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影格速率

影格速率（英語：frame rate）是用於測量顯示影格數的度量。測量單位為「每秒顯示影格數」（frame per second，FPS）或「赫茲」，一般來說FPS用於描述影片、電子繪圖或遊戲每秒播放多少訊框。

「frame rate」的各地常用名稱
中國大陸幀率、幀數
臺灣影格速率、影格率、畫格率、框率、畫面速率、幀率
港澳影格率、畫格率、幀率、影像格數

影格速率與人眼 編輯

人類視覺的時間敏感性和解析度根據視覺刺激的類型和特徵而變化，並且在個體之間是不同的。由於人類眼睛的特殊生理結構，如果所看畫面之幀率高於每秒約10至12張的時候，就會認為是連貫的[1]，此現象稱之為視覺暫留。這也就是為什麼電影膠片是一格一格拍攝出來，但是藉由快速播放，能讓畫面看起來是連續的。

當調製光（如電腦顯示器）閃爍的頻率高於約50Hz至60Hz時，主流研究把在此狀態下的調製光認定為穩定狀態。這種對調製光穩定感知，被稱為閃爍融合閾值。然而，當調製光不均勻且包含圖像時，所需要的閃爍融合閾值要高得多。[2]如果人需要在一連串不同圖像中辨識指定圖像，圖像出現時間僅需13毫秒。[3]視覺殘留有時會導致非常短暫的單毫秒視覺刺激，其感知持續時間在100毫秒至400毫秒之間。多個短暫刺激有時也能合成單個刺激，例如在10毫秒的綠色閃光後出現10毫秒的紅色閃光，會被感知為單一的黃色閃光。[4]

電影 編輯

無聲電影 編輯

早期的無聲電影的影格速率介於16到24影格/秒之間[5]，但是由於攝錄影機由手搖驅動，所以在攝影過程中經常改變影格速率來表現情緒。要改變影院中的影格速率，還可以透過調節放映機的卷片機構電壓變阻器來完成。[6]無聲電影常用比拍攝時更高的影格速率來放映。[7]雖然影格速率足以讓人感覺到運動，但往往被認為是在放快鏡。透過放映機上兩片式或三片式的快門，將影格速率提高到觀眾看到的兩倍或三倍。托馬斯·愛迪生曾指出，低於視覺皮層影格速率下限48影格/秒，會導致眼睛疲勞。[8][9]在1920年代中後期，無聲電影的影格速率提高到20至26影格/秒之間。[8]

有聲電影 編輯

當有聲電影在1926年推出時，人耳對音訊的變化更敏感，反而削弱人對電影影格速率的關注。因為許多無聲電影使用22至26影格/秒播放，所以選擇中間值24影格/秒作為有聲電影的影格速率。從1927年到1930年，許多電影公司更新裝置，24影格/秒成為35mm有聲電影的標準。[1]當影格速率為24影格/秒時，膠捲以456毫米（18英寸）/秒的速度經過放映機。這讓雙葉式快門以每秒48個畫面的速度播放畫面，滿足愛迪生的建議。許多現代35mm電影放映機使用三葉式快門，可以每秒放映72個畫面，每影格畫面在螢幕上重新整理3次。[8]

數位影片和電視標準 編輯

有聲電影的拍攝及播放張數均為每秒24張，對一般人而言已算可接受，但對早期的高動態電子遊戲，尤其是射擊遊戲或競速遊戲來說，幀率少於每秒30張的話，遊戲就會顯得不連貫，這是因為電腦會準確地顯示瞬時的畫面（像是一台快門速度無限大的相機），沒有動態模糊使流暢度降低。而使用相同幀率的攝影機拍攝物體移動時，該場景的影像必定會表現所有移動物體在曝光時間內所有位置的完整組合。因此很多新世代電玩遊戲以動態模糊為特色。在實際體驗中，60張相對於30張有著更好的體驗。在機能有限的裝置上，更多開發商為了實現更好的畫面，犧牲流暢的60張體驗來換取畫質的提升。流暢畫面對於第一人稱射擊遊戲很重要。有了平滑度高的60hz之後，更有極度連貫的120hz的電視推出，時至今日，高重新整理頻率的顯示器已經不再罕見，240hz、360hz [10]，甚至500Hz[11]的高重新整理頻率顯示器也在逐步步入遊戲愛好者們的家門，也有更多的電視機選擇了使用120hz作爲重新整理頻率，旗艦級別的手機也均選擇將重新整理頻率提升至90hz或者120hz，而對於高重新整理頻率，實踐證明儅重新整理頻率提升至一定的頻率時（約100hz），人眼對重新整理頻率的識別能力將因人而異[12][13]，部分人將沒有能力輕易區別出更高重新整理頻率與其的區別，而對於重新整理頻率較爲敏感的人，其區分上限將會更高，至於人眼對於重新整理頻率的識別極限，目前暫無科學定論，但是，在VR頭部顯示器中輸出的畫面一般建議重新整理頻率不低於90hz，否則將會導致使用者產生暈眩、不適等症狀[14]。

