Állandó kérdés gépvásárlás, játékvásárlás előtt, hogy vajon hány FPS-t lehet kisajtolni a gépből egy-egy játékban, hiszen a játékélmény szempontjából valóban fontos, hogy milyen folyamatosan látjuk a mozgást. Amióta a streamerek is kiemelten nyilatkoznak erről, sőt a videokártya-tesztek fő szempontja is az FPS szám lett, mindenki emiatt aggódik.

A kérdés persze az: számít ez egyáltalán? Ha igen, mennyire? Hány FPS-t érzékel egyáltalán az emberi szem? Ha végtelen lenne az FPS, jobb játékos lennék? A rövid válasz az, hogy nem tudjuk. Nem csak mi, senki sem. Egyértelmű válasz ugyanis nincs, ellenben vannak kutatók, akik foglalkoztak már a témával. Lássuk, mire jutottak!

Mi a mozgás?

A mozgás lényegében sok-sok kép egymás után. Ha hiszed, ha nem, nem csak a számítógép, de a szemed is úgy működik, hogy az agy képeket készít a látottakról, a sok-sok kép egymás utáni érzékelése pedig mozgásérzékelést tesz lehetővé. Az agy ellenben nyilván sokkal nagyobb teljesítményű, és a háttértár is sokkal nagyobb, mint a gépeké.

A mozgás minden esetben képek egymás utáni sorozata:

Minél több képkocka pörög le a szemed előtt másodpercenként, annál folyamatosabb lesz a mozgás.

„A képkocka sebessége (képkocka per másodperc) az a frekvencia (sebesség), amikor az egymást követő képkockák a kijelzőn megjelennek. A kifejezés egyaránt vonatkozik a film- és videokamerákra, a számítógépes grafikára is. A képkocka sebessége nevezhető frekvenciának, és hertz-ben fejezhető ki.”

Az első mozgókép Eadward Muybridge nevéhez köthető, aki a szabadba helyezett egy sor fotómasinát, és lefotózta ahogy egy ló elfut a térben. A képeket egy tárcsára helyezte, amin körben a mozgó ló külön fázisai voltak láthatók. A tárcsát egy kép előtt folyamatosan forgatni kezdte, így látható lett a ló mozgása. Mindez 1878-ban volt.

Az első kamerák úgy működtek, hogy a gépben a filmet folyamatosan tekerték, ami rögzítette a képeket, majd ezt vissza is tudták játszani ugyanazzal a géppel. A tekerés sebessége manuális volt, így folyamatosan tekerni kellett, hogy a mozgás érzékelhető legyen. Később jött Edison és a Lumiere fivérek, akik megváltoztatták a világot. A mozgókép feltalálása egy új világ megszületését jelentette, a mozgás illúziójának alapja azonban még ma is ugyanaz. Képek sorozata a szemünk előtt.

Később általános szabályok születtek arra vonatkozóan, hogy nagyjából hány képet kell látnunk másodpercenként ahhoz, hogy a mozgás érzékelhetően folyamatos legyen. Mára a nagy kérdés az: mennyire érzékelhető a különbség a 30 Hz és a 60 Hz között? Vagy a 60 Hz és a 144 Hz között? Van-e határ, ami fölé már értelmetlen menni? Ebben mind a tudósok, mind a játékosok máshogy vélekednek. Még a szemorvosok és vizuális technológiával foglalkozó szakemberek is nagyon eltérő nézőpontot képviselnek. Az emberi látás és észlelés ugyanis furcsa és bonyolult dolog.

A látás kilátástalanságai

Az első dolog, amit meg kell érteni, hogy a látás különböző aspektusait másképp érzékeljük. A mozgás észlelése nem azonos a fény észlelésével. Egy másik dolog az, hogy a szem különböző részei másképp működnek. Létezik fókuszlátás, vagy például periférikus. Természetes, fizikai korlátok vonatkoznak arra, hogy mit észlelhetünk. Időbe telik, hogy a szaruhártyán áthaladó fény olyan információt küldjön az agynak, amelyet az képes feldolgozni.

A gamerek szeme full pro

A gamereknek különleges szemük van. „Ha valaki gamerrel dolgozik, akkor a népesség egy különös fajtájával van dolga. Szemüket max. szinten használják” – mondta Jordan DeLong, a St Joseph’s College pszichológiaprofesszora. A vizuális érzékelés ugyanis fejleszthető, a szem edzésére pedig kiváló a videojáték.

„A játékok a látás szinte minden aspektusát masszívan fejlesztik: a kontrasztérzékenységet, a megfigyelést és az objektumkövetést” – mondja Adopt Chopin, a kognitív tudományok kutató doktora. A játékok ezért vizuális terápiák során is használhatók. Akik tehát játszanak, alapvetően több képkockát képesek érzékelni, mint az „átlagos emberek”.

A mozgás érzékelése

A legtöbb ember egy villogó fényforrást másodpercenként 50-60-szor érzékel, persze ez mérhető hertz-ben is. Néhányan egy 60 Hz-es fluoreszkáló villanykörtén enyhe villogást észlelnek, a legtöbb ember pedig látja a villogás foltjait is, ha gyors szemmozgást végez, pl. LED-es autólámpát nézve.

