К
аким бы качественным ни казалось воспроизведение видео, его всегда можно улучшить. Способов оптимизации видео существует довольно много, но одним из самых важных является настройка плавности. Причины, по которым воспроизведение может показаться недостаточно плавным, могут быть различны, но, как правило, это связано с недостатками производительности компьютера и его графической подсистемы, неправильным порядком чередования полей интерлейсного видео, а также несовпадением частоты кадров и частоты обновления экрана.
Большинство видеофайлов, которое сейчас можно скачать в интернете, имеют частоту 24 FPS . Этот стандарт был принят ещё в 1932 году как компромисс между качеством воспроизведения и расходом киноплёнки. Воспроизведение видео с частотой 24 кадра в секунду можно было бы сделать более плавным, если снизить частоту обновления экрана до 24 Гц . Но сделать это можно только для экранов телевизоров, если же вы откроете настройки монитора компьютера или ноутбука, скорее всего доступными окажутся только два параметра: 50 Гц и 60 Гц . Дисплеи с поддержкой 24p встречаются редко, но если ваш монитор является одним из них, считаете, что вам повезло.
А вот что делать всем остальным? Пойти обратным путём. Если частоту обновления монитора нельзя снизить до частоты кадров видео, то увеличить частоту кадров видео до существующей частоты обновления экрана очень даже возможно. Как?
Методом интерполяции соседних кадров. Суть его заключается в добавлении в видеоряд промежуточных кадров, сгенерированных на основе двух «настоящих» соседних кадров. Для этого мы предлагаем использовать специальную программу или сокращенно SVP . Принцип её работы хорошо демонстрирует рисунок, взятый с официального сайта проекта.
Главное преимущество этой программы в том, что она не нуждается в дополнительных настройках, а поэтому может быть использована даже новичками. SVP включает в себя два основных модуля: SVPflow и SVP Manager . Первый модуль отвечает за расчёт и добавление кадров в видеопоток, второй обеспечивает доступ к настройкам параметров программы. Скачать полную (не Core) версию пакета можно с официального сайта www.svp-team.com/wiki/Download/ru . Для корректной работы SVP вам также понадобится видеоплеер с поддержкой внешних фильтров DirectShow . Лучше всего для этих целей подойдет 32-разрядный(!) Media Player Classic Home Cinema (MPC-HC) . По умолчанию MPC-HC уже входит в инсталляционный пакет SVP, поэтому самым разумным будет установить его стандартную версию с теми параметрами, которые предлагает мастер и не мучиться впоследствии с настройками фильтров. Компонент рендер MadVR для работы SVP не является обязательным, но можно отметить и его.
Если MPC-HC уже установлен
Если у вас уже имеется Media Player Classic Home Cinema , галочку в окне мастера установщика SVP можно снять, но при этом сам плеер придётся немного настроить, в частности, добавить в него компоненты ffdShow и . Для этого переходим в настройки плеера,
В левой колонке находим «Внешние фильтры» , жмём «Добавить».
И в открывшемся окошке выбираем «ffdshow raw video filter» .
Возвращаемся в окно настроек и устанавливаем для добавленного фильтра галочку «Предпочесть» . Для добавления открываем в MPC-HC любой видеофайл, переходим в системный трей, находим там значок ffdshow и двойным кликом по нему открываем настройки .
Отыскиваем в левой колонке пункт и отмечаем его галочкой.
Если же MPC-HC устанавливался вместе с SVP , ничего настраивать не нужно. SVP достаточно умна и все необходимые настройки производит сама с учетом конфигурации конкретного компьютера, и чтобы преобразовать видео 24 FPS в 60 FPS , достаточно просто запустить в MPC-HC на воспроизведение любой видеофайл. При этом в нижней левой части окна плеера у вас должна появиться строка «SVP: Воспроизведение 23.976 * (18:7) = 61.653 fps Автоподрезка: » .
