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Framerates, Wahrnehmung etc.

Buddy1969 04.11.2008 - 13:28 1953 31
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Buddy1969

Big d00d
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Hi Leute

Ich dachte, ich start mal einen allgemeinen Diskussionstread zum Thema "Framerates" bzw. was man davon tatsächlich wahrnehmen kann und was nicht mehr.

Das soll ein Thread sein, in welchem man sich austauschen kann. Ich möchte halt bitten, den Thread zur "Diskussion" zu nutzen und hier halbwegs sachlich zu bleiben. Beleidigungen und persönliche Untergriffe hätte ich hier nicht so gerne. Es geht mir darum das Thema zu erörtern und nicht "ich hab recht und du bist blöd" zu spielen. Über so ein Niveau sollten wir alle erhaben sein.

Mich interessiert das Thema als solches, da ich selber einen naturwissenschaftlichen Background habe (man schreibt keine mehrstündigen Arbeiten mehrmals pro Semester in den Fächern Biologie und Physik, ohne Interesse an so einem Thema :D )

Mein (zugegebener Maßen nicht mehr taufrisches) Wissen zu dem Thema ist, dass die Netzhaut des Auges einen eintreffenden Eindruck für 1/16 bis 1/18 Sekunde (!!) als stehendes Bild (!!) fest hält. Diese Trägheit des Auges nennt man auch Nachleuchteffekt, Nachbildeffekt oder Phi-Effekt.
Dies lässt sich auch anhand der Nipkow-Scheibe nachweisen, ist also keinesfalls nur reine Theorie.

Daher wird eine Abfolge von 16-18 Bildern pro Sekunde automatisch auch als "zusammenhängend" bzw. je nach Veränderung des "Bildinhalts" als Bewegung wahrgenommen.

Jeder der ein Game bei 16 FPS gespielt hat, weiß: das ruckelt grenzwertig. Man nimmt zwar Bewegung wahr aber es ist eher grauenhaft und mit noch weniger FPS spricht man zurecht schon vom Slideshow-Effekt.

Die große Frage ist also: ab wann ist eine Bewegung, ein Film oder ein Game wirklich flüssig? Speziell interessiert mich die Frage: ab wann nimmt man ein "mehr" an FPS nicht mehr wahr?

Und mir geht es nicht darum, dass wir hier Meldungen wie "ICH sehe sogar Unterschiede zwischen 60 und 80 FPS, wil ich bin ein super-guter toller Hecht" lesen. Ich glaube jedem, dass er wahrnimmt, was er wahrnimmt. Wahrnehmung ist aber so eine Sache. Das einzig Allgemeingültige daran ist, dass jeder seine eigene Wahrnehmung hat und dass die sehr oft mit der Realität nicht viel zu tun hat.

Mich interessiert hier ein etwas empirischer Ansatz, abseits von Prahlerei.
Soweit mir bekannt ist, ist beim Fernseher eine flimmerfreie Darstellung ab 35 bis 45 Bildern pro Sekunde möglich (auch abhängig von der Nachleuchtzeit, die bie Röhrenfernsehern durch die Phosphorschicht ja bekanntlich recht lang ist). Irgendwo in diesem Bereich müsste daher auch der Grenzwert zu finden sein, bei dem ein Game nicht mehr ruckelt. Oder ist das zu weit her geholt?

Ich möchte daher behaupten, dass oberhalb einer Rate von 35 bis 45 FPS eine Ruckelverbesserung nicht mehr wirklich erkennbar ist (außer vielleicht für Superman :p ).

Daher glaube ich auch, dass es Unsinn ist, in eine neue Grafikkarte zu investieren, nur weil laut Benchmark ein Game dann statt mit 60, mit 80 FPS läuft, außer man schielt schon auf die Games der nächsten Generation, die dann der Grafikkarte wieder mehr abverlangen.

Was meint ihr?
Ich freue mich auf Eure Meinungen.
Bearbeitet von Buddy1969 am 04.11.2008, 13:31

NeM

OC Addicted
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Ob ein Spiel ruckelt oder nicht, hängt auch von der Bewegung bzw. Geschwindigkeit ab.. Ein C&C wird dir mit 30 fps völlig flüssig vorkommen, ein schneller Shooter eher weniger.

