Что такое FPS (кадры в секунду): игры, видео и не только

FrameRateTest.org ·

Что такое FPS (кадры в секунду): игры, видео и не только

FPS — сокращение от frames per second (кадры в секунду) — это количество неподвижных изображений, которые система отрисовывает каждую секунду, чтобы создать иллюзию движения. Экран никогда не показывает настоящее движение. Он показывает быструю последовательность неподвижных картинок, а мозг сливает их в единую непрерывную сцену. Чем больше кадров приходит за секунду, тем более убедительным и плавным становится это движение. FPS — самая часто упоминаемая цифра в обзорах игр, видео и дисплеев, и всё же её нередко понимают неправильно. Это руководство объясняет, что на самом деле измеряет FPS, почему более высокий показатель ощущается плавнее, чем он отличается от частоты обновления вашего монитора и почему среднее число на экране может скрывать серьёзные подтормаживания. Вы можете прямо сейчас измерить свой дисплей с помощью бесплатного браузерного инструмента на главной странице теста FPS.

Что означает FPS и как его измеряют

Кадр — это одно законченное изображение. Число кадров в секунду показывает, сколько таких изображений создаётся и показывается за одну секунду. При 60 FPS ваших глаз каждую секунду достигают шестьдесят отдельных картинок. Термин описывает частоту, поэтому он тесно связан с более общим понятием частоты кадров — то есть попросту частоты, с которой кадры следуют друг за другом. В повседневной речи эти два слова взаимозаменяемы. FPS — единица измерения, а частота кадров — само понятие, подобно тому как скорость измеряется в километрах в час.

Измерение — это подсчёт за фиксированный промежуток времени. Инструмент фиксирует, сколько кадров успевает отрисовать графический процессор за короткий период, а затем сообщает итог в пересчёте на секунду. Поскольку нагрузка меняется от момента к моменту, эта цифра никогда не бывает идеально стабильной. Сцена с мощными взрывами отрисовывается медленнее, чем пустое меню. Именно поэтому FPS обычно показывают как скользящее среднее, которое обновляется несколько раз в секунду, давая живое представление о производительности, а не одно фиксированное значение. Число, которое вы видите, — это моментальный снимок того, насколько тяжело система работает по сравнению с тем, сколько ей нужно отрисовать.

Почему высокий FPS выглядит плавнее

Плавность возникает из-за двух связанных эффектов. Первый — инерция зрения. Зрительная система человека на короткое время сохраняет каждое изображение после его исчезновения, поэтому быстро сменяющиеся кадры сливаются в непрерывное движение, а не в слайд-шоу. Около 24 FPS — общепринятый нижний порог, при котором изображение считывается как движение, а не как череда картинок. Ниже него глаз замечает отдельные скачки. Выше — иллюзия держится и усиливается по мере роста частоты.

Второй эффект — это то, насколько далеко объекты «перепрыгивают» от кадра к кадру. При низкой частоте быстро движущийся объект за один кадр смещается на большое расстояние, и глаз воспринимает этот разрыв как рывки или смазывание. При высокой частоте тот же объект движется меньшими, более близкими шагами, поэтому движение выглядит непрерывным и остаётся чётким, пока вы следите за ним взглядом. Вот почему быстрый экшен выигрывает от дополнительных кадров гораздо сильнее, чем статичный кадр с говорящим человеком. Высокий FPS также снижает задержку ввода, потому что свежий кадр несёт самое актуальное состояние игры или интерфейса. Каждое новое изображение — это ещё одна возможность показать вам, что только что произошло, и отразить то, что вы только что сделали. Прирост реален, но не линеен. Переход с 30 на 60 FPS ощущается драматично. С 60 на 120 — заметен в быстром движении. За пределами 240 отдача снижается для большинства зрителей, хотя тренированные игроки всё же ощущают пользу.

