НТВ плюс 

Почему 60 кадров в секунду выглядит ускоренно. Еще раз о частоте кадров. Частоты киносъёмки и кинопроекции

К аким бы качественным ни казалось воспроизведение видео, его всегда можно улучшить. Способов оптимизации видео существует довольно много, но одним из самых важных является настройка плавности. Причины, по которым воспроизведение может показаться недостаточно плавным, могут быть различны, но, как правило, это связано с недостатками производительности компьютера и его графической подсистемы, неправильным порядком чередования полей интерлейсного видео, а также несовпадением частоты кадров и частоты обновления экрана.


Большинство видеофайлов, которое сейчас можно скачать в интернете, имеют частоту 24 FPS . Этот стандарт был принят ещё в 1932 году как компромисс между качеством воспроизведения и расходом киноплёнки. Воспроизведение видео с частотой 24 кадра в секунду можно было бы сделать более плавным, если снизить частоту обновления экрана до 24 Гц . Но сделать это можно только для экранов телевизоров, если же вы откроете настройки монитора компьютера или ноутбука, скорее всего доступными окажутся только два параметра: 50 Гц и 60 Гц . Дисплеи с поддержкой 24p встречаются редко, но если ваш монитор является одним из них, считаете, что вам повезло.

А вот что делать всем остальным? Пойти обратным путём. Если частоту обновления монитора нельзя снизить до частоты кадров видео, то увеличить частоту кадров видео до существующей частоты обновления экрана очень даже возможно. Как?

Методом интерполяции соседних кадров. Суть его заключается в добавлении в видеоряд промежуточных кадров, сгенерированных на основе двух «настоящих» соседних кадров. Для этого мы предлагаем использовать специальную программу или сокращенно SVP . Принцип её работы хорошо демонстрирует рисунок, взятый с официального сайта проекта.

Главное преимущество этой программы в том, что она не нуждается в дополнительных настройках, а поэтому может быть использована даже новичками. SVP включает в себя два основных модуля: SVPflow и SVP Manager . Первый модуль отвечает за расчёт и добавление кадров в видеопоток, второй обеспечивает доступ к настройкам параметров программы. Скачать полную (не Core) версию пакета можно с официального сайта www.svp-team.com/wiki/Download/ru . Для корректной работы SVP вам также понадобится видеоплеер с поддержкой внешних фильтров DirectShow . Лучше всего для этих целей подойдет 32-разрядный(!) Media Player Classic Home Cinema (MPC-HC) . По умолчанию MPC-HC уже входит в инсталляционный пакет SVP, поэтому самым разумным будет установить его стандартную версию с теми параметрами, которые предлагает мастер и не мучиться впоследствии с настройками фильтров. Компонент рендер MadVR для работы SVP не является обязательным, но можно отметить и его.

Если MPC-HC уже установлен

Если у вас уже имеется Media Player Classic Home Cinema , галочку в окне мастера установщика SVP можно снять, но при этом сам плеер придётся немного настроить, в частности, добавить в него компоненты ffdShow и . Для этого переходим в настройки плеера,

В левой колонке находим «Внешние фильтры» , жмём «Добавить».

И в открывшемся окошке выбираем «ffdshow raw video filter» .

Возвращаемся в окно настроек и устанавливаем для добавленного фильтра галочку «Предпочесть» . Для добавления открываем в MPC-HC любой видеофайл, переходим в системный трей, находим там значок ffdshow и двойным кликом по нему открываем настройки .

Отыскиваем в левой колонке пункт и отмечаем его галочкой.

Если же MPC-HC устанавливался вместе с SVP , ничего настраивать не нужно. SVP достаточно умна и все необходимые настройки производит сама с учетом конфигурации конкретного компьютера, и чтобы преобразовать видео 24 FPS в 60 FPS , достаточно просто запустить в MPC-HC на воспроизведение любой видеофайл. При этом в нижней левой части окна плеера у вас должна появиться строка «SVP: Воспроизведение 23.976 * (18:7) = 61.653 fps Автоподрезка: » .

