我在一款新游戏中度过了太多最初的温柔时光，屏幕角落里有一个帧速率计数器。我玩游戏时，对最小的故障非常敏感，不断地进出图形设置来优化、担心、再优化、再担心。
我发誓我没有那个计数器一直在运转。那是不健康的，对吧？但帧率对我们来说很重要。这是我们评估装备和游戏技术水平的核心衡量标准。那么为何不？帧率计数器不会说谎。它报告一个直接、简单的数字。在一个充满不确定性的世界里，这是我们可以坚持的。
但你可以吗 看 高帧率？于是，一场与电脑游戏一样古老的争论开始了，这是一场持续而混乱的战争，骄傲与摇摇欲坠的科学发生冲突。但撇开互联网的愤怒不谈，这是一个有趣的问题，特别是因为它与我们体验电脑游戏的主要方式有关。什么 是 人眼看到的最大帧速率？ 30 Hz 和 60 Hz 之间的差异有多大？ 60 赫兹到 144 赫兹之间？在什么情况下，再更快地显示游戏就毫无意义了？
答案很复杂而且相当凌乱。您可能不同意其中的部分内容；有些甚至可能会让你生气。对于计算机和显示器显示的流动图像的重要性，眼睛和视觉认知专家，甚至是那些自己玩游戏的专家，很可能与您有着截然不同的观点。但人类的视觉和感知是一件奇怪而复杂的事情，而且它并不像人们感觉的那样有效。
愿景方面
首先要了解的是，我们对视觉不同方面的感知是不同的。检测运动与检测光不同。另一件事是眼睛的不同部位表现不同。你的视野中心所擅长的东西与外围的不同。另一件事是，我们的感知能力存在自然的、物理的限制。穿过角膜的光需要一段时间才能成为大脑可以采取行动的信息，而我们的大脑只能以一定的速度处理这些信息。
还有一个重要的概念：我们所感知的整体大于我们视觉系统的任何一个元素所能实现的。这一点对于理解我们的视觉感知至关重要。
乔丹·德隆告诉我，你无法根据一个细胞或一个神经元来预测整个系统的行为。德隆是伦斯勒圣约瑟夫学院的心理学助理教授，他的大部分研究都是关于视觉系统的。我们实际上可以感知事物，比如一条线或两条对齐线的宽度，比单个神经元能做的要小，这是因为我们对成千上万个神经元进行了平均。事实上，你的大脑比它的某一部分要准确得多。
游戏玩家……是一群非常奇怪的人，他们的[视力]水平可能接近最高水平。
助理教授乔丹·德隆
最后，我们很特别。电脑游戏玩家拥有最敏锐的洞察力。德隆说，如果你和游戏玩家一起工作，那么你就是在和一群非常奇怪的人一起工作，他们的工作水平可能接近最高水平。那是因为 视觉感知是可以训练的，动作游戏尤其擅长训练视觉 。
认知科学博士后研究员阿德里安·肖邦 (Adrien Chopin) 告诉我，[游戏]是独一无二的，是大幅提高视力几乎所有方面的唯一方法之一，因此对比敏感度、注意力能力和多目标跟踪能力也得到了提高。事实上，游戏已经被用于视觉疗法了。
因此，在你对研究人员谈论你能感知和不能感知的帧速率感到愤怒之前，先拍拍自己的背：如果你玩动作密集型游戏，你可能比普通人更能感知帧速率。
感知运动
现在让我们来看一些数字。首先要考虑的是闪烁频率。大多数人将闪烁的光源视为每秒 50 至 60 次或赫兹的稳定照明。有些人可以察觉到 60 Hz 荧光灯泡中的轻微闪烁，而大多数人在观看许多现代汽车中配备的调制 LED 尾灯时，如果眼球快速移动，就会在视野中看到闪烁的污点。
但这仅提供了感知流畅游戏画面的部分难题。如果您听说过有关战斗机飞行员的研究，其中他们展示了感知屏幕上闪烁的 1/250 秒图像的能力，那么这也不完全是对流畅、流畅的电脑游戏图像的感知。 。那是因为 游戏输出移动图像，因此会调用与简单处理光的视觉系统不同的视觉系统。
