Частота кадров

редактировать

Frame скорость (выражается в кадрах в секунду или FPS ) - это частота (скорость), с которой последовательные изображения вызываются кадры появляются на дисплее. Термин в равной степени применяется к пленочным и видеокамерам, компьютерной графике и системам захвата движения. Частоту кадров также можно называть частотой кадров и выражать в герцах.

Содержание

  • 1 Человеческое зрение
  • 2 Кино и видео
    • 2.1 Немое кино
    • 2.2 Звуковые фильмы
    • 2.3 Анимация
    • 2.4 Современные стандарты видео
  • 3 См. Также
  • 4 Ссылки
  • 5 Внешние ссылки

Человеческое зрение

Временная чувствительность и разрешение человеческое зрение различается в зависимости от типа и характеристик зрительного стимула, а также у разных людей. Человеческая зрительная система может обрабатывать от 10 до 12 изображений в секунду и воспринимать их индивидуально, в то время как более высокие скорости воспринимаются как движение. Модулированный свет (например, компьютерный дисплей ) воспринимается большинством участников исследований как стабильный, если частота превышает 50 Гц. Такое восприятие модулированного света как устойчивого известно как порог слияния мерцания. Однако, когда модулированный свет неоднороден и содержит изображение, порог слияния мерцания может быть намного выше, в сотни герц. Что касается распознавания изображений, было обнаружено, что люди могут распознавать конкретное изображение в непрерывной серии различных изображений, каждое из которых длится всего 13 миллисекунд. Постоянство зрения иногда имеет значение. для очень короткого визуального стимула длительностью в одну миллисекунду, имеющего воспринимаемую длительность от 100 до 400 мс. Множественные очень короткие стимулы иногда воспринимаются как один стимул, например, 10 мс зеленая вспышка света, сразу за которой следует 10 мс красная вспышка света, воспринимаемая как одна желтая вспышка.

Фильм и видео

Немое кино

Ранние немые фильмы заявили частоту кадров от 16 до 24 кадров в секунду (кадр / с), но, поскольку камеры вращались вручную, Скорость часто меняется во время сцены, чтобы соответствовать настроению. Киномеханики также могли изменять частоту кадров в кинотеатре, регулируя реостат, управляющий напряжением, приводящим в действие механизм подачи пленки в проекторе. Кинокомпании часто хотели, чтобы кинотеатры показывали их немые фильмы с более высокой частотой кадров, чем они были сняты. Такой частоты кадров было достаточно для ощущения движения, но оно воспринималось как рывковое движение. Чтобы свести к минимуму воспринимаемое мерцание, в проекторах использовались двух- и трехлепестковые затворы, поэтому каждый кадр отображался два или три раза, увеличивая частоту мерцания до 48 или 72 герц и снижая нагрузку на глаза. Томас Эдисон сказал, что 46 кадров в секунду - это минимум, необходимый глазу для восприятия движения: «Все, что меньше, будет утомлять глаз». В середине и конце 1920-х годов частота кадров немых фильмов увеличилась до 20–26 кадров в секунду.

Звуковые фильмы

Когда в 1926 году был представлен звуковой фильм, вариации в кинофильмах больше не допускались, так как человеческое ухо более чувствительно, чем глаз, к изменениям частоты. Многие кинотеатры показывали немые фильмы со скоростью от 22 до 26 кадров в секунду, поэтому индустрия выбрала 24 кадра в секунду для звуковых фильмов в качестве компромисса. С 1927 по 1930 год, когда различные студии обновляли оборудование, скорость 24 кадра в секунду стала стандартной для 35-мм звуковой пленки. При 24 кадрах в секунду пленка проходит через проектор со скоростью 456 миллиметров (18 дюймов) в секунду. Это позволило простым двухлопастным затворам выдавать проецируемую серию изображений со скоростью 48 в секунду, что соответствовало рекомендациям Эдисона. Многие современные 35-мм кинопроекторы используют трехлопастные затворы, обеспечивающие 72 изображения в секунду - каждый кадр отображается на экране трижды.

Анимация

Этот мультфильм из скачущая лошадь отображается со скоростью 12 рисунков в секунду, и быстрое движение находится на грани нежелательного рывка.

