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游戏帧数高好还是低好？视频帧数和游戏帧数区别详解

时间：2018-02-18 来源：系统城官网

　　为什么24帧的电影那么流畅，而60帧的游戏却有卡顿感？是视频帧数和游戏帧数之间有什么区别吗？事实上，电影即便是12帧数也依然不会产生卡顿感，这是因为电影画面和游戏画面的图像生成原理不一样。

视频帧数和游戏帧数的区别：

　　虽然电影24FPS也不如60FPS的流畅，但是24FPS不会让人觉得卡，甚至12FPS都不会让人觉得卡，而24FPS的游戏能让人很明显的感受到卡，12FPS就是幻灯片了，这是为什么呢？有两个原因。

　　第一个原因就是由两者图像生成原理不同造成的。

　　电影虽然只有24FPS，但是每一帧都包含了一段时间的信息，而游戏则只包含那一瞬间的信息。一个电影在一段时间内曝光，画面的每一帧，都包含有一段时间的信息，这段时间的长度由快门时间决定，最长不能超过1/24秒，所以视频中每一帧包含信息量较大。而游戏的第一帧包含第0秒的信息，第二帧包含了第1/24秒的信息，只有这一个瞬间的信息，这中间的信息完全丢失了，所以看起来会卡。

　　用图来解释一下，比如有一个圆从左上角移动到右下角，第一帧是这样的：

游戏帧数高好还是低好？视频帧数和游戏帧数区别详解

　　如果是电影，第二帧可能是类似下图这样的（图画得不好但是就是这个意思）：

游戏帧数高好还是低好？视频帧数和游戏帧数区别详解

　　如果是游戏的话，第二帧就应该是这样的图：

游戏帧数高好还是低好？视频帧数和游戏帧数区别详解

　　看出区别来了吗？这是因为电影和游戏的画面生成方式的本质不同造成的，电影的画面是拍摄的实际场景，在快门时间内胶片/传感器持续曝光，这一段时间里人物场景的变化都会被拍到胶片/传感器上，每隔一段时间换下一张胶片再曝光一段时间。

　　而游戏的画面则是由显卡生成的，显卡通过计算生成一帧画面，生成完毕后再计算下一帧，这样每一帧都是清晰的，不会有模糊，像我上面图中的那个圆，不管他的移动速度是快是慢，显卡只计算两帧画面，中间的移动轨迹一概不会显示，我们看到物体就好像老版西游记里面孙悟空施一个法术“就”的一声飞过去了。

　　这里大家可以花10秒钟时间做一个非常简单的实验，先缓慢的挥手，发现手的影像是很清晰的，再快速的挥手，发现手的影像不清晰了，有了残影，但是你绝对不会觉得画面卡了，这就是电影的效果。我们再来模拟游戏的效果，先缓慢的移动鼠标，再快速的移动鼠标，发现了吗，快速移动的时候鼠标卡了，鼠标是一下下的跳动过去的，这就是游戏的效果了，发现为什么卡了吗。

　　游戏里无论移动速度快或慢，始终保持一秒钟60帧画面。当鼠标一秒60像素的时候，鼠标箭头是1像素1像素的移动，一秒600像素的时候，箭头就变成10像素10像素的移动了，中间10个像素的位置信息就丢失了，画面就不连贯了，就卡了。电影里里面一米一米移动的时候，每帧的画面是清晰，十米十米移动的时候，动作就会出现拖影，给人以动感的效果，连贯而不卡，看动作片时暂停就能看到拖影了。人眼的视觉暂留和相机拍摄视频的原理类似的，人的眼睛不可能在第0秒看到一副画面，到第1/24秒又看到一副画面，而是连续的接受光照在视网膜上，持续曝光，所以快速挥手，可以看到手的残影，效果跟电影里面的模糊类似的，就算FPS不高也不会卡了，而如果在游戏里面快速挥手，就只能看到手在两边来回跳，中间的画面没了，就卡了。

　　在上面的实验中，如果试着更快速的移动鼠标，并且让鼠标做出更复杂的动作，例如画8字形，会发现中间丢失的关键帧更多了，越发显得卡了。这也就可以解释为什么RPG游戏以较低帧数运行的时候不觉得卡，而FPS游戏以低帧数运行的时候会卡了。这是因为FPS节奏快，人物移动迅速，甚至可以一秒钟内整个场景转上一圈，一旦帧数不高，中间的动作就会有断档，会觉得卡了，所以射击游戏对帧数的要求更高。就像不管我们怎么移动鼠标，显示器始终60FPS没变，但是快速移动就是会卡，这是游戏和电影生成影像的原理本质不同造成的。并且射击游戏对操作响应速度的要求非常高，一旦FPS低了操作也会反应不过来，RPG游戏对操作反应速度要求明显低多了，像回合制的压根就无所谓了，喝杯茶再来操作都行，射击游戏里的生死都在毫秒间，帧数一低随时挂掉，像Quake3中某个跳跃动作甚至还要求必须在125FPS以上才能完成。

　　现在很多游戏特别是赛车游戏，当速度变得很快的时候，会加入一个动态模糊的特效，就是模拟电影中这种高速运动的物体有拖影的效果，打开之后会觉得画面连贯一些。但毕竟是模拟特效，还是不能和真拍出来的效果比，做得不好反而会画虎成犬。

游戏帧数高好还是低好？视频帧数和游戏帧数区别详解

↑电影《星际穿越》画面，可以看到很明显的动态模糊。

游戏帧数高好还是低好？视频帧数和游戏帧数区别详解

↑这是早期的极品飞车，没有任何动态模糊，一旦速度过快，画面就显得不流畅了。

游戏帧数高好还是低好？视频帧数和游戏帧数区别详解

↑这是现代的极品飞车，可以看到有较真实的动态模糊效果，这样就显得流畅多了。

　　想要体验像游戏般卡顿感的视频，大家可以去B站体验，找一个60FPS的视频，例如科技美学的评测：一代神机诺基亚3310复刻版开箱上手体验测评「科技美学直播实录」。打开视频后在右下角选择清晰度，超清为60FPS，其他则为30FPS，对比一下就会发现30FPS的版本明显卡了很多，这是因为B站的30FPS就是把60FPS的去掉了一半的画面，没有动态模糊，信息量一下子少了一半，毕竟也没有一种能自动补全动态模糊的技术，这时候你就能感觉到片头的字幕和画面是跳着走的，那岩的动作也极不流畅，这和游戏中的卡顿颇有异曲同工之妙。如果这个视频一开头就是用30FPS拍的，那显然不会如此卡顿。

　　第二个原因就是电影的FPS是稳定的，而游戏则是不稳定的。

　　电影虽然是24FPS，但是他固定每隔1/24秒换一次画面，画面出现频率是固定的，这点雷打不动，画面之间间隔时间是稳定的。而游戏乍一看是60FPS没错，但是为什么同样是60FPS，有的流畅有的卡顿呢，有人就曾经做评测研究过，为什么一模一样的FPS，有些显卡会感到“顿卡”呢。评测是这样的，他记录了在一秒里面，每一帧都在什么时候出现，于是一下子真相大白，流畅的显卡，他60帧画面差不多是每隔约1/60秒出现一次，也就是说显卡稳定的每隔一段固定的时间生成一副画面，卡顿的显卡，可能前半秒生成了59帧画面，后半秒就只有1帧画面了，那个评测里面提到一个概念“帧间隔”，也就是说两帧之间的间隔时间，如果是稳定的，那画面就流畅，如果不稳定，就会卡，有的显卡最大可达数百毫秒，相当于一秒才几帧画面，那自然会让人感觉卡了，如果稳定在33毫秒，只需要30FPS，就会让人觉得基本流畅了。

游戏帧数高好还是低好？视频帧数和游戏帧数区别详解

↑如上图，这是AMD两个版本的驱动测试的帧间隔情况，可以看到红线和蓝线的FPS实际上没什么区别，但是明显红线的帧间隔更稳定，蓝线更容易出现顿卡的情况。

　　除了显卡性能的不稳定导致上面这种情况出现，就是稳定性能的显卡，也会出现FPS不变帧间隔时间长短不一，因为每一秒里面的画面有很多帧，每一帧的画面复杂程度都不一样。而且不管是PC还是主机，除非显卡性能大大超越游戏硬件需求，否则FPS都不可能稳定在某一数值，游戏评测里都会有平均FPS和最低FPS，最要最低FPS低于了某一数值，游戏自然会在某一时间顿卡。例如最近的大作仙剑6，显卡吧有人测试过用四路泰坦X，依然会在某一时刻FPS跌到0，这种游戏体验无疑是毁灭性的。

　　大家都知道，游戏的卡顿分很多原因。RTS游戏中单位出现过多，CPU计算能力不够，会卡，游戏特效变好，显卡算不过来，会卡，切换地图读硬盘，会卡，场景太大内存放不下，会卡。如果我们把FPS（每秒帧数），换成每分钟帧数，可能会发现，一个游戏每一分钟的帧数都会大于3600，也就是每秒都大于60，那这样就不卡了？可能前面30秒每秒有100帧画面，后面30秒每秒只有20帧画面，那后面30秒无疑很卡了。这样来看完全就是耍流氓呀，回过头再来看每秒帧数难道不也是在耍流氓吗？我们只看一秒钟总共有多少帧，而不去看更小的单位，每100毫秒有多少帧，这也是在耍流氓，在一秒钟内整体似乎是流畅的，可是分割到百毫秒十毫秒的时候，并不是每百毫秒十毫秒都是流畅的。所以光看一秒钟有60帧就认为不卡，是错误的，就像我们不能说一分钟有3600帧就不卡了一样，“卡”是发生在更短的时间内，而不是一秒。

　　所以，60FPS的游戏会卡。

　　并且在游戏中，丢失的帧很可能是动画的关键帧，碰上这种情况，不仅卡，还会显得动作不真实，突然一下子跑了一大步。玩2D游戏就会感受到，即使帧数不高，也不会这样，因为2D游戏的人物动作一般是事先绘制的，游戏中人物做动作实际上是播放动画，不管帧数多低，都“不卡”，有些无良游戏商制作的2D游戏，人物动作一秒就几帧画面，虽然看起来卡卡的，也不是3D游戏的那种卡顿感。因为动作是稳定播放的，不是即时生成的，动作的速度是固定的，就不会出现原因一中动作过快“看不清”的情况，也不会出现原因二中FPS不稳定的情况。同时由于2D游戏是事先绘制的，关键帧都会画出来，人物的动作就是连贯的。

　　以上内容便是视频帧数和游戏帧数的区别解释，有些2D游戏里面也有即时生成的光影，当硬件机能不够的时候，即时演算的速度就会跟不上，依然会出现卡顿情况。