什么是帧率?FPS、刷新率及测试方法
FrameRateTest.org ·

帧率是指屏幕每秒显示的静态画面数量,用以营造出运动的错觉。它以每秒帧数来衡量,写作 FPS。帧率越高,意味着每秒到达的画面越多,在人眼看来运动就越平滑、越流畅。本指南将解释什么是帧率、它与刷新率有何区别、人眼如何感知流畅度、哪些常见数值适合电影和游戏,以及是什么限制了你的硬件所能达到的帧数。使用本站免费的帧率测试,你可以在几秒钟内测出自己显示器的帧率。
什么是帧率(FPS)?
一帧就是一幅单独而完整的画面。任何屏幕上的运动,都是由这些帧的快速序列所拼凑出的错觉。当画面变化得足够快时,大脑便会将它们融合成连续的运动。帧率仅仅是统计一秒钟内出现了多少帧。一段 60 FPS 的视频每秒显示六十幅独立的画面。一段 30 FPS 的视频只有它的一半,因此每幅画面停留在屏幕上的时间是前者的两倍。
只要屏幕显示运动,这一原理便普遍适用:电影、电视、流媒体视频、动画以及电子游戏皆是如此。在游戏中,这一数值是动态的。你的显卡按需渲染每一帧,因此帧率会随着画面场景的复杂程度而起伏波动。在录制好的视频中,帧率通常在文件采集或编码时就已固定,因此播放时保持恒定。无论哪种情况,同样的规则都成立。每秒帧数越多,运动就越平滑,物体移动时的细节越清晰,而在游戏中,画面对你操作的反馈也越迅速。这个数字是一个速率,而非分辨率,因此它本身并不能说明画面的清晰度。想更深入地了解这一指标如何运作、如何计算,请参阅我们关于每秒帧数的指南。
帧率与刷新率(Hz)的区别
帧率和刷新率很容易混淆,因为两者都是在统计每秒发生的事件次数。但它们并不是一回事。帧率是指你的电脑生成并发送给显示器的帧数,以 FPS 为单位。刷新率是指显示器每秒实际重绘画面的次数,以赫兹(Hz)为单位。前者是你的硬件和软件的输出结果,后者则是面板本身的固定属性。
两者直接相互影响,而较低的那个数值决定了上限。一台以 60 Hz 运行的显示器每秒最多只能显示六十幅新画面。如果你的显卡渲染出 200 FPS,屏幕依然只显示六十幅,多余的帧会被丢弃。反过来,如果你的硬件在一块 144 Hz 的面板上只能达到 40 FPS,那么显示器在许多刷新周期里都没有新画面可显示,于是便会重复显示已有的帧。要真正享受高帧率带来的好处,你既需要一块性能足够的 GPU,也需要一台刷新率与之匹配的显示器,比如 120 Hz、144 Hz 或 240 Hz。如果你不确定自己的面板支持多高的刷新率,我们关于如何查看刷新率的指南会带你一步步了解。这两个数值不匹配,也正是画面撕裂的典型成因——此时显示器会同时显示两帧画面的不同部分。你可以用画面撕裂测试来重现并研究这种画面瑕疵。
人眼如何感知流畅度
人类的视觉系统并没有固定的帧率。它是一个连续的处理过程,而不像带快门的相机那样运作,因此并不存在某个让感知就此停止的单一数值。相反,敏感度取决于你所观看的内容。运动速度、对比度、亮度以及移动物体的大小,都会影响你能分辨出多少帧。这正是为什么所谓一刀切的“人眼极限”说法具有误导性。
对大多数观看者而言,有几条普遍规律成立。低于 24 FPS 时,运动开始看起来像幻灯片。在 30 FPS 左右,运动看上去是连续的,但在快速横移的画面中可能出现卡顿。到了 60 FPS,大多数日常运动看起来都很平滑,操作也感觉灵敏。从 60 提升到 120 FPS 的变化,在快速内容中清晰可辨,尤其是在游戏和快速镜头扫动中。超过 120 FPS 后,提升幅度会减小,不过在高速场景中,许多人依然能察觉到一直到 240 FPS 的差异。流畅度并不只关乎帧数本身,它还取决于运动清晰度,也就是物体在采样保持型 LCD 上移动时的清晰程度。在这类面板上,每一帧都会保持静止,直到下一帧到来,而你的眼睛会追踪移动的物体,从而把它的边缘拖成可感知的模糊。更高的帧率缩短了每一帧被保持的时间,因此能减轻这种模糊。你可以用运动模糊测试直接观察这一效果。
常见帧率及其适用场景
不同的帧率适合不同的用途。电影业大约一个世纪以来一直沿用同一套标准,而竞技游戏则把硬件性能压榨到极致。下表总结了最常见的帧率目标以及各自的适用场景。
| 帧率 | 典型用途 | 说明 |
|---|---|---|
| 24 FPS | 电影,以及大多数流媒体电影 | 长期以来的电影标准;其轻微的运动模糊被视为具有“电影感”。 |
| 30 FPS | 电视广播、老式主机游戏、网页视频 | 用于休闲观看已足够平滑,但在快速动作中可能卡顿。 |
| 60 FPS | 日常使用、主机游戏、高清视频 | 实现平滑、灵敏运动的实用基准。 |
