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[GfxManEye]

AGGIORNAMENTO 2013: frame rate, v-sync, rallentamenti e drop frame.

 

Il v-sync

Avete il v-sync attivo significa che il motore di gioco mantiene il frame rate ancorato al refresh rate del monitor ( 30/60 hz comunemente per tutti i giochi su console ormai, che siano a 30/60 fps prima c'era il PAL 25/50 hz ma non è più una cosa comune e non ha senso visto che tutti i televisori ormai sono 50/60hz ).
Non è un effetto di post produzione, ma una tecnica di rendering.

 

L'assenza del v-sync può portare alla comparsa di un difetto: il tearing.

Se togli il v-sync, quando il sistema non è in grado di calcolare il frame per intero nell'arco di tempo che ha a disposizione ( nel caso di un gioco a 30 frame per secondo, parliamo di 3,3 centesimi di secondo) passa al successivo e lo mostra subito, ecco che l'immagine si "spezza" mostrando parte del frame in corso, e parte del frame successivo: nella stessa immagine vedi due momenti collegati, e se c'è una rotazione repentina, ecco che l'immagine sembra "spezzarsi".

Quando il vsync è disattivo, tutti 30/60 fps della sequenza di fotogrammi che compone un secondo di gioco, vengono calcolati.

Come dicevamo però alcuni sono calcolati e mostrati a video sono parzialmente, un metà dello schermo mostra quello che avviene al frame 1, l'altra metà mostra quello che avviene un attimo dopo, al frame 2.
Per metà non intendo il 50%, la sostituzione con l'attimo successivo può avvenire in qualsiasi momento anche al 30% o al 80% del primo frame. Ovvio che se succede nella parte centrale dello schermo, si nota di più.

 

La cosa che va sottolineata è che non è un limite di un gioco, un motore grafico o delle console. E un difetto derivanti da una mancanza di potenza sufficiente in determinate situazioni e succede su tutti i sistemi, pc compreso. Anzi su pc, nei quali la grafica dei giochi è molto più customizzabile, c'è quasi sempre la possibilità di attivare v-sync o meno.

 

Drop Frame e Rallentamenti.
Se decide di mantenere il v-sync attivo o meno lo sviluppatore ha due scelte per risolvere i problemi di calcolo:

- drop frame (salta il frame che non riesca a calcore in tempo e passa al successivo) = l'effetto risultante è che il gioco "scatta"
- double time > il sistema mostra tutti i frame nel tempo che impiega a calcolari, allora un secondo di gioco invece di essere di 30 frame, potrebbe essere di 31/32/ 40 frame etc etc, l'effetto visivo che si ha è quello del gioco che "rallenta"

In entrambi i casi il sistema non riesce a calcolare 30 frame al secondo (FPS)
Quindi siamo sotto i 30 fps.
La differenza è come i programmatori decidono di affrontare il problema:

- drop frame > il gioco scatta (più frame perde=droppa) più il gioco scatta (in pratica succede che il gioco mostra due momenti
- double time > il gioco rallenta, ma calcola tutti i frame della sequenza. più tempo ci mette, più ci sarà l'effetto "rallenty"
 

 

PERCHè I FILM AL CINEMA SONO A 24 FPS ?
24 è il numero minimo di frame per secondo affinchè l'occhio umano percepisca una sequenza di immagini come un video, e non come appunto, una sequenza di immagini. I film al cinema sono proiettati a 24 Fotogrammi al secondo, in un formato PROGRESSIVO. Per progressivo intendiamo un formato video che è una sequenza di frame ( immagini ) piene, comprendenti tutte le righe ( capirete più tardi il perchè di questa precisazione ); 24 fotogrammi al secondo è il MINIMO NUMERO di fotogrammi al secondo, che rende una sequenza di immagini un filmato fluido, e non una sequenza di immagini scattose, questo per la natura dell'occhio umano.

Una sequenza di immagini con meno di 24 frame per secondo ( quindi una successione veloce di immagini ) ci sembra appunto una sequenza di immagini, l'occhio percepisce la distinzione tra una serie di fotogrammi e l'altro, e non un filmato fluido.
La scelta dei 24 fps per il cinema è come al solito una questione storica, è stato scelto poco dopo gli anni 40 e così è rimasto nel tempo.

