转帖：为什么游戏帧数要60帧每秒才流畅，而电影帧数只有24帧每秒？

3670636

如题：为什么游戏帧数要60帧每秒才流畅，而电影帧数只有24帧每秒？楼主纯转帖来的，给大家科普下。
现有的高票答案都是从视觉流畅的角度来分析的，都解释的很好，但是游戏开发中，以每秒60帧作为性能目标的原因，并不仅是单纯考虑到视觉流畅性。

事实上，仅考虑视觉流畅性的话，30帧是完全可以接受的。在画面细节足够的情况下，人眼脑补运动感的能力会被充分调动起来，不会太在意帧间区别。而实际上，xbox360和ps3上都有大量的游戏运行在30帧每秒，包括光环，战争机器，神秘海域，杀戮地带这样的大作。

而且以现在的3D技术，完全可以在30帧的情况下， 加入动作模糊等特效， 对画面中高速运动的物体加上人为模糊，从而实现和电影画面相似的质感。 在打开动态模糊的情况下，30帧和60帧的视觉流畅度差异极小。

这里有一个游戏30帧和60帧视频对比的网站：30fps vs 60fps
可以看到，差别需要细看才能体会，而且单看30帧的话，不会让人在视觉上觉得卡顿。

3670636

但是开发者和玩家仍然会尽可能的追求60帧的体验，为何？因为对游戏而言，流畅感并不仅来自于视觉方面，操作的流畅也至关重要。

决定操作流畅感的，主要是操作响应时间。这是指玩家做完一个操作，到游戏画面反映出这个操作影响为止，所需的时间。

而根据目前大多数游戏引擎运行的方式，这个过程需要3帧。就是说玩家的任何操作，最快也要3帧之后才能体现在画面上。因此，游戏的响应速度对帧率高度敏感。

30帧的情况下，每帧显示33ms,响应极限大概是100ms。

60帧的情况下，每帧显示16ms,响应极限大概是50ms。

实际表现中，由于游戏逻辑处理，以及显示设备还有一个几毫秒的响应时间，一般60帧的游戏响应速度会在60到70ms，30帧游戏的响应速度会在120到150ms。

因此，对玩家而言，60帧能够明显的感到比30帧流畅。

3670636

=======关于3帧延迟========
3帧延迟和游戏引擎对逻辑和渲染的处理流程有关，在当下比较常用的渲染流程下，3帧是一个极限。对此制作过吉他英雄的 NeverSoft 的联合创始人Mick West 专门撰文进行过详细分析，全文见如下连接：Gamasutra - Programming Responsiveness
我有空的时候考虑翻译一吧，至于原理，倒是引用他一张图就够了：

3670636

虽然电影24FPS也不如60FPS的流畅，但是24FPS不会让人觉得卡，甚至12FPS都不会让人觉得卡，而24FPS的游戏能让人很明显的感受到卡，12FPS就是幻灯片了，这是为什么呢？有两个原因。

第一个原因就是由两者图像生成原理不同造成的。

电影虽然只有24FPS，但是每一帧都包含了1/24秒里一段时间的信息，而游戏则只包含那个节点的信息。把1除以24就是0.04167，一个电影在一段时间你曝光，画面的每一帧，都包含有一段时间的信息，信息量较大，而游戏的第一帧包含第0秒的信息，第二帧包含了第0.04167秒的信息，只有一个瞬间的信息，这中间的信息完全丢失了，所以看起来会卡。

用图来解释一下，比如有一个圆从左上角移动到右下角，第一帧是这样的：

如果是电影，第二帧可能是类似下图这样的（图画得不好但是就是这个意思）：

如果是游戏的话，第二帧就应该是这样的图：

看出区别来了吗？这是因为电影和游戏的画面生成方式的本质不同造成的，电影的画面是拍摄的实际场景，在一段时间内胶片持续曝光，这一段时间里人物场景的变化都会被拍到胶片上，每隔一段时间换下一张胶片再曝光一段时间。相机也是一样的原理，如果我们把手机镜头使劲的晃动然后拍一张照片，会发现照片是模糊的，这就是因为曝光过程中把移动过程中一段时间的场景都拍进去了，就模糊了，我们就能感觉到电影里面的人物是移动过去的，可以看到移动的轨迹，画面是“连贯”的。

