Tôi dành quá nhiều phút đầu tiên của mình trong một trò chơi mới với bộ đếm tốc độ khung hình chạy ở góc màn hình. Tôi chơi, siêu nhạy cảm với những trở ngại nhỏ nhất, nhúng vào và ra khỏi cài đặt đồ họa để tối ưu hóa, lo lắng, tối ưu hóa và lại lo lắng.
Tôi thề là tôi không có quầy đó hoạt động mọi lúc. Điều đó sẽ không lành mạnh, phải không? Nhưng tốc độ khung hình rất quan trọng đối với chúng tôi. Đó là thước đo cốt lõi để chúng tôi đánh giá cả thiết bị của mình cũng như kỹ thuật của trò chơi. Và tại sao không? Bộ đếm tốc độ khung hình không nói dối. Nó báo cáo một số thẳng, đơn giản. Trong một thế giới không chắc chắn, đó là điều chúng ta có thể đứng vững.
Nhưng bạn có thể nhìn thấy tốc độ khung hình cao? Vì vậy, bắt đầu một cuộc tranh luận lâu đời như trò chơi trên PC, một cuộc chiến liên miên và bối rối, trong đó niềm kiêu hãnh đụng độ với nền khoa học lung lay. Nhưng gạt cơn thịnh nộ của Internet sang một bên, đây là một câu hỏi thú vị, đặc biệt vì nó liên quan đến cách chúng ta trải nghiệm trò chơi máy tính cơ bản nhất. Cái gì là tốc độ khung hình tối đa mà mắt người nhìn thấy? Làm thế nào có thể cảm nhận được sự khác biệt giữa 30 Hz và 60 Hz? Giữa 60 Hz và 144 Hz? Sau thời điểm nào thì việc hiển thị trò chơi nhanh hơn là vô nghĩa?
Câu trả lời rất phức tạp và khá lộn xộn. Bạn có thể không đồng ý với một số phần của nó; một số thậm chí có thể làm bạn tức giận. Các chuyên gia về mắt và nhận thức thị giác, ngay cả những người chơi trò chơi, cũng có thể có quan điểm rất khác với bạn về tầm quan trọng của hình ảnh trôi chảy mà máy tính và màn hình hiển thị. Nhưng thị giác và nhận thức của con người là một thứ kỳ lạ và phức tạp, và nó không hoạt động như người ta tưởng.
Các khía cạnh của tầm nhìn
Điều đầu tiên cần hiểu là chúng ta nhìn nhận các khía cạnh khác nhau của tầm nhìn một cách khác nhau. Phát hiện chuyển động không giống như phát hiện ánh sáng. Một điều nữa là các phần khác nhau của mắt hoạt động khác nhau. Trung tâm tầm nhìn của bạn giỏi những thứ khác với vùng ngoại vi. Và một điều nữa là có những giới hạn vật lý, tự nhiên đối với những gì chúng ta có thể cảm nhận được. Cần có thời gian để ánh sáng đi qua giác mạc trở thành thông tin mà não bạn có thể hoạt động và não của chúng ta chỉ có thể xử lý thông tin đó ở một tốc độ nhất định.
Còn một khái niệm quan trọng khác: toàn bộ những gì chúng ta cảm nhận được lớn hơn những gì mà bất kỳ yếu tố nào trong hệ thống thị giác của chúng ta có thể đạt được. Điểm này là nền tảng để hiểu nhận thức của chúng ta về tầm nhìn.
Jordan DeLong nói với tôi rằng bạn không thể dự đoán hành vi của toàn bộ hệ thống dựa trên một tế bào hoặc một tế bào thần kinh. DeLong là trợ lý giáo sư tâm lý học tại trường Cao đẳng St Joseph ở Rensselaer và phần lớn nghiên cứu của ông là về hệ thống thị giác. Chúng ta thực sự có thể cảm nhận được mọi thứ, chẳng hạn như chiều rộng của một hoặc hai đường thẳng thẳng hàng, nhỏ hơn những gì mà một nơ-ron riêng lẻ có thể làm được, và đó là bởi vì chúng ta đang tính trung bình trên hàng nghìn hàng nghìn nơ-ron. Bộ não của bạn thực sự chính xác hơn nhiều so với một phần riêng lẻ của nó.
chuồng bg3
Người chơi game... [là] một nhóm người thực sự kỳ lạ gồm những người có thể đang hoạt động gần mức [tầm nhìn] tối đa.
