人間の目は実際に1秒あたり何フレームを見ることができますか？

最初の入札時間の多くを新しいゲームに費やしている画面の隅で実行されているフレームレートカウンター。私はプレイし、最小のヒッチに非常に敏感で、グラフィック設定に浸ったり出たりして最適化し、心配し、最適化して再び心配します。

私はそのカウンターがいつも動いているわけではないことを誓います。それは不健康ですよね？しかし、フレームレートは私たちにとって重要です。これは、リグとゲームのテクニカルチョップの両方を評価するための主要な測定値です。そして、なぜですか？フレームレートカウンターは嘘をつきません。まっすぐで単純な数値を報告します。不確実な世界では、それは私たちが待機できるものです。

しかし、高いフレームレートを確認できますか？それで、PCゲームと同じくらい古い議論を始めます。それは、プライドが不安定な科学と衝突する、絶え間なく混乱した戦争です。しかし、インターネットの激怒はさておき、それは興味深い質問です。特に、インターネットは私たちがコンピュータゲームを体験する主な方法に関係しているためです。人間の目が見る最大フレームレートはどれくらいですか？ 30Hzと60Hzの違いはどの程度わかりますか？ 60Hzから144Hzの間？ゲームをこれ以上速く表示するのは、どの時点以降は無意味ですか？

答えは複雑で、かなり乱雑です。あなたはそれの一部に同意しないかもしれません。怒る人もいます。目と視覚認知の専門家は、自分でゲームをプレイする人でさえ、流れるような画像のコンピューターとモニターの表示について何が重要かについて、あなたとはまったく異なる見方をしている可能性があります。しかし、人間の視覚と知覚は奇妙で複雑なものであり、感じたようには機能しません。

視覚の側面

最初に理解することは、私たちが異なる知覚をすることです。視覚の側面は異なります。動きを検出することは、光を検出することと同じではありません。もう1つのことは、目の部分によってパフォーマンスが異なることです。あなたの視界の中心は、周辺とは異なるものが得意です。そしてもう一つのことは、私たちが知覚できるものには自然で物理的な限界があるということです。角膜を通過する光が脳が作用できる情報になるまでには時間がかかり、私たちの脳はその情報を特定の速度でしか処理できません。

さらに別の重要な概念：私たちが知覚するものの全体は、私たちの視覚系のどの要素も達成できるものよりも大きいです。この点は、私たちの視覚の認識を理解するための基本です。

「1つの細胞または1つのニューロンに基づいてシステム全体の動作を予測することはできません」とJordanDeLongは私に言います。DeLongはの助教授です。レンセリアーのセントジョセフ大学の心理学であり、彼の研究の大部分は視覚システムに関するものです。「実際には、線の幅や2本の線が整列しているなど、個々のニューロンができるよりも小さいものを知覚できます。それは、私たちが何千ものニューロンを平均しています。実際、脳はその一部よりもはるかに正確です。」

ゲーマー…おそらく最大レベル近くで活動している本当に奇妙な人々の人口。

そして最後に、私たちは特別です。コンピュータゲームプレーヤーは、周りに最高の目を持っています。 「ゲーマーと一緒に仕事をしている場合は、おそらく最大レベル近くで活動している非常に奇妙な集団と仕事をしていることになります」とDeLong氏は言います。これは、視覚を訓練できるためであり、アクションゲームは視覚の訓練に特に優れています。 。

「ユニークで、視力のほぼすべての側面を大幅に向上させる唯一の方法の1つであるため、コントラスト感度、注意力、複数のオブジェクトの追跡」、認知科学のポストドク研究者であるエイドリアンショパンは、教えてくれます。実際、ゲームは視覚療法で使用されているほど優れています。

したがって、研究者が知覚できるフレームレートと知覚できないフレームレートについて話していることに腹を立てる前に、背中を軽くたたいてください。アクションが多いゲームでは、「平均的な人よりもフレームレートを知覚する可能性が高くなります。

動きを知覚する

次に、いくつかの数値を見てみましょう。最初に考えるのはフリッカー周波数です。ほとんどの人は、ちらつきのある光源を1秒間に50〜60回、つまりヘルツの速度で安定した照明として認識します。 60 Hzの蛍光灯でわずかなちらつきを検出できる人もいます。最近の多くの車に見られる、変調されたLEDテールライトを見ると、目の動きが速いと、ほとんどの人が視界全体にちらつきのある汚れを目にします。