У вас соотношение сторон и FPS могут отличаться, но это не важно. Если такая строка появилась, считайте что всё сделано правильно и плавность воспроизведения вам обеспечена.
Что касается настроек самой SVP, они вам не понадобятся. Впрочем, ознакомиться с ними всё же стоит, только менять ничего не нужно, разве что вы точно знаете, к чему приведут ваши действия.
Возможно, у наших читателей уже возник вопрос, а не скрывается за всем этим какой-то подвох? Уж слишком всё просто. Нет, подвоха здесь нет никакого, однако алгоритм интерполяции SVP не лишён определённых недостатков.
Во-первых , это повышенная нагрузка на центральный процессор на всём протяжении просмотра видео. Объясняется это тем, что расчёт дополнительных кадров и встраивание их в видеоряд программа производит на лету. Во-вторых , при просмотре видео, содержащего сцены с быстродвижущимися объектами, иногда могут проявляться незначительные артефакты в виде туманных ореолов, чьи размытые контуры напоминают перемещающийся объект. И всё же на фоне всех преимуществ, которых даёт использование SVP, эти недостатки кажутся весьма незначительными.
Здравствуйте, уважаемые читатели этой статьи.
Оговорюсь сразу, что на Хабре уже было упоминание того, о чем я буду вещать ниже, но было это вскользь и не слишком заметно. Поэтому, думаю, не будет хуже, если я все разжую и попытаюсь привлечь к этой теме больше людей. Потому что это действительно круто!
Сидя вечером в начале этой недели я случайно, сразу на нескольких сайтах столкнулся с интересной новостью, гласящей «Кэмерон снимет продолжения «Аватара» со скоростью 60 кадров в секунду».
Кэмерон человек далеко не глупый, оттого мне стало интересно, что он хочет извлечь из этих 60 кадров, ведь человеческий глаз различает лишь 24-25 кадров за секунду.
В ходе моих раскопок выяснилось следующее (очевидное, конечно, но о таком мало кто задумывается): на видео в 24 кадра в секунду изображение движущихся объектов получается смазанным из-за того, что выдержка видео объектива на каждый кадр составляет 1/24 секунды. Соответственно, если делать выдержку меньше, то картинка получается в разы четче. Благодаря моему другу и его классному фотоаппарату - вот видео для демонстрации разницы видео на 24 кадрах в секунду и на 60-ти.
Я побоялся заливать видео через youtube или как-то еще, кроме файлообменника, чтобы это не отразилось на качестве, так что вот ссылка
Так же в качестве демонстрации - нарезка из художественного фильма «Аватар» снятых на 60-ти кадрах в секунду .
Видео это я нашел случайно, по ходу разбора информации о сабже, как я понимаю оно является доп материалом к лицензионному диску с фильмом.
Впечатлились? Я тоже. После этого видео я задал закономерный вопрос, есть ли фильмы снятые в аналогичном качестве? Я не нашел ничего, что бы меня так же порадовало как этот ролик из Аватара. НО.
Я нашел очень интересный плагин для видео плееров. Называется он SmoothVideo Project (SVP). Это программа творит необычайную магию - она разбирает кадры видео и добавляет новые, на основе тех что уже есть в видео, да еще и в реальном времени! Таким образом видео можно довести до 60 и больше кадров в секунду.
Скептики, циники, ваши возгласы напрасны - это работает! Но при условии, что у вас достаточно мощный компьютер, что логично.
Как это можно попробовать? Сейчас расскажу.
1. Идем на сайт svp-team.com , где скачиваем полную версию пакета (в нем есть все что необходимо).
2. Устанавливаем все необходимые программы, которые содержатся в полном пакете (просто не меняем настроек при установке и жмем стандартные Далее-Далее-Готово)
3. Настраиваем. О том как настроить сказано в русскоязычном Hеlp к программе, но раз уж обещал разжевать, то разжую.
В Hеlp есть примеры настроек для нескольких видео плееров. Общая суть настройки заключается в принуждении плеера использовать сторонний кодек, с которым как раз работает SVP. Кодек, а вернее декодер, этот стандартный, скорее всего у вас уже установлен, называется он ffdShow.