QUANTI Frame al secondo PERCEPISCE L'OCCHIO UMANO?
L'occhio umano è perfettamente in grado di percepire frame rate oltre i 25 fps, infatti mediamente fino a 70-80 fps per secondo dovresti riuscire a percepire tutti i frame, e la differenza con un video a 30/40 fps.

COSA E' IL MOTION BLUR?
Il motion blur non ha nulla a che vedere con il frame rate.

Il motion blur è un effetto in computer grafica che riproduce un effetto ottico: sia sulla retina, che sui sensori delle videocamere, gli oggetti che si muovono lasciano "una scia". Più l'oggetto è veloce, e vicino al punto di vista, più la scia è accentuata. Il motion blur è stato implementato per la prima volta dalla pixar per integrare oggetti 3D in immagini e riprese reali. Infatti si accorsero che gli oggetti 3D renderizzati apparivano posticci e staccati dalla scena reale, perchè muovendosi non lasciavano la stessa scia che un oggetto reale lascerebbe sull'occhio o sulla pellicola ( o sensore digitale) di un oggetto reale.

Il motion blur essendo una simulazione di un effetto ottico reale, tende a creare immagini più realistiche. Quando ci muoviamo in auto, guidando, gli oggetti più lontani dal nostro punto di vista, sono via via più sfuocati e con sempre una maggiore scia, ecco perchè a parità di frame rate, un motore 3d che simula il motion blur, da all'occhio umano la sensazione di vedere immagini più fluide e realistiche.


LE VECCHIE TV IN BASSA DEFINZIONE - PERCHè SI PARLA DI 25/30 - 50/60 FPS, e cosa sono i formati video intelacciati e progressivo ?
2) La televisione, ha un formato video diverso dal cinema. E' un formato video INTERLACCIATO

- per il segnale TV PAL ( 720*576 a 50 hz ), si tratta di 50 semicampi ( field ) al secondo ( 25 fotogrammi al secondo )

- per il segnale TV NTSC ( 640*480 a 60 hz ), si tratta di 60 semicampi ( field ) al secondo ( 30 fotogrammi al secondo )

- nei videogiochi, la scelta ormai è fissa sul segnale ntsc alla risoluzione di 640*480 pixel, sebbene sia possibile giocare in pal ( in moltissimi giochi è presente la scelta tra i 50 e 60 hz, poichè non tutte le televisioni nel mercato europeo ( sopratutto TV molto vecchie sono compatibili con l'ntsc )

Dunque, in un segnale televisivo NTSC un filmato è composto da 30 fotogrammi, ciascuno di questi a sua volta è composto dal'interazione veloce
di due semicampi

Primo fotogramma 1/30
Il primo, contenente tutte le righe orizontali pari ( semicampo 0/60 ) il secondo, contenente tutte le righe orizontali dispari ( semicampo 1/60 )

Secondo fotogramma 2/30
Il primo, contenente tutte le righe orizontali pari ( semicampo 2/60 ) il secondo, contenente tutte le righe orizontali dispari ( semicampo 3/60 )

Etc etc

La veloce interazione dei semicampi fa percepire all'occhio umano, l'immagine come PIENA, sebbene di volta in volta vengano mostrate sequenze di immagini con solo la metà delle righe colorate, e metà completamente nere.
Questa tecnica è stata inventata agli inizi degli anni 50, per contenere la banda passante necessaria alla trasmissione dei dati televisivi in forma analogica. Sia i trasmettitori che i ricevitori dell'epoca erano meno potenti, per cui si decise di dividere le informazioni contenute in un frame, in due semi-frame.

Oggi come oggi la banda, anche in formato analogico, sarebbe sufficente a trasmettere in progressivo, senza semicampi, a 30 fps al secondo.

CHE DIFFERENZA C'è TRA I 30 E 60 FPS ?
Ora la differenza tra i 30 fps e 60 fps sta nel numero di volte in cui l'immagine piena ( quindi il full buffer video ) di un videogioco viene calcolato.

