Телевизор демонстрирует 1440 кадров в минуту сколько кадров сменится за 25 секунд на экране

Обновлено: 18.05.2024

Миф про 25-й кадр хоть раз слышал каждый. До сих пор многие уверены, что человеческий глаз способен воспринимать максимум 24 кадра в секунду. Однако это огромное заблуждение. И, что интереснее всего, в байку про 24 кадра люди верили даже лет 15-20 назад, когда повсеместно встречались ЭЛТ-мониторы, наглядно опровергающие это утверждение своим мерцанием.

Откуда взялся миф про 24 кадра

Миф о том, что человеческий глаз видит максимум 24 кадра в секунду, имеет вековую историю. Он уходит корнями в эпоху зарождения кинематографа. Первые фильмы, снятые в конце XIX века братьями Люмьер, имели 16 кадров в секунду. Эту цифру выбрали потому, что расход стандартной пленки 35 мм при такой частоте составлял ровно 1 фут в секунду. Таким образом упрощались расчеты необходимого количества пленки для съемок.

Потребность в увеличении частоты возникла с переходом от немого кино к звуковому. Дорожка в те времена писалась на пленку рядом с картинкой в виде полосок, каждая из которых соответствовала определенной частоте. Малая длина пленки, прокручиваемой за секунду (всего 30 см), не позволяла записать звук достаточно четко, поэтому длину нужно было увеличивать.

Увеличить показатели FPS именно до 24 решили тоже не просто так. Секундный расход пленки теперь составлял 1,5 фута, минутный – 90 футов или 30 ярдов. Эти цифры тоже оказались удобными для расчетов при планировании бюджета съемок. Частоту пытались увеличить и больше, до 30, 48 и даже 60 кадров за секунду, но возникли проблемы.

Для такой скорости требовалось более точное и выносливое оборудование (как для съемки, так и воспроизведения в кинотеатрах), а расход пленки существенно увеличивался. Помимо затрат на саму пленку, увеличивались также стоимость монтажа, время на его произведение. В итоге все так и остановились на 24 кадрах, эта частота стала отраслевым стандартом на много десятилетий.

Окончательно утвердили частоту около 25 кадров в секунду тотальная электрификация Европы и появление телевидения. При частоте переменного тока 50 Гц (смен направления в секунду) 24-25 кадров удобно привязывать к параметрам тока. При таком подходе смена кадра происходит один раз на период синусоиды. А вот в США, где вместо привычных нам 220-230 вольт 50 Гц используется 110-120 вольт 60 Гц, телевизионный стандарт NTSC работает с частотой 30 (29,97) кадров в секунду.

Сколько кадров в секунду в действительности видит глаз

Человеческое зрение – это не дискретная система, возможности которой можно описать простыми цифрами. Это про камеру можно сказать: пишет видео в разрешении 3240х2160 точек, с частотой 60 кадров в секунду. А человеческий глаз видит именно кадры только в том случае, если смотрит на проявленную пленку или раскадровку цифрового видео в редакторе.

Зрительная система воспринимает картинку целостно, замечая только ее изменения. Поэтому никакой конкретной цифры, указывающей на пределы возможностей глаза, нет. Если картинка не меняется – разницы нет, будет за секунду меняться 5 кадров, 25, или 250. Пределы восприятия сильно зависят от особенностей наблюдаемого объекта. Чем быстрее он движется, чем резче эти движения – тем выше предельная частота.

Сравнение 5, 10, 15 и 30 кадров в секунду на медленной картинке

Наблюдая видео, на котором человек медленно идет по прямой, глаз не заметит существенной разницы между 24 и 60 кадров в секунду, так как движения плавные. Если этот человек быстро бежит – разница уже будет, ролик в 60 FPS покажется намного плавнее и приятнее, чем в 24 FPS. А если этот человек не просто бежит, а бежит зигзагом, попутно прыгая через препятствия – то даже разница между 60 и 120 FPS будет заметна, в пользу большей частоты.