FPS против частоты обновления: что отрисовывает система и что показывает экран

FPS и частоту обновления часто путают, но они описывают две разные половины конвейера. FPS — это то, что отрисовывает ваше железо. Это результат работы графического процессора. Частота обновления, измеряемая в герцах (Гц), — это то, что физически показывает дисплей. Панель на 60 Гц перерисовывает себя шестьдесят раз в секунду, сколько бы кадров ни подавала ей система. Панель на 144 Гц перерисовывается 144 раза в секунду. Ваша реальная плавность ограничена меньшим из этих чисел. Отрисовка 300 FPS на экране 60 Гц всё равно покажет лишь шестьдесят уникальных кадров, а остальные будут отброшены. 40 FPS на экране 144 Гц выглядят как 40 FPS, потому что кадров недостаточно, чтобы заполнить все обновления. Чтобы узнать, что поддерживает ваша панель, загляните в наше руководство о том, как узнать свою частоту обновления.

Когда отрисованные кадры и обновления экрана перестают совпадать, появляются артефакты. Разрыв изображения (screen tearing) возникает, когда новый кадр приходит в середине обновления, разделяя картинку на две несовпадающие половины. VSync устраняет разрывы, заставляя видеокарту ждать дисплей, но ограничивает FPS частотой обновления и может добавлять задержку. Технологии переменной частоты обновления, такие как G-Sync и FreeSync, решают эту проблему более изящно, позволяя панели обновляться синхронно с каждым отрисованным кадром в широком диапазоне.

Почему средний FPS скрывает подтормаживания: время кадра и 1% минимумов

Одно лишь среднее значение FPS — плохой показатель того, как игра ощущается на самом деле, потому что оно сглаживает именно те моменты, что портят впечатление. Более удачная метрика — время кадра (frame time), то есть число миллисекунд, за которое отрисовывается каждый отдельный кадр. Время кадра обратно пропорционально FPS: 60 FPS равны времени кадра 16.7 мс. Стабильное время кадра ощущается плавно. Неравномерное ощущается как подтормаживание, даже когда среднее выглядит благополучно.

Представьте игру со средними 60 FPS, где большинство кадров занимают 16 мс, но один время от времени подскакивает до 50 мс. Среднее по-прежнему держится около 60, и всё же вы ощущаете заметный рывок каждый раз, когда приходит такой длинный кадр. Именно поэтому обозреватели приводят 1% минимумов и 0.1% минимумов — среднее по самому медленному одному проценту и одной десятой процента кадров. Эти цифры вскрывают худшие подтормаживания, которые скрывает громкое среднее значение. Видеокарта со средними 120 FPS и 1%-минимумом в 40 FPS будет ощущаться менее стабильной, чем та, у которой среднее 100 при минимуме 90. Вы можете изучить равномерность вывода кадров на своём дисплее с помощью нашего теста на подтормаживания и проверить пропуск кадров с помощью теста на пропуск кадров.

Частота кадровВремя кадраОщущение и типичное применение
24 FPS41.7 мсКинематографичное кино; плавно для повествования, смазывает быстрое движение
30 FPS33.3 мсТелевещание и казуальные игры; заметные подтормаживания при быстрых панорамах
60 FPS16.7 мсПлавная, отзывчивая база для игр и видео
120 FPS8.3 мсОчень плавное движение и низкая задержка; нужна панель 120 Гц
144 FPS6.9 мсСтандарт для энтузиастов на мониторах с высокой частотой обновления
240 FPS4.2 мсСоревновательный киберспорт; минимальная задержка, самое чёткое сопровождение цели

Типичные ориентиры FPS: видео, игры и киберспорт

Правильный ориентир целиком зависит от контента. В видео выше не всегда лучше: частота кадров — это творческий и технический выбор. Кино и престижные драмы используют 24 FPS ради привычного кинематографичного вида и естественного смазывания движения. Эфирное телевидение и новости идут на 30 FPS, часто технически 29.97 по историческим причинам. Прямые спортивные трансляции переходят на 50 или 60 FPS, чтобы быстрая игра оставалась чёткой и за ней было легко следить. Если поднять медленную драму до 60 FPS, она может стать похожа на дешёвую студийную запись — эффект, который многие зрители называют «эффектом мыльной оперы».

В играх эта логика переворачивается, потому что кадры несут ещё и отзывчивость. 30 FPS — играбельный минимум для неспешных одиночных проектов. 60 FPS — массовый ориентир, достаточно плавный и отзывчивый почти для всех. От 120 до 144 FPS — золотая середина для энтузиастов на мониторе с высокой частотой обновления, где движение заметно чётче. Игроки в соревновательном киберспорте гонятся за 240 FPS и выше — не ради одной только картинки, а ради минимально возможной задержки и самого чёткого сопровождения быстро движущихся целей. В таких дисциплинах несколько миллисекунд решают, кто первым попадёт в цель. Наше отдельное руководство о кадрах в секунду в играх подробнее разбирает потребности конкретных жанров.