Trợ lý giáo sư Jordan DeLong
Và cuối cùng, chúng tôi đặc biệt. Người chơi trò chơi máy tính có đôi mắt tinh tường nhất. DeLong cho biết, nếu bạn đang làm việc với các game thủ, bạn đang làm việc với một nhóm người thực sự kỳ lạ, những người có thể đang hoạt động gần mức tối đa. Đó là bởi vì nhận thức trực quan có thể được rèn luyện và trò chơi hành động đặc biệt tốt trong việc rèn luyện thị giác .
Adrien Chopin, một nhà nghiên cứu hậu tiến sĩ về khoa học nhận thức, nói với tôi rằng [Trò chơi là] độc nhất, một trong những cách duy nhất để tăng cường hầu hết mọi khía cạnh trong tầm nhìn của bạn, do đó, độ nhạy tương phản, khả năng chú ý và theo dõi nhiều đối tượng. Trên thực tế, trò chơi đang được sử dụng trong các liệu pháp thị giác rất tốt.
Vì vậy, trước khi bạn tức giận khi các nhà nghiên cứu nói về những gì tốc độ khung hình mà bạn có thể và không thể nhận biết, hãy tự khen mình: nếu bạn chơi những trò chơi nặng về hành động, bạn có thể nhạy cảm hơn với tốc độ khung hình so với người bình thường.
Nhận biết chuyển động
Bây giờ chúng ta hãy đi đến một số con số. Điều đầu tiên cần nghĩ đến là tần số nhấp nháy. Hầu hết mọi người đều cảm nhận được nguồn sáng nhấp nháy là nguồn sáng ổn định ở tốc độ 50 đến 60 lần một giây hoặc hertz. Một số người có thể phát hiện ra ánh sáng nhấp nháy nhẹ trong bóng đèn huỳnh quang 60 Hz và hầu hết mọi người sẽ nhìn thấy những vệt mờ nhấp nháy trong tầm nhìn của họ nếu họ chuyển động mắt nhanh khi nhìn vào đèn hậu LED được điều chỉnh có trong nhiều ô tô hiện đại.
Nhưng điều này chỉ đưa ra một phần của câu đố khi nói đến việc cảm nhận các cảnh quay trò chơi mượt mà. Và nếu bạn đã nghe về các nghiên cứu về phi công chiến đấu trong đó họ đã chứng tỏ khả năng nhận biết hình ảnh lóe lên trên màn hình trong 1/250 giây, thì đó cũng không hẳn là nhận thức về hình ảnh mượt mà, trôi chảy trong trò chơi máy tính. . Đó là bởi vì trò chơi tạo ra hình ảnh chuyển động và do đó gọi các hệ thống hình ảnh khác nhau đến các hệ thống xử lý ánh sáng đơn giản.
Một bộ ảnh cổ điển được sử dụng trong các cuộc thảo luận về sự bền vững của tầm nhìn. Thông qua David DeFino.
Ví dụ, có thứ này được gọi là định luật Bloch . Về cơ bản, đó là một trong số ít quy luật về nhận thức, Giáo sư Thomas Busey, phó trưởng khoa tại Khoa Khoa học Tâm lý và Não bộ của Đại học Indiana, nói với tôi. Nó nói rằng có sự cân bằng giữa cường độ và thời lượng trong một tia sáng kéo dài dưới 100 mili giây. Bạn có thể có một nano giây ánh sáng cực kỳ rực rỡ và nó sẽ xuất hiện giống như một phần mười giây của ánh sáng mờ. Nói chung, mọi người không thể phân biệt giữa các kích thích ngắn, sáng và dài, mờ trong khoảng thời gian 1/10 giây, ông nói. Nó hơi giống mối quan hệ giữa tốc độ màn trập và khẩu độ trong máy ảnh: bằng cách cho nhiều ánh sáng đi vào với khẩu độ rộng và cài đặt tốc độ màn trập ngắn, bức ảnh của bạn sẽ có độ phơi sáng tốt như ảnh được chụp bằng cách để một lượng nhỏ ánh sáng. ánh sáng có khẩu độ hẹp và cài đặt tốc độ màn trập dài.