Рассмотрим настройку плеера на пример идущего в комплекте Media Player Classic:
Открываем плеер, идем в настройки: это либо меню Вид>Настройки, либо просто нажать латинскую «o»
В настройках идем в раздел встроенные фильтры и отключаем все галки в разделе Декодеры:
Далее идем в раздел Внешние фильтры и жмем Добавить. Добавляем фильтр ffdShow raw Video Filter
После добавления фильтра нужно кликнуть на него, а потом поставить точку у надписи Предпочесть.
Чтобы смотреть видео с плавностью, должен висеть в панели уведомлений значок программы SVP Manager. Если треугольник горит зеленым, то все нормально:
Смотрите и наслаждайтесь!
P.S. При нажатии правой кнопкой на значок, вы получается доступ к разным настройкам и профилям проигрывания видео. Так вот у меня лучше всего работает видео, если в режиме эксперта в настройке профиля в строке «Изменение частоты кадров» ставить «24->60 (2.5x)».
UPD2:
Отличный пример различных фреймрейтов привел пользователь Turbo.
«Кино - это правда 24 кадра в секунду.»
Жан-Люк Годар
Здрасте, здрасте! Тема сегодня у нас любопытная, но априори «холиварная». Что лучше 24, 48, 60 или вообще 100500 кадров в секунду? Ответа пока нет, да и нужен ли он? Может, стоит использовать и 24, и 48 fps? Но об этом позже.
Для начала немного истории. Если знаете эти факты, то милости прошу, уважаемые профессионалы, перескочить через два абзаца собственно к самой теме.
Почему большая часть фильмов идет с частотой 24 кадра в секунду? Этот стандарт был введен, как минимальный для соответствия видео и аудио дорожек на заре возникновения звукового кино. Немое кино часто снимали 16-18 fps ,и в этих условиях не было возможности синхронно прикрепить звуковую дорожку. Но на самом деле, зритель видит 48 кадров. Как это получается? Все просто! В кинопроекторе есть такая штука – обтюратор. Он выглядит, как половина диска. Обтюратор вертится и, если он не закрывает свет, то на экран проецируется кадр, и, если свет перекрыт, то на экране черная пустота. И так каждый второй кадр! Вдумайтесь! Половину фильма зритель не получает никакой информации!
На телевидение изначально была кадровая частота, равная 50 или 60 к/с. Это обусловлено системой переменно электрического тока 50гц в Европе и 60гц в Америке. Но на экране телевизора показываются не полноценные кадры, а полукадрики. То есть сначала идет изображение, где видны только четные строки, а затем – нечетные. В итоге получается 25-30 кадров.
Но дальше появляются цифровые видео- и кинокамеры способные снимать полноценные 50, 60 и более кадров в секунду. И, конечно, их сразу начинают использовать в производстве сериалов, тем самым создав для HFR (высокой кадровой частоте) репутацию слишком бытового изображения, которое не может создать особую атмосферу кино. Все получается слишком резко, можно разглядеть множество деталей лица актера, костюма, грима, декораций и прочее. Это отвлекает от самого сюжета.
В кино заговорили о HFR , когда стало известно о съемках «Хоббита» с частотой 48 к/с, и «Аватара 2» с 60 к/с. Фильм Питера Джексона уже вышел, и многим было непривычно видеть новую частоту кадров, у кого-то даже закружилась голова. Но спустя некоторое время все привыкли. Итак, пора разобраться, нужна ли нам HFR в кинопроизводстве.
Один фотограф на своем мастер-классе сказал, что в фотографии самое важное:
- Выделить главное
- Убрать лишнее
- Показать динамику и объем.