Сравнение 12, 18, 25 и 60 кадров в секунду на динамичном видео

Чтобы проверить это, не нужно далеко ходить. Достаточно запустить на компьютере тяжелую игрушку сначала на низких настройках, чтобы FPS был высоким, а потом – на высоких или максимальных, чтобы получить меньше 30 FPS. Вы сразу заметите разницу: в первом случае объекты хоть и будут менее детальными, но движения – гораздо более плавными.

Увидев разницу между 30, 60 и 100 FPS, можно наглядно убедиться, что человеческий глаз видит гораздо больше 24 кадров в секунду. Предел, после которого разница становится не видна, зависит от индивидуальных особенностей зрения, и в случае с видео или игрой составляет 80-150 кадров в секунду, а иногда и больше.

Пределы восприятия зрительной системы

Помимо кадровой частоты, имеют значение и амплитуда смены кадра, резкость цветовых переходов, время показа каждого кадра. Если просто набрать разноцветных картинок, склеить их в видеоролик и менять со скоростью 120 кадров в секунду, человек хоть и не заметит все цвета, но будет испытывать дискомфорт.

Причина дискомфорта – напряжение глаз, которые пытаются зафиксировать каждую смену, и зрительного центра в мозге. Если долго смотреть на такое, могут заболеть глаза и голова, а у человека с эпилепсией может случиться приступ.

При коротком времени показа кадра (1 миллисекунду показывает – 10 мс не показывает) чувствительность глаз становится еще выше. Даже если человек не видит (не воспринимает сознательно) смены кадра, и картинка плавная, резкие цветные вспышки (когда кадр показывается), чередующиеся с черным фоном (кадр не показывается), зрительная система улавливает.

Именно этим обусловлен дискомфорт, который испытывают некоторые люди при наблюдении AMOLED-экранов Samsung на сниженной яркости. Ведь в режиме снижения яркости включается ШИМ-регулятор подсветки, который быстро включает и гасит пиксели. Циклов включения-гашения за секунду происходит 240, то есть их частота – 240 Гц или 240 кадров в секунду.

Полосы на экране - эффект от мерцания, которое замечает камера

Человек вроде и не видит смену кадров с такой частоты, картинка кажется плавной, но чувствительная зрительная система все же фиксирует этот процесс. То есть, сознание хоть и видит за секунду меньше кадров, но глаза способны уловить и больше. Просто из-за очень высокой частоты мозг напрягается, но не обрабатывает эту информацию до конца.

Незаметными для людей с высокочувствительным зрением становятся только частоты смены кадра и мерцания порядка 1000 Гц. Именно от 1 кГц (1000 кадров в секунду) – предел восприятия, преодолеть который большинство человеческих глаз не может. Таким образом, при наблюдении движущегося изображения, в большинстве случаев, человеческий глаз видит максимум около 100-150 кадров в секунду, но воспринимать способен на порядок больше.

Вы сняли с коптера красивейшие и плавные пролеты, а после монтажа всё дёргается? Если исходное видео вызывает восторг, а результат — слёзы, то, возможно, проблема в неправильном режиме съемки.

На примере DJI Phantom 3 Professional посмотрим доступные режимы съемки.

Если открыть список всех доступных, то сложно определить какой использовать режим — их очень много: 24, 25, 30, 48, 50, 60 кадров в секунду.

Однако, и тут всё не так просто. Если посмотреть в свойства отснятых файлов, то вместо 24, 30, 48 и 60 мы увидим там 23.976, 29.97, 47.952 и 59,94. И, хотя отличие аж в сотых долях, при неправильных настройках монтажа мы получим подергивания. Проверено на личном опыте.

Так какую же выбрать частоту кадров? Стандарты

Зачем все эти 23.976, 24, 25, 29.97 и почему нельзя выбрать другие? Откуда такие странные дробные числа?

24/48 кадров используется в кинематографе
25/50 (PAL/SECAM) при вещании ТВ в Европе и России
23.976, 47.952 и 29.97, 59.94 (NTSC) при вещании ТВ в США и Японии — на телевидении

Поэтому если материал, который вы снимаете, используется в репортаже на ТВ, то стоит использовать 25 или 50 кадров в секунду.