Ich bild mir auch fest ein, dass man in Quake Live einen Frameratedrop von 125 auf sagen wir 60 spürt, is mir schon mehrmals passiert. Es rennt dann einfach nicht mehr ganz so butterweich wie mans gewohnt ist, mir ists stets VOR dem Blick auf den Framecounter aufgefallen wenns einen Drop gab

Zum Thema gibts übrigens auch eine Website, die dich interessieren dürfte: http://100fps.com/how_many_frames_can_humans_see.htm

Zitat
Ich möchte daher behaupten, dass oberhalb einer Rate von 35 bis 45 FPS eine Ruckelverbesserung nicht mehr wirklich erkennbar ist

Einen Unterschied zwischen 100 und 40 fps merkt man durchaus, auch wenns nicht wirklich ruckeln wird. Wobei ich da folgendes von 100fps.com einwerfen muss:

Zitat
If your screen refreshes at 85Hz and your game runs at 50Hz (=50fps): Are you sure that you don't need to synchronize them? Are you sure, you don't need to play with a multiple of 85 to enjoy synchronized refresh updates? So the game running at 85fps may better than at 100fps. Maybe even a TFT display was better. It displays only with about 40fps but progressively.

Vielleicht ist der Umstand, dass die Bilder nicht synchronisiert sind der Grund, dass man Frameratedrops so heftig bemerkt?
Bearbeitet von NeM am 04.11.2008, 13:57

daisho

SHODAN
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Naja, solange die 60 fps genauso konstant sind wie 100 fps wird man kaum einen Unterschied spüren denke ich. Ein kurzer Drop von 100 auf 60 bedeutet ja, das es kurz "ruckelte" und dann ist es klar das man das spürt/mitbekommt.

Vinci

hatin' on summer
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Ich empfinde alles oberhalb von 60fps als absolut ruckelfrei, begünge mich aber je nach Spiel auch mit deutlich weniger.

Buddy1969

Big d00d
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Ich denk der Punkt von Daisho ist ein Guter! Eventuell nimmt man einfach den Wechsel stärker wahr. Wenn es konstant bleibt, merkt man es weniger.

ps @ NeM ... thx für den Link

Buddy1969

Big d00d
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Ich hab jetzt noch mal herumgestöbert und hab da noch eine Frage an die Techniker unter Euch: ist es nach wie vor so, dass bei einem LCD-Display zwischen den Einzelbildern ein schwarzes Bild eingefügt wird, um das "Schlieren" zu verhindern?
Wenn ja, wäre das vielleicht ein Grund warum man speziell bei hellen Bildern niedrigere FPS stärker empfindet?

TIA für alle Antworten.
Bearbeitet von Buddy1969 am 04.11.2008, 14:11

.dcp

notamodbuthot
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fragt nach wahrnehmung und schreibt, dass sie nix mit realität zu tun hat...
wenn ich jez philosophisch wäre, würde ich sagen, dass unsere wahrnehmung die einzige realität ist, die wir kennen ;)

desweiteren gibts schon einen thread zu dem thema, dessen link du kennst.

edit:@fernsehbild: arbeitet mit halbbildern, also nicht vergleichbar mit dem eines spiels. dazu kommt, dass einzelframes eines fernsehbildes bewegungsunschärfe haben, gerenderte szenen aber aus einer folge messerscharfer einzelbilder bestehen.

mfg,
der supertolle superman!
Bearbeitet von .dcp am 04.11.2008, 14:16

Turrican

Legend
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imho hängt das auch vom betrachter ab. manche verspüren selbst bei 25fps kein ruckeln, andere hingegen brauchen min. 60fps für ein flüssiges spielerlebnis.

bei shootern merkt man zwischen 100 und 40fps bei schnellen bewegungen (z.b. um eigene achse) einen ziemlichen unterschied.

ich selbst bin mit allem über 35-40fps zufrieden.

Crash Override

BOfH
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Ich sehe es so: Ich speile auf einem TFT mit 60Hz, bei konstant 30 FPS wird jedes Bild 2 mal angezeigt. Dis ist der Optimalfall und ruckelfrei. Wenn nun aber der Aufbau vom nächsten Bild nach der Widerholung noch nicht fertig ist und das vorhergehende Bild noch ein 3. mal angezeigt wird kommt es zu Rucklern. Leider ist dies meistens der Fall und selbst bei 100 FPS ruckelt es wenn ein Bild 3 mal gezeigt wird und dafür 50 verworfen werden da der Monitor sie nicht anzeigen kann. Frames per Second sind als minimalwert viel zu ungenau. Wenn man allerdings minimum 0,51 Bilder pro Sechzigstel Sekunde erreicht ist es Ruckelfrei und dabei ist egal ob es 31 FPS oder 300 FPS sind. Die FPS sind ein Duchschnittswert pro Sekunde und die Sekunde ist für so eine Messung viel zu lang.

b_d

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du verwechselst gerade massivst bildwiederholrate (hz) mit bilder pro sekunde (fps).

