Частота кадрів

Частота кадрів, або кадрова частота — це частота (швидкість), з якою пристрій формування зображення відображає послідовні зображення, що називаються кадрами. Термін застосовується до кіно- і відео- камер, комп'ютерної графіки, і систем захоплення руху. Термін вперше використаний фотографом Едвардом Майбріджем, який здійснював експерименти з хронографічної зйомки рухомих об'єктів послідовно декількома фотокамерами. Частота кадрів зазвичай задається в кадрах за секунду (англ. frames per second, FPS).

Частота кадрів і людський зір

Докладніше:

Чутливість і здатність розрізнення часу людського зору буває різною в залежності від типу і характеристик зорових стимулів, і відрізняється між окремими людьми. Зоровий аналізатор людини може сприймати 1000 окремих зображень на секунду, але для нетренованого людського ока частота стає непомітною від 150—240 кадрів, де рух виглядає реалістичним. Переривчасте світіння (яке мають комп'ютерні дисплеї) сприймається як стале зображення більшістю людей, що брали участь у дослідженнях, починаючи з частоти 50 Гц до 90 Гц. Таке сприйняття блимаючого світла як сталого відоме як ^[en]. Однак коли переривчасте світло неоднорідне і містить стале зображення, поріг злиття миготіння може бути набагато більшим. Що стосується розпізнавання образів, були зареєстровані факти коли люди розпізнавали конкретні зображення в непов'язаних послідовностях образів, показ кожного з яких тривав лише 13 мілісекунд. При дуже коротких зорових стимулах, які тривають від 100 мс до 400 мс, виникає таке явище сприйняття, як інерція зору. Множина дуже коротких стимулів іноді сприймаються як єдиний стимул, наприклад спалах зеленого світла довжиною в 10 мс, за яким без паузи слідує спалах червоного світла в 10 мс сприймається як єдиний спалах жовтого світла.

Кіно

Німе кіно

Перше німе кіно починали виробляти із частотою кадрів у діапазоні від 16 до 24 кадрів на секунду, але оскільки камери були ручними, частота часто змінювалась під час сцени, щоб відповідати настрою. Кіномеханіки під час показу в театрах також могли змінювати частоту кадрів, регулюючи швидкість обертання електродвигуна механізму подавання плівки кінопроєктора (наприклад, змінюючи напругу на двигуні). Німе кіно часто показували на більшій швидкості, ніж воно було зняте. Цих частот передавання кадрів було досить для відчуття руху, але як плавний рух зображення не сприймалося. При використанні проєкторів із подвійними й потрійними шторками в кожен кадр показувався відповідно двічі або тричі, що не так втомлювало очі глядачів. Томас Едісон стверджував що частота 46 кадрів на секунду була мінімумом, що необхідний для зорової кори: «Усе, що є повільнішим, напружуватиме очі». Від середини 1920-х років частота кадрів у німому кіно була збільшена до приблизно від 20 до 26 на секунду.

Звукове кіно

Після появи звукового кіно в 1926 році зміна швидкості плівки стала заважати при перегляді, оскільки слух людини добре відчуває зміну звукової частоти. Багато кінотеатрів показували фільми з частотою кадрів від 22 до 26 кадр/с, тому частота 24 кадр/с була обрана для звуку. З 1927 по 1930 роки, оскільки багато студій оновили своє обладнання, частота 24 кадри на секунду стала стандартом для 35-мм звукової плівки. При частоті 24 кадр/с полівка проходить через проєктор зі швидкістю 456 мм на секунду. Це дало проєкторам із затвором із подвійними шторками змогу відтворювати послідовність зображень при проєкції на швидкості 48 зображень на секунду, і це задовольняло рекомендаціям Томаса Едісона. Багато сучасніших кінопроєкторів для 35 мм плівки використовують тришторкові затвори і видають 72 зображення на секунду — кожен кадр засвічується на екрані тричі.

Цифрові стандарти відео та телебачення

Існують три основні стандартні частоти кадрів у телебаченні і цифровому кіно: 24p, 25p, і 30p. Однак серед них існує багато варіацій^[], а також виникають нові стандарти^[]. Частота кадрів за секунду часто виражається в герцах (1 Гц = 1 кадр/с).

Див. також

• Стиснення даних

Примітки

1. Кинопроекция в вопросах и ответах, 1971, с. 182.
2. Read, Paul; Meyer, Mark-Paul; Gamma Group (2000). . Conservation and Museology. Butterworth-Heinemann. с. 24—26. ISBN . Архів оригіналу за 24 лютого 2021. Процитовано 29 жовтня 2016.
3. James Davis (1986), Humans perceive flicker artefacts at 500 Hz, , PMC 4314649
4. . SpringerLink. 28 грудня 2013. Архів оригіналу за 21 січня 2022. Процитовано 29 жовтня 2016.
5. Robert Efron. Conservation of temporal information by perceptual systems. Perception & Psychophysics. 14 (3): 518—530. doi:10.3758/bf03211193.
6. Brown, Julie (2014). Audio-visual Palimpsests: Resynchronizing Silent Films with 'Special' Music. У David Neumeyer (ред.). The Oxford Handbook of Film Music Studies. Oxford University Press. с. 588. ISBN .
7. Kerr, Walter (1975). Silent Clowns. Knopf. с. 36. ISBN .
8. Card, James (1994). Seductive cinema: the art of silent film. Knopf. с. 53. ISBN .
9. Brownlow, Kevin (Summer 1980). . . 49 (3): 164—167. Архів оригіналу за 8 July 2011. Процитовано 2 травня 2012.
10. Thomas Elsaesser, Thomas Elsaesser; Barker, Adam (1990). Early cinema: space, frame, narrative. BFI Publishing. с. 284. ISBN .

Посилання

• . Кинопроекция в вопросах и ответах. — М., : «Искусство», 1971. — 220 с.
• The History of Frame Rate For Film на YouTube
• «Temporal Rate Conversion» [ 1 серпня 2010 у Wayback Machine.]—a very detailed guide about the visual interference of TV, video & PC
• Group Great Frame Rate Debate на YouTube
• Compare frames per second: which looks better? [ 25 жовтня 2016 у Wayback Machine.]—a JavaScript based web tool to visually compare differences in frame rate and motion blur.
• 15 FPS vs. 30 FPS vs. 60 FPS: A Visual Comparison [ 23 січня 2014 у Wayback Machine.]—Adobe Flash based compare test source