Hvad er Frames Per Second?

Boomtown FAQ

Alle taler om "frames per second" (FPS) når snakken falder på computerspil. Dette fænomen virker som om, det er det vigtigste for en gamer. Når der tales om FPS, glemmer man hurtigt spilleglæde, flot grafik og kammeratskab. Det skal bare leveres så hurtigt som muligt. Vi vil alle have, at det skal sprøjte ud med billeder per sekund på vores computerskærm. Hvor mange har ikke kæmpet med deres indstillinger i diverse spil for at opfylde dette krav? Først når hardcore gamerens krav er opfyldte, slapper han af og nyder alle de andre aspekter af computerspillet.

Men hvad er så FPS, og hvordan bruger man det bedst? Hvordan ser teknikkerne, videnskaben og en pro-gamer på dette?

Det vil denne artikel forhåbentlig finde ud af og forsøge på at forklare lidt om. Når I har læst denne artikel, håber jeg, at de fleste ved hvad FPS, hertz og sammenhænget er, for at I kan få den største nydelse ud af et computerspil.

Videnskabensmanden

Vi som mennesker har nogle begrænsninger. Det kunne være i opfattelse af forandringer foran øjnene. At opfatte det i hjernen og forstå, det vi ser. Jeg har valgt at spørge videnskaben til råds omkring dette:

Jeg har spurgt Peter Koch Jensen, der er overlæge på rigshospitalets øjenklinik om det videnskabelige bag FPS:

Boomtown: Hvad er det maksimale antal billeder et øje kan se i sekundet? Eksempelvis kører et fjernsyn med 30 billeder i sekundet eller er der ikke en begrænsning for dette??

Peter Koch Jensen: Der menes vel, hvor hurtigt billederne skal skifte før at opfattes som kontinuerte. Flickerfusionsfrekvensen (skyldes positive efterbilleder i synsbanerne) tiltager med luminansen og excentriciteten i synsfeltet. Det er i øvrigt ikke rigtigt med de 30 billeder per sekund, idet der er tale om 60 halvbilleder (NTSC i USA) eller 50 (PAL i Europa) interlaced videofrekvens, opfundet netop for at udjævne bevægelser, så de opfattes kontinuerte.

Boomtown: Er der forskel på folks evne til at opfatte billeder, og hvis ja kan der så være stor forskel på de enkelte??

Peter Koch Jensen: Der er meget store forskelle afhængig af præsentation, formål, erfaring, motivation og årvågenhed.

Boomtown: Hvor lang tid går der generelt fra at øjet ser, hjernen forstår og tager en beslutning, til at man med hånden udfører det??

Peter Koch Jensen: Det afhænger lidt af opgavens karakter og personens konstitution. Ved køreprøven regner man med 1 sekund, før opbremsning begynder. Prøv selv at holde et objekt over en forsøgspersons hånd og lade vedkommende trække hånden væk, inden objektet rammer. Man kan nå dette ned til ca. 10 cm svarende til en faldtid på ca. 0,15 sekunder.

Boomtown: Nogle folk bliver søsyge eller får hovedpine af at spille computerspil. Hvorfor bliver de det og kan man undgå det på en eller anden måde??

Peter Koch Jensen: Søsyge opstår pga. uoverensstemmelse mellem hjernens information fra buegangene (der siger bevægelse) og øjnene (der nede i kahytten modtager rolige billeder), hvorfor det er godt at gå op på dækket og fiksere på horisonten. Et analogt fænomen opstår hvis øjnene opfatter bevægelse, mens kroppen er stille (mest markant i Omnimax teatre, eller hvis man sidder for tæt på computerskærmen) og kaldes i denne forbindelse optokinetisk nausea (synsbevægelseskvalme). Kuren er at lukke øjnene eller se væk fra skærmen. Hovedpine opstår efter nogen tid som følge af spændinger i nakke hals, skuldre og arme, der kureres ved gymnastiske øvelser, massage eller afspænding.

Teknikkeren

Alle har en mening omkring FPS, hertz og V-sync. Men hvad er det? Det har jeg spurgt vores teknikker Morten Striboldt om her på Boomtown:

Boomtown: Hvad er Hertz, når man snakker om en computerskærm?

Morten Striboldt: Hertz (Hz) er den opdateringshastighed, som en skærm benytter. Dette sker ved, at en såkaldt elektronkanon sender elektroner mod et fluorescerende stof, som lyser op på skærmen. Selve skærmbilledet bliver tegnet horisontalt, linie for linie og ikke som en projektor, der opdaterer hele skærmbilledet på én gang. En skærm med en opdateringshastighed på 60 Hz vil derfor "tegne" skærmbilledet 60 gange i sekundet. Dog er 60 Hz ikke optimalt, da øjet kan opfatte disse frekvensopdateringer - først ved 72 Hz kan man sige, at billedet føles roligt (øjet kan ikke længere følge med).

Boomtown: Hvad er så frames per seconds i et computerspil?

Morten Striboldt: Frames per second (FPS) er den hastighed, et graffikkort kan generere billeder og sende det afsted til skærmen. 30 FPS betyder dermed, at grafikkortet kan rendere 30 billeder/sekund. Et computerspil med 30 FPS kan se ganske godt ud, men vil dog virke upræcist, så snart at der kommer fart over objekterne på skærmen. En normal DVD film kører også med en hastighed på 30 fps, men virker jo ganske naturlig at se på - selv med den hæftigeste action. Det skyldes, at der benyttes en teknologi som hedder "motion blur", der kort fortalt sørger for at genere et overgansbillede mellem de egentlige billeder. Måden, hvorpå man løser dette problem i spil, er ved at sætte spillet til at køre i fx 60 FPS. Hermed vil billedet virke langt mere glidende og naturtro. Gældende for FPS'en er dog, at en lav stabil FPS er at foretrække frem for en høj, der foretager udsving. Dette vil nemlig kunne bemærkes af øjet og medføre at spillet føles unaturligt.

Boomtown: De to ting er afhængige af hinanden men hvordan?

Morten Striboldt: Da øjet har sine begrænsninger i antallet af billeder/sekund vi kan opfatte, burde det i princippet være unødvendigt at køre med fps højere end 60. Dog vil en endnu højere fps være en fordel, eftersom de objekter, vi ser på skærmen, vil være endnu mere præcise. Genererer grafikkortet 100 fps, vil et objekt som befinder sig et betemt sted til et givet tidspunkt, være mere nøjagtig selvom skærmen kører med en opdatering med 72 Hz. Bliver vores skærm kun opdateret ved 1 Hz, ville 100 Fps også give et godt øjebliksbillede (idet skærmen blev opdateret) - i forhold til 1 fps, hvor man kunne være uheldig at have næsten 1 sekunds forsinkelse.

Boomtown: Mange spillere disabler V-sync. Hvad er det?

Morten Striboldt: VSync går kort ud på at synkoniserer dit grafikkorts fps med skærmens opdateringshastighed (Hz). Så kører skærmen i 85 Hz, vil graffikkortet i teorien aldrig overstige 85 fps. Man låser derved sit grafikkorts fps til skærmens Hz.

Boomtown: Kan man forbedre sin skærms opdateringer per sekund?

Morten Striboldt: Skærmen har en max opdateringshastighed i forskellige opløsninger, og denne kan man ikke overskride.

Pro-gameren

Hvordan opfatter en pro-gamer FPS? Hvad er for ham det vigtigste, og hvad gør ham tilfreds, så han kan yde sit optimale?

Boomtown: Fortæl lidt om din baggrund, klaner, events:

calc: Jeg er nok bedst kendt under nicknamet 'calc' inde for den her verden, er 22 år og bor i København. Jeg har spillet turneringer rundt omkring i store dele af verden for forskellige hold, her inkluderet rene danske, et svensk/dansk og nu et spansk med mig som eneste dansker. Jeg har dog ikke spillet CS så længe som mange andre, men jeg har haft med computere at gøre fra jeg var helt lille og har altid brugt dem til at spille spil på.

(calc har tidligere spillet i CS-klaner som x6tence, team9, level, SoA, Titans og ikke mindst i SK, red.)

Boomtown: Hvad betyder FPS for dig i dit spil?

calc: FPS er måske den allervigtigste faktor, der overhovedet er i Counter-Strike. Det har næsten alt at gøre med, hvordan selve spillet og specielt dit rekyl på de enkelte våben opfører sig. Alle vil blive påvirket negativt af at spille med dårlige FPS, det er jeg helt overbevist om.

