خوش آمدید

یکی از سوال‌هایی که ممکن است برای شما خصوصا اگر یک گیمر و یا علاقمند و پیگیر مشاهده فیلم‌های سینمایی باشید، پیش بیاید این است که واقعا مغز انسان تا چند فریم بر ثانیه را درک خواهد کرد؟

پاسخ به این سوال که آیا واقعا نرخ فریم‌های بالاتر از 60 عدد بر ثانیه قابل درک توسط حس بینایی انسان هستند قدری پیچیده است چرا که توانایی مغز انسان بسیار فراتر از آن است که بتوانیم دقیقا از عملکرد نهفته میان میلیاردها سلول عصبی و ارتباط بین آن ها مطلع شویم. بنابراین پاسخ ما به سوال مطرح شده در این مقاله که احتمالا پرسش اکثر شما خوانندگان نیز باشد، بر اساس یافته‌های علمی و شواهد تجربی خواهد بود.

برای اولین بار که صنعت ساخت فیلم حیات خود را آغاز نمود، معمولا فیلم‌ها با نرخ 18 فریم بر ثانیه به نمایش در می‌آمدند که بعدها با پیشرفت تجهیزات و بررسی‌های گسترده در حوزه نحوه نمایش فیلم‌های سینمایی، سرعت نمایش فریم‌ها به استاندارد 24 فریم بر ثانیه رسید که تا این لحظه تقریبا در اکثر فیلم‌های سینمایی پابرجا است. این مساله تنها در فیلم‌های سینمایی و هر ویدئوی دیگر خلاصه نشده و به هر نوع تصویر متحرک نمایش داده شده توسط یک منبع نوری یا نمایشگر همچون بازی‌های رایانه‌ای، انیمیشن‌ها، تصاویر متحرک، لامپ‌هایی که با برق شهری کار می‌کنند و… ارتباط دارد. مسلما اگر شما یک گیمر PC باشید، به خوبی تفاوت بین فریم‌های نمایش داده شده را احساس خواهید کرد و از انجام بازی‌ در نرخ 60 فریم بر ثانیه لذت بیشتری نسبت به فریم‌های کم‌تر خواهید برد. حالا فرض کنید یک نمایشگر 120 هرتز در اختیار دارید و کارت گرافیک شما تا 120 فریم بر ثانیه را پردازش و به نمایش در آورد. در نگاه اول ممکن است تشخیص تفاوت میان نمایشگر 60 هرتزی که در حال نمایش 60 فریم بر ثانیه است، با نمایشگر 120 هرتزی که در حال نمایش 120 هرتز می باشد کمی سخت باشد، اما اگر کمی دقت کنید تفاوت را مشاهده خواهید کرد و همین وضعیت را برای یک نمایشگر 120 و 200 هرتز نیز در نظر بگیرید، مجدادا تفاوت هر چند به سختی، اما قابل تشخیص است.

واقعیت چیست؟ آیا چشم و مغز انسان توان درک فریم‌های بیش از 60 را دارد؟ در پاسخ به این سوال می‌توان این طور بیان کرد که بلی چشم  انسان با هماهنگی بخش بینایی مغز خواهد توانست تفاوت میان فریم‌های بیش از 60 را تشخیص دهد اما این میزان تفاوت به حدی برای چشم انسان ناچیز به نظر می‌رسد که عملا نرخ فریم‌های بالاتر از 60 عدد در هر ثانیه غیر قابل فهم به نظر می‌رسند. جالب است بدانید که طبق تحقیقات دانشمندان و ثبت نوار Electroencephalogram که به اختصار EEG نامیده می‌شود، مغز انسان تنها تا 13 فریم بر ثانیه را درک می‌کند و مقادیر بالاتر از آن غیر قابل درک خواهند بود! البته اشتباه نکنید، درست است که انسان می‌تواند حتی تفاوت فریم ریت بیش از 60 را نیز تشخیص دهد، اما این به معنای آن نیست که شما واقعا همه‌ی فریم‌ها را درک می‌کنید. به بیانی دیگر حداکثر تا مرز 13 عکس بر ثانیه شما با دیدن تصاویری که مرتبط و به دنبال هم هستند، می‌توانید مجزا بودن این تصاویر را از یکدیگر تشخیص دهید و مغز شما فریب نمی‌خورد. اما پس از حداکثر 13 عکس بر ثانیه سیستم عصبی شما تصور می‌کند که تصاویر ذکر شده به صورت پیوسته به هم هستند، هر چند تا قبل از رسیدن به 60 عکس در ثانیه می‌توان مکث‌های بین تصاویر را به خوبی درک کرد. بنابراین زمانی که نرخ فریم از 13 عدد در ثانیه تجاوز می‌کند، احساس تماشای فیلم در مغز القا می‌شود که با افزایش این رقم حس واقعی بودن تصاویر نمایش داده شده بیشتر می‌شود.

شاید برای شما این ابهام ایجاد شود که تفاوت میان نرخ تازه سازی تصویر و فریم ریت در چیست و ایا این دو با یکدیگر یکسان هستند؟ در واقع نرخ تازه سازی تصویر و فریم ریت دو فاکتور کاملا مجزا از یک دیگر می‌باشند که معنای خاص خود را دارند. فریم بر هر ثانیه یا FPS میزان تصاویر تولید شده در هر ثانیه توسط کارت گرافیک و یا هر چیز دیگر می‌باشد و نرخ تازه سازی به سرعت به روز رسانی تصویر توسط نمایشگر اطلاق می‌شود. به بیانی ساده‌تر در صورتی که به فرض 1 فریم بر هر ثانیه نمایش داده شود، به طور مثال یک نمایشگر 60 هرتز همان یک فریم را 60 بار در هر ثانیه نشان خواهد داد و به عبارت دیگر یک فریم مذکور 60 بار به روز رسانی می‌شود. افزایش نرخ فریم تا مرز توان تازه سازی نمایشگر باعث هماهنگی تصویر و مانیتور شده و هر فریم با یک‌بار به روز رسانی جای خود را به فریم بعدی می‌دهد. البته این فرایند کمی پیچیده‌تر از چیزی است که توضیح داده شد اما برای درک می‌توانیم این‌طور فرض کنیم. دقیقا همین زمان است که با تجاوز نرخ فریم از توان تازه سازی نمایشگر، از هم گسیختگی تصاویر باعث آزار چشمان شما خواهد خواهد شد و تکنولوژی‌هایی مثل V-Sync، G-Sync و Fast Sync برای حل همین مشکل ایجاد شدند. نهایتا در یک جمع بندی کلی از این مقاله می‌توان این طور بیان کرد که مغز انسان قدرت بسیار زیادی در درک تفاوت فریم‌ها دارد و نمی‌توان مرز مشخصی برای آن قائل شد، هر چند رسیدن به نرخ 60 فریم بر ثانیه برای بسیاری از افراد راضی کننده است، اما بعضی نیز سرعت 24 فریم بر ثانیه فیلم‌های سینمایی و برخی دیگر فریم‌های بالاتر از 60 عدد در ثانیه را ترجیح می‌دهند و … که این مسئله به عادت‌ها و سلایق شخصی باز می‌گردد، اما در نهایت می‌توان 60 فریم بر ثانیه را معیار ایده آلی برای اکثر مردم در نظر گرفت.