-Se viene calcolato ogni 1/60 di secondo, e quindi è diverso tra un semicampo ed il successivo all'interno dello stesso FRAME, si tratta di giochi a 60 FPS;

-Se viene calcolato ogni 2/60 di secondo, e quindi si utilizza la stessa immagine tra un semicampo ed il successivo, all'interno dello stesso FRAME, si tratta di giochi a 30 FPS;

La differenza sostanziale tra le due tecniche è questa

- a 30 fps, si ha una minore sensazione di fluidità e conseguentemente, una minore sensazione di velocità ( sebbene le due cose non siano legate in modo pratico, ma in a quanto a " sensazione " appunto )

- a 30 fps, l'input del giocotore e l'effetto sul personaggio/auto/traiettoria può essere leggermente ritardato da un minimo di 1/30 ad un massimo di 2/30 di secondo; cosa che è difficilmente percepibile ai più, ma che esiste e porta spesso ad errori di controsterzo in ritardo o in anticipo nelle curve più complicate nei giochi di guida.

Ovviamente si tende a creare giochi a 30 fps, perchè la potenza computazionale necessaria è quasi la metà di quella necessaria per giochi a 60 Fps.

Infine con le console next gen, si entra in un formato video in semi o alta definizione;

Infine con le console next gen, si entra in un formato video in stardard o alta definizione.

Tre sono i formati High definition che sono stati dichiarati degli standard: 1080p, 1080i, e 720p. Ci sarebbe anche il 720i, ma non viene praticamente mai utilizzato.
1080p significa che l'immagine è formata da 1920punti per 1080 linee verticali,visualizzate progressivamente a 30fps.
1080i significa che l'immagine è formata da 1920punti per 1080 linee verticali,visualizzate in interlacciato a 60fps.
Nel 720p invece l'immagine è formata da 1280punti per 720 linee verticali,visualizzate progressivamente.

Vi consiglio di leggere quest'ottima faq
https://forum.everye...howtopic=219702

[GfxManEye]

Progressive scan e Risoluzioni
Due sono oggi gli stardard video presenti nel mondo delle console: lo standard Europeo Pal (Phase Alternate Line), e quello nipponico americano NTSC (National Television Standards Committee). Quello che differenzia i due formati è innanzitutto la codifica colore; anche la risoluzione delle immagini nei 2 standard è diversa: 720punti per 576 per il pal, contro 640punti per 480linee per NTSC. Con i segnali ad alta definizione vengono meno anche queste differenze.
Come già detto, il nostro segnale PAL si compone di 625 linee, di cui 576 si occupano di fornire le informazioni video (immagine vera e propria) mentre le restanti linee invece si occupano del sincronismo (dati accessori). Con i termini "interlacciato" e "progressivo" si definiscono i due metodi di visualizzazione su schermo di una sequenza video.

Il segnale interlacciato è stato concepito per venire incontro alle limitazioni tecniche delle tv a tubo catodico e per risparmiare banda sul segnale usato per trasmettere. Nella modalità interlacciata l'immagine viene creata in due fasi distinte: nella prima fase (primo semiquadro) viene creata un'immagine che contiene la metà delle informazioni da visualizzare, nella seconda fase invece viene visualizzata la seconda metà (secondo semiquadro). A causa della velocità con cui avviene questo processo, 25 volte al secondo, e grazie ad un "difetto di persistenza dell'immagine sul fondo della nostra retina, il nostro cervello han la sensazione di vedere un'unica immagine anzichè due. Il segnale PAL è caratterizzato dai 50 Hz (quello NTSC invece è a 60 Hz) che significa che l'immagine viene generata 50 volte al secondo, per cui i semiquadri vengono inviati allo schermo 50 volte al secondo, 25 volte per ogni semiquadro.
Quindi, volendo fare un esempio pratico, nella prima fase vengono disegnate le linee dispari (1,3,5,7,9,...,575) e nella seconda fase quelle pari (2,4,6,8,10,...,576). Se ci avviciniamo allo schermo ad una distanza inferiore alla sua diagonale, le cosiddette "linee di scansione" cominceranno ad essere visibili; questo è un problema trascurabile quando si ha a che fare con immagini "piccole" (fino 36 pollici), mentre comincia ad essere un problema decisamente più rivelante per i grandi schermi (come quelli, appunto, dei retroproiettori e dei videoproiettori). Per risolvere questo problema i tecnici hanno pensato di deinterlacciare il segnale, per cui invece di alternare le informazioni delle linee dispari a quelle pari, le linee vengono disegnate progressivamente (1,2,3,4,...,576), trasformando così il segnale interlacciato in "progressivo".
Quindi con la modalità progressiva tutte le linee orizzontali che formano un singolo fotogramma vengono mostrate contemporaneamente, e ognuna di quelle 50 volte al secondo viene mandato il quadro completo (frame). Il progressive scan in pratica è una funzione di alcune sorgenti e di alcune TV (quindi devono essere compatibili con la scansione progressiva) e nel caso delle console deve essere supportato anche dal gioco utilizzato La modalità video standard utilizzata tradizionalmente è la 576i per il segnale Pal e 480i per il segnale NTSC, dove la i sta proprio per "interlacciato"; quindi 576i indica che l'immagine è formata da 576 linee interlacciate. All'aumentare delle linee che compongono l'immagine teoricamente aumenta anche la sua qualità visiva, perchè si hanno a disposizione più linee per inserire informazioni aggiuntive rispetto allo standard, in più le linee fitte, a parità di dimensioni dello schermo, rendono l'immagine più uniforme ed omogenea