Так же и в киноизображении. Многие начинающие фильммейкеры задаются вопросом: «Как получить киношную картинку?». В кино как раз занимаются этими 3 пунктами. Выделяют главное с помощью ГРИП (глубины резкости изображаемого пространства), цветовых и световых акцентов, движения персонажа или камеры и прочими приемами. Убирают лишнее с помощью, представьте себе, тех же приемов: отсекают ненужные объекты оставив их в расфокусе, фон менее освещают, чем всю сцену, кадрируют изображение по законам восприятия человека. Динамику и объем показывают движением камеры, персонажей, выдержкой пленки.
Основная суть атмосферы кино в небольшом подергивании – стробе и легкой нечеткости кадра. Размытость возникает потому, что в кино не используют маленьких выдержек, иначе строб будет сильно заметен. А так фильм течет как река, затягивает за собой, позволяет комфортно себя чувствовать. Неужели злодеи Джексон и Кэмерон хотят отнять у нас такие хорошие условия для просмотра? Но постойте! При использовании HFR плавность «реки» будет достигнута большим количеством кадров - никаких скачков! А вода станет чище, и можно будет различить камушки на дне.
Стюарт Мэшвитц в своем говорит о том, что киношность есть урезание информации. Но давайте вспомним историю. Каждый раз, когда кто-то решал увеличить возможность информативности кино, сообщество кинематографистов было против. Говорили, что новое веяние погубит кинематограф. Впрочем, зрителям нравилось нововведение. Такая ситуация была со звуковым, цветовым, широкоформатным и 3D кино. Видимо, новый шаг - это фильмы, снятые с высокой частотой кадров.
Но ведь нередко кинодеятели возвращаются к старым формам. Черно-белые киноленты, или ч/б вставки в цветные фильмы – вообще, очень частое явление. И немое кино иногда снимают, и даже «Оскары» за это получают. Поэтому, зачем хоронить 24 кадра? Такие фильмы, определенно, будут существовать еще много лет. Стоит принять частоту кадров как инструмент для достижения необходимого результата. Научиться пользоваться им как диафрагмой и выдержкой, цветным и ч/б изображением, широкоугольной и длиннофокусной оптикой.
Годар сказал: «Кино - это правда 24 кадра в секунду.». Сколько правды захотите сказать вы, зависит только от вас, господа начинающие и уже продвинутые фильммейкеры!
Одна из самых злободневных тем, которая постоянно всплывает в игровой и видео-индустрии – какую скорость передачи кадров можно считать оптимальной. По одну сторону баррикад стоят поборники традиций, которые считают, что 24 кадра в секунду для фильмов и 30 кадров в секунду для игр – это магические числа, и превышать эти значения нет никакого смысла. С другой стороны, существует масса объективных свидетельств несостоятельности этой теории, и целая армия квакеров употребляющих seta sv_fps «120».
В этой статье авторства Саймона Кука из Microsoft Xbox Advanced Technology Group мы постараемся объяснить, почему человеческому глазу приятнее более высокая скорость передачи кадров.
Обсуждение этого вопроса может быть немного проблематичным, так как человеческий глаз представляет собой невероятно сложный инструмент, который производит независимую обработку изображения еще до того, как сигнал достигнет мозга. Нам нравится думать, что то, что мы видим, является непреложной истиной, и вся наша визуальная система построена на этом утверждении. Тем не менее, это заблуждение. Чувствительность глаза к цвету, движению, свету и ускорению/замедлению уникальна для каждого человека. Ситуация еще больше осложняется тем фактом, что мы часто сравниваем наши глаза с камерами и говорим о зрении так же, как если бы мы говорили о компьютерной графике, однако ни одна из этих аналогий не описывает истинных процессов, которые позволяют глазам получать и обрабатывать информацию. На сайте представлен короткий ролик , который показывает разницу между 60 и 30 кадрами в секунду при разной скорости движения объекта.
При всем при этом, если человеку предоставляется возможность поиграть в игру с более высокой скоростью передачи кадров, он ей непременно воспользуется. Порой предпочтение отдается скорости передачи кадров даже выше 60 кадров в секунду (60 Гц); все зависит от множества потенциальных причин, включая жанр игры, ее графику, технические особенности и скорость геймплея.
