인간의 눈은 실제로 초당 몇 프레임을 볼 수 있습니까?

나는 새 게임에 너무 많은 시간을 보냅니다. 내 화면 구석에서 실행되는 프레임 속도 카운터. 나는 플레이하며, 가장 작은 문제에 매우 민감하며, 그래픽 설정을 안팎으로하면서 최적화하고 걱정하며 최적화하고 다시 걱정합니다.

저는 그 카운터가 항상 작동하지 않는다고 맹세합니다. 그것은 건강에 해롭지 않습니까? 그러나 프레임 속도는 우리에게 중요합니다. 이것은 우리의 리그와 게임의 기술적 인 부분을 평가하는 핵심 측정입니다. 그리고 왜 안됩니까? 프레임 속도 카운터는 거짓말을하지 않습니다. 직선적이고 단순한 숫자를보고합니다. 불확실한 세상에서 우리가 버틸 수있는 것입니다.

하지만 높은 프레임 속도를 볼 수 있습니까? 따라서 PC 게임만큼 오래된 논쟁이 시작됩니다. 흔들리는 과학에 맞서 자존심이 충돌하는 끊임없는 혼란스러운 전쟁입니다. 하지만 인터넷 분노는 제쳐두고 흥미로운 질문입니다. 특히 우리가 컴퓨터 게임을 경험하는 기본 방식과 관련이 있기 때문입니다. 육안으로 볼 수있는 최대 프레임 속도는 얼마입니까? 30Hz와 60Hz의 차이는 얼마나인지 할 수 있습니까? 60Hz에서 144Hz 사이? 어느 시점 이후에 게임을 더 빨리 표시하는 것이 무의미합니까?

답은 복잡하고 다소 어수선합니다. 당신은 그것의 일부에 동의하지 않을 수도 있습니다. 일부는 당신을 화나게 할 수도 있습니다. 눈 및 시각 인식 전문가, 심지어 게임을하는 사람도 컴퓨터와 모니터 디스플레이의 흐름에 대해 중요한 점에 대해 귀하와는 매우 다른 관점을 가지고있을 수 있습니다. 하지만 인간의 시각과 지각은 이상하고 복잡한 것입니다. 느낌대로 작동하지 않습니다.

시각의 측면

가장 먼저 이해해야 할 것은 우리가 서로 다른 지각을한다는 것입니다. 시각의 측면이 다릅니다. 움직임을 감지하는 것은 빛을 감지하는 것과 다릅니다. 또 다른 것은 눈의 다른 부분이 다르게 작동한다는 것입니다. 당신의 시야의 중심은 주변과 다른 것에 능합니다. 또 다른 것은 우리가인지 할 수있는 것에 자연스럽고 물리적 인 한계가 있다는 것입니다. 각막을 통과하는 빛이 뇌가 작용할 수있는 정보가되기까지는 시간이 걸리며, 우리의 뇌는 그 정보를 특정 속도로만 처리 할 수 있습니다.

또 다른 중요한 개념 : 우리가 인식하는 전체가 시각 시스템의 한 요소가 달성 할 수있는 것보다 큽니다. 이 점은 시각에 대한 인식을 이해하는 데 기본이됩니다.

“하나의 세포 또는 하나의 뉴런을 기반으로 전체 시스템의 행동을 예측할 수는 없습니다.”라고 Jordan DeLong은 말합니다. DeLong은 Rensselaer에있는 St Joseph s College의 심리학과 그의 연구 대부분은 시각 시스템에 관한 것입니다. 평균적으로 수천 개의 뉴런이 있습니다. 당신의 두뇌는 실제로 하나의 개별 부분보다 훨씬 더 정확합니다.”

게이머 … a 아마도 최대 수준에 가깝게 운영하고있는 정말 이상한 사람들입니다.

그리고 마지막으로 우리는 특별합니다. 컴퓨터 게임 플레이어는 주변에서 최고의 눈을 가지고 있습니다. DeLong은 “게이머와 함께 작업하는 경우 최대 수준에 가깝게 작동 할 수있는 정말 이상한 사람들과 함께 작업하는 것입니다. 시각적 인식을 훈련 할 수 있고 액션 게임이 특히 시력 훈련에 능숙하기 때문입니다.”라고 말합니다. .

