Cos'è il frame rate? FPS, frequenza di aggiornamento e come testarlo

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Cos'è il frame rate? FPS, frequenza di aggiornamento e come testarlo

Il frame rate è il numero di immagini fisse che uno schermo mostra ogni secondo per creare l'illusione del movimento. Si misura in fotogrammi al secondo, indicati come FPS. Un frame rate più elevato significa che ogni secondo arrivano più immagini, che l'occhio interpreta come un movimento più morbido e fluido. Questa guida spiega cos'è il frame rate, in cosa differisce dalla frequenza di aggiornamento, come l'occhio percepisce la fluidità, quali valori comuni sono adatti al cinema e al gaming, e cosa limita i numeri che il tuo hardware può raggiungere. Puoi misurare il tuo display in pochi secondi con il test del frame rate gratuito presente su questo sito.

Cos'è il frame rate (FPS)?

Un fotogramma è una singola immagine completa. Il movimento su qualsiasi schermo è un'illusione costruita a partire da una rapida sequenza di questi fotogrammi. Quando le immagini cambiano abbastanza velocemente, il cervello le fonde in un movimento continuo. Il frame rate conta semplicemente quanti fotogrammi appaiono in un secondo. Una clip a 60 FPS mostra sessanta immagini distinte ogni secondo. Una clip a 30 FPS ne mostra la metà, quindi ogni immagine rimane sullo schermo per il doppio del tempo.

Il concetto vale ovunque uno schermo mostri del movimento: cinema, televisione, video in streaming, animazione e videogiochi. Nei giochi il numero è dinamico. La scheda grafica genera ogni fotogramma su richiesta, quindi il frame rate sale e scende in base alla complessità della scena. Nei video registrati il frame rate è generalmente fisso al momento della cattura o della codifica del file, quindi rimane costante durante la riproduzione. In ogni caso, vale la stessa regola. Più fotogrammi al secondo producono un movimento più fluido, dettagli più nitidi mentre gli oggetti si muovono e, nei giochi, un feedback visivo più rapido ai tuoi comandi. Si tratta di una frequenza, non di una risoluzione, quindi da solo non dice nulla sulla nitidezza dell'immagine. Per un approfondimento su come funziona la misurazione e su come viene calcolata, consulta la nostra guida sui fotogrammi al secondo.

Frame rate e frequenza di aggiornamento (Hz)

Il frame rate e la frequenza di aggiornamento è facile confonderli perché entrambi contano eventi al secondo. Non sono la stessa cosa. Il frame rate indica quanti fotogrammi il computer produce e invia al display, misurato in FPS. La frequenza di aggiornamento indica quante volte al secondo il monitor ridisegna fisicamente la sua immagine, misurata in hertz (Hz). Uno è un output del tuo hardware e software. L'altra è una proprietà fissa del pannello stesso.

I due valori interagiscono direttamente, e il numero più basso stabilisce il limite. Un monitor che funziona a 60 Hz può mostrare solo sessanta nuove immagini al secondo. Se la scheda grafica genera 200 FPS, lo schermo ne visualizza comunque sessanta, e i fotogrammi in eccesso vengono scartati. Se invece il tuo hardware raggiunge solo 40 FPS su un pannello a 144 Hz, il display non ha nulla di nuovo da mostrare in molti dei suoi cicli, quindi ripete i fotogrammi. Per trarre vantaggio da un frame rate elevato hai bisogno sia di una GPU all'altezza sia di un monitor con una frequenza di aggiornamento adeguata, come 120 Hz, 144 Hz o 240 Hz. Se non sai con certezza cosa supporta il tuo pannello, la nostra guida su come verificare la frequenza di aggiornamento ti guida passo dopo passo. Una discrepanza tra i due numeri è anche la classica causa del tearing dello schermo, in cui il display mostra parti di due fotogrammi contemporaneamente. Puoi riprodurre e studiare questo artefatto con il test dello screen tearing.