而游戏的画面则是由显卡生成的，显卡通过计算生成一帧画面，生成完毕后再计算下一帧，这样每一帧都是清晰的，不会有模糊，像我上面图中的那个圆，不管他的移动速度是快是慢，显卡只计算两帧画面，中间的移动轨迹一概不会显示，我们看到物体就好像老版西游记里面孙悟空施一个法术“就”的一声飞过去了。

3670636

这里大家可以花10秒钟时间做一个非常简单的实验，先缓慢的挥手，发现手的影像是很清晰的，再快速的挥手，发现手的影像不清晰了，有了残影，但是你绝对不会觉得画面卡了，这就是电影的效果。我们再来模拟游戏的效果，先缓慢的移动鼠标，再快速的移动鼠标，发现了吗，快速移动的时候鼠标卡了，鼠标是一下下的跳动过去的，这就是游戏的效果了，知道为什么卡了吗。

游戏里慢慢的移动，他也是一秒钟60帧画面，飞快的移动，也是60帧，这样当你很快移动的时候，会发现“卡”了。当鼠标一秒移动60像素的时候，显示器一秒输出60帧画面，一秒移动600像素的时候显示器还是一秒60帧画面，问题就来了，当一秒60像素的时候，鼠标箭头是1像素1像素的移动，一秒600像素的时候，箭头就变成10像素10像素的移动了，画面就不连贯了，就卡了。电影就不一样了，1米1米的移动的时候，每帧的画面是清晰，10米10米的移动的时候，人物动作就会出现拖影，给人以动感的效果，连贯而不卡。人眼的视觉暂留和相机拍摄视频的原理是一样的，人的眼睛不可能在第0秒看到一副画面，到第0.04167秒又看到一副画面，而是连续的接受光照在视网膜上，所以快速挥手，可以看到手的残影，效果跟电影里面的模糊类似的，就算FPS不高也不会卡了，而如果在游戏里面快速挥手，就只能看到手在两边来回跳，中间的画面没了，就卡了。

在上面的实验中，如果试着更快速的移动鼠标，并且让鼠标做出更复杂的动作，例如画8字形，会发现中间丢失的关键帧更多了，越发显得卡了。这也就可以解释为什么RPG游戏以较低FPS运行的时候不觉得卡，而FPS以低FPS运行的时候会卡了，这是因为RPG游戏节奏缓慢，FPS节奏快，人物移动迅速，一旦FPS不高，中间的动作就会有断档，会觉得卡了，所以FPS游戏对FPS的要求更高。就像不管我们怎么移动鼠标，显示器始终60FPS没变，但是快速移动就是会卡，这是游戏和电影生成影像的原理本质不同造成的。并且FPS对操作响应速度的要求非常高，一旦FPS低了操作也会反应不过来，RPG对操作反应速度要求明显低多了，像回合制的压根就无所谓了，喝杯茶再来操作都行，FPS里的生死都在毫秒间，FPS一低随时挂掉。

现在很多游戏特别是赛车游戏，当速度变得很快的时候，会加入一个动态模糊的特效，就是模拟电影中这种高速运动的物体有拖影的效果，但毕竟是模拟特效，还是不能和真拍出来的效果比。真正的动态模糊并不是单纯的做一个模糊的拖影，他实际上是视觉暂留，因为人脑运算速度不够快，一秒钟只能处理几十帧画面，一旦物体运动过快，之前的影像还停留在眼睛里，和后面的影像重合，所以才出现了模糊，如果缓慢运动，人脑速度跟得上，就不会模糊了。所以实际上这个模糊，是之前的影像和后面的影响重叠在一起产生的效果。如果游戏要达到这种真实的效果，不是光做一个模糊的效果就行了，必须要计算那一帧前后的画面，并且模糊后叠加，才能真正的模拟人眼看到的真实效果，这明显机能不够，就算有了动态模糊，看起来不怎么卡了，但是仍旧不真实。到控制面板打开鼠标的指针拖影，是不是更卡了，这就是极其糟糕的动态模糊效果了。