Так какую же выбрать частоту кадров? Битрейт

Помимо разрешения на качество картинки влияет еще и битрейт (bitrate), т. е. количество информации для хранения одной секунды видео. При этом у фанта битрейт зависит от разрешения, но реальное разрешение может быть ограниченно качеством оптики, что наглядно демонстрируется в следующем видео.

Видео кодек Ambarella A9 установленный на третьем фантоме позволяет кодировать 4K видео с битрейтом 100Мбит/с. Однако DJI ограничила данное значение на 60 Мбит/с у PRO версии. И, вряд ли, это связано со скоростью работы карт памяти — 12,5 Мбайт/с могут писать даже недорогие карты памяти, но что есть, то есть и из этого и будем выбирать.

Ниже приведена сводная таблица зависимости битрейта DJI Phantom 3 Pro от частоты кадров и разрешения (версия прошивки 1.6).

Как видно, помимо 4K видео с 60Мбит/с присутствует при съемке в 1080 и 60 кадров/с.

Так какую же выбрать частоту кадров? Плавность

Бытует миф, что человек различает лишь 24 кадра в секунду. На самом деле, человек способен различить значительно более быструю смену кадров. Причина выбора 24 кадров в секунду, опять же, историческая, это компромисс между плавностью, экономией пленки и качеством звука на оптической фонограммы.

Понять насколько сильно дергается 24 кадра можно по этой ссылке.

Так какую же выбрать частоту кадров? Совмещение оборудования

Правило помогающее избежать заморочек:

если в ролике используется видео не только с коптера, то хорошим правилом будет снимать с одинаковой (или кратной) частотой кадров на всём оборудовании.

Что-то типа выводов

Таким образом, когда мы выбираем необходимую частоту кадров, нам нужно ответить для себя на множество вопросов. И получить нужный для себя ответ, который, однако, не будет универсальным.

Однако, гораздо хуже если дрожит исходный материал, чтобы не допустить этого прочтите вот эту статью.

По выбору разрешения и битрейта вопрос остаётся открытым, но отмечу 3 режима:

Что это за параметр?

Экран телевизора (как и большинства других электронных устройств) не способен физически смещать изображение на экране. Чтобы создать иллюзию движения, на экране отображаются сменяющие друг друга статичные кадры. Как часто эти кадры меняются — определяет частота обновления экрана.

Однако нельзя путать частоту обновления экрана и частоту смены кадров видео, которое на этом экране демонстрируется. Первый параметр — характеристика телевизора и зависит от его устройства, второй параметр — характеристика видеоконтента и зависит от того, на каком оборудовании оно было снято, как смонтировано и в каком формате записано.

Какие бывают частоты обновления и смены кадров

Когда нужна высокая частота обновления

Раз большинство видео снято со скоростью 30 кадров в секунду, то 50/60 Гц более чем достаточно? Почему же часто звучит, что 60 Гц — прошлый век и качественного изображения на нем не добиться, и что сегодня даже 120 Гц мало? Следует отделить мифы от реальности.

Во-первых, как это ни странно звучит, но 15-20 лет назад разница между 50 и 100 герцами была куда более заметной: 100-герцовый телевизор действительно давал более качественную картинку, чем обычный 50-герцовый. Из-за прорисовки экрана одиночным электронным лучом (усугубленной чересстрочной разверткой), 50-герцовые кинескопы заметно мерцали, утомляя зрение и даже приводя к заболеваниям глаз при длительном воздействии. Вот только современные ЖК-экраны этой особенности лишены, и никакая частота обновления экрана больше не провоцирует мерцание.

Недорогие телевизоры получают промежуточные кадры копированием предыдущих, модели подороже используют простенькую интерполяцию, а продвинутые модели уже могут использовать алгоритмы подавления шума и снижения размытия.

В-третьих, высокая частота обновления пригодится при использовании телевизора в качестве игрового монитора. Киберспортсменам это может дать реальное преимущество, что описано в этой статье.