Come l'occhio umano percepisce la fluidità

Il sistema visivo umano non ha un frame rate fisso. Funziona come un processo continuo anziché come una fotocamera con un otturatore, quindi non esiste un singolo valore in cui la percezione si arresta. La sensibilità dipende invece da ciò che stai guardando. La velocità del movimento, il contrasto, la luminosità e le dimensioni degli oggetti in movimento cambiano tutti quanti fotogrammi riesci a distinguere. È per questo che le affermazioni su un rigido "limite dell'occhio" sono fuorvianti.

Alcuni schemi generali valgono per la maggior parte degli osservatori. Al di sotto dei 24 FPS, il movimento inizia ad apparire come una sequenza di diapositive. Intorno ai 30 FPS, il movimento appare continuo ma può risultare a scatti durante le panoramiche veloci. A 60 FPS la maggior parte del movimento quotidiano appare fluida e reattiva. Il salto da 60 a 120 FPS è chiaramente visibile nei contenuti veloci, soprattutto nei giochi e nelle rapide carrellate della telecamera. Oltre i 120 FPS i miglioramenti si riducono, anche se molte persone notano ancora la differenza fino a 240 FPS nelle scene ad alta velocità. La fluidità non riguarda solo il numero grezzo. Dipende anche dalla nitidezza del movimento, ovvero dalla definizione di un oggetto mentre si sposta su un LCD di tipo sample-and-hold. Su questi pannelli ogni fotogramma viene mantenuto statico fino all'arrivo del successivo, e l'occhio segue l'oggetto in movimento, sfocandone i bordi in un effetto di blur percepito. Frame rate più elevati riducono il tempo per cui ogni fotogramma viene mantenuto, quindi diminuiscono quel blur. Puoi osservare l'effetto direttamente con il test del motion blur.

Frame rate comuni e a cosa sono adatti

Frame rate diversi sono adatti a compiti diversi. Il cinema ha mantenuto lo stesso standard per circa un secolo, mentre il gaming competitivo spinge l'hardware fino ai suoi limiti. La tabella seguente riassume gli obiettivi più comuni e a cosa è adatto ciascuno.

Frame rateUso tipicoNote
24 FPSCinema, la maggior parte dei film in streamingLo storico standard cinematografico; il suo leggero motion blur viene percepito come "cinematografico".
30 FPSTrasmissioni TV, giochi per console più vecchi, video sul webFluido per una visione casuale ma può risultare a scatti nell'azione veloce.
60 FPSUso generale del computer, gaming su console, video HDIl riferimento pratico per un movimento fluido e reattivo.
120 FPSGaming ad alta frequenza, console moderneNotevolmente più fluido; richiede un display a 120 Hz o più veloce.
144 FPSGaming su PC con monitor ad alta frequenzaUn punto di equilibrio molto apprezzato per un gioco reattivo.
240 FPSGaming competitivo ed esportRiduce al minimo l'input lag e il blur nei titoli a reazione rapida.

Per la maggior parte degli utenti, 60 FPS è l'obiettivo che bilancia la fluidità con un hardware accessibile. Scendi al di sotto e il movimento sembra a scatti. Sali oltre e ti servono sia un monitor a frequenza più elevata sia una scheda grafica più potente per mantenere il flusso dei fotogrammi. I giocatori competitivi puntano a 144 FPS e oltre perché la minore latenza e la maggiore nitidezza del movimento si traducono in un vantaggio misurabile nei titoli a reazione rapida. L'obiettivo giusto dipende dal tuo genere, dal tuo display e dal tuo budget. La nostra guida sui fotogrammi al secondo nel gaming analizza in dettaglio questi compromessi.

Cosa limita il tuo frame rate

Il frame rate è il risultato di una pipeline, e lo stadio più lento stabilisce il tetto massimo. Diversi componenti possono diventare quel collo di bottiglia, e individuare quello giusto è la chiave per risolvere le prestazioni scadenti.

GPU

La scheda grafica svolge il lavoro pesante di disegnare ogni fotogramma. Ad alte risoluzioni, e con effetti impegnativi come il ray tracing, l'anti-aliasing e le texture dettagliate, la GPU è di solito il fattore limitante. Ridurre queste impostazioni è il modo più rapido per aumentare il frame rate.

CPU

Il processore prepara ogni fotogramma prima che la GPU lo disegni, gestendo la fisica, la logica di gioco e le chiamate di disegno. Nei giochi ricchi di simulazioni, e a risoluzioni più basse, la CPU può limitare il tuo frame rate anche quando la scheda grafica ha ancora margine. Questa condizione è nota come essere CPU-bound.

