Сколько видит человеческий глаз кадров в секунду: исследования

Сколько видит человеческий глаз кадров в секунду: исследования

Сколько fps видит человеческий глаз

Человеческий глаз способен улавливать множество последовательных кадров, распознавая каждый из них, что образует четкую картинку.

Благодаря этому действию люди разработали кинофильмы.

Раньше считалось, что в них могут встроить 25 кадр, невидимый для человека. Но так ли это? Любой врач может ответить на этот вопрос, зная, как устроено глазное яблоко.

Правда ли, что 24 кадров в секунду это предел

Практически 100 лет назад братья Люмьер придумали первый кинофильм. В это время подбирали количество кадров, необходимое на пленке. Число 16 выбрали, потому что так было бюджетно, удобнее для воспроизведения кадров. На самом деле человеческий глаз может увидеть в десятки раз больше последовательных кадров. От их числа и скорости воспроизведения зависит четкость картинки.

После развития кинофильма к немому кино добавился звук. Это означало то, что количество кадров в секунду необходимо увеличить. Это связано с тем, что малая длина пленки не могла позволить записать чистый звук.

В это время выбрали расход кадров в количестве 24, так как это позволяло сократить расход пленки, осуществлялся удобный расчет для планирования бюджета фильма.

Позже количество кадров пытались увеличить до 60, но это вызвало проблему, поэтому кинорежиссеры решили остановиться только на 24 . При увеличении их числа возрастала стоимость на 1 кинофильм, пленку, монтаж. Поэтому 24 кадра являются стандартным для производства кинофильмов.

Миф о 25 кадрах появился после того, как данное число вошло в стандарт Европы для телевидения. На данный момент в США принято снимать фильмы, в которых частота кадров составляет 30.

С какой частотой на самом деле видит человеческий глаз

Органы зрения человека – не искусственное приспособление. Поэтому ни один ученый с точностью не может выявить цифру, какое количество кадров в секунду воспринимают глаза человека . Для каждого индивида данные варьируют в зависимости от степени развитости головного мозга и глазных яблок, скорости передачи нервного импульса, остроты зрения.

На самом деле, человеческие органы зрения видят не попеременные кадры, а картинку целиком. Кадры глаза воспринимают только в том случае, если просматривать кинофильм. Окружающая действительность видится человеком следующим образом:

  • в результате смены картинки в процессе движения человеку без разницы, сколько кадров в секунду образуется, изображение для него не поменяется;
  • глаза воспринимают объекты лучше, если они движутся быстро и резко;
  • если перед глазами человека располагается движущийся объект, то чем больше кадров в секунду будет, тем лучше восприятие.

Именно из-за вышеперечисленных факторов можно сказать, что человек видит картинку с FPS намного больше, чем 24 кадра в секунду . Насколько четко будут отображаться движущиеся предметы в головном мозге человека, зависит здоровье органов зрения. Если острота восприятия снижается, картинка будет расплывчатой. При 100% зрении для человека намного лучше будет кинофильм, содержащий не 24, а 60, 100 FPS.

Влияет не только количество кадров в секунду, но и следующие факторы:

  • амплитуда смены кадра;
  • резкость от перехода на разные цвета;
  • время, необходимое для одного кадра.

Можно склеить 100 не схожих кадров вместе и перелистывать их быстро. Человек в это время будет ощущать дискомфорт, так как вышеперечисленные параметры не соблюдены. Неприятное ощущение образуется из-за того, что органы зрения человека пытаются воспринять каждый кадр в отдельности, так как они не взаимосвязаны. У испытуемого болят глаза, голова. Если у человека наблюдается эпилепсия, начнется приступ.

Выявлено, что человек способен воспринимать четко 120-150 кадров в одну секунду. Число может и увеличиваться, но восприятие будет ухудшаться. Это означает, что до 150 кадров человек распознает изображение идеально.

Если они увеличиваются, это вызывает неприятные ощущения в глазах, дискомфорт. При этом считается, что при высокой смене кадров за одну секунду показывается большое число картинок, человеческий глаз распознает их плавно. Но даже если он не видит смену кадра, головной мозг все равно ее воспринимает.