Nhưng trong khi chúng ta gặp khó khăn trong việc phân biệt cường độ của các tia sáng dưới 10 mili giây, chúng ta có thể cảm nhận được các đồ tạo tác chuyển động cực kỳ nhanh. Chúng phải rất cụ thể và đặc biệt, nhưng bạn có thể thấy một vật phẩm ở tốc độ 500 khung hình/giây nếu muốn, DeLong nói với tôi.
Tính đặc hiệu liên quan đến cách chúng ta cảm nhận các loại chuyển động khác nhau. Nếu bạn đang ngồi yên và quan sát những thứ phía trước bạn đang di chuyển, đó là một tín hiệu rất khác với tầm nhìn bạn có được khi bạn đang đi bộ. Họ tập trung vào những nơi khác nhau, DeLong nói. Phần giữa tầm nhìn của bạn, vùng da mắt, chi tiết nhất, thực sự có khá nhiều rác rưởi khi phát hiện chuyển động, vì vậy nếu bạn đang xem mọi thứ ở giữa màn hình chuyển động thì đó không phải là vấn đề lớn tốc độ làm mới là bao nhiêu; bạn không thể nhìn thấy nó bằng phần mắt đó.
thương nhân lừa đảo không gian biển đồng hành
Nhưng ở ngoại vi của mắt chúng ta, chúng ta phát hiện chuyển động cực kỳ tốt . Với màn hình lấp đầy tầm nhìn ngoại vi đang cập nhật ở tần số 60 Hz trở lên, nhiều người sẽ cho biết rằng họ có cảm giác mạnh mẽ rằng họ đang di chuyển về mặt vật lý. Đó là một phần lý do tại sao tai nghe VR, có thể hoạt động ở tầm nhìn ngoại vi, cập nhật nhanh như vậy (90 Hz).
Cũng đáng để xem xét một số điều chúng ta đang làm khi chơi game bắn súng góc nhìn thứ nhất chẳng hạn. Chúng tôi liên tục kiểm soát mối quan hệ giữa chuyển động của chuột và chế độ xem trong vòng phản hồi động cơ nhận thức, chúng tôi đang điều hướng và di chuyển trong không gian 3D, đồng thời chúng tôi cũng đang tìm kiếm và theo dõi kẻ thù. Do đó, chúng tôi liên tục cập nhật hiểu biết của mình về thế giới trò chơi bằng thông tin trực quan. Busey nói rằng lợi ích của hình ảnh mượt mà, nhanh chóng được làm mới đến từ nhận thức của chúng ta về chuyển động quy mô lớn hơn là chi tiết nhỏ.
Nhưng chúng ta có thể cảm nhận được chuyển động nhanh đến mức nào? Sau tất cả những gì bạn đã đọc ở trên, có lẽ bạn có thể đoán rằng không có chính xác câu trả lời. Nhưng có một số câu trả lời chắc chắn như thế này: bạn có thể nhận thấy rõ ràng nhất sự khác biệt giữa 30 Hz và 60 Hz.
Chúng ta thực sự có thể thấy tốc độ khung hình nào?
Chắc chắn 60 Hz tốt hơn 30 Hz, rõ ràng là tốt hơn, Busey nói. Vì vậy, một khiếu nại trên internet đã bị hủy bỏ. Và vì chúng ta có thể cảm nhận được chuyển động ở tốc độ cao hơn mức chúng ta có thể nhận được từ nguồn sáng nhấp nháy 60 Hz, nên mức độ sẽ cao hơn thế, nhưng anh ta sẽ không đứng trước một con số. Tôi không biết liệu tần số đó có ổn định ở tần số 120 Hz hay không hay liệu bạn có được tăng thêm lên đến 180 Hz hay không.
Tôi nghĩ thông thường, khi bạn đạt tốc độ trên 200 khung hình / giây, nó trông giống như chuyển động thông thường, thực tế, DeLong nói. Nhưng nói một cách thông thường hơn, anh ấy cảm thấy rằng mức giảm khả năng mọi người có thể phát hiện những thay đổi về độ mượt trên màn hình nằm ở khoảng 90Hz. Chắc chắn, những người hâm mộ có thể nhận ra những khác biệt nhỏ nhặt, nhưng đối với những người còn lại trong chúng ta thì rượu vang đỏ là rượu vang đỏ.