Что ограничивает или снижает ваш FPS

Достижимая частота кадров задаётся цепочкой аппаратных и программных факторов, а результат определяет самое слабое звено. Видеокарта (GPU) обычно является главным ограничением, поскольку отрисовывает каждый пиксель каждого кадра. Процессор (CPU) отвечает за игровую логику, физику и вызовы отрисовки и становится узким местом в насыщенных симуляциях или на низких разрешениях. Недостаток оперативной памяти или медленный накопитель вызывают рывки при подгрузке ресурсов. Со стороны дисплея частота обновления вашего монитора и любой активный VSync ограничивают кадры, которые вы реально видите.

Настройки значат не меньше, чем само железо. Разрешение — самый тяжёлый рычаг: отрисовка в 4K требует от видеокарты примерно в четыре раза больше пикселей, чем 1080p, поэтому частота кадров резко падает. Требовательные опции вроде трассировки лучей, теней высокого разрешения, сглаживания и дальности прорисовки — каждая стоит кадров. Их снижение или уменьшение разрешения — самый быстрый способ поднять FPS на перегруженной системе. Фоновые приложения, устаревшие драйверы видеокарты, троттлинг из-за перегрева при плохом охлаждении и режимы энергосбережения на ноутбуках — всё это тоже незаметно снижает показатель. Хорошо оптимизированная игра может плавно работать на скромном железе, тогда как плохо оптимизированная способна нагрузить топовую сборку — вот почему обновлениям драйверов и внутриигровым настройкам стоит уделить внимание прежде любого апгрейда железа.

Как измерить свой FPS

Чтобы проверить частоту кадров, не нужно специальное оборудование. Самый быстрый способ — браузерный инструмент вроде того, что находится на нашей главной странице, который измеряет реальную частоту кадров, выдаваемую вашим дисплеем и системой, без каких-либо загрузок. Это самый простой способ убедиться, действительно ли ваш монитор достигает заявленной частоты обновления. Для игр большинство проектов включают встроенный счётчик FPS в настройках графики. Оверлеи платформ добавляют его на уровне всей системы: приложение NVIDIA, программа AMD Adrenalin, внутриигровой оверлей Steam и Windows Game Bar — все они показывают FPS в реальном времени, а некоторые ещё и строят график времени кадра, чтобы вы могли сразу заметить подтормаживания. Чтобы оценить чёткость движения, а не голые цифры, наш тест на смазывание движения показывает, насколько чётко ваша панель отрисовывает движение, что зависит и от частоты кадров, и от времени отклика пикселя.

Часто задаваемые вопросы

Какой FPS хорош для игр?

60 FPS — общепринятая база для плавной и отзывчивой игры. Энтузиасты стремятся к 120 или 144 FPS на подходящем мониторе с высокой частотой обновления, а соревновательные игроки нацеливаются на 240 FPS и выше. 30 FPS остаются приемлемыми для неспешных, кинематографичных одиночных игр.

Может ли человеческий глаз увидеть больше 60 FPS?

Да. Большинство людей ясно различают 60 и 120 FPS, особенно при быстром движении. Разница продолжает сокращаться по мере роста частоты, а за пределами примерно 240 FPS её становится очень трудно уловить, хотя тренированные игроки всё же отмечают ощутимую пользу от меньшей задержки.

В чём разница между FPS и Гц?

FPS — это сколько кадров ваша система отрисовывает в секунду. Гц — это сколько раз в секунду обновляется ваш монитор. Реальная плавность ограничена меньшим из значений, поэтому связка быстрой видеокарты с подходящим дисплеем с высокой частотой обновления даёт наилучший результат.

Почему игра подтормаживает даже при высоком FPS?

Высокое среднее скрывает неравномерную выдачу кадров. Отдельные длинные кадры, заметные по плохим 1%-минимумам, вызывают видимые рывки, даже когда среднее выглядит уверенно. Разрыв изображения, отсутствие VSync или несоответствие между частотой кадров и частотой обновления тоже могут вызывать подтормаживания.

Связанные тесты и руководства