畫面撕裂 編輯

主條目：畫面撕裂
 
畫面撕裂，畫面被分成3份。

現在顯示卡效能大幅提高，幀率太高出現畫面撕裂。螢幕更新頻率是固定的，通常是60Hz，如果顯示卡的輸出高於60fps，兩者不同步，畫面便會撕裂。通常遊戲內選項內的垂直同步(V Sync)開啟後便可解決畫面撕裂的問題。

常見影視影格速率 編輯

參見：高幀率

截至2013年，在電視和電影製作行業主要有三種常見影格速率：24FPS、25FPS、30FPS，以及HDTV常用的50FPS和60FPS。更高的影格速率在電影中，如48FPS已被彼得‧傑克森的哈比人電影系列採用[15]，李安執導的電影比利·林恩的中場戰事，更是以120FPS拍攝；在電視中，如300FPS，則已被英國廣播公司進行測試研究。[16]

參考資料 編輯

  1. ^ 1.0 1.1 Read, Paul; Meyer, Mark-Paul; Gamma Group. Restoration of motion picture film. Conservation and Museology. Butterworth-Heinemann. 2000: 24–26. ISBN 0-7506-2793-X. 
  2. ^ James Davis, Humans perceive flicker artefacts at 500 Hz, Sci Rep (Wiley), 1986, 5: 7861, PMC 4314649  , PMID 25644611, doi:10.1038/srep07861 
  3. ^ Detecting meaning in RSVP at 13 ms per picture. SpringerLink. December 28, 2013 [2017-03-28]. （原始內容存檔於2022-01-21）. 
  4. ^ Robert Efron. Conservation of temporal information by perceptual systems. Perception & Psychophysics: 518–530. doi:10.3758/bf03211193. 
  5. ^ Brown, Julie. Audio-visual Palimpsests: Resynchronizing Silent Films with 'Special' Music. David Neumeyer (編). The Oxford Handbook of Film Music Studies. Oxford University Press. 2014: 588. ISBN 0195328493. 
  6. ^ Kerr, Walter. Silent Clowns. Knopf. 1975: 36. ISBN 0394469070. 
  7. ^ Card, James. Seductive cinema: the art of silent film. Knopf. 1994: 53. ISBN 0394572181. 
  8. ^ 8.0 8.1 8.2 Brownlow, Kevin. Silent Films: What Was the Right Speed?. Sight & Sound. Summer 1980, 49 (3): 164–167 [2 May 2012]. （原始內容存檔於8 July 2011）. 
  9. ^ Thomas Elsaesser, Thomas Elsaesser; Barker, Adam. Early cinema: space, frame, narrative. BFI Publishing. 1990: 284. ISBN 0-85170-244-9. 
  10. ^ The ROG Swift 360Hz is the world’s fastest esports gaming monitor. The ROG Swift 360Hz is the world’s fastest esports gaming monitor. [2020-05-28]. （原始內容存檔於2021-10-21） （英語）. 
  11. ^ 存档副本. [2022-06-23]. （原始內容存檔於2022-06-17）. 
  12. ^ Tigerest讀作大河李斯特. 144？240hz？这么高的刷新率人眼真的感受的出来吗？关于显示器，你应该要知道的一些知识。_哔哩哔哩 (゜-゜)つロ 干杯~-bilibili. www.bilibili.com. [2020-05-28]. （原始內容存檔於2021-10-21）. 
  13. ^ Does High FPS make you a better gamer? Ft. Shroud - FINAL ANSWER, [2020-05-28], （原始內容存檔於2022-02-14） （中文（中國大陸）） 
  14. ^ Sony Suggests At Least 90FPS For PlayStation VR. CGMagazine. [2020-05-28]. （原始內容存檔於2021-07-19） （加拿大英語）. 
  15. ^ [1] （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, 華納兄弟，哈比人：意外旅程，官方網站
  16. ^ High Frame-Rate Television （頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）, BBC White Paper WHP 169, September 2008, M Armstrong, D Flynn, M Hammond, S Jolly, R Salmon


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