Ik breng veel te veel van mijn eerste tedere minuten door in een nieuw spel met een framerate-teller in de hoek van mijn scherm. Ik speel, hypergevoelig voor de kleinste haperingen, en duik in en uit de grafische instellingen om te optimaliseren, en piekeren, en optimaliseren en nog eens piekeren.
Ik zweer dat ik die teller niet de hele tijd aan heb staan. Dat zou ongezond zijn, toch? Maar framerate is belangrijk voor ons. Het is de kernmeting waarmee we zowel onze installaties als de technische vaardigheden van een game beoordelen. En waarom niet? Een framerate-teller liegt niet. Het rapporteert een duidelijk, eenvoudig nummer. In een onzekere wereld is dit iets waar we achter kunnen staan.
Maar kun jij dat ook? zien hoge framerates? Zo begint een discussie zo oud als pc-games, een voortdurende en verwarde oorlog waarin trots botst met de wankele wetenschap. Maar afgezien van de internetwoede is het een interessante vraag, vooral omdat het betrekking heeft op de primaire manier waarop we computerspellen ervaren. Wat is de maximale framerate die het menselijk oog ziet? Hoe waarneembaar is het verschil tussen 30 Hz en 60 Hz? Tussen 60 Hz en 144 Hz? Na welk punt is het zinloos om een spel sneller weer te geven?
Het antwoord is complex en tamelijk slordig. Het kan zijn dat u het niet eens bent met delen ervan; sommige kunnen je zelfs boos maken. Experts op het gebied van oog- en visuele cognitie, zelfs degenen die zelf games spelen, hebben wellicht een heel ander perspectief dan jij over wat belangrijk is aan de vloeiende beelden die computers en monitoren weergeven. Maar het menselijk zien en waarnemen is een vreemd en ingewikkeld iets, en het werkt niet helemaal zoals het voelt.
Aspecten van visie
Het eerste dat we moeten begrijpen is dat we verschillende aspecten van visie anders waarnemen. Beweging detecteren is niet hetzelfde als licht detecteren. Een ander ding is dat verschillende delen van het oog anders presteren. Het centrum van je zicht is goed in andere dingen dan de periferie. En iets anders is dat er natuurlijke, fysieke grenzen zijn aan wat we kunnen waarnemen. Het kost tijd voordat het licht dat door je hoornvlies gaat, informatie wordt waarop je hersenen kunnen reageren, en onze hersenen kunnen die informatie alleen met een bepaalde snelheid verwerken.
Nog een ander belangrijk concept: het geheel van wat we waarnemen is groter dan wat enig element van ons visuele systeem kan bereiken. Dit punt is van fundamenteel belang voor het begrijpen van onze perceptie van visie.
Je kunt het gedrag van het hele systeem niet voorspellen op basis van één cel of één neuron, vertelt Jordan DeLong me. DeLong is assistent-professor psychologie aan het St Joseph’s College in Rensselaer, en het grootste deel van zijn onderzoek gaat over visuele systemen. We kunnen dingen feitelijk waarnemen, zoals de breedte van een lijn of twee lijnen die op één lijn liggen, die kleiner zijn dan wat een individueel neuron kan doen, en dat komt omdat we het gemiddelde nemen over duizenden en duizenden neuronen. Je hersenen zijn eigenlijk veel nauwkeuriger dan één afzonderlijk deel ervan.
diablo 4 volgende klasse
Gamers... [zijn] een heel vreemde groep mensen die waarschijnlijk dicht bij de maximale niveaus [van gezichtsvermogen] opereren.
Universitair docent Jordan DeLong
En ten slotte zijn wij speciaal. Computerspelspelers hebben enkele van de beste ogen die er zijn. Als je met gamers werkt, werk je met een heel vreemde populatie mensen die waarschijnlijk bijna op het maximale niveau opereren, zegt DeLong. Dat is omdat visuele perceptie kan worden getraind, en actiespellen zijn bijzonder goed in het trainen van het gezichtsvermogen .
[Games zijn] uniek, een van de weinige manieren om vrijwel alle aspecten van je zicht enorm te vergroten, dus contrastgevoeligheid, aandachtsvermogen en het volgen van meerdere objecten, vertelt Adrien Chopin, een postdoc-onderzoeker in de cognitieve wetenschappen. Zo goed zelfs dat games worden gebruikt in visuele therapieën.
Dus voordat je boos wordt over onderzoekers die praten over welke framerates je wel en niet kunt waarnemen, geef jezelf dan een schouderklopje: als je games met veel actie speelt, ben je waarschijnlijk gevoeliger voor framerates dan de gemiddelde persoon.
Beweging waarnemen
Laten we nu naar enkele cijfers gaan. Het eerste waar u aan moet denken, is de flikkerfrequentie. De meeste mensen ervaren een flikkerende lichtbron als een constante verlichting met een snelheid van 50 tot 60 keer per seconde, of hertz. Sommige mensen kunnen een lichte flikkering waarnemen in een fluorescentielamp van 60 Hz, en de meeste mensen zullen flikkerende vegen over hun zicht zien als ze een snelle oogbeweging maken wanneer ze naar de gemoduleerde LED-achterlichten kijken die in veel moderne auto's te vinden zijn.
Maar dit biedt slechts een deel van de puzzel als het gaat om het waarnemen van vloeiende, vloeiende gamebeelden. En als je hebt gehoord over onderzoeken bij gevechtspiloten waarin ze hebben aangetoond dat ze een beeld kunnen waarnemen dat gedurende 1/250ste van een seconde op het scherm wordt geflitst, dan is dat ook niet helemaal waar de perceptie van vloeiende, vloeiende computerspelbeelden over gaat. . Dat is omdat games produceren bewegende beelden en roepen daarom andere visuele systemen op dan systemen die eenvoudigweg licht verwerken.
Een klassieke reeks foto's die worden gebruikt in discussies over de persistentie van het gezichtsvermogen. Via David DeFino.
Er is bijvoorbeeld dit ding genaamd De wet van Bloch . Kortom, het is een van de weinige wetten op het gebied van perceptie, vertelt professor Thomas Busey, universitair hoofddocent aan de afdeling Psychologische en Hersenwetenschappen van de Universiteit van Indiana. Er wordt gezegd dat er een wisselwerking bestaat tussen intensiteit en duur bij een lichtflits die minder dan 100 ms duurt. Je kunt een nanoseconde ongelooflijk helder licht hebben en het zal er hetzelfde uitzien als een tiende van een seconde gedimd licht. Over het algemeen kunnen mensen geen onderscheid maken tussen korte, heldere en lange, zwakke stimuli binnen een tiende van een seconde, zegt hij. Het lijkt een beetje op de relatie tussen sluitertijd en diafragma in een camera: door veel licht binnen te laten met een groot diafragma en een korte sluitertijd in te stellen, wordt je foto even goed belicht als een foto gemaakt door een kleine hoeveelheid licht door te laten. licht met een klein diafragma en een lange sluitertijd.
Maar hoewel we moeite hebben met het onderscheiden van de intensiteit van lichtflitsen van minder dan 10 ms, kunnen we ongelooflijk snelle bewegingsartefacten waarnemen. Ze moeten heel specifiek en speciaal zijn, maar je zou een artefact met 500 fps kunnen zien als je dat zou willen, vertelt DeLong.
De specificiteit heeft betrekking op de manier waarop we verschillende soorten bewegingen waarnemen. Als je stil zit en kijkt naar de dingen die voor je bewegen, is dat een heel ander signaal dan het zicht dat je krijgt als je loopt. Ze concentreren zich op verschillende plaatsen, zegt DeLong. Het middelste deel van je zicht, het foveale gebied, dat het meest gedetailleerd is, is eigenlijk behoorlijk veel onzin als het gaat om het detecteren van beweging, dus als je dingen in het midden van het scherm ziet bewegen, is dat niet zo erg. wat de vernieuwingsfrequentie is; je kunt het onmogelijk zien met dat deel van je oog.
pc-stuurwiel
Maar in de periferie van onze ogen detecteren we beweging ongelooflijk goed . Met een scherm dat hun perifere zicht vult en wordt bijgewerkt op 60 Hz of meer, zullen veel mensen melden dat ze het sterke gevoel hebben dat ze fysiek in beweging zijn. Dat is gedeeltelijk de reden waarom VR-headsets, die in het perifere zicht kunnen werken, zo snel worden bijgewerkt (90 Hz).
Het is ook de moeite waard om enkele dingen te overwegen die we doen als we bijvoorbeeld een first person shooter spelen. We controleren voortdurend de relatie tussen onze muisbewegingen en het zicht in een perceptuele motorfeedbacklus, we navigeren en bewegen door de 3D-ruimte, en we zoeken en volgen ook vijanden. We werken daarom voortdurend ons begrip van de gamewereld bij met visuele informatie. Busey zegt dat de voordelen van vloeiende, snel verfrissende beelden eerder te maken hebben met onze perceptie van bewegingen op grote schaal dan met fijne details.
Maar hoe snel kunnen we beweging waarnemen? Na alles wat je hierboven hebt gelezen, kun je waarschijnlijk raden dat die er niet zijn nauwkeurig antwoorden. Maar er zijn enkele definitieve antwoorden, zoals deze: je kunt zeer zeker het verschil waarnemen tussen 30 Hz en 60 Hz.
Welke framerates kunnen we echt zien?
Zeker, 60 Hz is beter dan 30 Hz, aantoonbaar beter, zegt Busey. Dus dat is een internetclaim die is vernietigd. En aangezien we beweging sneller kunnen waarnemen dan een flikkerende lichtbron van 60 Hz, zou het niveau hoger moeten zijn, maar hij houdt zich niet aan een getal. Of dat op 120 Hz blijft liggen of dat je een extra boost krijgt tot 180 Hz, ik weet het gewoon niet.
Ik denk dat zodra je boven de 200 fps komt, het er normaal gesproken uitziet als normale, levensechte beweging, zegt DeLong. Maar in meer reguliere termen is hij van mening dat de afname in het vermogen van mensen om veranderingen in de vloeiendheid van een scherm te detecteren rond de 90 Hz ligt. Natuurlijk kunnen liefhebbers misschien heel kleine verschillen zien, maar voor de rest van ons is het alsof rode wijn rode wijn is.
Chopin kijkt heel anders naar het onderwerp. Uit de literatuur blijkt duidelijk dat je niets meer dan 20 Hz kunt zien, vertelt hij. En hoewel ik moet toegeven dat ik aanvankelijk in mijn koffie snoof, begon zijn argument al snel een stuk logischer te worden.
Zeker 60 Hz is beter dan 30 Hz, aantoonbaar beter.
Professor Thomas Busey
Hij legt me uit dat wanneer we elementen zoeken en categoriseren als doelen in een first person shooter, we meerdere doelen volgen en beweging van kleine objecten detecteren. Als je bijvoorbeeld de bewegingsdetectie van een klein object neemt, wat is dan de optimale temporele frequentie van een object dat je kunt detecteren?
En uit onderzoek is gebleken dat het antwoord tussen 7 en 13 Hz ligt. Daarna neemt onze gevoeligheid voor beweging aanzienlijk af. Als je visueel wilt zoeken, meerdere visuele tracking wilt uitvoeren of gewoon de bewegingsrichting wilt interpreteren, nemen je hersenen slechts 13 beelden uit een seconde van continue stroom, dus je gemiddeld de andere beelden die zich daartussen bevinden in één beeld.
Ontdekt door onderzoeker Rufin vanRullen in 2010, dit gebeurt letterlijk in onze hersenen : je kunt een gestage activiteitspuls van 13 Hz zien in een EEG, en dit wordt verder ondersteund door de observatie dat we ook de ‘ wagenwieleffect ’ krijg je als je beelden fotografeert van een ronddraaiend spaakobject. Bij het afspelen kunnen er beelden verschijnen waarop te zien is dat het object in de tegenovergestelde richting draait. De hersenen doen hetzelfde, zegt Chopin. Dit kun je zien zonder camera. Gezien alle onderzoeken zien we geen verschil tussen 20 Hz en hoger. Laten we naar 24 Hz gaan, de standaard in de filmindustrie. Maar ik zie geen enkel nut om daarbovenop te gaan.
Perceptie en reactie 
Dit artikel gaat over de framerates die het menselijk oog kan waarnemen. De olifant in de kamer: hoe snel kunnen we Reageer op wat we zien? Het is een belangrijk onderscheid tussen games en film, dat nog een heel artikel waard is.
Dus waarom kunnen games gevoel duidelijk anders bij 30 en 60 fps? Er is meer aan de hand dan framerate. Invoervertraging is de hoeveelheid tijd die verstrijkt tussen het invoeren van een commando, het moment waarop dat commando door het spel wordt geïnterpreteerd en naar de monitor wordt verzonden, en het verwerken en weergeven van het beeld door de monitor. Te veel invoervertraging zorgt ervoor dat elke game traag aanvoelt, ongeacht de vernieuwingsfrequentie van het LCD-scherm.
Maar een game die is geprogrammeerd om op 60 fps te draaien, kan uw invoer mogelijk sneller weergeven, omdat de frames smallere tijdsperioden zijn (16,6 ms) vergeleken met 30 fps (33,3 ms). De menselijke reactietijd is zeker niet zo snel, maar ons vermogen om te leren wel voorspellen kunnen ervoor zorgen dat onze reacties veel sneller lijken.
Het belangrijkste hier is dat Chopin het heeft over de hersenen die visuele informatie verwerven die ze kunnen verwerken en waarop ze kunnen reageren. Hij zegt niet dat we geen verschil kunnen merken tussen beelden van 20 Hz en 60 Hz. Het feit dat je het verschil ziet, betekent niet dat je beter kunt zijn in het spel , hij zegt. Na 24 Hz wordt je niet beter, maar het kan zijn dat je een fenomenologische ervaring hebt die anders is. Er is dus een verschil tussen effectiviteit en ervaring.
En hoewel Busey en DeLong de esthetische aantrekkingskracht van een vloeiende framerate erkenden, was geen van hen van mening dat framerate het allerbelangrijkste is van de gamingtechnologie die wij misschien wel gebruiken. Voor Chopin is resolutie veel belangrijker. We zijn zeer beperkt in het interpreteren van verschillen in tijd, maar we hebben vrijwel geen grenzen in het interpreteren van verschillen in ruimte, zegt hij.
pc gamer beste gamingmonitor
Voor DeLong is resolutie ook belangrijk, maar alleen voor het kleine, centrale deel van het oog dat erom geeft, dat slechts een paar graden van je gezichtsveld beslaat. Enkele van de meest fascinerende dingen die ik heb gezien, waren eye-tracking. Waarom gebruiken we de volledige resolutie niet alleen voor de delen van het oog waar we dat echt nodig hebben? Maar zijn echte focus ligt op contrastverhoudingen. Als we echt echt zwart en helder wit zien, is dat echt overtuigend, zegt hij.
Wat we echt weten
Wat weten we na dit alles eigenlijk? Dat de hersenen ingewikkeld zijn en dat er echt geen universeel antwoord bestaat dat voor iedereen geldt.
- Sommige mensen kunnen de flikkering waarnemen in een lichtbron van 50 of 60 Hz. Hogere vernieuwingsfrequenties verminderen waarneembare flikkeringen.
- We detecteren beweging beter aan de rand van ons zicht.
- De manier waarop we de flits van een beeld waarnemen is anders dan hoe we constante beweging waarnemen.
- Gamers hebben waarschijnlijk de meest gevoelige, geoefende ogen als het gaat om het waarnemen van veranderingen in beelden.
- Het feit dat we het verschil tussen framerates kunnen waarnemen, betekent niet noodzakelijkerwijs dat perceptie onze reactietijd beïnvloedt.
Het is dus geen netjes onderwerp, en bovendien moeten we ook overwegen of onze monitoren daadwerkelijk in staat zijn om beelden met deze hoge framerates weer te geven. Velen gaan niet boven de 60 Hz, en Busey vraagt zich af of monitoren die worden geadverteerd op 120 Hz werkelijk zo snel weergeven (volgens een aantal serieus diepgaande tests bij TFTCentraal , dat doen ze zeker). En als iemand die ook heeft genoten van games met de 30 frames per seconde (en vaak iets minder) die door mijn consoles worden weergegeven, kan ik me er in vinden dat andere aspecten van visuele weergaven beter aansluiten bij mijn visuele perceptie.
Aan de andere kant zou ik graag van professionele teams horen over hun objectieve ervaringen met framerate en hoe dit de prestaties van spelers beïnvloedt. Misschien zullen ze het huidige denken van de wetenschap op dit gebied bevestigen of tegenspreken. Als gamers zo speciaal zijn als het om visie gaat, moeten wij misschien degenen zijn die het voortouw moeten nemen bij een nieuw begrip ervan.