Ha alacsony képfrissítéssel rendelkező játékvideót látsz, például egy átvezető videót, akkor ugye láthatod, ahogy lejönnek egymás után a képek, melyeket villódzás követ. Ez a villódzás akkor múlik el, ha a képfrissítés eléri a 15-20 képkocka/másodpercet, vagy a szabványosított 24 kép/s filmes rátát, vagy a 25-30 kép/s televíziós frekvenciaszámot. Persze ma már tudjuk, hogy a szabványosítás ellenére ami a filmeknél király, játékoknál már nem annyira.

A szem részei. Kép forrása: etk.pte.hu

Bloch törvény

Thomas Busey professzor, az Indiana Egyetem Pszichológiai és Agytudományi tanszékének vezetője szerint az intenzitás és az időtartam között kicsi a határ a 100 ms-nál kisebb fényviszonyok között. A látás tartóssága néha nagyon rövid, egy milliszekundumos vizuális ingert jelent, amelynek észlelt időtartama 100 ms és 400 ms között van.

Vagyis gyakori, hogy egy hihetetlenül fényes nano-másodperc alatt ugyanazt látod, mint egy másodpercnyi homályos fényben. „Általánosságban elmondható, hogy az emberek nem tudnak megkülönböztetni rövid, világos és hosszú, homályos ingereket a másodperc tizede alatt” – mondja. Persze különböző mozgásoktól függően változik az érzékelés is, vagyis nem mindegy, hogy ülsz, vagy gyalogolsz éppen.

A látás középső része, a szemretina központja, valójában eléggé gyenge, ha mozgásérzékelésről van szó. Ha a képernyő közepén figyeled a mozgó dolgokat, a szem nem nagyon foglalkozik a frissítési gyakorisággal. A szem perifériájában viszont hihetetlenül jól érzékeljük a mozgást. A 60 Hz-es vagy annál nagyobb frekvenciájú látványt kitöltő képernyőn sokan arról számolnak be, hogy olyan érzésük van, mintha fizikailag mozognának. Ez az oka annak, hogy a VR eszközök, amelyek a perifériás látótérben is működhetnek, olyan gyorsan kell frissüljenek (90 Hz).

Kép forrása: 2020visioncare.com

Az sem mindegy, milyen mozgásokat végzünk játék közben. Folyamatosan mozgatjuk az egeret, navigálunk, 3D-s térben haladunk, és az ellenséget is keressük a szemünkkel. Folyamatosan frissítjük a játék világán belül a vizuális információkat. A tudósok szerint az általánosságban elmondható, hogy a 30 és 60 Hz közötti különbséget egyértelműen észrevesszük, vagyis nyilván jobb a 60 Hz.

„Úgy gondolom, hogy ha több mint 200 FPS fölé megyünk, akkor az már eléri azt az szintet, amikor a képet úgy érzékeljük, mint a valós életben a mozgást” – mondja DeLong. Ugyanakkor hozzáteszi, hogy a folyamatos mozgás észlelésére a 90 Hz körüli érték is alkalmas. Persze a rajongók talán vitatják ezt, és különbséget tudnak tenni, de sokak számára ez olyan, mint két azonos méretű tojás közti különbség.

Amit tényleg tudunk

Azt, hogy az agy és a szem nagyon bonyolult, és nincs egyértelmű válasz arra, mire is képes. Az ember folyamatosan fejlődik, és ez igaz az érzékelésre, látásra is, mivel folyamatosan új kihívások elé állítjuk érzékszerveinket.

• Néhány ember 50 vagy 60 Hz-es fényforrásban érzékeli a villogást (látja, hogy frissül a kép). A magasabb képfrissítés csökkenti az érzékelhető villogást (folyamatosabb a mozgás).
• A látás perifériáján jobban érzékeljük a mozgást.
• A kép villanásának észlelése más, mint az állandó mozgás észlelése.
• A játékosok nagy valószínűséggel érzékenyebb, képzettebb szemekkel rendelkeznek.
• Csak azért, mert észlelhetjük a frame rate közötti különbséget, nem feltétlenül jelenti azt, hogy az befolyásolja a reakcióidőt.

Kép forrása: mindmatters.ai

Összességében tehát nem csak az számít, hogy milyen játék hány FPS-sel fut, hanem hogy azt konkrétan te hogyan érzékeled. Mennyire állt már rá a szemed erre? Természetesen a vizuális technológiában kialakultak szabványok, de ezek -ahogy a szemünk képességei – fejlődnek.

Kíváncsi vagyok arra, hogy te mennyire látod a különbséget 30, 60 vagy 90 FPS között? Lehet egyet tudsz érteni, vagy ellent tudsz mondani a kutatók érveinek. Ha a játékosok valóban különlegesek ennek érzékelésében, akkor talán pont a gamerek lesznek azok, akik segítenek majd rájönni, mire is képes a szem igazán.