| 120 FPS | 高刷新率游戏、现代游戏主机 | 明显更平滑;需要 120 Hz 或更快的显示器。 |
| 144 FPS | 使用高刷新率显示器的 PC 游戏 | 追求灵敏操作的热门理想选择。 |
| 240 FPS | 竞技与电竞游戏 | 为快速反应类游戏最大限度地降低输入延迟和模糊。 |
对大多数用户而言,60 FPS 是在平滑度与可负担硬件之间取得平衡的目标。低于这个数值,运动就会显得卡顿。高于这个数值,你就既需要一台更高刷新率的显示器,也需要一块更强的显卡,才能持续输出这些帧。竞技玩家追求 144 FPS 乃至更高,因为更低的延迟和更清晰的运动,在快速反应类游戏中会转化为可衡量的优势。合适的目标取决于你玩的游戏类型、你的显示器以及你的预算。我们关于游戏中的每秒帧数的指南,详细探讨了这些取舍。
是什么限制了你的帧率
帧率是一整条流水线的输出结果,而最慢的那个环节决定了上限。有好几个部件都可能成为这个瓶颈,而找出真正的瓶颈,正是解决性能低下问题的关键。
GPU
显卡承担着绘制每一帧的繁重工作。在高分辨率下,以及开启光线追踪、抗锯齿和精细纹理等对性能要求苛刻的特效时,GPU 通常是限制因素。调低这些设置是提升帧率最快的办法。
CPU
在 GPU 绘制每一帧之前,处理器会先做好准备工作,负责处理物理运算、游戏逻辑和绘制调用。在模拟运算繁重的游戏中,以及在较低分辨率下,即便显卡仍有余力,CPU 也可能限制住你的帧率。这种情况被称为受限于 CPU(CPU-bound)。
游戏引擎与优化
软件与硬件同样重要。优化欠佳的引擎、内存泄漏或未修复的漏洞,都可能把帧率压制在你的部件本应达到的水平之下。驱动更新和游戏补丁往往无需更换任何新硬件,就能找回损失的性能。
VSync 与帧率上限
VSync 会刻意将帧率限制到刷新率,以消除画面撕裂。它用一点点输入延迟,换来一幅干净、对齐的画面。由你自己、由游戏,或由 G-Sync、FreeSync 等可变刷新率技术所设定的帧率上限,其作用方式也是一样的。这些都是有意为之的限制,而非故障,它们也解释了为什么一台性能强劲的系统可能恰好停在 60 FPS。
帧率、帧时间与稳定性
平均帧率是一个有用的概括数字,但它掩盖了一个重要细节:稳定性。帧时间衡量的是渲染每一帧各自所需的时长,以毫秒为单位。一连串间隔均匀、稳定输出的帧会让人感觉平滑。而间隔不均的帧流则会让人感觉卡顿,哪怕平均 FPS 看起来很高。这正是为什么两台报告出相同平均值的系统,实际使用中的体验可能截然不同。
两者之间的关系很简单。帧时间是帧率的倒数。如果帧以完全均匀的节奏到达,60 FPS 就等于每帧 16.7 ms,120 FPS 就等于 8.3 ms。当帧时间出现尖峰时,问题便随之而来。一帧耗时 50 ms,而它前后相邻的帧只用 16 ms,无论每秒平均值声称的数字多高,都会造成一次可见的卡顿。下表将每种常见帧率与它在均匀节奏下所对应的帧时间一一对应。
| 帧率 | 帧时间(均匀节奏) |
|---|---|
| 30 FPS | 33.3 ms |
| 60 FPS | 16.7 ms |
| 120 FPS | 8.3 ms |
| 144 FPS | 6.9 ms |
| 240 FPS | 4.2 ms |
由于平均值会掩盖这些尖峰,稳定的帧节奏往往比高峰值更重要。当帧到达的间隔不均时,你会感觉到卡顿和抖动,再高的原始 FPS 也无法将其完全掩盖。你可以用卡顿测试来看看、感受一下不均匀节奏是什么样子——在你去追求更高的平均数字之前,它能让卡顿变得一目了然。
常见问题
60 FPS 好吗?
好。在游戏、视频和日常使用中,60 FPS 是公认的平滑、灵敏运动的基准。它与大多数标准显示器所配备的 60 Hz 刷新率天然契合。竞技玩家会追求更高的数值,但对绝大多数用途而言,60 FPS 已经足够流畅、舒适。
帧率越高就一定越好吗?
更高的帧率带来更平滑的运动和更低的输入延迟,但这种好处以你显示器的刷新率为上限。在一块 60 Hz 的屏幕上渲染 200 FPS,只会浪费电力、产生热量,却看不到任何实际好处。请让你的目标帧率与你实际拥有的面板相匹配。
FPS 和 Hz 有什么区别?
FPS 统计的是你的电脑每秒发送到屏幕的帧数。Hz 统计的是屏幕每秒能够重绘自身的次数。你实际获得的流畅度,取决于这两个数值中较低的那一个。
我该如何测试自己的帧率?
最快捷的方法是使用基于浏览器的工具。本站的帧率测试会即时测量你当前的实时 FPS,无需下载或安装,让你确认显示器真正的输出表现。