Теория Саймона Кука заключается в том, что подобное предпочтение высокой скорости передачи кадров объясняется одним интересным механическим аспектом нашего зрения: даже если зафиксировать взгляд на одной неподвижной точке, сетчатка все равно не будет полностью неподвижной. Колебания сетчатки, которые в научных кругах называют микротремором глаза, происходят со средней частотой 83,68 Гц, а область сдвига составляет примерно 150-250 нм, что примерно соответствует размеру 1-3 фоторецепторов в сетчатке.
В чем смысл этих колебаний? Кук считает, что ему это известно. Легкое колебание сетчатки помогает вам увидеть одну и ту же сцену с двух немного разных ракурсов. Между тем, в самом глазе существует два разных типа ганглионарных клеток сетчатки: клетки с on-центром, которые откликаются, когда центр рецепторного поля освещен, и клетки с off-центром, которые откликаются, когда центр рецепторного поля не освещен.
Благодаря колебаниям сетчатки свет попадает как на клетки с on-центром, так и на клетки с off-центром, стимулируя оба типа клеток. Кук считает, что это улучшает нашу способность видеть очертания объектов. По словам ученого, все это также как-то связано с эффектом «зловещей долины».
Если теория Кука верна, это значит, что человеческая сетчатка увеличивает разрешение окружающего мира, как и видеокарты и игровые консоли, которые используют внутренние ресурсы для создания более четкой картинки, которую они затем выдают на дисплей. Представленное ниже изображение является примером того, как несколько вариантов изображения из одного источника при объединении дают более качественные результаты.
Но эта возможность извлекать дополнительную информацию из увиденного зависит от того, с какой скоростью нам подается информация. Если частота выборки (30 Гц, 30 кадров в секунду) ниже половины частоты микротремора сетчатки, то изображения не сменяются достаточно быстро, чтобы глаз мог извлечь дополнительную информацию.
Если вы следите за полемикой в области так называемого микро-«заикания» и задержки кадров в играх, то знаете, что одна из причин, по которой микро-«заикание» является менее интуитивным объективным показателем производительности по сравнению со скоростью передачи кадров, – это снижение преимущества более низкого времени смены кадров по мере того, как постоянная скорость передачи кадров приближается к 60 кадрам в секунду. Уменьшение задержки кадров с 33,3 мс (30 кадров в секунду) до 25 мс (40 кадров в секунду) более заметно, чем увеличение количества кадров в секунду с 40 до 60, и это несмотря на то, что во втором случае происходит более значительный сдвиг.
Если Кук прав, этот феномен объясняется тем, что собственная супер-разрешающая способность глаза наиболее эффективно работает на отметке примерно 43 кадра в секунду. Еще одним интересным аспектом наблюдений ученого является то, что более высокая скорость передачи кадров при более низком разрешении может обеспечить лучшие результаты, чем популярный в наши дни показатель 1080p @ 30 fps. Поверят ли в это разработчики или нет – пока что вопрос открытый. Большинство тайтлов для Xbox не смогли добиться показателя 1080p @ 30 fps и предпочли , нежели опускаться до свойственного прошлому поколению показателя 720p.
Если вы хотите увидеть наглядное сравнение картинки при 60 и 30 кадрах в секунду, посетите специальный веб-сайт , где выложено по паре игровых сцен в формате MP4. Это не YouTube-ролики, и мы подтверждаем, что видео слева действительно имеет частоту 30 кадров в секунду, а видео справа – 60 кадров в секунду.