一组用于讨论视觉暂留的经典照片。通过大卫·德菲诺。
举个例子，有一个东西叫做 布洛赫定律 。印第安纳大学心理与脑科学系副系主任托马斯·布西教授告诉我，基本上，这是感知中为数不多的定律之一。它表示，持续时间小于 100 毫秒的闪光的强度和持续时间之间需要权衡。你可以拥有一纳秒的令人难以置信的明亮光，但它看起来就像十分之一秒的昏暗光一样。他说，一般来说，人们无法在十分之一秒的时间内区分短而明亮的刺激和长而暗淡的刺激。这有点像相机中快门速度和光圈之间的关系：通过使用大光圈让大量光线进入并设置较短的快门速度，您的照片将与通过少量光线拍摄的照片一样曝光良好。使用窄光圈并设置长快门速度的光线。
虽然我们很难区分 10 毫秒以内的闪光强度，但我们可以感知到令人难以置信的快速运动伪影。它们必须非常具体和特别，但如果你愿意的话，你可以以 500 fps 的速度看到文物，德隆告诉我。
特异性与我们感知不同类型运动的方式有关。如果你静静地坐着，看着面前的事物移动，这与你行走时看到的景色是一个非常不同的信号。德隆说，它们集中在不同的地方。视觉的中间部分，即中央凹区域，是最详细的，在检测运动时实际上几乎是垃圾，所以如果您正在观看屏幕中间移动的物体，那没什么大不了的刷新率是多少；你不可能用你眼睛的那部分看到它。
但 在我们的眼睛周围，我们能够很好地检测到运动 。当屏幕填充他们的周边视觉并以 60 Hz 或更高的频率更新时，许多人会报告说他们有强烈的身体移动的感觉。这就是为什么可以在余光中操作的 VR 耳机更新速度如此之快 (90 Hz) 的部分原因。
当我们玩第一人称射击游戏时，我们所做的一些事情也值得考虑。我们在感知运动反馈循环中不断控制鼠标移动和视图之间的关系，我们在 3D 空间中导航和移动，我们也在搜索和跟踪敌人。因此，我们不断利用视觉信息来更新我们对游戏世界的理解。 Busey 表示，流畅、快速刷新的图像的好处在于我们对大范围运动的感知，而不是对细节的感知。
但我们感知运动的速度有多快呢？读完上面的内容后，您可能会猜到没有 精确的 答案。但有一些明确的答案，例如：您绝对可以感知 30 Hz 和 60 Hz 之间的差异。
我们真正可以看到什么帧速率？
Busey 表示，60 Hz 显然比 30 Hz 更好。因此，这一互联网主张被驳回。由于我们能够以比 60 Hz 闪烁光源更高的速率感知运动，因此级别应该高于该值，但他不会支持这个数字。我不知道是在 120 Hz 时达到稳定状态，还是获得额外提升至 180 Hz。
“我认为通常情况下，一旦你的帧率超过 200 fps，它看起来就像是正常的、现实生活中的运动，”德隆说。但从更常规的角度来看，他认为人们检测屏幕平滑度变化的能力下降在 90Hz 左右。当然，爱好者也许能够分辨出微小的差异，但对于我们其他人来说，就像红酒就是红酒一样。
肖邦对这个主题的看法非常不同。他告诉我，从文献中可以清楚地看出，你看不到任何超过 20 Hz 的东西。虽然我承认我一开始是吸了一口咖啡，但他的论点很快就变得更有意义了。
当然，60 Hz 比 30 Hz 更好，而且明显更好。
托马斯·布西教授
他向我解释说，当我们在第一人称射击游戏中搜索元素并将其分类为目标时，我们正在跟踪多个目标并检测小物体的运动。例如，如果您进行小物体的运动检测，您可以检测到的物体的最佳时间频率是多少？
研究发现答案是在 7 到 13 Hz 之间。之后，我们对运动的敏感度显着下降。当您想要进行视觉搜索、多重视觉跟踪或只是解释运动方向时，您的大脑在一秒钟的连续流中只会拍摄 13 个图像，因此您会将中间的其他图像平均为一个图像。
由研究员 Rufin vanRullen 于 2010 年发现， 这确实发生在我们的大脑中 ：您可以在脑电图中看到稳定的 13 Hz 活动脉冲，并且我们还可以体验到“ 马车车轮效应 当你拍摄旋转的辐条物体的镜头时，你会得到这样的结果。回放时，镜头可能会显示对象以相反方向旋转。肖邦说，大脑也做同样的事情。无需相机即可看到这一点。根据所有研究，我们发现 20hz 及以上频率之间没有差异。让我们看看 24hz，这是电影行业标准。但我认为没有任何超越这一点的意义。
感知和反应 
本文介绍的是人眼可以感知的帧速率。房间里的大象：我们能多快 反应 我们看到了什么？这是游戏和电影之间的一个重要区别，值得用另一篇文章来阐述。
那么为什么游戏可以 感觉 30 fps 和 60 fps 下有明显不同吗？除了帧率之外还有更多的事情发生。 输入滞后 是输入命令、该命令被游戏解释并传输到显示器、以及显示器处理和渲染图像之间所经过的时间量。无论 LCD 的刷新率如何，太多的输入延迟都会使任何游戏感觉迟缓。
但是，编程为以 60 fps 运行的游戏可能会更快地显示您的输入，因为与 30 fps (33.3 ms) 相比，帧的时间片段 (16.6 ms) 更窄。人类的反应时间肯定没有那么快，但是我们的学习和能力 预测 可以让我们的反应显得更快。
这里重要的是肖邦谈论的是大脑获取它可以处理并可以采取行动的视觉信息。他并不是说我们无法注意到 20 Hz 和 60 Hz 素材之间的差异。 仅仅因为您可以看到差异，并不意味着您可以在游戏中做得更好 ， 他说。 24赫兹之后你不会好转，但你可能会有一些不同的现象学体验。因此，有效性和经验之间存在差异。
虽然 Busey 和 DeLong 承认流畅帧率的美学吸引力，但他们都没有像我们那样认为帧率是游戏技术的全部和最终目标。对于肖邦来说，分辨率更为重要。他说，我们对时间差异的解释非常有限，但对空间差异的解释几乎没有限制。
对于德隆来说，分辨率也很重要，但仅限于眼睛中关心它的小中心区域，该区域仅占视野的几度。我见过的一些最引人注目的东西是眼球追踪。为什么我们不只对眼睛真正需要的区域进行全分辨率处理呢？但他真正关注的是对比度。他说，当我们看到真正的黑色和明亮的白色时，它真的很引人注目。
我们真正知道什么
毕竟，我们真正知道什么？大脑很复杂，并且确实没有适用于每个人的通用答案。
- 有些人可以在 50 或 60 Hz 光源中感觉到闪烁。更高的刷新率可减少可察觉的闪烁。
- 我们可以更好地检测视野周边的运动。
- 我们感知图像闪烁的方式与感知持续运动的方式不同。
- 在感知图像变化方面，游戏玩家更有可能拥有最敏感、最训练有素的眼睛。
- 仅仅因为我们可以感知帧速率之间的差异并不一定意味着感知会影响我们的反应时间。
所以这不是一个简单的主题，除此之外，我们还必须考虑我们的显示器是否真的能够以如此高的帧速率输出图像。许多显示器的频率不会超过 60 Hz，Busey 质疑广告中宣传的 120 Hz 显示器是否真的显示得那么快（根据一些非常深入的测试， TFT中央 ，他们当然这样做）。作为一个也喜欢用我的游戏机以每秒 30 帧（通常更少）渲染的游戏的人，我可以理解他们的建议，即视觉显示的其他方面可能会更好地与我的视觉感知联系起来。
另一方面，我很想听听职业团队关于他们对帧率的客观体验以及它如何影响玩家的表现。也许它们会证实或反驳科学界当前的想法。如果游戏玩家在视觉方面如此特别，也许我们应该带头对它进行新的理解。
