会卡了。这是因为FPS节奏快,人物移动迅速,甚至可以一秒钟内整个场景转上一圈,一旦帧数不高,中间的动作就会有断档,会觉得卡了,所以FPS游戏对帧数的要求更高。就像不管我们怎么移动鼠标,显示器始终60帧没变,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,打开之后会觉得画面连贯一些。但毕竟是模拟特效,还是不能和真拍出来的效果比,做得不好反而会画虎成犬。


  ↑电影《星际穿越》画面,可以看到很明显的动态模糊。

  ↑这是早期的极品飞车,没有任何动态模糊,一旦速度过快,画面就显得不流畅了。

  ↑这是现代的极品飞车,可以看到有较真实的动态模糊效果,这样就显得流畅多了。

  想要体验像游戏般卡顿感的视频,大家可以去B站体验,找一个60帧的视频,例如科技美学的评测:一代神机 诺基亚3310复刻版 开箱上手体验测评「科技美学直播实录」。打开视频后在右下角选择清晰度,超清为60帧,其他则为30帧,对比一下就会发现30FPS的版本明显卡了很多,这是因为B站的30帧就是把60帧的去掉了一半的画面,没有动态模糊,信息量一下子少了一半,毕竟B站没有自动补帧的技术(AMD显卡有此技术,可以让30帧视频补全到60帧,更显清晰流畅,对动画效果尤其好),这时候你就能感觉到片头的字幕和画面是跳着走的,人物的动作也极不流畅,这和游戏中的卡顿颇有异曲同工之妙。如果这个视频一开头就是用30帧拍的,那显然不会如此卡顿。

  大家还可以到B站找一些其他60帧的视频看一下,例如有个叫60帧视频狂魔的up主就专门上传60帧的韩国舞蹈视频,看完之后,会发现60帧的视频远比30帧的清晰,这是因为60帧的视频每一帧的时间更短,动态模糊更少,画面就显得清晰了,弹幕里面就会看到很多人在说视频很高清,实际上视频本身的分辨率和其他的1080p视频没什么两样,只是动态模糊的变少,让每一帧都变得更清晰了,就显得很高清了。

  第二个原因就是电影的帧数是稳定的,而游戏则是不稳定的。

  电影虽然每秒只有24帧,但是他固定每隔1/24秒换一次画面,画面出现频率是固定的,这点雷打不动,画面之间间隔时间是稳定的。而游戏乍一看是60帧没错,但是为什么同样是60帧,有的流畅有的卡顿呢,有人就曾经做评测研究过,为什么一模一样的帧,有些显卡会感到“顿卡”呢。评测是这样的,他记录了在一秒里面,每一帧都在什么时候出现,于是一下子真相大白,流畅的显卡,他60帧画面差不多是每隔约1/60秒出现一次,也就是说显卡稳定的每隔一段固定的时间生成一副画面,卡顿的显卡,可能前半秒生成了59帧画面,后半秒就只有1帧画面了,那个评测里面提到一个概念“帧生成时间”(现在很多显卡评测也会用到这个),也就是说两帧之间的间隔时间,如果是稳定的,那画面就流畅,如果不稳定,就会卡,有的显卡最大可达数百毫秒,相当于一秒才几帧画面,那自然会让人感觉卡了,如果稳定在33毫秒,只需要30FPS,就会让人觉得基本流畅了。


  ↑如上图,这是AMD两个版本的驱动测试的帧间隔情况,可以看到红线和蓝线的FPS实际上没什么区别,但是明显红线的帧间隔更稳定,蓝线更容易出现顿卡的情况。

  除了显卡性能的不稳定导致上面这种情况出现,就是稳定性能的显卡,也会出现FPS不变帧间隔时间长短不一,因为每一秒里面的画面有很多帧,每一帧的画面复杂程度都不一样。而且不管是PC还是主机,除非显卡性能大大超越游戏硬件需求,否则FPS都不可能稳定在某一数值,游戏评测里都会有平均FPS和最低FPS,最要最低FPS低于了某一数值,游戏自然会在某一时间顿卡。例如最近的大作仙剑6,显卡吧有人测试过用四路泰坦X,依然会在某一时刻FPS跌到0,这种游戏体验无疑是毁灭性的。