3670636

第二个原因就是电影的FPS是稳定的，而游戏则是不稳定的。

电影虽然是24FPS，但是他固定每隔1/24秒换一次画面，画面出现速度是固定的，这点雷打不动，画面稳定。而游戏乍一看是60FPS没错，但是为什么同样是60FPS，有的显卡流程有的显卡卡顿呢，有人就曾经做评测研究过，为什么一模一样的FPS，有些显卡会感到“顿卡”呢。评测是这样的，他记录了在一秒里面，每一帧都在什么时候出现，于是一下子真相大白，流畅的显卡，他60帧画面是每隔约1/60秒出现一次，也就是说显卡稳定的每隔一段固定的时间生成一副画面，卡顿的显卡，可能前半秒生成了59帧画面，后半秒就只有1帧画面了，那个评测里面提到一个概念“最大帧间隔”，也就是说两帧之间的间隔时间，如果是稳定的，那画面就流畅，如果不稳定，就会卡，有的显卡最大可达数百毫秒，相当于一秒才几帧画面，那自然会让人感觉卡了，如果稳定在33毫秒，只需要30FPS，就会让人觉得基本流畅了。

除了显卡性能的不稳定导致上面这种情况出现，就是稳定性能的显卡，也会出现FPS不变帧间隔时间长短不一，因为每一秒里面的画面有很多帧，每一帧的画面复杂程度都不一样。而且不管是PC还是主机，除非显卡性能大大超越游戏硬件需求，否则FPS都不可能稳定在某一数值，游戏评测里都会有平均FPS和最低FPS，最要最低FPS低于了某一数值，游戏自然会在某一时间卡顿。

3670636

大家都知道，游戏的卡顿分很多原因。RTS游戏中单位出现过多，CPU计算能力不够，会卡，游戏特效变好，显卡算不过来，会卡，切换地图读硬盘，会卡，场景太大内存放不下，会卡。如果我们把FPS（每秒帧数），换成FPM（每分钟帧数），可能会发现，一个游戏每一分钟的帧数都会大于3600，也就是每秒都大于60，那这样就不卡了？可能前面30秒每秒有100帧画面，后面30秒每秒只有20帧画面，那后面30秒无疑很卡了。用FPM甚至FPH，这完全就是耍流氓，回过头来看FPS难道不也是在耍流氓吗？我们只看一秒钟总共有多少帧，而不去看更小的单位，每100毫秒有多少帧，这也是在耍流氓，在一秒钟内整体似乎是流畅的，可是分割到百毫秒十毫秒的时候，并不是每百毫秒十毫秒都是流畅的。所以光看一秒钟有60帧就认为不卡，是错误的，就像我们不能说一分钟有3600FPS就不卡了一样，“卡”是发生在更短的时间内，而不是一秒。

所以，60FPS的游戏会卡。

如果大家玩过2D游戏就会感受到，2D游戏的FPS不高，但是不卡，因为2D游戏的人物动作大都是播片，实际上就是播放一段简单的动画，哪怕只有20多FPS，甚至十几FPS，一样“不卡”，有些无良游戏商制作的2D游戏，人物动作一秒就几帧画面，也不会有3D游戏的那种卡顿感，因为动作是稳定播放的，不是即时生成的，既不会出现原因一中动作过快“看不清”的情况，也不会出现FPS不稳定的情况。当然有些2D游戏里面也有即时生成的光影，当硬件机能不够的时候，依然会“卡”。  

seejiajia

这个帖子说的简单明了，不错!

cyberelf0001

谢分享了

yfren01

很不错的解惑贴。

saga1974

扯。
作为前视频非编硬件公司的技术人员，如果出现丢帧是可以直接分辨出来的。同时即使是NTSC的30帧，在大动态画面时也是会出现能被肉眼明显分辨的细节丢失。正是因为这个原因，在国外的部分体育高清频道才会放弃1080P，而采用720P60帧的方式。