Об исследованиях

Учеными проводилось множество исследований на тему распознания разного количества кадров, которое воспринимает человеческий мозг и органы зрения. Наиболее часто опыты ставили рекламщики, так как считали, что скрытый кадр приведет к подсознательному восприятию, что заставит человека покупать определенный продукт:

  • Разные группы людей садили перед телевизором. Им предоставляли видеоматериал, который содержал дефектные кадры с изображением предмета, являющийся лишним для данного кинофильма. После его просмотра большинство людей рассказывали, что видели какое-то непонятное мелькание на телевизоре. Это достаточно интересно, так как FPS находился за пределами числа 220. То есть означает, что человек может распознавать число кадров намного более 24.
  • Учеными было исследовано периферийное зрение. Обнаружилось, что оно имеет отличие от прямого зрения по частоте изображения. Поэтому при создании шлемов используют значения не 30-60 Герц, как для телевизора, а выше – 90 Герц.
  • В пятидесятых годах прошлого века выпустили американский фильм, в котором во многих кадрах были вставлены надписи «Ешь попкорн, пей Кока-колу». Так встраивали кадры, которые распознавались только на бессознательном уровне. Маркетинговая компания, которая занималась этим исследованием, рассказала, что продажа попкорна и кока-колы после этого выросла во много раз.
  • В американском телевидении было исследование на тему содержания 25 кадра. В одном популярном американском телешоу вставляли 350 раз на высокой скорости слова «Звони прямо сейчас». Но никто так и не позвонил. В конце телешоу ведущий рассказал, что в шоу содержалось послание, и попросил прислать правильный ответ про содержание. Было прислано множество писем, но ни одно из них не содержало правильного ответа.

Американскими торговыми компаниями было разработано множество исследований на тему 25 кадра и внедрения информации в подсознательную область человеческого мозга. Но ни одно из исследований не подтвердило правдивости данной теории. Тем не менее, во многих странах была запрещена реклама на уровне подсознательной деятельности человека. В США применение такого метода может привести к потере лицензии для телевещания.

Полезное видео

Сколько кадров в секунду может видеть человеческий глаз?

Визуальные стимулы измеряются в кадрах в секунду. Другими словами, когда вы смотрите вокруг, ваши глаза воспринимают визуальные сигналы, которые движутся с определенной скоростью, и эта скорость называется кадрами в секунду.

Как вы думаете, сколько кадров в секунду вы можете видеть?

Некоторые эксперты скажут вам, что человеческий глаз может видеть от 30 до 60 кадров в секунду. Некоторые утверждают, что человеческий глаз не может воспринимать более 60 кадров в секунду.

Но почему тогда разработчики видеоигр создают все более сложные игры, в том числе игры виртуальной реальности, с гораздо более высокой частотой кадров? Дело в том, что мы действительно можем видеть больше, чем думали.

Как наш мозг обрабатывает реальность

Во-первых, важно понимать, как вы вообще можете видеть изображения.

  1. Свет проходит через роговицу в передней части глаза, пока не попадает в хрусталик.
  2. Затем хрусталик фокусирует свет на точку в задней части глаза в месте, которое называется сетчаткой.
  3. Затем фоторецепторные клетки в задней части глаза превращают свет в электрические сигналы, а клетки, известные как палочки и колбочки, улавливают движение.
  4. Зрительный нерв передает электрические сигналы в мозг, который затем преобразует их в изображения.

Реальность и экраны

Когда вы смотрите футбольный матч с трибун или наблюдаете за ребенком, который едет на велосипеде по тротуару, ваши глаза — и ваш мозг — обрабатывают визуальные данные как один непрерывный поток информации.

Но если вы смотрите фильм по телевизору, смотрите видео на YouTube на своем компьютере или даже играете в видеоигру, все немного по-другому.