  如果我们把FPS(每秒帧数),换成每分钟帧数,可能会发现,一个游戏每一分钟的帧数都会大于3600,也就是每秒都大于60,那这样就不卡了?可能前面30秒每秒有100帧画面,后面30秒每秒只有20帧画面,那后面30秒无疑很卡了。这样来看完全就是耍流氓呀,回过头再来看每秒帧数难道不也是在耍流氓吗?我们只看一秒钟总共有多少帧,而不去看更小的单位,每100毫秒有多少帧,这也是在耍流氓,在一秒钟内整体似乎是流畅的,可是分割到百毫秒十毫秒的时候,并不是每百毫秒十毫秒都是流畅的。所以光看一秒钟有60帧就认为不卡,是错误的,就像我们不能说一分钟有3600帧就不卡了一样,“卡”是发生在更短的时间内,而不是一秒。很多时候,稳定的帧生成时间,甚至比高FPS更重要,稳定才能带来流畅。

  另外大家都知道,游戏的卡顿分很多原因。RTS游戏中单位出现过多,CPU计算能力不够,会卡,游戏特效变好,显卡算不过来,会卡,切换地图读硬盘,会卡,场景太大内存放不下,会卡。例如切换地图读取硬盘时候的卡,就和显卡性能(帧数)无关,这时候即便帧数再高,硬盘性能不够了,还是会卡,这点用机械硬盘玩游戏的会有体会。

  所以,60FPS的游戏会卡。

  并且在游戏中,丢失的帧很可能是动画的关键帧,碰上这种情况,不仅卡,还会显得动作不真实,突然一下子跑了一大步。玩2D游戏就会感受到,即使帧数不高,也不会这样,因为2D游戏的人物动作一般是事先绘制的,游戏中人物做动作实际上是播放动画,不管帧数多低,都“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,虽然看起来卡卡的,也不是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,动作的速度是固定的,就不会出现原因一中动作过快“看不清”的情况,也不会出现原因二中FPS不稳定的情况。同时由于2D游戏是事先绘制的,关键帧都会画出来,人物的动作就是连贯的。当然有些2D游戏里面也有即时生成的光影,当硬件机能不够的时候,即时演算的速度跟不上了,依然会“卡”。

  再补充一下第三个原因,这个其他的答主也提到过了,就是电影只需要看,只要画面流畅就行了,而游戏是涉及到操作的,如果FPS过低,或者帧生成时间过长,就会使得操作更加不流畅。先是人眼看到一帧画面,然后才能进行对应的操作,再体现到下一帧的画面上,一个操作需要数帧才能完成。这样一来,当FPS降低一半,也就是帧生成时间增加一倍,一个操作所需的时间会增加数倍,带给玩家的直观感受就是,操作不跟手了,卡了。特别是当帧生成时间不稳定的时候,不跟手的情况就越发明显了。

  这在不同类型游戏中的感受是不同的,射击游戏对操作响应速度的要求非常高,一旦帧数低了操作也会反应不过来,RPG游戏对操作反应速度要求明显低多了,像回合制的压根就无所谓了,喝杯茶再来操作都行,射击游戏里的生死都在毫秒间,帧数一低随时挂掉,像Quake3中某个跳跃动作甚至还要求帧数必须在125帧以上才能完成。

  所以当帧数提高的时候,不简简单单的是画面变流畅了,而是能明显感受到,整个游戏的操作都变得更加的流畅了。

类似的话题

本站所有内容均为互联网搜索引擎提供的公开搜索信息,本站不存储任何数据与内容,任何内容与数据均与本站无关,如有需要请联系相关搜索引擎包括但不限于百度google,bing,sogou

© 2025 tinynews.org All Rights Reserved. 百科问答小站 版权所有