В нарисованной анимации движущиеся персонажи часто снимаются «по двое», Другими словами, один рисунок отображается на каждые два кадра пленки (который обычно работает со скоростью 24 кадра в секунду), что означает, что есть только 12 рисунков в секунду. Несмотря на то, что частота обновления изображения низкая, плавность изображения удовлетворительна для большинства объектов. Однако, когда от персонажа требуется выполнить быстрое движение, обычно необходимо вернуться к анимации «по одному», поскольку «двойки» слишком медленные, чтобы адекватно передать движение. Сочетание этих двух техник позволяет обмануть глаз без лишних затрат на производство.

Анимация для большинства «мультфильмов субботним утром » производилась с минимальными затратами и чаще всего снималась на «тройках». или даже «четверки», то есть по три-четыре кадра на рисунок. Это соответствует 8 или 6 рисункам в секунду соответственно. Аниме также обычно изображается на тройках.

Современные видеостандарты

Из-за частоты сети электрических сетей аналоговое телевизионное вещание было разработано с частота кадров 50 Гц (большая часть мира) или 60 Гц (Канада, США, Япония, Южная Корея). Гидроэлектрические генераторы, из-за их огромных размеров, развивали достаточно центробежной силы, чтобы сделать частоту электросети чрезвычайно стабильной, поэтому были разработаны схемы для телекамер, которые фиксировали эту частоту в качестве основного источника.

Внедрение технологии цветного телевидения привело к необходимости снизить частоту 60 кадров в секунду на 0,1%, чтобы избежать «сползания точек », раздражающего артефакта отображения на устаревших черно-белых дисплеях., проявляясь на сильно окрашенных поверхностях. Выяснилось, что за счет снижения частоты кадров на 0,1% нежелательный эффект сводился к минимуму.

Сегодня стандарты передачи видео в Северной Америке, Японии и Южной Корее все еще основаны на 60 / 1,001 ≈ 59,94 изображения в секунду. Обычно используются изображения двух размеров: 1920 × 1080 («1080i») и 1280 × 720 («720p»). Как ни странно, форматы с чересстрочной разверткой обычно указываются как 1/2 их скорости изображения, 29,97 кадра в секунду и удваивают высоту изображения, но эти утверждения являются чисто пользовательскими; в каждом формате производится 60 изображений в секунду. 1080i создает 59,94 изображений 1920 × 540, каждое из которых сжимается до половины высоты в процессе фотографии и растягивается, чтобы заполнить экран при воспроизведении на телевизоре. Формат 720p создает 59,94 изображения с разрешением 1280 × 720 без сжатия, поэтому не требуется никакого расширения или сжатия изображения. Эта путаница была повсеместной в отрасли на заре создания программного обеспечения для цифрового видео, когда большая часть программного обеспечения писалась неправильно, кодировщики полагали, что каждую секунду ожидается только 29,97 изображений, что было неверно. Хотя верно то, что каждый элемент изображения опрашивался и отправлялся только 29,97 раз в секунду, местоположение пикселя непосредственно под этим элементом было опрошено на 1/60 секунды позже, это часть полностью отдельного изображения для следующего кадра длительностью 1/60 секунды..

Фильм с исходной частотой 24 кадра в секунду не может отображаться без необходимого процесса раскрытия, часто приводящего к "дрожанию": преобразование 24 кадров в секунду в 60 кадров в секунду, каждые нечетный кадр повторяется, воспроизводится дважды, а каждый четный кадр утраивается. Это создает неравномерное движение, кажущееся стробоскопическим. У других преобразований такое же неравномерное удвоение кадров. Новые стандарты видео поддерживают 120, 240 или 300 кадров в секунду, поэтому кадры могут быть равномерно умножены для обычных кадров, таких как 24 кадра в секунду для фильма и 30 кадров в секунду, а также для видео 25 и 50 кадров в секунду в случае дисплеев со скоростью 300 кадров в секунду. Эти стандарты также поддерживают видео с более высокой частотой кадров и видео с интерполированными кадрами между собственными кадрами. Некоторые современные фильмы экспериментируют с частотой кадров выше 24 кадров в секунду, например 48 и 60 кадров в секунду.

Частота кадров в технических характеристиках электронной камеры может относиться к максимально возможной скорости, тогда как на практике другие настройки (например, время экспозиции) может снизить частоту до меньшего числа.

См. Также

Ссылки

Внешние ссылки

(Wayback Machine копия)

Последняя правка сделана 2021-05-20 13:18:58
Содержание доступно по лицензии CC BY-SA 3.0 (если не указано иное).
Обратная связь: support@alphapedia.ru
Соглашение
О проекте