Читать еще:  Гифема глаза: симптомы и причины патологии, диагностические процедуры и лечебные мероприятия, осложнения и последствия болезни

Мы привыкли смотреть видео или шоу, которые воспроизводятся с частотой от 24 до 30 кадров в секунду. Фильмы, снятые на пленку, снимаются с частотой 24 кадра в секунду. Это означает, что каждую секунду перед вашими глазами мелькают 24 изображения.

Но не все, что вы видите, будет иметь такую ​​же частоту кадров в секунду.

Телевизоры и компьютеры в вашем доме, вероятно, имеют более высокую «частоту обновления», что влияет на то, что вы видите и как вы это видите. Частота обновления — это столько раз ваш монитор обновляет новые изображения каждую секунду.

Если частота обновления вашего настольного монитора составляет 60 Гц, что является стандартным, это означает, что он обновляется 60 раз в секунду. Один кадр в секунду примерно соответствует 1 Гц.

Когда вы используете компьютерный монитор с частотой обновления 60 Гц, ваш мозг обрабатывает свет от монитора как один непрерывный поток, а не как серию постоянных мерцающих огней. Более высокая частота обычно означает меньшее мерцание.

Некоторые исследования показывают, что человеческий глаз может обнаруживать более высокие уровни так называемой «частоты мерцания», чем считалось ранее.

В прошлом эксперты утверждали, что максимальная способность большинства людей обнаруживать мерцание находится в диапазоне от 50 до 90 Гц или что максимальное количество кадров в секунду, которое может видеть человек, не превышает 60.

Почему вам нужно знать о частоте мерцания? Она может отвлекать, если будете воспринимать частоту мерцания, а не единый непрерывный поток света и изображений.

Итак, сколько кадров в секунду может увидеть человеческий глаз?

Вы можете задаться вопросом, что происходит, если вы смотрите что-то с действительно высоким значением кадров в секунду. Вы действительно увидите все те кадры, которые мелькают? В конце концов, ваш глаз не движется со скоростью 30 изображений в секунду.

Короткий ответ заключается в том, что вы, возможно, не сможете сознательно регистрировать эти кадры, но ваши глаза и мозг могут их осознавать.

Например, возьмем скорость 60 кадров в секунду, которую многие приняли за верхний предел.

Некоторые исследования показывают, что ваш мозг на самом деле может распознавать изображения, которые вы видите, в течение гораздо более короткого периода времени, чем думали эксперты.

Например, авторы исследования 2014 года из Массачусетского технологического института обнаружили, что мозг может обрабатывать изображение, которое видит ваш глаз, всего за 13 миллисекунд — это очень высокая скорость обработки.

Это особенно быстро по сравнению с принятыми 100 миллисекундами, которые использовались в более ранних исследованиях. Тринадцать миллисекунд переводятся примерно в 75 кадров в секунду.

Есть ли тесты, сколько кадров в секунду видит человеческий глаз?

Некоторые исследователи показывают человеку быстрые последовательности изображений и просят дать ответы, чтобы увидеть, что они смогли обнаружить.

Именно это сделали исследователи в исследовании 2014 года, чтобы определить, что мозг может обрабатывать изображение, которое глаз видел только в течение 13 миллисекунд.

Офтальмолог может изучить движения внутри вашего глаза, известные как внутриглазные движения, с помощью высокоскоростной кинематографии, чтобы узнать больше о том, насколько быстро работают ваши глаза.

В наши дни даже смартфоны могут захватывать эти незаметные движения с помощью замедленного видео (slow motion). Эта технология позволяет телефону записывать больше изображений за более короткое время.

По мере развития технологий эксперты могут продолжать расширять диапазоны возможностей человеческого глаза.

Как наше зрение сравнивается с зрением животных

Возможно, вы слышали, как люди утверждают, что животные видят лучше людей. Оказывается, это не совсем так — острота зрения человека на самом деле лучше, чем у многих животных, особенно мелких.

Таким образом, маловероятно, что ваша домашняя кошка на самом деле видит больше кадров в секунду, чем вы. Вы, вероятно, можете видеть детали намного лучше, чем ваша кошка, ваша собака или ваша золотая рыбка.