Частоты выше 120 Гц

Еще совсем недавно полки ломились от телевизоров с частотой обновления 240, 400, 600 и даже больше — вплоть до тысяч герц. В последнее время они как-то пропали, но в интернете еще встречаются рекомендации выбирать телевизор с частотой не менее 200 Гц. Что это было?

Есть ли в этом смысл — вопрос спорный. Продвинутые алгоритмы современных телевизоров могут распознать, например, летящий мяч и сделать его идеально круглым на промежуточных кадрах, заметно увеличить плавность его полета и четкость картинки. Но всё предусмотреть невозможно, алгоритм может ошибаться, добавляя на кадры различные артефакты и фактически ухудшая картинку.

Выводы

Не стоит придавать этому параметру особого значения, лучше сконцентрируйтесь на действительно важных характеристиках — диагонали, разрешении, контрастности и т. д. Они куда сильнее влияют на качество изображения, чем частота обновления экрана. Смотреть на частоту в ущерб других параметров стоит разве что в том случае, если вы твердо нацелились на то, чтобы использовать телевизор в качестве игрового монитора.

Какой может быть подвох и как производитель утаивает истенное значение частоты кадров в секунду.

Раньше стандартом являлось 6 кадров в секунду, при просмотре записанного материала это будет напоминать замедленный эффект, но основную задачу – информативность при просмотре она выполняла. Сегодня производители предлагают большой выбор кодеков сжатия, таких как H.264, H265, H265+ и др., которые в свою очередь увеличивают количество кадров в секунду в записи и делаю мониторинг удобнее. С другой стороны производитель заботится о том как сэкономить объем жесткого диска, так как Видеорегистратору нужно уметь обрабатывать высокое разрешение от 1280*720 р и выше до 4К. Некоторые недобросовестные производители в неизвестных брендах к\с. заявляет уклончиво, просто указывая разбег , пример: от 6 до 25 кадров.

Оптимальное значение, какое оно?

Еще часто указывается максимальное количество кадров, при условии подключения одной или двух видеокамер, а если вы приобрели видеорегистратор на 8 или 16 камер, то при подключении большего количества видеокамер, скорость записи будет снижаться. Сегодня если ваша модель показывает в разрешении 1980*1020р 12 кадров и выше, знайте - это отличный показатель, который общепризнанным мировым сообществом производителей видеонаблюдения в мире.

Надо ли гнаться за частотой кадров в записи?

Проектируя будущую систему видеонаблюдения, важно учитывать такой параметр, как возможность самой видеокамеры передавать изображение в определенном количестве кадров в секунду, это легко проверить, подключив ее к самому прибору видео фиксации и в реальном времени посмотреть, как она передает изображение. Сегодня все камеры запрограммированы для передачи реального изображения с частотой 25 кадров в секунду и выше, вплоть до 60 к/с. В паспорте это указывается в таком виде как AHD/TVI/CVI:1080p@25к/с.
Но есть задачи, где скорость играет самую важную роль, оборудование такого уровня стоит дороже, применяется там, где мельчайшая подробность записи будет важна. Такие приборы устанавливаются в игровых заведениях, кассовых зонах, операционных в больницах, а также на дорогах и трассах.

Пример частоты кадров и как она влияет на просмотр записи. Сдесь мы можем сравнить влияние скорости и убедиться, что для стандартных задач подойдет 12 к\с.

Частота кадров в видеонаблюдении
Помните, чем меньше частота кадров, тем видео в записи становится менее плавным - это четко видно при съемке движущихся объектов в кадре.
Распознавание лица-важная задача в торговых центрах, офисных помещениях. Здесь оптимально будет использование 12 к\с и выше.
Съемка человека при обычном шаге

Бегущий человек в поле обзора

Частота кадров (Frames per Second) - статистика от профессионалов

Итак, давайте подведем итог, помните, что стандартным показателем частоты кадров на сегодня является 12к\с., при таком просмотре записи вы не будете замечать сильного замедления кадров, что позволит Вам комфортно просматривать прошлые события, при этом будет существенно экономиться место на жестком диске. Желаем Вам удачных покупок в нашем магазине.

Читайте также: