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為什麼電影只有 24 格/秒?

2018年03月01日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 20 ℃ 次

【magasa的回答(107票)】:

這個問題要把拍攝和放映區分開。

人眼及其數據接收與傳輸系統每秒能夠輸送10-12格畫面,然後大腦的視覺處理中心會將每格畫面保留1/15秒。所以,如果在前一格畫面尚且保留的1/15秒內大腦又收到一幅新的畫面,那麼這就產生了連續運動的感覺。

另外,實驗室研究證明,人的感光系統能夠區分多達每秒48次閃光,如果繼續提高頻率,那麼亮和暗之間的轉換就無法被人察覺了。所以50Hz交流電下運作的檯燈閃爍,人基本上是無法察覺的。

請注意,作為電影、電視、遊戲存在基礎的「似動現象」最低幀率,和閃爍與否並不是一回事。電影在較低的放映速度下,比如16-24格每秒,即使已經構成了運動畫面的幻覺,亮度的變化仍會被人眼察覺到閃爍,亮度越高閃爍越明顯。

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所以電影放映採用了一些手段來解決這個問題。先介紹傳統的電影放映機原理:

一般的電影放映機採用馬耳他十字車機構,有個凸輪連續地轉動,每當它和十字車開槽嚙合一次,十字車旋轉1/4周,傳動軸每旋轉一整圈,間歇輸片齒輪轉動1/4圈即90度,對應於膠片上四個齒孔,等於拉動一格膠片(對於普通35mm膠片而言)。在這個拉動過程中,葉子板會遮住放映燈。只有當一格膠片穩定地停留在片窗前時,燈光才從中通過。這個過程保證了讓靜止畫面運動起來。

早在盧米埃爾時代,人們已經發現,單片式的葉子板即每格畫面遮擋一次,如果按每秒16格計算,畫面在明暗之間轉換16次,得到的運動畫面閃爍不定,讓人不堪忍受。所以有人發明了雙片式的葉子板,讓每格畫面在銀幕上重複出現兩次。後來,電影院裝備了更廣闊的銀幕,更高功率的弧光燈,閃爍更明顯,雙片式葉子板也顯得不夠用了,波蘭發明家Kazimierz Proszyński又發明了三片式葉子板,每格畫面在銀幕上重複出現三次,徹底解決了頻閃問題。當然葉子板的每一片並非等大,最大的一片呈90度,用來在完成抓片的1/4個週期內遮擋光線。

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所以在採用三片式葉子板的情況下,16格每秒的放映速度實際上等於每秒刷新48次(達到消除閃爍的底線),所以16格是最低的容忍幀率。三片式葉子板在20年代已經普及。

1930年後有聲電影確立了每秒24格的規範,電影院的放映機一般都採用雙片式或三片式葉子板,所以我們在電影院看電影,它的刷新頻率其實是每秒48次或72次,並不像很多人以為的只有24次那麼低,只不過,單格畫面是在重複出現兩次或三次而已。

以上說的都是放映速度,拍攝速度實際上是非常自由的,正因為如此,才有快鏡、慢鏡,或謂降格、升格之由來。

如果大幅提升拍攝和放映速度,或許的確會改善電影觀看質量,但在膠片時代這也是一種浪費。為什麼是24格,一是因為在無聲電影末期,電影拍攝、放映速度從16格、18格一路飆升,實際上已經達到了24格左右,沿用24格這是自然的決定;其次24格普通35mm膠片等於每秒456毫米,對於當時片上發聲的技術來說,這是記錄最高5000Hz聲音的光學聲跡的最短必要長度,再短的話聲音容易失真,所以每秒不能低於24格的長度。

24格是有聲電影的基本規範,不過也有很多電影格式非按照每秒24格運行。比如8毫米是16格,超8毫米是18格,50年代的寬銀幕制式,Cinerama是26格,Todd-AO是30格,80年代的高幀率先驅Showscan一直鼓吹60格。不過並非主流,不提。

而今的數字放映,沿用了類似「三片式葉子板」的思路,讓一幅畫面重複刷新三次,所謂的「三閃技術」(triple-flashing)是也。如果以3D電影為例,實際上每秒鐘觀眾雙眼總計看到的畫面總數是24×3×2=144幅。

從去年開始,北美的一些設備提供商,如Christie Digital,夥同幾個大導演如James Cameron、Peter Jackson,正在鼓吹更高幀率的電影拍攝及放映,《霍比特人》《阿凡達2、3》將會以48格、60格速度拍攝,他們也希望電影院升級設備,以48格、60格進行放映。至於這種升級是否會實現,還是未知之數。

拍攝幀率提高之後,的確會降低乃至消除閃爍、抖動和運動模糊等傳統膠片電影的特徵,這在美學和觀眾接受習慣上該怎麼來認識,也是另一個問題。

附帶一說,按照Peter Jackson他們目前的技術方案,如果電影拍攝幀率提高到48格/秒,那麼放映時將會採用「雙閃」(double-flashing)來代替「三閃」(triple-flashing),因為實際幀率提高了,不需要單幅畫面再重複出現三次那麼多,兩次足矣。但是,更激進的技術原教旨主義者、特效大師、

Showscan的發明人Douglas Trumbull(en.wikipedia.org/wiki)認為,應該徹底取消同一幅畫面反覆播放兩次或三次的做法,電影放映質量才會得到根本提高,所以他鼓吹的是每秒66格的拍攝、放映速度。

總而言之,24格每秒已經是80餘年來的世界規範,不久的將來是否會有變化,需要觀察。

至於遊戲,不像電影放映存在同一幅畫面反覆刷新的情況,所以一般的動作類遊戲必須超過48Hz的閃爍容忍底線。

【經雷的回答(10票)】:

  1. en.wikipedia.org/wiki

  2. 電影拍到 60FPS 在技術上毫無障礙,實際上早就已經有人拍過了;
  3. 對於運動畫面,60FPS 的確比 24FPS 更「細緻」,肉眼可以分辨出來;
  4. 對於某些類型的電影敘事,畫面運動並不是越「細緻」越好;
  5. 24FPS 是一個綜合多方面因素「選擇」出來的 35毫米膠片幀頻工業標準,而不是侷限;
  6. 人眼經過常年訓練已經習慣了 24FPS 的畫面「更電影」——但這種視覺習慣在將來是否會改變不得而知。
  7. 補充:@Mr點Monkey 轉引的文章講得完全是另一個問題,投票的這幾位太奇怪了……

【Avatar Ye的回答(6票)】:

電影的24幀早在將近一個世紀前有聲電影誕生的時候就已經成為了事實上的標準,沿用至今。你可能想要問,問什麼遊戲卻需要更高的幀數?兩個原因:一,目前遊戲還做不到電影中的高質量動態模糊,無法形成有效的視覺連貫性,所以需要高幀數;二,高速輸入輸出響應,特別是某些對於反射時間要求高的遊戲。

目前的遊戲一般都是在30和60fps,業內做法很多,但是大多都是鎖在這兩個fps上。因為人眼最敏感的是不穩定的幀數。絕大部分遊戲都是鎖在30fps上,也有些對於輸入輸出要求高的遊戲,比方說格鬥遊戲和對戰FPS遊戲(Modern Warfare)鎖在60fps上。事實證明,低於30fps玩家就會感覺到明顯的不流暢。為什麼在遊戲身上,這個不流暢的閾值是在30fps,而不是電影的24fps?因為缺乏高質量的動態模糊。如果你對電影和遊戲分別進行截圖,你會發現運動的電影畫面很少能夠截出清晰的圖像,模糊的很厲害,而且這種模糊是基於物體的且有方向性的。正是這種模糊,能夠讓人腦形成連貫流暢的畫面。再看遊戲截圖,你會發現你把鏡頭移動的再快,截圖也是完全清晰的。當然,現在越來越多的遊戲加入了動態模糊的特效。不過目前的效果都只能說是一種簡化算法,離真正的動態模糊差得很遠,效果也就差強人意。所以遊戲為了形成連貫的感覺,只能提高幀數。

遊戲的幀數,實際上就是遊戲數據處理的週期頻率。一幀就是一個週期,在這裡週期內遊戲引擎要完成畫面的處理渲染,輸入的響應還有網絡響應等等工作,然後把這些處理結果在下一幀顯示出來。當然很多工作未必要同步處理,可以異步處理,但是畫面,輸入等一般是同步的,而頻率就是我們常說的fps。也就是說,你輸入一個操作,在30fps遊戲裡面,至少要在33.3毫秒後才會有反饋(事實上反饋要延遲好幾幀,在整個輸入輸出鏈上有多處延遲),在60fps遊戲裡則是16.7毫秒,快一半。有人也許會問,人的反應有這麼快麼?答案是有,會問這個問題的肯定不是街霸,COD網絡對戰或者GT賽車的資深玩家。這也就是為什麼很多60fps遊戲的畫面比較差一點,它的處理時間少了一半,當然效果上要縮水來彌補了。

【AKara的回答(2票)】:

0。電影和遊戲的每幀渲染方式不同,上面幾位朋友的資料很好。

1。不是電影是否「可以」,而是電影是否「需要」更高幀率:電影缺少遊戲的「幀互動」需求。

2。遊戲方面,早年卡馬克的測試報告提到:玩家無法區分不顯示fps的60fps和120fps的FPS。

(嗯,繞口令?) So??????即使遊戲也不是fps越高意義越大(或許音樂遊戲除外)。

3。甚至,大部分遊戲類型不需要60fps也足夠達成優秀的操作感(無論是邏輯幀率還是渲染幀率):

比如斗地主,文字遊戲,回合制遊戲,甚至一些〞動作遊戲〞。

4。再殘酷一點:「劉翔的反應時間達到0.157秒,排小組第一」。

拋開因經驗而達到的超前反應(參考早年的CS大神們2幀以下狙擊反應)來說,

大部分人的常態操作反應不會少於0.03秒。

5。打字好累。

【權然的回答(2票)】:

運動模糊並不是真正影響感官流暢度的因素。電影也不會因為每幀記錄了1/24秒的內容而比遊戲流暢太多。

遊戲給人感覺不流暢的最主要的原因是即時渲染給幀數帶來的不穩定性。電影雖然24幀每秒,但每一幀之間的播放間隔幾乎是不變的。但遊戲顯示的幀數常常是一段時間的平均幀數,當把統計間隔縮小到足夠短時就能觀察到明顯的幀數不穩定。人的眼睛對幀率的變化特別敏感,就直接導致了遊戲即使平均跑到50FPS,某些複雜場景的感官幀數可能也不及20FPS。

遊戲中每一幀的內容都需要即時計算和渲染,這本身就會給幀數帶來不確定性,再加上垂直同步導致的停頓,就會進一步降低感官流暢度。PC遊戲中這點更加明顯,因為還要受到操作系統調度的細微影響。玩過主機遊戲的人都能有明顯的感覺,PS3上很多遊戲的畫面是遠遠比PC穩定的,即使開3D把幀率限制到30幀也並不輸給電影多少。

NVIDIA最新驅動程序中搭載的Adaptive Vsync技術就是為了解決垂直同步帶來的畫面停頓問題,開啟後可以明顯感覺到畫面穩定性的提升。幀率的穩定遠比高幀率重要。

更不應該把遊戲幀數跟畫面閃爍聯繫起來,畫面閃爍是受顯示器刷新率影響的,並不是遊戲30FPS畫面就閃爍30次,在顯卡的信號到達前,顯示器同樣會把一樣的畫面刷新很多次。而現在大部分的顯示器的刷新率至少都在60Hz以上,所以並不存在因為畫面閃爍導致視覺疲勞的情況。

【李斌的回答(2票)】:

在播放電影的時候暫停一下,你會看到畫面是模糊的,但播放的時候卻很清晰。遊戲則不同,每一幀都是清晰的,所以會產生不連貫感,要靠幀數來彌補。

【竹葉青的回答(0票)】:

應該是當時的成本和效果綜合考慮的結果,24以下連續效果明顯變差,24是人眼能接受的一個合適的值

【翁鹱的回答(0票)】:

48幀已經在Hobbit的試映中使用了,不過據影評人反映,48幀的畫面「太真實,像電視電影.",在某些運動鏡頭中,24幀帶來的模糊感完全消除了(據說)。而人眼在運動中則接受到了大量的模糊畫面。

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所以說,48幀更清晰的還原了記錄,但是觀眾也許(hobbit還未上映)更能接受體驗感更強的24幀。

【成晨的回答(1票)】:

其實我簡單這樣理解:我搞過遊戲開發,遊戲都是循環地把每一幀「畫」到屏幕上,每一幀記錄了物體的位置。每秒「畫」的幀數越多,我們看到物體運動就是連續平滑的。而電影是通過攝像機拍攝,攝像機有曝光時間,也就是講攝像機拍攝的一幀其實是曝光時間內真實世界整個過程(如同照相曝光時間過長,一輛行駛的汽車會呈現出一個虛像)。看電影你暫停一下,畫面可能會出現虛像,而正是整個虛像即使只有24幀,我們看到電影是平滑的的。

【王煜東的回答(0票)】:

電影的每一幀所包含的信息是大於遊戲的每一幀的,因為電影拍攝時物體在運動,膠片上會有一定程度的模糊,這樣當電影膠片連貫起來播放時時,給人的感覺很流暢,因此沒有必要做那麼高的幀數;而遊戲則不同,遊戲裡的每一幀都是完全靜止的,就我個人玩遊戲的感覺而言,至少要到達40幀才會讓我感覺很流暢,個人是這麼理解的~~

【寬曠的回答(0票)】:

據電影圈內知名人事說,現在電影平均都是60幀的,有的更高到80幀了,不知這說法靠譜不。

【陳奕的回答(0票)】:

遊戲是靜止的

電影是動態的

標籤:-電影 -遊戲 -電影製作


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