Однако есть несколько видов животных с очень хорошей остротой зрения, которая даже лучше, чем у нас. Сюда входят некоторые хищные птицы, которые могут видеть до 140 кадров в секунду.

Подведем итоги

Ваши глаза и ваш мозг выполняют большую работу по обработке изображений — больше, чем вы можете себе представить.

Возможно, вы не думаете о том, сколько кадров в секунду могут видеть ваши глаза, но ваш мозг использует все визуальные подсказки, чтобы помочь вам принимать решения.

По мере того как ученые продолжают исследования, мы можем узнать больше о том, что наши глаза и мозг способны видеть и понимать.

FPS и человеческий глаз

Поспорили с женой и решил показать ей очень интересную, на мой взгляд статью. Делюсь с Вами.

FPS и человеческий глаз: сколько fps воспринимает глаз?

На эту тему сломано множество копий на просторах интернета. Главным образом по тому, что людям хочется знать предел FPS, который имеет смысл устанавливать в играх, т.к. это дает возможность оценивать практическую целесообразность покупки более мощных видеокарт.

Инертность, как аналог FPS для человеческого глаза

Аналогом FPS является инертность палочек и колбочек — фоторецепторы светочувствительных клеток сетчатки глаза.

Инертность — это время необходимое рецептору для того, что бы воспринять новую информацию.

И тут начинаются первые проблемы:

# Во-первых палочки и колбочки по-разному воспринимают движение и цвет. Палочки в 100 раз менее чувствительны к цветам, но имеют значительно меньшую инертность. Т.е. их FPS больше. Но они практически не способны различать цвета;

# Во-вторых эти фоторецепторы размещаются на сетчатки НЕравномерно. Колбочки (которые имеют низкий FPS но хорошо распознают цвета ) расположены в центре вперемешку с колбочками. По бокам сетчатки находятся только палочки.

Идея матушки природы проста — по бокам расположено то, что максимально чувствительно к движению. Задача этих рецептором просто сигнализировать о том, что «что-то движется вон в тех кустах сбоку». Затем человек может повернуть голову и рассмотреть это «что-то» уже более чувствительными рецепторами — ба-а! да это же большая полосатая голодная тигра! =)

Очевидно, что человек, работающий на компьютере использует по большей части центр сетчатки.

По этому в данном случае целесообразно говорить исключительно о среднем FPS именно смеси палочек и колбочек.

Но как его посчитать?

На одном сайте удалось найти результаты исследований на эту тему.

Минимальная инертность составила 20 мс.

Иначе говоря мы получаем FPS 50 кадров в секунду.

Означает ли это, что FPS выше этого значения никак не будет ощущаться глазом?

FPS глаза и ощущение реалистичности

Зрительная система человека не ограничивается глазом. Глаз это лишь «сенсор», информация из которого воспринимается не напрямую, а проходит сложный и до конца не изученный процесс постобработки. Этим объясняется существование оптических иллюзий.

Для примера взгляните на эту картинку.

Очевидно, что здесь всего 1 кадр, однако мозг воспринимает сигналы получаемые от палочек (с периферии зрения) и трактует их как признаки движения, это позволяет ему самому «дорисовывать» кадры и делать плавное движение всего из 1 кадра.

Человеческий глаз способен воспринимать наибольшее FPS на периферии зрения. Современные мониторы еще не достигли таких размеров, что бы покрывать все поле зрения человека. И это накладывает определенные ограничения на степень реалистичности картинки. Разработчики видеоигр понимают это и поэтому придумали добавлять по краям экрана эффект размытия, этот эффект позволяет мозгу воспринимать происходящее на экране более реалистично. В то же время размытие снижает требование к FPS на краях экрана, т.к. мозг фиксирует УЖЕ ИСКУССТВЕННО размытое изображение. Соответственно для обеспечения нужного уровня реалистичности хватает меньшего FPS.