Chopin nhìn chủ đề này rất khác. Anh ấy nói với tôi rằng theo tài liệu thì rõ ràng là bạn không thể nhìn thấy bất cứ thứ gì có tần số lớn hơn 20 Hz. Và mặc dù tôi thừa nhận ban đầu tôi đã khịt mũi vào cốc cà phê của mình, nhưng lập luận của anh ấy nhanh chóng bắt đầu có lý hơn rất nhiều.
Chắc chắn 60 Hz tốt hơn 30 Hz, rõ ràng là tốt hơn.
Giáo sư Thomas Busey
Anh ấy giải thích với tôi rằng khi chúng tôi tìm kiếm và phân loại các yếu tố làm mục tiêu trong game bắn súng góc nhìn thứ nhất, chúng tôi đang theo dõi nhiều mục tiêu và phát hiện chuyển động của các vật thể nhỏ. Ví dụ: nếu bạn thực hiện tính năng phát hiện chuyển động của một vật thể nhỏ, tần số thời gian tối ưu của một vật thể mà bạn có thể phát hiện là bao nhiêu?
Và các nghiên cứu đã phát hiện ra rằng câu trả lời nằm trong khoảng từ 7 đến 13 Hz. Sau đó, độ nhạy cảm với chuyển động của chúng ta giảm đi đáng kể. Khi bạn muốn thực hiện tìm kiếm bằng hình ảnh, theo dõi nhiều hình ảnh hoặc chỉ diễn giải hướng chuyển động, não của bạn sẽ chỉ lấy 13 hình ảnh trong một giây liên tục, do đó bạn sẽ tính trung bình các hình ảnh khác ở giữa thành một hình ảnh.
Được phát hiện bởi nhà nghiên cứu Rufin vanRullen vào năm 2010, điều này thực sự xảy ra trong não chúng ta : bạn có thể thấy xung hoạt động ổn định 13 Hz trong điện não đồ và nó được hỗ trợ thêm bởi quan sát rằng chúng ta cũng có thể trải nghiệm ' hiệu ứng bánh xe ngựa ’ bạn nhận được khi chụp ảnh một vật thể có nan hoa đang quay. Khi phát lại, cảnh quay có thể hiển thị vật thể đang quay theo hướng ngược lại. Bộ não cũng làm điều tương tự, Chopin nói. Bạn có thể thấy điều này mà không cần máy ảnh. Dựa trên tất cả các nghiên cứu, chúng tôi không thấy có sự khác biệt nào giữa 20hz trở lên. Hãy chuyển sang 24hz, tiêu chuẩn của ngành điện ảnh. Nhưng tôi không thấy bất kỳ điểm nào vượt quá điều đó.
Nhận thức và phản ứng 
Bài viết này đề cập đến tốc độ khung hình mà mắt người có thể cảm nhận được. Con voi trong phòng: chúng ta có thể nhanh đến mức nào phản ứng với những gì chúng ta thấy? Đó là một sự khác biệt quan trọng giữa trò chơi và phim xứng đáng được viết trong một bài viết khác.
Vậy tại sao trò chơi có thể cảm thấy khác biệt rõ rệt ở tốc độ 30 và 60 khung hình/giây? Có nhiều thứ đang diễn ra hơn tốc độ khung hình. Độ trễ đầu vào là khoảng thời gian trôi qua kể từ khi nhập lệnh, lệnh đó được trò chơi diễn giải và truyền đến màn hình cũng như quá trình màn hình xử lý và hiển thị hình ảnh. Quá nhiều độ trễ đầu vào sẽ khiến bất kỳ trò chơi nào có cảm giác chậm chạp, bất kể tốc độ làm mới của màn hình LCD.
Tuy nhiên, một trò chơi được lập trình để chạy ở tốc độ 60 khung hình/giây có thể hiển thị thông tin đầu vào của bạn nhanh hơn vì các khung hình có khoảng thời gian hẹp hơn (16,6 mili giây) so với 30 khung hình/giây (33,3 mili giây). Thời gian phản hồi của con người chắc chắn không nhanh đến thế, nhưng khả năng học hỏi và dự đoán có thể làm cho phản ứng của chúng tôi dường như nhanh hơn nhiều.