Boomtown: Hvor mange fps SKAL du have for at game optimalt?

calc: Det er svært at svare på præcist, hvad jeg SKAL bruge, da man nogen gange er nødsaget til at spille med dårlige FPS til turneringer, hvis computerne er dårlige. Men som udgangspunkt vil jeg sige, at computeren skal køre 100 FPS hele tiden, før det er acceptabelt. Der er en skjult ting i Counter-strike, så den i virkeligheden kører over 100, men det kan man ikke se sådan uden lige. Jo længere over 100 FPS, jo bedre selvfølgelig. Jeg vil sige det sådan, at det sagtens kan lade sig gøre at spille spillet med lavere FPS, men hvorfor bruge tiden på at øve sig med nogle forhold, der bare gør det sværere, når spillet bør spilles under rigtige forhold? :)

Boomtown: Hvad er den laveste grænse som du KAN spille med?

calc: Igen svært at svare på, men jeg vil skyde på nede omkring 50-60

Boomtown: Har du et råd til FPS fanatikerne derude?

calc: Rent hardware mæssigt er jeg ikke så meget med, men jeg kan godt mærke når det kører ordentligt og når det ikke gør. Mit bedste råd må være at anskaffe sig en hurtig computer, der kan køre tingene ordentligt. Det kan godt være, det hjælper en del at tweake sit CS, men for det første er mange af tingene ulovlige, hvis man spiller det på højt niveau, og for det andet er det tidskrævende - og kedeligt! :)

Tearing V-sync off

Nu har tre eksperter på hver deres felt skrevet deres forklaringer omkring FPS og hertz. Hvad kan vi så bruge det til?

Vi kan konstatere, at dine FPS er ligegyldige, hvis din skærm kun kører med 60 hertz, for så vil du kun se 60 FPS uanset, hvad dit grafikkort end fortæller dig. Vi kan konstatere, at V-sync ikke viser hele frames, men skriver en ny FØR, den tidligere var færdig. Derfor forsager dette, at du ser delte frames. Det er korrekt, at du får flere FPS af at disable V-sync, men det er ikke hele FPS, husk det! Du kan se V-sync sat i off på billedet til højre. Der tæller den to frames, selvom man kun ser en bestående af to på samme tid.

Men hvorfor er TV så kun i 30-60 FPS? Tv’et ”lagger” da ikke?
Det er fordi, et TV optager en tids sekvens, hvor et computerspil viser stillbilleder. Et TV billede afspejler altså al bevægelse i et vist tidsrum, og det er derfor, at det er sløret. Hjernen sammensætter det selv, så det ser skarpt ud. Derfor så kan man ikke sammenligne de to, da det reelt er hver sin ting. Vi kan konstatere, at der kræves flere FPS i et spil end på et TV, men hvor mange?

Jeg vil påstå at alt imellem 70 og 100 er tilfredsstillende for 80 % af spillerne. De sidste 20 % spiller på højt niveau og er mere afhængige af mange opdateringer på deres skærm. Men husk så dette, du får IKKE flere FPS end din skærm kan vise!

Jeg vil derfor påstå, at det er bedre at indstille sit spil efter skærmens bedste ydelse, end at pille og rode for at få ens grafikkort til at spytte 300 FPS af sted...

Jeg har altid været glad for at spille med 85 Hz på min skærm og 100 FPS i mit spil. Det har altid været flydende for mig. Men jeg kan også se på diverse diskussioner på IRC, forummer og lignende at vi som mennesker er forskellige. Jeg ved ikke om det giver ekstra skills, hvis ens grafikkort spytter 2000 FPS af sted, mens ens skærm kun kan køre 72 Hz?

Jeg håber som afslutning på denne artikel, at jeg har fået oplyst nogle af jer om hvad FPS, hertz og deres sammenhæng er. Jeg har ikke haft intentioner om at ”omvende” nogen, men håber denne artikel fungerer som en forklaring. Jeg vil gerne takke overlæge Peter Koch Jensen, pro-gamer calc og Morten Striboldt fra Boomtown teknik for deres hjælp til denne artikel. Ses på de virtuelle slagmarker.