Читать еще:  Светопреломляющие структуры глаза: анатомия, функции

Принимая во внимание чрезвычайную сложность постобработки сигналов человеческим мозгом, указать точное значение фпс, воспринимаемое нами, с точностью до единицы попросту невозможно.

Можно оттолкнуться только от физического предела восприятия в 20 мс, что равнозначно 50 FPS.

В тоже время учитывать, что края монитора захватываются частью периферийного зрения, где чувствительность рецепторов выше, но как мы поняли в этой области изображения разработчики игр научились обманывать зрительную систему.

В итоге рациональным является остановиться на 60 FPS взяв 10 FPS про запас для просмотра видеоряда в котором нет эффекта размытия по краям.

Правоту данного расчета подтверждают:

# Стандарт операционной системы принятия частоты обновления монитора 50-60 ГЦ = 50-60 FPS.

# Передовая технология 3D-Vision, поддерживающая 120 Гц (т.е. по 60 Гц на глаз)

Несмотря на это повышенная частота способна действительно улучшить восприятие картинки. Почему так происходит и почему это никак не связано с FPS, который воспринимает человеческий глаз, вы можете узнать ответ дальше.

Восприятие картинки на мониторах 120 Гц лучше?

В интернете в последнее время стала очень популярна тема о 120 Гц мониторах. Часто в этих темах озвучивается идея о том, что на 120 Гц мониторах изображение выглядит лучше даже без 3D-очков.

Действительно ли человек способен заметить разницу?

Картинка на 120 Гц мониторе выглядит более плавной

Как ни странно, но это действительно так.

На первых взгляд можно заподозрить противоречие: в одной статье я писал, что максимум — 60 FPS

А сейчас говорю, что мы замечаем разницу между 60 и 120 Гц. Как так?

Дело в том, что подобные сравнения некорректны. Гц и FPS это совершенно разные величины и они не тождественны, как подразумевают многие пользователи.

FPS это кадры в секунду которые отображаются матрицей монитора. Гц это количество сигналов поступающих на матрицу.

Казалось бы а ни «одна ли фигня»? Нет, ни одна.

Человеческий глаз воспринимает 60 FPS. Но мы забываем, что изображение, которое выводится на монитор не является «идеальным»: оно содержит артефакты.

Взгляните на график ниже. На нем изображена зависимость светимости пикселя от времени.

Сначала он был темным. Затем пришла команда изменить цвет (40 мс). Современные игровые матрицы заточены на максимальную скорость, которая достигается усиленным сигналом. В результате цвет пикселя «перескакивает» нужное значение и выравнивается следующие 50 (. ) мс. Вдумайтесь, значение достаточно большое, ведь при FPS 60 на 1 кадр приходится всего 16 мс. Это значит что в динамичных сценах пиксели НИКОГДА не попадут в те значения, которые физически должны быть. Потому что им нужно 50 мс что бы попасть точно в заданное значение, а кадр сменится уже через 16.

Иными словами формально мы можем получить 60 кадров в секунду. Но физические это не «чистые» и «четкие» 60 кадров, а кадры со «шлейфом» «промахами» и артефактами.

Что происходит на 120 Гц мониторе

Представим, что мы наблюдаем за движущимся слева направо прямоугольником. На 2 разных мониторах: 60 и 120 Гц соответственно.

Кадры сняты с периодом 8,3 мс что соответствует 120 Гц.

Естественно на 120 Гц он перемещается более плавно. А это значит, что физический размер каждого «перемещения» будет в 2 раза меньше. А ведь именно эта зона содержит артефакты, представляющие собой своеобразный шлейф, который очень негативно сказывается на восприятии картинки.

Более того, т.к. период между сигналами 8,3 мс а не 16 мс это значит, что исчезать промахи тоже будут в 2 раза быстрее.

Да и величина промахов так же сильно изменится. Это связано с тем, что изменение светимости с 0 до 160 будет происходить не единовременно за 1 сигнал, а за 2 сигнала. Т.е. сначала с 0 до 80, затем с 80 до 160. Если дельта меньше, то и промах будет значительно меньше. Конечно это не применимо к переходам от темного к светлому, потому что и так и так будет 1 переход, потому что промежуточных значений нет. Но в играх как мы знаем изображение не черно-белое и есть много участков с относительно плавным изменением цветов и яркости (например физические тени).