К сожалению, пока нет никаких признаков того, что исследования Кука будут использованы в игровой индустрии, даже если их подвергнут тщательному анализу. Игровая индустрия зациклена на разрешении, а не на скорости передачи кадров, и если показатель 720p @ 60 fps в наше время политически недееспособен, то практически нет надежды на то, что показатель 1080p @ 60 fps ( @ 30 fps) имеет больше шансов на жизнь в будущих игровых продуктах. Конечно, у игр на ПК есть преимущество, так как перечисленные выше режимы там доступны, однако для их использования могут потребоваться довольно мощные видеокарты. ПК-мониторы с активированной вертикальной синхронизацией поддерживают только частоту обновления экрана 60 Гц, но если скорость передачи кадров в игре упадет, то монитор автоматически снизит частоту обновления до 30 Гц или 20 Гц. Таким образом, панели с частотой обновления 120 Гц могут скомпенсировать падение частоты обновления и положительным образом использовать возможности нашей сетчатки.
Подобные исследования и понимание человеческой физиологии могут сыграть важную роль в попытках извлечь максимум из возможностей нашего зрения. Новое поколение умных контактных линз, приборы ночного видения, периферийные устройства типа Oculus Rift – существует масса крупных исследовательских проектов, которые посвящены беспрецедентному взаимодействию технологий и человеческого зрения. Я считаю, что самыми жизнеспособными окажутся те проекты, которые будут максимально приближены к природным навыкам наших глаз и смогут наиболее точно имитировать функции человеческого зрения.
Картинка на кинескопе телевизора не показывается на мгновение, как в кино, а рисуется сверху вниз электронным лучом в течение одного кадра - чуть менее 0.02 сек при "европейской" частоте 50 Гц. Причём рисуется сначала одна половина кадра, а потом, через строку, другая. Это уменьшает заметность мерцания. 50 Гц - это частота полей, привязанная к частоте электросети, иначе на старых телевизорах появилась бы помеха в виде горизонтальной полосы (иногда нечто подобное видно на телевизорах в старых фильмах) . В стандарте США - 60 Гц, отсюда и пошла такая частота в мониторах. Но всё равно, действительно, на больших телевизорах, а также на мониторах, которые намного ближе к глазу, мерцание ярких участков заметно, поэтому до перехода на ЖК и плазмы, в больших ЭЛТ-телевизорах искусственно увеличивали частоту до 100 Гц, а в не совсем старых ЭЛТ-мониторах частоту можно было выбирать.
На ЖК особого смысла в увеличении частоты уже нет - там каждая точке сохраняет состояние, пока не придёт сигнал на изменение. Хотя крутые компьютерные игроки могут с этим не согласиться. Вообще, развертка (попросту говоря - это рисование кадра на экране ТВ) бывает не только черезстрочная, но и прогрессивная, то есть кадр рисуется не через строку полями, а весь сразу. Такая картинка лучше для глаз, но есть проблемы с передачей сигнала, так как раньше это требовало более широкой полосы для сигнала, а сейчас - большей скорости цифрового потока. Поэтому сильно увеличивать частоту нельзя. Кстати, увеличение частоты до 100 Гц на ТВ иногда вызывало новые проблемы: например, бегущая строка двоилась.
Кроме того, есть ещё проблемы с плавностью движения. При частоте меньше 20-25 Гц можно забыть о плавности движений: это можно иногда наблюдать на камерах видеонаблюдения, которые работают на частоте 15 Гц (часто и меньше)- тут уже ради экономии места на винчестерах. Но и при увеличении частоты, как ни странно, тоже возникают проблемы с движениями объектов, но теперь уже из-за того, что видеосигнал сейчас кодируется в цифровую форму, и тут туго приходиться разработчикам кодеков - программ для кодирования видео в цифровой формат. Кроме того, увеличение частоты требует увеличения производительности процессоров устройств, как кодирующих, так и декодирующих. Учитывая, что на современных телевизорах проблем с мерцанием нет, с частотой видео особо не экспериментируют: 25(30) Гц для черезстрочной развертки, и 50(60) для прогрессивной. Правда, применение слова "развёртка" для полностью цифрового тракта (от видеокамеры до экрана телевизора) не совсем корректно, его продолжают применять, потому что избавить цифровые форматы от аналогового наследства пока не удалось - надо обеспечивать совместимость со старыми аппаратами.