[Nanomachine]

Tanto di cappello,grazie per l'enorme servigio reso alla comunita',ora molti "ignoranti" possiedono la conoscenza.

[Wasabi]

mai una FAQ è capitata così al momento giusto
...il mio carissimo amico Akard mi ha spiegato un pò di cose che riguardano questo mondo, quindi potrò leggere la guida di Pintazza e Johnvigna con più attenzione.

[>Dante<]

Era ora che qualcuno facesse un topic simile

[Contz]

Finalmente una guida coi contromazzi!
Grande Simo!

[Wolfox]

GFX sei Divino

































Anche Dibirra,diaranciata Don't read Please

Modificata da Wolfox, 23 August 2005 - 04:52 PM.

[shinslayer]

mi chiedevo una cosa: avere 30 fps in progressivo, non dovrebbe dare una fluidità maggiore che 30 fps in interlacciato?(anche nel caso dei 60)
dopotutto per fare un frame intero in interlacciato ci vogliono 2 frames

[Saturno]

Finalmente una guida che potrebbe frenare MOLTI lamer!

[Phenix]

mi chiedevo una cosa: avere 30 fps in progressivo, non dovrebbe dare una fluidità maggiore che 30 fps in interlacciato?(anche nel caso dei 60)
dopotutto per fare un frame intero in interlacciato ci vogliono 2 frames

In teoria credo di si, secondo le mie limitate conoscenze! La parola agli esperti!

[Gatsu79]

mi chiedevo una cosa: avere 30 fps in progressivo, non dovrebbe dare una fluidità maggiore che 30 fps in interlacciato?(anche nel caso dei 60)
dopotutto per fare un frame intero in interlacciato ci vogliono 2 frames

Penso che la cosa sia poco percettibile e forse non c' è nemmeno. Inprogressivo sicuramente migliora la qualità dell' immagine perchè non c' è l' interpolazione dell' occhio tra linee pari e dispari ma il framerate sempre quello è. Io gioco in progressivo con xbox e ti garantisco che i 30 si vedono eccome lo stesso, soprattutto nei giochi di guida ma non solo.

[GfxManEye]

Frame o Fotogramma vs Semicampo

Cerco di spiegare il discors sui massimo 25 o 30 frame visualizzabili su un tv pal / ntsc:

Se per frame intendiamo

semicampo 1 + semicampo 2 : 1 Frame

allora è giusto: non si possono visualizzare piu di 25 frame al secondo su un segnale PAL o 30 su quello ntsc.

Questo è giusto in generale, come terminologia e come logica PER I VIDEO TELEVISIVI, per girato e riprese dal vero.

Il discorso con le immagini generate al coputer, siano essere Videogiochi o Computer Grafica 3D, cambia e di molto, in quanto per ottenere la stessa fluidità,
e naturalezza di un video reale a 50/60 Hz è necessario CALCOLARE 60 fotogrammi diversi, per i 60 semicampi.

In questo, in un videogioco o in un filmato in grafica 3D generato per girare su televisioni PAL a 50 fps: le immagini del che formano un frame sono

semicampo 1 estrapolato dal primo fotogramma generato +
semibampo 2 estrapolato dal secondo fotogramma generato

Nel caso di giochi o video a 25 fps invece

semicampo 1 estrapolato dal primo fotogramma generato +
semibampo 2 estrapolato dal primo fotogramma generato

Il problema è nato dal fatto che

1) si è usato lo stesso termine " fotogramma " per indicare due cose diverse
2) non si è tenuto conto della diversa natura del video reale, da quello generato al computer che segue regole diverse in termini di " fps "

[GfxManEye]

Anora sul discorso:

--Sistema Pal--

Materiale televisivo-->50 field al secondo da 50 fotogrammi diversi al  secondo-->A schermo quindi 50 "mezzi" fotogrammi al sec.

50 field ( semicampi ) = 25 frame ( 1 frame = Field A + FieldB ) al secondo

Materiale cinematografico (per es. riversato su dvd)-->50 field al secondo da 25 fotogrammi diversi al secondo(implica che ogni due field si riproduce 1 fotogramma intero)-->A schermo quindi 25 fotogrammi al sec.

Esatto, che è la stessa cosa che può succedere con i videogiochi. Hai mai visto un film su monito philips con tecnologia pixel plus ? E' una tecnologia che raddoppia digitalmente i frame e funziona molto bene: infatti i film sembrano diventare "televisivi" perchè perdono la loro particolare fludità derivante dall'essere a 25 fps.

Materiale renderizzato da console-->Come Materiale televisivo-->A schermo quindi 50 "mezzi" fotogrammi al sec.(ed ecco la maggiore velocità)

Dipende. Se il gioco renderizza 50 semicampi al secondo, allora è come per la tv normale, e dunque si dice che il gioco va a 50 frame/sec ( perchè il gioco calcola in effetti 50 fotogrammi interi diversi al secondo, ognuno dei quali viene utilizzato solò per metà delle righe ).

[GfxManEye]

Io vorrei capire perché nelle normali trasmissioni TV vedo gli sdoppiamenti dell'immagine che vedo nei giochi a 25 fps, motion blur a parte.

Io pensavo che le normali trasmissioni TV fossero a 25 fotogrammi al secondo...

E invece tu (fostrike) mi dici che sono a 50 field di fotogrammi diversi al secondo... proprio come fa una console quando lavora a 50 fps.
Solo che con una console e 50 fps gli sdoppiamenti non li vedo, mentre in TV sì, ma mitigati dal motion blur della telecamera (effetto mosso, o come si chiama...).

Questo vorrei capire. 

le trasmissioni tv, così come tutti i dvd, sono a 50 semicampi al secondo : 25 frame al secondo.

Esattamente come i videogiochi che vanno a 50 fotogrammi.

La differenza è che i videogiochi possono usare un trucco, calcolare una sola immagine piena da cui estrapolare i due semicampi ( che quindi saranno riferiti allo stesso istante ) ed è per questo che si dice che il gioco va 25 fps al secondo: nonostante questo la televisione mostra 50 semicampi al secondo ( a coppie estrapolati dallo stesso fotogramma: quindi sono 25 frame/secondo calcolati, 25 frame/mostrati )

C'è un pò di confusione perchè se è vero che una trasmissione televisiva ( intendo la partita, le riprese fatte con le telecamere DV ad esempio ) va a 50 semicampi ovvero 25 frame/secondo,è anche vero che un videogioco è a 50 frame al secondo quando i 50 semicampi vengono tutti calcolati uno per uno, mentre è a 25 fps, quando i 50 semicampi sono estrapolati da 25 frame (1 per due semicampi )

[CyZeus]

Scusate l'ignoranza...
Da quello che ho letto nel post di apertura mi sorge un dubbio:
Se un gioco che sviluppa 50/60fps ha l'opportunita di visualizzarli su TV interlacciate proponendo un frame diverso per ogni semicampo, come fa su TV progressive dove non ci sono semicampi? Quindi il progressivo secondo lo standard (non tecnicamente) è ancorato a 25/30 fps? Inoltre le nuove console dovrebbero generare immagini secondo lo standard HDTV (1080p, 1080i, 720p) che dovrebbe essere universale e quindi diverso da PAL/NTSC.