XelloX

Nasenbohrer deluxe
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aber das, was er richtig sagt ist folgendes. es gibt manchmal in den games "ruckler" auch wenn ich hausnummer 40 fps habe. weil vielleicht gerade ein teil nachgeladen wird. daher gehen die leute (ala quake 200fps leut) einfach den weg von einem viel zu starkem pc für das game, um diese "nachladeruckler" möglichst kurz zu halten, damit sie das dann nicht mitbekommen.

Crash Override

BOfH
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@Brain_Death: Nein ich verwechsle nichts. Der Monitor hat eine Bildfrequenz von 60Hz. das heisst dieser Monitor kann jede Sechzigstel sekunde ein Bild darstellen. Also wird jede sechzigstel Sekunde das aktuelle Bild aus dem Framebuffer übertragen. Dort bleibt ein Bild allerdings solange bis das nächste fertig gerendert ist. Und dies dauert oft bei schnellen Bewegungen (Drehungen) deutlich länger da Texturen nachgeladen werden müssen und Bildberechnungen durchgeführt werden müssen die vorher nicht berechnet wurden (z.B.: ein Baum huscht durchs Bild oder ein verdektes Objekt ist plötzlich sichtbar). Wären die Treiber und die Engines nicht so hoch optimiert wie es heute der Fall ist wären die Framezeiten (vom 1. zum 2. gerendertem Bild) wesentlich homogener. Früher wurde das ganze Gelände berechnet und nur ein teil verwendet. Huete wird aber nur noch der sichtbare Bereich Berechnet und gerendert.

Buddy1969

Big d00d
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Danke für Eure Postings.
@Crash: ich bin der Meinung von Brain_Death, dass die Bildwiederholfrequenz in diesem Zusammenhang weniger mit der Framerate von Games zu tun hat.

Sonst wäre ja bei einer Frequenz von 60 Hz, die bei LCD Monitoren normalerweise eingestellt ist, jegliche Framerate über 60 fps sowieso für die Katz ;-)

@Turrican: mir ist natürlich klar, dass manche Leute "subjektiv" mit mehr und manche mit weniger zufrieden sind. Was mich allerdings interessiert ist, wo die "objektive" Grenze liegt, oberhalb derer es keine Verbesserung mit steigender FPS Rate mehr gibt, bzw. wovon das abhängt.
Die Erklärungsversuche aus dem Link von NeM gehen ja in Richtung "Art der Bewegung" und "Helligkeit und Kontrast", die die "Flüssigkeit" der Bewegung für das Auge beeinflussen.

Das würde allerdings bedeuten dass man beispielhaft von einer gewissen Bildschirmhelligkeit und einer bestimmten Bewegung (z.B. immer gleich schnell hüpfender heller Ball auf dunklem Hintergrund") ausgehen müsste um zu vergleichbaren Ergebnissen zu kommen.

Seh ich das richtig?

.dcp

notamodbuthot
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ich versteh nicht ganz, welche objektive grenze du suchst, wenn du schon selber sagst, dass es rein um subjektive wahrnehmung geht. manche menschen haben 200ms reaktionszeit, manche 1000ms, manche nur 30ms.

andere können ihre zunge in die nase stecken, das kann ich zwar nicht, aber trotzdem glaube ich es ;)

ebenso wirds bei der wahrnehmung sein.

dass ein versuch mit unterschiedlichen frameraten bei gleichem ausgangsmaterial geschehen sollte ist auch klar. es gibt spiele, die sind zu langsam um einen unterschied feststellen zu können, aber genaus gibts spiele, bei denen ein unterschied bis zu 200fps möglich ist, wenn man das paradebeispiel quake nimmt.

NeM

OC Addicted
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Zitat
ich bin der Meinung von Brain_Death, dass die Bildwiederholfrequenz in diesem Zusammenhang weniger mit der Framerate von Games zu tun hat.

Bei einem 100 Hz Monitor wirken 100 fps flüssiger als 125 fps ;)

Und ja, im Wesentlichen ist eine Framerate von über 60 / 75 fps bei einem TFT sinnlos. Braucht man eigentlich nur, um sicherzustellen dass er nicht unter diese Framerate fällt bei aufwändigeren Szenen. Imo.
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