しかし、これは、流れるような滑らかなゲーム映像を知覚することになると、パズルの一部を提供するだけです。また、戦闘機のパイロットに関する研究で、画面にフラッシュされた画像を1/250秒間知覚する能力が実証されていると聞いた場合、それは滑らかで流れるようなコンピューターゲームの画像の知覚とはまったく異なります。 。これは、ゲームが動画を出力するため、光を処理するだけの視覚システムとは異なる視覚システムを呼び出すためです。

例として、ブロッホの法則と呼ばれるものがあります。「基本的に、これは知覚における数少ない法則の1つです」とアソシエイトのトーマス・ブジー教授インディアナ大学の心理脳科学部の学部長が教えてくれました。 100ミリ秒未満続く閃光の強度と持続時間の間にはトレードオフがあると言われています。ナノ秒の信じられないほど明るい光を得ることができ、それは10分の1秒の薄暗い光と同じように見えます。 「一般的に、人々は10分の1秒以内に短い、明るい、長い、薄暗い刺激を区別することはできません」と彼は言います。それはカメラのシャッタースピードと絞りの関係に少し似ています。絞りを大きくしてシャッタースピードを短く設定すると、絞りを絞って少量の光を当ててシャッタースピードを長くして撮影した場合と同じように露出が良くなります。

しかし、10ミリ秒未満の閃光の強さを区別するのは困難ですが、非常に速い動きのアーティファクトを認識することができます。「それらは非常に特殊で特別なものでなければなりませんが、必要に応じて500fpsでアーティファクトを見ることができます。」DeLong

特異性は、さまざまな種類の動きを認識する方法に関連しています。じっと座って目の前の物が動き回るのを見ている場合、それはあなたが歩いているときに得られる景色とは非常に異なる信号です。 「それらはさまざまな場所に集中しています」とDeLong氏は言います。「視界の中央部分である最も詳細な中心窩領域は、動きの検出に関しては実際にはかなりゴミです。したがって、画面の中央が移動しているので、リフレッシュレートはそれほど重要ではありません。目のその部分ではおそらくそれを見ることができません。」

しかし、目の周辺では、動きを非常によく検出します。 60 Hz以上で更新される周辺視野を満たす画面で、多くの人が身体を動かしているという強い感覚を持っていると報告します。これが、周辺視野で動作できるVRヘッドセットが非常に高速（90 Hz）に更新される理由の1つです。

また、プレイ中に行っていることのいくつかを検討する価値があります。一人称シューティングゲーム。マウスの動きと知覚モーターフィードバックループ内のビューとの関係を継続的に制御し、3D空間をナビゲートして移動し、敵を検索して追跡します。そのため、視覚的な情報でゲームの世界に対する理解を継続的に更新しています。 Busey氏によると、滑らかですばやくさわやかな画像の利点は、細部ではなく大規模な動きの知覚にあります。

しかし、動きをどれだけ速く知覚できるでしょうか。上記をすべて読んだ後、正確な答えはないと推測できます。しかし、次のような決定的な答えがいくつかあります。30Hzと60Hzの違いを最も確実に認識できます。

実際に確認できるフレームレートはどれですか？

「確かに60Hzは30Hzよりも優れており、明らかに優れています」とBusey氏は言います。これがインターネットの主張の1つです。また、60 Hzのちらつき光源よりも速い速度で動きを知覚できるため、レベルはそれよりも高いはずですが、彼は数字を支持しません。 「120Hzでプラトーになるのか、180 Hzまで追加のブーストが得られるのか、私にはわかりません。」

「通常、200 fpsを超えると、次のようになります。定期的な実際の動き」とDeLong氏は言います。しかし、より定期的には、画面の滑らかさの変化を検出できる人の減少は約90Hzにあると彼は感じています。 「確かに、愛好家は小さな違いを伝えることができるかもしれませんが、私たちの残りの部分にとっては、赤ワインは赤ワインのようです。」

ショパンは主題を非常に異なって見ています。「文献から明らかです。 20Hzを超えるものは見えません」と彼は私に言います。そして、私が最初にコーヒーに鼻を鳴らしたことは認めますが、彼の議論はすぐにもっと理にかなっています。

確かに60Hzは30Hzよりも優れており、明らかに優れています。

彼は、私たちがファーストパーソンシューティングゲームで要素をターゲットとして検索して分類し、複数のターゲットを追跡し、小さなオブジェクトの動きを検出します。 「たとえば、小さな物体の動きを検出する場合、検出できる物体の最適な時間周波数はどれくらいですか？」

研究によると、答えは7〜13Hzです。その後、動きに対する感度が大幅に低下します。「視覚的な検索、複数の視覚的な追跡、または単に動きの方向を解釈したい場合、脳は1秒間の連続した流れから13枚の画像しか取得しないため、他の画像を平均します。

2010年に研究者RufinvanRullenによって発見された、これは文字通り私たちの脳で起こります。EEGで安定した13 Hzの活動パルスを見ることができ、さらにサポートされています。回転するスポークオブジェクトの映像を撮影したときに得られる「ワゴンホイール効果」も体験できるという観察結果による。再生すると、フッテージはオブジェクトが反対方向に回転しているように見えることがあります。 「脳は同じことをします」とショパンは言います。「これはカメラなしで見ることができます。すべての調査を考慮すると、20Hz以上の間に違いは見られません。映画業界の標準である24hzに行きましょう。しかし、それ以上のポイントは見当たりません。」

ここで重要なことは、ショパンが脳が処理でき、作用できる視覚情報を取得することについて話しているということです。彼は、20Hzと60Hzの映像の違いに気付かないと言っているのではありません。 「違いがわかるからといって、ゲームが上手になるわけではありません。24Hzを超えると上手くなりませんが、現象学的な経験が異なる場合があります」と彼は言います。したがって、効果と経験には違いがあります。

BuseyとDeLongは、スムーズなフレームレートの美的魅力を認めましたが、フレームレートがゲームのすべてであり最後であるとは誰も感じていませんでした。私たちがおそらく行う技術。ショパンにとって、解像度ははるかに重要です。 「時間の違いの解釈には非常に制限がありますが、空間の違いの解釈にはほとんど制限がありません」と彼は言います。

DeLongの場合、解像度も重要ですが、それは小さな中央領域に限られます。それを気にする目のは、あなたの視野のほんの数度で構成されています。「私が見た中で最も魅力的なもののいくつかは、視線追跡です。実際に必要な目の領域だけを完全に解決してみませんか？」しかし、彼の本当の焦点はコントラスト比にあります。 「本当に真の黒と明るい白を見るとき、それは本当に説得力があります」と彼は言います。

私たちが本当に知っていること

その後、私たちは本当に何を知っていますか？は複雑であり、すべての人に当てはまる普遍的な答えは本当にありません。

• 50または60Hzの光源でちらつきを感じる人もいます。リフレッシュレートを高くすると、知覚できるちらつきが減少します。
• 視界の周辺で動きをより適切に検出します。
• 画像のフラッシュを知覚する方法は、一定の動きを知覚する方法とは異なります。
• 画像の変化を知覚することに関して、ゲーマーは最も敏感で訓練された目を持っている可能性が高くなります。
• フレームレートの違いを知覚できるからといって、必ずしもそうとは限りません。つまり、知覚は私たちの反応時間に影響を与えます。

したがって、それはきちんとした主題ではありません。さらに、モニターが実際にこれらの場所で画像を出力できるかどうかも考慮する必要があります。高フレームレート。多くは60Hzを超えません。また、Buseyは、120 Hzでアドバタイズされたモニターが本当にそれほど高速に表示されるかどうかを質問します（TFTCentralでの真剣に詳細なテストによると、確かにそうです）。 また、コンソールによってレンダリングされる1秒あたり30フレーム（多くの場合はそれ以下）でゲームを楽しんだ人として、視覚ディスプレイの他の側面が私の視覚とよりよく関連している可能性があることを示唆している彼らと関係があります。

一方、フレームレートに関する客観的な経験と、それがプレーヤーのパフォーマンスにどのように影響するかについて、プロチームから聞いてみたいと思います。 おそらく、彼らはこの分野における科学の現在の考え方を裏付けるか、矛盾させるでしょう。 ゲーマーがビジョンに関して非常に特別である場合、おそらく私たちはそれの新しい理解を先導するものでなければなりません。