Motore di gioco e ottimizzazione

Il software conta quanto l'hardware. Un motore mal ottimizzato, una perdita di memoria o un bug non corretto possono mantenere il frame rate al di sotto di quanto i tuoi componenti dovrebbero offrire. Gli aggiornamenti dei driver e le patch dei giochi spesso recuperano le prestazioni perse senza bisogno di nuovi componenti.

VSync e limiti al frame rate

Il VSync limita deliberatamente il frame rate alla frequenza di aggiornamento per eliminare il tearing. Scambia un po' di input lag per un'immagine pulita e allineata. I limiti al frame rate impostati da te, dal gioco o da una tecnologia a frequenza variabile come G-Sync o FreeSync funzionano allo stesso modo. Si tratta di limiti intenzionali, non di difetti, e spiegano perché un sistema potente possa attestarsi esattamente a 60 FPS.

Frame rate, frame time e costanza

Il frame rate medio è un dato di sintesi utile, ma nasconde un dettaglio importante: la costanza. Il frame time misura quanto tempo impiega a essere generato ogni singolo fotogramma, in millisecondi. Un flusso costante di fotogrammi distribuiti in modo uniforme risulta fluido. Un flusso irregolare risulta a scatti, anche quando l'FPS medio sembra elevato. È per questo che due sistemi che riportano la stessa media possono risultare molto diversi nella pratica.

La relazione tra i due è semplice. Il frame time è l'inverso del frame rate. Se i fotogrammi arrivano a un ritmo perfettamente uniforme, 60 FPS equivalgono a 16.7 ms per fotogramma e 120 FPS equivalgono a 8.3 ms. I problemi si manifestano quando i frame time hanno dei picchi. Un singolo fotogramma che impiega 50 ms mentre quelli vicini ne impiegano 16 produce un'esitazione visibile, qualunque cosa affermi la media al secondo. La tabella seguente abbina ogni frame rate comune al frame time che implica con un ritmo uniforme.

Frame rateFrame time (ritmo uniforme)
30 FPS33.3 ms
60 FPS16.7 ms
120 FPS8.3 ms
144 FPS6.9 ms
240 FPS4.2 ms

Poiché le medie possono nascondere questi picchi, un ritmo costante dei fotogrammi conta spesso più di un picco elevato. Quando i fotogrammi arrivano in modo irregolare percepisci scatti e sfarfallio, e nessuna quantità di FPS grezzi lo maschera del tutto. Puoi vedere come appare e come si percepisce un ritmo irregolare usando il test dello stutter, che rende facile individuare le esitazioni prima di inseguire un numero medio più alto.

Domande frequenti

60 FPS sono un buon valore?

Sì. 60 FPS è il riferimento ampiamente accettato per un movimento fluido e reattivo nel gaming, nei video e nell'uso generale. Si abbina naturalmente alla frequenza di aggiornamento di 60 Hz presente sulla maggior parte dei monitor standard. I giocatori competitivi puntano più in alto, ma per la stragrande maggioranza delle attività 60 FPS risultano fluidi e confortevoli.

Un frame rate più elevato è sempre meglio?

Frame rate più elevati offrono un movimento più fluido e un minore input lag, ma solo fino alla frequenza di aggiornamento del tuo monitor. Generare 200 FPS su uno schermo a 60 Hz spreca energia e genera calore senza alcun beneficio visibile. Abbina il tuo frame rate obiettivo al pannello che possiedi realmente.

Qual è la differenza tra FPS e Hz?

Gli FPS contano i fotogrammi che il computer invia allo schermo ogni secondo. Gli Hz contano quante volte lo schermo riesce a ridisegnarsi ogni secondo. La tua fluidità effettiva è limitata da quello tra i due numeri che risulta più basso.

Come faccio a testare il mio frame rate?

Il metodo più rapido è uno strumento basato sul browser. Il test del frame rate presente su questo sito misura istantaneamente i tuoi FPS in tempo reale, senza download né installazioni, così puoi verificare cosa sta davvero offrendo il tuo display.

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