В результате получаем:

# Физический размер «шлейфа» вдвое меньше;

# Исчезает в 2 раза быстрее;

# Промах изначально меньше

Отсюда вывод: изображение на 120 Гц мониторе действительно лучше и плавнее.

Однако, это никак не связано с тем, что мы воспринимаем больше 60 кадров. Просто на 120 Гц динамика передается намного корректней. Намного потому, что 3 упомянутых фактора не просто складываются, а усиливают друг друга.

Сколько кадров в секунду может видеть человеческий глаз?

Визуальные стимулы измеряются в кадрах в секунду. Другими словами, когда вы смотрите вокруг, ваши глаза воспринимают визуальные сигналы, которые движутся с определенной скоростью, и эта скорость называется кадрами в секунду.

Как вы думаете, сколько кадров в секунду вы можете видеть?

Некоторые эксперты скажут вам, что человеческий глаз может видеть от 30 до 60 кадров в секунду. Некоторые утверждают, что человеческий глаз не может воспринимать более 60 кадров в секунду.

Но почему тогда разработчики видеоигр создают все более сложные игры, в том числе игры виртуальной реальности, с гораздо более высокой частотой кадров? Дело в том, что мы действительно можем видеть больше, чем думали.

Как наш мозг обрабатывает реальность

Во-первых, важно понимать, как вы вообще можете видеть изображения.

  1. Свет проходит через роговицу в передней части глаза, пока не попадает в хрусталик.
  2. Затем хрусталик фокусирует свет на точку в задней части глаза в месте, которое называется сетчаткой.
  3. Затем фоторецепторные клетки в задней части глаза превращают свет в электрические сигналы, а клетки, известные как палочки и колбочки, улавливают движение.
  4. Зрительный нерв передает электрические сигналы в мозг, который затем преобразует их в изображения.

Реальность и экраны

Когда вы смотрите футбольный матч с трибун или наблюдаете за ребенком, который едет на велосипеде по тротуару, ваши глаза — и ваш мозг — обрабатывают визуальные данные как один непрерывный поток информации.

Но если вы смотрите фильм по телевизору, смотрите видео на YouTube на своем компьютере или даже играете в видеоигру, все немного по-другому.

Мы привыкли смотреть видео или шоу, которые воспроизводятся с частотой от 24 до 30 кадров в секунду. Фильмы, снятые на пленку, снимаются с частотой 24 кадра в секунду. Это означает, что каждую секунду перед вашими глазами мелькают 24 изображения.

Но не все, что вы видите, будет иметь такую ​​же частоту кадров в секунду.

Телевизоры и компьютеры в вашем доме, вероятно, имеют более высокую «частоту обновления», что влияет на то, что вы видите и как вы это видите. Частота обновления — это столько раз ваш монитор обновляет новые изображения каждую секунду.

Если частота обновления вашего настольного монитора составляет 60 Гц, что является стандартным, это означает, что он обновляется 60 раз в секунду. Один кадр в секунду примерно соответствует 1 Гц.

Когда вы используете компьютерный монитор с частотой обновления 60 Гц, ваш мозг обрабатывает свет от монитора как один непрерывный поток, а не как серию постоянных мерцающих огней. Более высокая частота обычно означает меньшее мерцание.

Некоторые исследования показывают, что человеческий глаз может обнаруживать более высокие уровни так называемой «частоты мерцания», чем считалось ранее.

В прошлом эксперты утверждали, что максимальная способность большинства людей обнаруживать мерцание находится в диапазоне от 50 до 90 Гц или что максимальное количество кадров в секунду, которое может видеть человек, не превышает 60.