Điều quan trọng ở đây là Chopin đang nói về việc bộ não thu thập thông tin hình ảnh mà nó có thể xử lý và hành động dựa trên đó. Anh ấy không nói rằng chúng ta không thể nhận thấy sự khác biệt giữa cảnh quay 20 Hz và 60 Hz. Chỉ vì bạn có thể thấy sự khác biệt không có nghĩa là bạn có thể giỏi hơn trong trò chơi , anh ta nói. Sau 24 Hz, bạn sẽ không khá hơn, nhưng bạn có thể có một số trải nghiệm hiện tượng học khác. Do đó, có sự khác biệt giữa tính hiệu quả và kinh nghiệm.
Và mặc dù Busey và DeLong thừa nhận sức hấp dẫn về mặt thẩm mỹ của tốc độ khung hình mượt mà, nhưng không ai trong số họ cảm thấy rằng tốc độ khung hình là điều quan trọng nhất của công nghệ chơi game mà có lẽ chúng ta đang làm. Đối với Chopin, độ phân giải quan trọng hơn nhiều. Ông nói: Chúng ta rất hạn chế trong việc giải thích sự khác biệt về thời gian, nhưng chúng ta hầu như không có giới hạn trong việc giải thích sự khác biệt về không gian.
máy tính điều khiển tốt nhất
Đối với DeLong, độ phân giải cũng rất quan trọng, nhưng chỉ đối với vùng nhỏ ở trung tâm của mắt quan tâm đến nó, vùng chỉ bao gồm một vài độ trong trường nhìn của bạn. Một số nội dung hấp dẫn nhất mà tôi từng thấy là tính năng theo dõi bằng mắt. Tại sao chúng ta không chỉ thực hiện độ phân giải đầy đủ cho những vùng mắt mà chúng ta thực sự cần? Nhưng trọng tâm thực sự của anh ấy là tỷ lệ tương phản. Ông nói: “Khi chúng ta nhìn thấy màu đen thực sự và màu trắng sáng, điều đó thực sự hấp dẫn.
Những gì chúng ta thực sự biết
Sau tất cả những điều đó, chúng ta thực sự biết gì? Rằng bộ não rất phức tạp và thực sự không có câu trả lời chung nào áp dụng cho tất cả mọi người.
- Một số người có thể cảm nhận được sự nhấp nháy ở nguồn sáng 50 hoặc 60 Hz. Tốc độ làm mới cao hơn làm giảm hiện tượng nhấp nháy có thể cảm nhận được.
- Chúng tôi phát hiện chuyển động tốt hơn ở vùng ngoại vi tầm nhìn của chúng tôi.
- Cách chúng ta cảm nhận ánh sáng lóe lên của một hình ảnh khác với cách chúng ta cảm nhận chuyển động liên tục.
- Các game thủ thường có đôi mắt nhạy cảm và được rèn luyện tốt nhất khi nhận biết những thay đổi trong hình ảnh.
- Chỉ vì chúng ta có thể nhận thấy sự khác biệt giữa tốc độ khung hình không nhất thiết có nghĩa là nhận thức đó sẽ ảnh hưởng đến thời gian phản ứng của chúng ta.
Vì vậy, đây không phải là một chủ đề gọn gàng và trên hết, chúng tôi cũng phải xem xét liệu màn hình của chúng tôi có thực sự có khả năng xuất hình ảnh ở tốc độ khung hình cao này hay không. Nhiều màn hình không vượt quá 60 Hz và Busey đặt câu hỏi liệu màn hình được quảng cáo ở tần số 120 Hz có thực sự hiển thị nhanh như vậy hay không (theo một số thử nghiệm chuyên sâu nghiêm túc tại TFTCentral , họ chắc chắn làm được). Và với tư cách là một người cũng thích các trò chơi ở tốc độ 30 khung hình mỗi giây (và thường là ít hơn) do bảng điều khiển của tôi hiển thị, tôi có thể liên tưởng đến việc họ gợi ý rằng các khía cạnh khác của màn hình hiển thị có thể kết nối tốt hơn với nhận thức thị giác của tôi.
Mặt khác, tôi rất muốn nghe các đội chuyên nghiệp chia sẻ trải nghiệm khách quan của họ với tốc độ khung hình và cách nó ảnh hưởng đến hiệu suất của người chơi. Có lẽ họ sẽ chứng thực hoặc mâu thuẫn với suy nghĩ hiện tại của khoa học trong lĩnh vực này. Nếu các game thủ đặc biệt đến vậy khi nói đến tầm nhìn, có lẽ chúng ta nên là người đưa ra những hiểu biết mới về nó.