У вас соотношение сторон и FPS могут отличаться, но это не важно. Если такая строка появилась, считайте что всё сделано правильно и плавность воспроизведения вам обеспечена.

Что касается настроек самой SVP, они вам не понадобятся. Впрочем, ознакомиться с ними всё же стоит, только менять ничего не нужно, разве что вы точно знаете, к чему приведут ваши действия.

Возможно, у наших читателей уже возник вопрос, а не скрывается за всем этим какой-то подвох? Уж слишком всё просто. Нет, подвоха здесь нет никакого, однако алгоритм интерполяции SVP не лишён определённых недостатков.

Во-первых , это повышенная нагрузка на центральный процессор на всём протяжении просмотра видео. Объясняется это тем, что расчёт дополнительных кадров и встраивание их в видеоряд программа производит на лету. Во-вторых , при просмотре видео, содержащего сцены с быстродвижущимися объектами, иногда могут проявляться незначительные артефакты в виде туманных ореолов, чьи размытые контуры напоминают перемещающийся объект. И всё же на фоне всех преимуществ, которых даёт использование SVP, эти недостатки кажутся весьма незначительными.

В начале кинопленка была очень дорогая – на столько, что для того, чтобы ее экономить, режиссеры пытались использовать наименьшее количество кадров, которое обеспечивало плавность движения. Этот порог колебался от 16 до 24 кадров в секунду и в конечном счете был выбран единый уровень в 24 кадра в секунду. Такой стандарт установился на многие десятилетия и до сих пор используется в кинематографии.

Какое количество кадров выбрать

Выбор количества кадров зависит от творческого видения и эффекта, который Вы хотите получить. Меньшая скорость делает так, что мозг подсознательно признает, что наблюдаемое изображение является «фальшивкой», поэтому выбор 24 кадров в секунду может отлично подчеркнуть концепцию на основе воображения, например, в сказках и других нереальных фильмах.

Чем выше количество кадров, тем более реалистично выглядят сцены, поэтому такая скорость идеально подходит для современных художественных, документальных или фильмов в стиле экшен. Хотя 60 кадров в секунду является лучшим технически решением для достижения плавности, но покадровые анимационные ролики отлично выглядят и при 12 кадрах в секунду, а увидеть мяч во время матча, записанного с частотой 24 кадра в секунду – это уже практически невозможно.

Часто разработчики пытаются придерживаться частоты кадров традиционно используемой в их регионе, т.е. 29,97 кадра в секунду в США и Японии и 25 кадров в секунду в Европе и большинстве стран Азии. Постарайтесь, чтобы ваш выбор был продуман.

Помните, что человеческий глаз является сложным устройством и не распознает отдельных кадров, поэтому эти рекомендации не следует рассматривать в качестве доказанных научно фактов, а, скорее, как результат многолетних наблюдений разных людей.

Ниже вы найдете информацию об общих цифрах кадров, используемых в фильмах и клипах:

  • 12 кадров в секунду : абсолютный минимум, необходимый для появления движения. Меньшие скорости будут восприниматься как набор отдельных изображений.
  • 24 кадра в секунду : минимальное значение, при котором движение выглядит достаточно плавно. Это неплохой вариант, который подойдет для создания атмосферы старого фильма.
  • 25 кадров в секунду : ТВ-стандарт в ЕС и большинстве стран Азии.
  • 30 кадров в секунду (точнее 29,97) : стандарт, применяемый в США и Японии.
  • 48 кадров в секунду : значение в два раза выше, чем в традиционных фильмах.
  • 60 кадров в секунду : в настоящее время наиболее передовая скорость записи. Большинство людей не видит особой разницы в плавности движений при съемке выше 60 кадров в секунду. Это количество кадров, отлично подходит для отображения динамичного экшена.

Анимация с частотой 12 кадров в секунду

Высокая частота кадров может быть также полезна во время затемнения и осветления изображений, когда при более низких значениях может произойти потеря качества изображения.

Конечно, вы не должны использовать одну фиксированную частоту кадров во всем фильме. Например, вы можете выбрать 24 кадра в секунду, чтобы получить романтический эффект, а потом перейти на 60 кадров в секунду, когда это потребуется:

  • Взрывы : взрывы в кино, снятые с частотой 24 кадра в секунду, выглядят либо четкими, но прерывистыми, либо размытыми, но плавными. При большем числе кадров в секунду можно отобразить очень быстрые взрывы детально, с высокой плавностью и четкостью..
  • Жидкости : при высокой частоте кадров Вы получаете возможность расширенных настроек диафрагмы при съемке быстро движущихся жидкостей.
  • Динамические сцены : например, бокс, борьба и т.д.
  • Выстрелы и другие быстро движущиеся объекты : размытие движения при более низких частотах кадров делают невозможным отслеживание быстро движущихся объектов. В сценах, снятых с большим количеством кадров в секунду эта проблема не возникает.

Вам не придется выбирать между размытие и низкой детализацией

В сценах с быстрым действием и большим количеством мелких, движущихся объектов, как в этом клипе Nintendo , частота в 60 кадров в секунду позволяет зафиксировать все мельчайшие детали, сохраняя при этом необычайную плавность изображения.

Запишите минутное видео с большим, а потом, с небольшим количеством кадров. Поделитесь этой записью с сообществом и спросите участников, что им понравилось в этих фильмах.

Среди многих игроков бытует мнение, что чем больше FPS (frames per seconds или - кадров в секунду), тем лучше. Когда-то шли споры про введение 60 FPS, сейчас же прогресс пошел вперед и современные игровые машины могут выдавать и все 120, а то и 400. Но на самом ли деле мы видим все 120 FPS?

Ответ на этот вопрос довольно противоречив. Некоторые считают, что 60 FPS достаточно, другие говорят, что разница между 120 и 60 очевидна. Любители Counter-Strike воротят нос, если компьютер выдаёт менее 300 FPS. На самом ли деле это так?

Важным фактором в подаче изображения, естественно, является монитор. Мощности видеокарты может хватать и на 120 FPS, и на 240, и даже на 400 FPS. Но способен ли на это ваш монитор?

Количество кадров в секунду выдает именно видеокарта - она источник изображения. Количество кадров, которое выдает видеокарта, может не совпадать с частотой обновления кадров на мониторе. Большинство мониторов поддерживают частоту только 60 Гц.

Таким образом, если видеокарта позволяет выдавать 120 FPS, а частота вашего монитора 60 Гц, то эти 60 кадров становятся избыточными, и разницы вы не увидите. Также это может привести к поломке монитора.

Проверим это на примере.

На сайте frames-per-second.appspot.com есть возможность протестировать изображение с различным FPS.

Нам даны два мяча, которые постоянно прыгают. На каждую анимацию можно установить определенный FPS.

Поставим на первый мяч 120, а на второй 60 FPS соотвественно. Если максимальная частота обновления кадров вашего монитора 60 Гц, то вы не увидите разницы.

Попробуйте проверить это сами.

Предварительно стоит убедиться, какую же все таки частоту поддерживает ваш монитор. Для этого в Windows 7 щелкните правой кнопкой мыши на рабочем столе и нажмите кнопку "Разрешение экрана". Далее - кнопку "Дополнительные парамеры", и там щёлкайте по вкладке "Монитор".

Если вы счастливый обладатель монитора на 120 Гц и мощного железа, то могу вас поздравить. Ведь 120 и 60 FPS действительно отличаются при наличии монитора 120 Гц.

Согласитесь, лучше, когда отклик на действие происходит 120 раз в секунду, а не 60. Высокий FPS позволит быстрее реагировать на происходящее в игре и сделать игровой процесс более комфортным.

В прошлом году портал hardware.info проводил интересный эксперимент, цель которого - доказать, что разницу между 60 и 120 FPS видно невооруженным глазом. Для этого пригласили 50 человек, которые играли в Call of Duty на ПК с мощным железом. Было проведено так называемое слепое тестирование - для каждой игровой сессии выставлялась определённая частота обновления экрана монитора - 60 или же 120 Гц, и игрок должен был отличить одну от другой.

Итог таков - 86% игроков справились с этой задачей , а те, кто видел разницу при каждом переключении частоты обновления экрана, получили в подарок монитор.

Для обладателей мониторов с частотой 60 Гц и мощной видеокартой могу посоветовать ставить ограничение на 60 FPS в играх .

Итог: разница между 60 и 120 FPS есть, но ее можно увидеть только на мониторе 120 Гц.

Любителям же Counter-Strike, которые любят добиваться скорости обновления кадров 300 и 400 в секунду, можно только порекомендовать вновь сесть за учебники физики. Тренируйте реакцию и не списывайте неудачи на оборудование!

Технология 60fps (60 кадров в секунду) позволяет улучшить восприятие видео. Хотя нет, не так, лучше сказать, что видео с частотой 60 кадров в секунду смотрится совершенно по другому. А уж лучше или хуже — это зрителю решать 🙂 Движения кажутся плавными без подергиваний. Особенно сильно эффект от перевода видео в 60fps наблюдается на сценах с панорамированием, когда камеру ведут, чтобы охватить, как можно больше сцены или на видео снятого с короткой выдержкой, когда весь видеоролик превращается в быстрое, мерцающее слайд-шоу (при короткой выдержке нет смаза, поэтому переход от кадра к кадру идет не плавно). Тут сразу следует оговориться про терминлогию. Почему 60fps, а не 50fps? Проще говоря, когда видео стало широко входить в массы было 2 типа частоты кадров: 25 кадров в секунду (25fps) и 30 кадров в секунду (30fps). В Европе и в Росси были распространены 25, в США — 30.




25/30 fps А теперь, когда появилось мощное оборудование, экраны телевизоров перестали мазать люминофором с обратной стороны (шутка), появились 50fps и 60fps. То есть 25fps перешло в 50fps, а 30fps в 60fps. Для простоты мы будем придерживаться термина 60fps, подразумевая что есть видео 50fps. Сейчас наблюдается тенденция ухода в сторону 60fps. Многие современные видеокамеры могут записывать видео в формате 1080p, 60fps, что уж говорить про профессиональные. Но что делать тем у кого в архиве видео снятое на старый-добрый 25/30fps? Им как быть? Можно все оставить, как есть и не переводить в 60fps. Но если уж захочется, то можно и попробовать 🙂

Как это работает

Существует много технологий перевода видео в формат 60fps. Можно сказать, перевод видео в формат с удвоенной частотой кадров. Но все они сводятся к одному и тому же, нужно между соседними кадрами «втиснуть» еще один. Вопрос в том, откуда этот кадр взять? И вот тут начинается самое интересное. Кто-то предложил в качестве этого кадра взять предыдущий и просто показать его 2 раза. А кто-то предложил этот кадр выстроить заново, взяв за основу предыдущий и последующий кадры старого видео, что оказалось, вобщем-то нетривиальной задачей. А кто-то предложил полукадры интерлейсного видео достроить до полного кадра и тем самым удвоить частоту. Многое что предалагали.

Fpska не показывает видео с удвоенной частотой кадров. Она создает новое видео с удвоенной частотой кадров на основе оригинального.



fpska не показывает, а «перерабатывает» видео из одного формата в другой Конвертацию нужно сделать только один раз, а дальше можно залить на Youtube, загрузить в телефон и так далее. Конвертация заточена под максимальное качество. Для разных типов видео можно подобрать такие параметры создания промежуточных кадров, чтобы процесс пошел быстрее. Но так как заранее не известно какой тип движения будет в кадре, то все настройки выкручены на Max. Можно сказать, что «из пушки по воробьям», зато не надо каждый раз думать про подбор параметров.

Fpska понимает самые распространенные форматы/контейнеры avi, mkv, mp4, mov, 3gp, flv.
Mts, m2v — не подходят.

Пример удвоения частоты для видео с 24 кадрами в секунду (воспроизведите видео один раз, чтобы оно полностью поместилось в память, а затем нажмите Play еще раз, чтобы сравнить 24fps и 48fps):
24fps

48fps

Еще примеры

24fps

48fps

30fps

60fps

24fps

48fps

[свернуть]

Для перевода видео в 60fps мы будем вставлять промежуточный кадр между двумя соседними. Для этого воспользуемся широко известной библиотекой от команды SVP-Team . В завимости от требуемого качества процесс расчета промежуточного кадра может быть очень трудоемким с точки зрения затрачиваемого процессорного времени и памяти. Fpska настроена на максимальное качество поэтому процесс конвертирования может занимать очень много времени. Поэтому если у вас 30-50 минутное видео то лучше оставить скрипт на ночь к утру все будет готово.

Пример восстановленного кадра

Кадр 1

Восстановленый кадр

Кадр 2

Тут всего лишь демонстрируется, что «синтетический» кадр был полностью воссоздан по предыдущим и последующим кадрам и фактически не сильно от них отличается, а это самое главное для алгоритма расчета промежуточного кадра.

[свернуть]

Удваивать частоту лучше для progressiv видео. Честно говоря непонятно имеет ли смысл удваивать частоту для interlaced video. Поэтому, если планируете удваивать частоту для видео со старой VHS камеры или запись с телеэфира, то сначала .

Установка


60 fps для новичков

Некоторые из читателей могут сказать: «Хватит! Давай запустим наконец то, не хочется вникать во все эту премудрости!» и будут абсолютно правы. Изначально fpska проектировалась, как скрипт в один клик, все в одном флаконе, чтобы максимально упростить действия по установке и запуску. Чтобы не вникать во все эти кодеки, видеоформаты, настройки кодирования, параметры рассчета промежуточных кадров и так далее. Нажал, кнопку и пошел пить чай (или еще какой-нибудь напиток).
Итак, мы уже установили fpsk’у. Теперь сразу можно запустить конвертирование видео в формт 50/60fps, для этого просто перетащите мышкой видеофайл на скрипт fpska.bat в проводнике:


сразу же запустится процесс конвертации. Появится окно консоли в котором можно наблюдать за текущим статусом конвертирования.


Как только появится надпись:

значит конвертация завершилась успешно и 60fps видео можно забрать из папки, в которую была установлена fpsk’а:



Результат конвертации находится в файле 60fps_video_and_audio.mp4

60 fps для продвинутых

Навыки работы с командной строкой дают больше преимуществ при работе с fpsk’ой, чем работа из проводника в быстром старте.
Методика работы в этом случае выглядит следующим образом.

    1. Запускаем любимый file manager (например, Far) и преходим в папку с установленной fpsk’ой.
    2. Копируем в эту папку видеоролик, который надо перевести в 60fps.
    3. Запускаем конвертирование: fpska.bat <файл с видео> <режим> <число процессоров>

      режим : «fast», «slow»:
      fast — проверка установки и настроек,
      slow — чистовое конвертирование

      число процессоров : — тесты показали, что при использовании 6-и процессоров увеличение скорости ковертирования равно 4. То есть эффективность распараллеливания не такая высокая, как хотелось бы. Тем не менее, выгоднее задействовать, как можно больше процессоров в системе.

      Со скриптом поставляется тестовый видеоролик video.mov, запуск перекодирования будет выглядеть так:

      Hi-Quality (высокое качество)

      Fpska.bat video.mov slow 2

      Медленно рассчитывает промежуточные кадры и медленно кодирует, зато качество видео максимальное.

      Low-Quality (низкое качество)

      Fpska.bat video.mov fast 2

      Этот режим используется для проверки установки всего пакета.

      После того, как процесс кодирования закончится в текущей папке появится файл 60fps.mkv — это и будет результирующее видео.

      Важно убедиться, что антивирусное программа не блокирует скрипты и не запускает их в отдельной «песочнице». Я долго разбирался со скриптом, который запускал процесс кодирования, но результирующего файла не появлялось в рабочей папке. Все дело было в Comodo Firewall, который запускал fpsk’у в изолированном пространстве.

Для некоторых может оказаться преимуществом, что fpska работает из командной строки и не требует графического интерфейса. Не составит никакого труда написать скрипт для пакетного конвертирования большой группы файлов.

Видеоинструкция

Записал видюшку о том, как устанавливать fpsk’у на чистую (из коробки) Windows 10.

Картинка на кинескопе телевизора не показывается на мгновение, как в кино, а рисуется сверху вниз электронным лучом в течение одного кадра - чуть менее 0.02 сек при "европейской" частоте 50 Гц. Причём рисуется сначала одна половина кадра, а потом, через строку, другая. Это уменьшает заметность мерцания. 50 Гц - это частота полей, привязанная к частоте электросети, иначе на старых телевизорах появилась бы помеха в виде горизонтальной полосы (иногда нечто подобное видно на телевизорах в старых фильмах) . В стандарте США - 60 Гц, отсюда и пошла такая частота в мониторах. Но всё равно, действительно, на больших телевизорах, а также на мониторах, которые намного ближе к глазу, мерцание ярких участков заметно, поэтому до перехода на ЖК и плазмы, в больших ЭЛТ-телевизорах искусственно увеличивали частоту до 100 Гц, а в не совсем старых ЭЛТ-мониторах частоту можно было выбирать.
На ЖК особого смысла в увеличении частоты уже нет - там каждая точке сохраняет состояние, пока не придёт сигнал на изменение. Хотя крутые компьютерные игроки могут с этим не согласиться. Вообще, развертка (попросту говоря - это рисование кадра на экране ТВ) бывает не только черезстрочная, но и прогрессивная, то есть кадр рисуется не через строку полями, а весь сразу. Такая картинка лучше для глаз, но есть проблемы с передачей сигнала, так как раньше это требовало более широкой полосы для сигнала, а сейчас - большей скорости цифрового потока. Поэтому сильно увеличивать частоту нельзя. Кстати, увеличение частоты до 100 Гц на ТВ иногда вызывало новые проблемы: например, бегущая строка двоилась.
Кроме того, есть ещё проблемы с плавностью движения. При частоте меньше 20-25 Гц можно забыть о плавности движений: это можно иногда наблюдать на камерах видеонаблюдения, которые работают на частоте 15 Гц (часто и меньше)- тут уже ради экономии места на винчестерах. Но и при увеличении частоты, как ни странно, тоже возникают проблемы с движениями объектов, но теперь уже из-за того, что видеосигнал сейчас кодируется в цифровую форму, и тут туго приходиться разработчикам кодеков - программ для кодирования видео в цифровой формат. Кроме того, увеличение частоты требует увеличения производительности процессоров устройств, как кодирующих, так и декодирующих. Учитывая, что на современных телевизорах проблем с мерцанием нет, с частотой видео особо не экспериментируют: 25(30) Гц для черезстрочной развертки, и 50(60) для прогрессивной. Правда, применение слова "развёртка" для полностью цифрового тракта (от видеокамеры до экрана телевизора) не совсем корректно, его продолжают применять, потому что избавить цифровые форматы от аналогового наследства пока не удалось - надо обеспечивать совместимость со старыми аппаратами.