Читать еще:  Ребенок часто моргает глазами: неврологические, патологические и физиологические причины, какие могут быть сопутствующие симптомы, исследование и курс лечения

Почему вам нужно знать о частоте мерцания? Она может отвлекать, если будете воспринимать частоту мерцания, а не единый непрерывный поток света и изображений.

Итак, сколько кадров в секунду может увидеть человеческий глаз?

Вы можете задаться вопросом, что происходит, если вы смотрите что-то с действительно высоким значением кадров в секунду. Вы действительно увидите все те кадры, которые мелькают? В конце концов, ваш глаз не движется со скоростью 30 изображений в секунду.

Короткий ответ заключается в том, что вы, возможно, не сможете сознательно регистрировать эти кадры, но ваши глаза и мозг могут их осознавать.

Например, возьмем скорость 60 кадров в секунду, которую многие приняли за верхний предел.

Некоторые исследования показывают, что ваш мозг на самом деле может распознавать изображения, которые вы видите, в течение гораздо более короткого периода времени, чем думали эксперты.

Например, авторы исследования 2014 года из Массачусетского технологического института обнаружили, что мозг может обрабатывать изображение, которое видит ваш глаз, всего за 13 миллисекунд — это очень высокая скорость обработки.

Это особенно быстро по сравнению с принятыми 100 миллисекундами, которые использовались в более ранних исследованиях. Тринадцать миллисекунд переводятся примерно в 75 кадров в секунду.

Есть ли тесты, сколько кадров в секунду видит человеческий глаз?

Некоторые исследователи показывают человеку быстрые последовательности изображений и просят дать ответы, чтобы увидеть, что они смогли обнаружить.

Именно это сделали исследователи в исследовании 2014 года, чтобы определить, что мозг может обрабатывать изображение, которое глаз видел только в течение 13 миллисекунд.

Офтальмолог может изучить движения внутри вашего глаза, известные как внутриглазные движения, с помощью высокоскоростной кинематографии, чтобы узнать больше о том, насколько быстро работают ваши глаза.

В наши дни даже смартфоны могут захватывать эти незаметные движения с помощью замедленного видео (slow motion). Эта технология позволяет телефону записывать больше изображений за более короткое время.

По мере развития технологий эксперты могут продолжать расширять диапазоны возможностей человеческого глаза.

Как наше зрение сравнивается с зрением животных

Возможно, вы слышали, как люди утверждают, что животные видят лучше людей. Оказывается, это не совсем так — острота зрения человека на самом деле лучше, чем у многих животных, особенно мелких.

Таким образом, маловероятно, что ваша домашняя кошка на самом деле видит больше кадров в секунду, чем вы. Вы, вероятно, можете видеть детали намного лучше, чем ваша кошка, ваша собака или ваша золотая рыбка.

Однако есть несколько видов животных с очень хорошей остротой зрения, которая даже лучше, чем у нас. Сюда входят некоторые хищные птицы, которые могут видеть до 140 кадров в секунду.

Подведем итоги

Ваши глаза и ваш мозг выполняют большую работу по обработке изображений — больше, чем вы можете себе представить.

Возможно, вы не думаете о том, сколько кадров в секунду могут видеть ваши глаза, но ваш мозг использует все визуальные подсказки, чтобы помочь вам принимать решения.

По мере того как ученые продолжают исследования, мы можем узнать больше о том, что наши глаза и мозг способны видеть и понимать.

Какое количество кадров в секунду воспринимает человеческий глаз

История рождения кинематографа связана с именами Томаса Эдисона и братьев Люмьер, заложивших стандарты кино, которых на протяжении десятилетий придерживались их последователи. Постепенно с внедрением звука, появлением телевизионного вещания и цифрового видео правила и подходы трансформировались.

Но неизменно каждая новая технология была вынуждена учитывать показатель кадровой частоты, который имеет огромное значение при создании и восприятии фильмов аудиторией, поскольку количество кадров в секунду, которое видит человеческий глаз ограничено.

Что такое кадровая частота

Принцип кино можно понять на основе работы простейшего электронно-оптического проектора. Отдельные изображения на плёнке последовательно проходят через механизм проектора. Встроенная лампа направляет на них световой поток, посредством которого оптическая система поочерёдно проецирует кадры на экран, создавая иллюзию движения.