“독특하고, 시력의 거의 모든 측면을 크게 증가시키는 유일한 방법 중 하나입니다. 따라서 대비 감도, 주의력 및 다중 물체 추적 기능이 있습니다.”인지 과학 박사 후 연구원 인 Adrien Chopin은 나에게 말한다. 사실, 게임이 시각 치료에 사용되고 있다는 사실이 정말 좋습니다.

연구자들이 여러분이 인식 할 수있는 프레임 속도와 인식 할 수없는 프레임 속도에 대해 이야기하는 것에 대해 화를 내기 전에 자신을 가볍게 두 드리십시오. 액션이 많은 게임이라면 보통 사람보다 프레임 속도를 더 잘 인식 할 것입니다.

동작 인식

이제 몇 가지 수치를 살펴 보겠습니다. 가장 먼저 생각해야 할 것은 깜박임 빈도입니다. 대부분의 사람들은 깜박이는 광원을 초당 50-60 회 또는 헤르츠의 속도로 안정적인 조명으로 인식합니다. 어떤 사람들은 60Hz 형광 전구에서 약간의 깜박임을 감지 할 수 있으며, 대부분의 사람들은 많은 현대 자동차에서 볼 수있는 변조 된 LED 미등을 볼 때 눈을 빠르게 움직이면 시야에 깜박임 얼룩이 나타납니다.

그러나 이것은 흐르는 부드러운 게임 영상을 인식 할 때 퍼즐의 일부만을 제공합니다.그리고 만약 당신이 전투기 조종사에 대한 연구에 대해 들었다면, 그들이 화면에서 1/250 초 동안 번쩍이는 이미지를인지하는 능력을 보여준 적이 있다면, 그것은 또한 부드럽고 흐르는 컴퓨터 게임 이미지에 대한 인식과는 다릅니다. . 게임은 움직이는 이미지를 출력하므로 단순히 빛을 처리하는 것과 다른 시각 시스템을 호출하기 때문입니다.

예를 들어 Bloch의 법칙이라는 것이 있습니다. “기본적으로 이것은 지각의 몇 안되는 법칙 중 하나입니다.”Thomas Busey, 부교수 인디애나 대학의 심리학 및 뇌 과학과의 학과장이 말합니다. 100ms 미만으로 지속되는 빛의 섬광에서 강도와 지속 시간 사이에 균형이 있다고 말합니다. 나노초의 매우 밝은 빛을 가질 수 있으며 이는 1/10 초의 희미한 빛과 동일하게 나타날 것입니다. “일반적으로 사람들은 10 분의 1 초 안에 짧고, 밝고, 길고, 희미한 자극을 구별 할 수 없습니다.”카메라의 셔터 속도와 조리개 사이의 관계와 비슷합니다. 넓은 조리개로 빛을 비추고 셔터 속도를 짧게 설정하면 좁은 조리개로 소량의 빛을 비추고 셔터 속도를 길게 설정하여 촬영 한 사진과 똑같이 노출이 잘됩니다.

그러나 우리는 10ms 미만의 빛의 섬광 강도를 구별하는 데 어려움을 겪고 있지만 놀랍도록 빠른 모션 인공물을 인식 할 수 있습니다. “매우 구체적이고 특별해야하지만 원하는 경우 500fps에서 인공물을 볼 수 있습니다.”DeLong

특성은 우리가 다양한 유형의 동작을 인식하는 방식과 관련이 있습니다. 가만히 앉아 앞의 사물을보고 있다면 걸어 갈 때 얻는 시야와는 매우 다른 신호입니다. DeLong은 “그들은 서로 다른 위치에 중심을 둡니다.”라고 말합니다. “가장 세밀한 시각의 중앙 부분 인 중심와 영역은 움직임을 감지 할 때 실제로 거의 쓰레기입니다. 화면이 움직이는 가운데, 새로 고침 빈도가 그다지 중요하지 않습니다. 눈의 그 부분으로는 볼 수 없을 것입니다.”

그러나 우리 눈 주변에서는 움직임을 믿을 수 없을 정도로 잘 감지합니다. 60Hz 이상으로 업데이트되는 주변 시야를 채우는 화면으로 인해 많은 사람들이 육체적으로 움직이고 있다는 느낌이 강하다고보고 할 것입니다. 그렇기 때문에 주변 시야에서 작동 할 수있는 VR 헤드셋이 매우 빠르게 (90Hz) 업데이트됩니다.

플레이 할 때 수행하는 작업 중 일부를 고려해 볼 가치가 있습니다. 1 인칭 슈팅 게임. 우리는 지각 모터 피드백 루프에서 마우스 움직임과 뷰 사이의 관계를 지속적으로 제어하고 있으며 3D 공간을 탐색하고 이동하며 적을 검색하고 추적합니다. 따라서 우리는 시각적 정보로 게임 세계에 대한 이해를 지속적으로 업데이트하고 있습니다. Busey는 부드럽고 빠르게 상쾌한 이미지의 이점은 미세한 디테일이 아닌 대규모 모션에 대한 인식에서 나온다고 말합니다.

하지만 모션을 얼마나 빨리 인식 할 수 있을까요? 위에서 읽은 모든 내용을 살펴보면 정확한 답이 없다고 추측 할 수 있습니다. 그러나 다음과 같은 확실한 답이 있습니다. 30Hz와 60Hz의 차이를 가장 확실하게 인식 할 수 있습니다.

실제로 볼 수있는 프레임 속도는 무엇입니까?

“확실히 60Hz가 30Hz보다 낫습니다. 확실히 더 낫습니다.”Busey는 말합니다. 그래서 그것은 하나의 인터넷 주장이 무너졌습니다. 그리고 우리는 60Hz의 깜박이는 광원보다 더 빠른 속도로 움직임을 감지 할 수 있기 때문에 레벨은 그보다 높아야하지만 그는 숫자를지지하지 않습니다. “120Hz에서 정체가되었는지 또는 최대 180Hz까지 추가 부스트를 얻는 지 여부는 모르겠습니다.”

“일반적으로 200fps 이상으로 올라가면 다음과 같이 보입니다. 규칙적이고 실제적인 동작입니다.”라고 DeLong은 말합니다. 그러나 좀 더 일반적인 용어로 그는 화면의 부드러움의 변화를 감지 할 수있는 사람들의 감소가 약 90Hz에 있다고 생각합니다. “물론, 애호가들은 사소한 차이를 말할 수 있겠지만, 나머지 사람들에게는 적포도주가 적포도주 인 것 같습니다.”

Chopin은 주제를 매우 다르게 본다. “문학에서 분명한 것은 20Hz 이상은 볼 수 없습니다.”라고 그는 말합니다. 그리고 제가 처음에 커피에 코를 골 랐음을 인정하는 동안 그의 주장은 곧 훨씬 더 이해하기 시작했습니다.

확실히 60Hz가 30Hz보다 낫습니다.

그는 우리가 1 인칭 슈팅 게임에서 요소를 검색하고 대상으로 분류하고 여러 대상을 추적하고 작은 물체의 움직임을 감지합니다. “예를 들어, 작은 물체의 움직임 감지를 할 경우 감지 할 수있는 물체의 최적 시간 주파수는 얼마입니까?”

연구에 따르면 그 답은 7 ~ 13Hz 사이입니다. 그 후 움직임에 대한 우리의 민감도가 크게 떨어집니다. “시각적 검색이나 여러 시각적 추적을 원하거나 움직임 방향을 해석하고 싶을 때 뇌는 1 초의 연속적인 흐름에서 13 개의 이미지 만 가져 오므로 다른 하나의 평균을 낼 것입니다. 그 사이에있는 이미지를 하나의 이미지로 만듭니다.”

2010 년에 Rufin vanRullen 연구원이 발견 한이 현상은 말 그대로 우리의 뇌에서 발생합니다. EEG에서 13Hz의 안정적인 활동 펄스를 볼 수 있으며 더 지원됩니다. 회전하는 스포크 물체의 영상을 촬영할 때 얻을 수있는 마차 바퀴 효과도 경험할 수 있다는 관찰로 말입니다. 재생되면 푸티지가 반대 방향으로 회전하는 개체를 보여줄 수 있습니다. 쇼팽은 “뇌도 똑같은 일을합니다. 카메라 없이도 이것을 볼 수 있습니다. 모든 연구를 감안할 때 20hz 이상 사이에는 차이가 없습니다. 영화 산업 표준 인 24hz로 이동하겠습니다. 하지만 그 이상의 의미는 보이지 않습니다.”

여기서 중요한 것은 쇼팽이 처리 할 수있는 시각 정보를 획득하고 행동 할 수있는 뇌에 대해 이야기하고 있다는 것입니다. 그는 우리가 20Hz와 60Hz 영상의 차이를 알 수 없다고 말하는 것이 아닙니다. “차이를 볼 수 있다고해서 게임에서 더 나아질 수 있다는 의미는 아닙니다. 24Hz 후에는 더 나아지지는 않지만 약간 다른 현상 학적 경험을 할 수 있습니다.” 따라서 효과와 경험 사이에는 차이가 있습니다.

Busey와 DeLong은 부드러운 프레임 속도의 미학적 매력을 인정했지만 프레임 속도가 게임의 가장 중요한 요소라고 생각하지 않았습니다. 우리가 할 수있는 기술입니다. 쇼팽에게는 해상도가 훨씬 더 중요합니다. “우리는 시간의 차이를 해석하는 데 매우 제한적이지만 공간의 차이를 해석하는 데 거의 한계가 없습니다.”라고 그는 말합니다.

DeLong에게 해상도도 중요하지만 작은 중앙 영역에만 해당됩니다. 당신의 시야가 몇도에 불과합니다. “내가 본 것 중 가장 눈에 띄는 부분 중 일부는 시선 추적이었습니다. 실제로 필요한 눈 영역에만 전체 해상도를 적용하지 않는 이유는 무엇입니까?” 그러나 그의 진정한 초점은 명암비입니다. “진정한 검정과 밝은 흰색을 볼 때 정말 매력적입니다.”라고 그는 말합니다.

우리가 실제로 아는 것

그런데도 우리가 실제로 아는 것은 무엇입니까? 모든 사람에게 적용되는 보편적 인 대답은 없습니다.

• 어떤 사람들은 50Hz 또는 60Hz 광원에서 깜박임을인지 할 수 있습니다. 새로 고침 빈도가 높을수록 깜박 거림이 감소합니다.
• 시력 주변에서 움직임을 더 잘 감지합니다.
• 이미지의 플래시를 감지하는 방식은 지속적인 움직임을 감지하는 방식과 다릅니다.
• 게이머는 이미지의 변화를인지 할 때 가장 민감하고 훈련 된 눈을 가질 가능성이 높습니다.
• 프레임 속도의 차이를 인식 할 수 있다고해서 반드시 그런 것은 아닙니다. 지각이 반응 시간에 영향을 미친다는 것을 의미합니다.

따라서 깔끔한 주제가 아니며, 무엇보다 모니터가 실제로 이미지를 출력 할 수 있는지 여부도 고려해야합니다. 높은 프레임 속도.많은 사람들이 60Hz를 넘지 않으며, Busey는 120Hz로 광고 된 모니터가 실제로 그렇게 빠르게 표시되는지 질문합니다 (TFCentral의 일부 심층 테스트에 따르면 확실히 그렇습니다). 또한 내 콘솔에서 렌더링 한 초당 30 프레임 (그리고 종종 그보다 더 적음)으로 게임을 즐겼던 사람으로서, 시각적 디스플레이의 다른 측면이 내 시각적 인식과 더 잘 연결될 수 있다고 제안 할 수 있습니다.

다른 한편으로는 프로 팀의 프레임 속도에 대한 객관적인 경험과 이것이 플레이어 성능에 어떤 영향을 미치는지에 대해 듣고 싶습니다. 아마도 그들은이 분야에서 과학의 현재 사고를 확증하거나 모순 할 것입니다. 게이머가 비전과 관련하여 매우 특별하다면, 아마도 우리는 비전에 대한 새로운 이해를 주도해야합니다.