Для традиционной целлулоидной плёнки скорость смены изображений выражается в кадрах в секунду, или FPS (англ. Frames per Second). Для цифровых фильмов используют понятие «частоты обновления», которая выражается в герцах (Гц). Чем выше значения показателей, тем быстрее сменяются статичные изображения и реалистичнее выглядит иллюзия движения.

FPS и частота обновления немного отличаются. Например, скорость в 24 кадра/сек может характеризоваться показателями 24 FPS или 48 Гц. Под FPS подразумевают число самостоятельных кадров, отображаемых в секунду. Частота обновления – это общее количество показов всех изображений за то же время. Дело в том, что для большей реалистичности и минимизации прерывистости видео один кадр может показываться два и более раз, что сопряжено с увеличением скорости кадросмены.

Механизм восприятия видео человеком

Глаз человека начинает идентифицировать смену неподвижных картинок в секунду как прерывистое движение, когда их число достигает 12. Когда частота переходит в диапазон 18-26 кадров/сек, зритель наблюдает движущуюся сцену и воспринимает её как видео. Если значение FPS мало, то анимация выглядит неровной, а если слишком велико – возникает эффект гиперреалистичности.

Одним из главных компонентов создания реалистичного видео является размытие движения. Когда мы наблюдает за объектами вокруг нас, то при их быстром перемещении упускаем детализацию. Иными словами, нам не хватает времени для восприятия полной визуальной информации и теряется острота зрения. В кино такой эффект получают размытием, которое происходит естественным образом при смене кадров. Но если уровень FPS слишком высок, то данный эффект пропадает, и наблюдатель видит гиперреалистичную картинку. Это мешает ему поверить в происходящее на экране.

Почему на ТВ используют 24 кадра

Сегодня основным отраслевым стандартом является 24 FPS, что вполне устраивает современного зрителя. Однако он был выбран не по театральным причинам, а по экономическим соображениям. На этапе становления кинематографа не были выработаны рекомендации для частоты. Первые фильмы имели скорость 16-20 кадров/сек, которая постепенно возросла до 22-26, т.к. этот уровень обеспечивал оптимальный звук.

Томас Эдисон считал, что необходимо использовать 46 кадров/сек, потому что меньшее значение будет напрягать глаза. Но индустрия предпочла утвердить 24 FPS, поскольку это самая медленная частота, которая давала реалистичное видео и поддерживала оптимальный звук при воспроизведении. Больший уровень создатели фильмов не хотели применять из-за увеличения финансовых затрат.

Сейчас индустрия поддерживает три основных стандарта:

  • 24FPS используются в американской системе NTSC, обеспечивая чёткое изображение и хорошую помехоустойчивость;
  • 25FPS применяются в европейской системе PAL или PAL/SECAM. Значение идентично уровню NTSC, поскольку ТВ-трансляции в Европе проводятся в масштабе 50 Гц против 60 Гц в Северной Америке;
  • 30FPS – стандарт домашних кинотеатров и персональных видеокамер.

Допускаются и альтернативные частоты. Например, в картине «Хоббит» Питер Джексон впервые использовал 48 кадров, чем вызвал на себя гнев кинокритиков за гиперреалистичность видео. А GoPro Hero позволяет использовать варианты 90 и 100 FPS.

Сколько FPS может увидеть человеческий глаз

Физиологически человеческий глаз способен воспринимать до 1000 FPS. Это связано с тем, что зрительные миелиновые нервы способны срабатывать от 300 до 1000 раз ежесекундно и передавать сигналы со скоростью 90 м/с. Однако эксперименты показывают, что человек обрабатывает и видит в среднем до 150 кадров за обозначенный промежуток времени. Известны редкие случаи, когда при регулярных тренировках достигался уровень восприятия около 250 FPS. Но некоторые исследователи полагают, что человеческий глаз может воспринять даже 1000 и более кадров в секунду.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector