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人眼幀數是否不能高於 30 ,李安 120 幀的電影是否沒有意義?

人眼30幀以上就無法識別了吧?為什麼還要有120幀的電影呢?

有沒有類似維基百科的東西具體說明人眼的幀數接受範圍啊??


人眼不是攝像機,沒有固定的幀率。電影的幀率不同,觀影體驗也會不同。

這個問題很有趣也很複雜,不敢說解答,下面簡單提一些思路。

視頻製作中一個有趣的技巧是降低幀率來模仿電影效果。24幀是很長時間內的主流,我們的審美喜好已經被大量24幀的電影所培養,而把視頻拍成24幀(或者是直接用24幀率拍攝,或者是高幀率的設備拍好後再降低幀率),就可以模仿「電影的感覺」。[1]

所以問題的第二個部分,「李安120幀的電影有什麼意義?」,可以簡單回答為不同的幀率會帶來不同的視覺感受。什麼樣的感受呢?在每一秒有更多可供視覺系統處理的信息,例如高速運動可以看得更清楚(注意,這未必等於好的觀影體驗。可以去看中場戰事的影評)。高幀率電影是一種嘗試,探索電影的可能性或許就是其最大的意義了。

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人眼幀數最多就30

人眼的幀數是多少呢?這個問題其實沒辦法回答,因為人眼並不是攝影機,視覺不是被動一幀幀記錄看到的圖像,而是神經系統主動處理視覺信息的過程。另一個問題是在視覺處理的不同階段,視野中不同區域的處理可以是非同步的

人類視覺中與幀數最接近的可能是時間解析度,而這一指標取決於非常多條件,包括圖像本身的特徵,在視網膜上投影的位置,喚醒狀態,正在執行的任務類別,注意力,個體經驗和年齡等等等等。

實驗的方法

或許可以先考察極端情形:在實驗室條件下的特定簡單任務中,人群的視覺時間解析度分布如何呢?這個已經有人做過了,例如 [2] 就考察了年輕人和老年人對短間隔視覺刺激的時間解析度。(補充:更早期的實驗見下文對「視覺暫留」的討論。)

Humes 等人發現,年輕人在這一任務中的解析度約為50Hz (圖中右下角的黑色實心圓,對應的閾值約為20ms;注意到極小值可能在~1ms級即1000Hz),老年人則稍差一些。

當然,這不可以作為人眼幀率是1000幀的證據——因為人眼沒有幀率。

清談的方法

這部分是個人的猜想,沒有什麼基礎。會使用幀數這個前面剛說不好定義的詞。

飛行員的「幀率」肯定比普通人群要高。為什麼呢?任務的需要和長期訓練。

我作為一個普通人,在一天中不同時間做不同事情的時候「幀率」也會有波動。比如說做實驗盯著每10ms刷新的示波器看的時候,比起深夜摸魚寫知乎答案十秒鐘打一個字的時候,幀率就會高很多。(這個幀率不是視覺刺激的幀率,而是視覺系統的平均反應時滯)。

另外,如果你玩遊戲的話,特別是快節奏的射擊類遊戲,就會知道 24fps 和 42fps 是什麼差別了。(這個例子不太好。關於遊戲和幀率的關係:為什麼遊戲幀數一般要到 60 幀每秒才流暢,而過去的大部分電影幀數只有 24 幀每秒卻沒有不流暢感? - 蔡小帥的回答)

視覺暫留?

人眼的接受上限為二十四幀是由視覺暫留的原理所決定的。

這是一個持續了一百年的誤解。

與電影放映速率相關的是閃爍融合 (flicker fusion) 現象。閃爍融合是指當光源閃爍(亮-暗-亮)的頻率超過一定值時,人們就會意識不到閃爍而感知到一個較暗的光源。

針對這個現象關鍵的數值也不是幀率,而是快門切換速度(閃爍率 flicker rate)。

電影放映機是用旋轉的快門來實現幀與幀之間切換的。這意味著在幀與幀之間會有一小段黑暗的時間 [3]。早期的靜默片是16幀的。如果用單葉片旋轉快門以16幀/秒播放,就會出現長達 1/16/2=31.25ms 的黑暗,閃爍現象會很明顯。因此,許多靜默片放映配備的是三葉片快門,以16轉/秒旋轉,達到48幀/秒的閃爍頻率(此處之前誤作48轉/秒,實際是16轉每秒,其中每轉一圈同一圖像閃爍三次)。投射在屏幕上的實際上是:第一幀,黑暗,第一幀,黑暗,第一幀,黑暗(膠捲快速轉到第二幀),第二幀,黑暗...... 而這些短暫的黑暗我們通常察覺不到,因為人的閃爍融合閾值約在50Hz以下 [4]。

有聲影片出現時,隨著技術進步人們開始使用24幀/秒的攝像機。這就允許部分放映機採用雙葉片快門的設計:

這樣24幀的膠捲在24轉/秒(旋轉速度)時也達到了48幀/秒(閃爍速度),每幀實際出現兩次。更為常見的則是用三快門,72幀/秒的設計。

早期的電影理論認為閃爍融合現象可以被某種「視覺圖像在視網膜的暫時停留」所解釋,而這種暫留的影像又進一步與新輸入的視覺影像「融合」,從而形成運動。這就像以太一樣,這一「融合產生運動」的過程並不存在。實際上,運動幻覺的機制仍然不完全清楚。對這一問題的描述和一些心理學現象可以參考:

人的大腦是如何識別某一物體並檢測到運動的? - Owl of Minerva 的回答

電影是根據似動現象還是視覺暫留髮明的? - 江寒園的回答

特別是在江寒園的回答 中提到的 Wertheimer 實驗實際上排除了視覺暫留對運動幻覺的貢獻

作者:江寒園

鏈接:電影是根據似動現象還是視覺暫留髮明的? - 江寒園的回答

來源:知乎

著作權歸作者所有,轉載請聯繫作者獲得授權。

然而在1912年,馬克斯·韋特海默(Max Wertheimer)所做的實驗對運動幻覺提出了新的解釋:韋特海默用速示器通過兩條細長的裂縫先後在幕布上投射兩條光線,一條是垂直線,另一條則與這條垂直線成20°或30°角。如果先後投射的這兩條線時間間隔很長(如1秒),那麼我們看到的是兩條先後出現的光線,他們各自獨立。如果兩條光線出現的時間間隔很短(如0.02秒),那麼這兩條會被看做是同時出現的。可如果這兩條線出現的時間間隔在兩者之間,則被我們看做是光線從一處向另一處移動。

數碼放映機時代的視覺暫留

即使不考慮運動幻覺的產生,視覺暫留仍有可能用於解釋閃爍融合。然而在90%以上影院採用數碼放映機的今天,幀與幀之間的黑色幕布已經悄然消失了。這一解釋無論對錯,都與你我的觀影體驗不再相關。

一個未解決的問題

我們知道,觀測強光後閉上眼睛或關燈可以看到正的視覺後像。這也是早期電影理論中認為視覺後像/視覺停留是閃爍融合機制的實驗基礎。但是另一種可能是:在閃爍頻率大於融合閾值時,大腦實際上僅僅是忽略了圖像之間極短的黑暗。

來源[7]中宣稱正視覺後像有50毫秒的延時。我還沒有找到這一數據的來源,所以暫時表示懷疑。不過如果這是真的,那麼正視覺後像就無法對(包括閃爍融合在內的)觀影體驗做出任何貢獻了。

[1] Roberts, Alan. "The Film Look: It』s Not Just Jerky Motion…." BBC RD white paper WHP 53 (2002).

[2] Humes, Larry E., et al. "The effects of age on sensory thresholds and temporal gap detection in hearing, vision, and touch." Attention, Perception, Psychophysics 71.4 (2009): 860-871.

[3] https://www.youtube.com/watch?v=gznn9k4X0SE 古老的放映機原理介紹,講得很清楚。

[4] Hecht, S. (1933). INTERMITTENT STIMULATION BY LIGHT: III. THE RELATION BETWEEN INTENSITY AND CRITICAL FUSION FREQUENCY FOR DIFFERENT RETINAL LOCATIONS. The Journal of General Physiology, 17(2), 251–268.

這裡提供一個早期的融合閾值實驗,主要的結論和[2]是一致的。放上來主要是因為 又 是 (設計實驗證明人眼可以探測單個光子的那個)Hecht ! 那個年代的行文很有意思,推薦閱讀。

[5] ANDERSON, JOSEPH, and BARBARA FISHER. 「The Myth of Persistence of Vision.」 Journal of the University Film Association, vol. 30, no. 4, 1978, pp. 3–8.

[6] ANDERSON, JOSEPH, and BARBARA ANDERSON. 「THE MYTH OF PERSISTENCE OF VISION REVISITED.」 Journal of Film and Video, vol. 45, no. 1, 1993, pp. 3–12.

(從以上兩個引用可以看出作者 Anderson 和 Barbara 在1978到1993年之間的某個時間結婚了... 為什麼查文獻都能被暴擊...

[7] Persistence of Vision


有個想法,假設人眼最多從影片中每秒提取30幀信息,當影片只有24幀的時候我們只能獲得24幀信息。

但是當影片有120幀的時候,我們從中隨機提取了30幀,理論上講我看到的和你看到的可能是不一樣的信息。

實際上,這暫時看起來沒什麼意義。但是這給我們提供了很大想像的空間…


不請自來,湊個熱鬧。

其實「人眼幀數」這個詞還真是第一次聽,普遍是在說「視覺殘留」,也就是人眼收到的畫面所殘留的時間,當電影每幀之間的間隔小於視覺殘留,你就會感覺到畫面是連續變化的——電影的基本原理。視覺殘留具體值忘了,不過比1/24秒是長得多(應該超過0.1秒的),也就是說,24幀的速度足夠讓你感覺畫面流暢了。

而為什麼是24,不是36、48或者其他數,曾經看過一個觀點,說是因為早期電影膠片中,聲音信息是印在膠片旁邊,隨著畫面播放被一起掃描的,而24幀的膠片長度是滿足聲音信號容量的上限,所以就這麼定了。現在的技術下自然不存在這個問題,因此才會有48幀乃至120幀的出現。

再者,本來看電影就是想看流暢畫面,沒人想要辨認出一幀一幀的畫面,所以「能不能識別」好像也是個不需討論的問題,因為壓根就不能識別「30幀」,也沒人要識別。

那至於120幀看著有什麼不同,我覺得還是自己看了自己體會,不同人會有不同感受。畫面肯定更清楚,信息量更大,但也許清晰得不習慣了呢?


其實人眼是可以分出區別的。

如果你有iphone,我們可以做一個簡單的實驗證明這一點。

打開你的相機,調整到錄製視頻界面,用攝像頭對著你沒拿手機的手然後瘋狂動手指,你看到的效果就是iphone錄製視頻默認的30幀每秒的效果。

然後把相機功能切換到慢動作(默認240幀每秒),繼續瘋狂動手指,你會發現畫面中的動作肉眼可見地清晰了許多。【當然,這只是讓你看著直觀一些,並不意味著你看到的畫面就是240幀了,因為手機屏幕刷新率只有60,可以大概理解成每秒60幀……】

這就是因為幀數更高,每幀中的殘影更少,畫面也就更清楚。


我很喜歡看炊事班的故事,感覺甚是經典。

現在也看,但是遺憾的是片源都不清晰。

30年後,你再找老電影。

看到李安當年就這麼牛逼了。

是不是要蹦出一句 我艹( ?皿?)

這就是意義。


除了人眼解析度不止30,還有一個比較容易理解的因素,我們看到的信息源不同了,第一次是攝像機採樣,第二次是人眼採樣,如果第一次採樣率提高了,第二次採樣得到的信息當然質量更高:

原本現實世界的輪廓線是:

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人眼看:

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30幀攝像:

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人眼看30幀:

|||

120幀:

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人要看120幀:

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簡單說下吧,隨著解析度的提升,如現在很多影院都有4k放映廳,今後將會出先5k,6k甚至1w。畫面越清醒,人類對幀數的感知就越強,因為高清下24幀的動態模糊的畫面感已經遠遠被高清解析度給甩下,如果還停留在24幀,將會有會有明顯跳幀感(卡頓感)。什麼是跳幀感覺?(張紀中拍的諸多武俠片里的動作戲就是跳幀感的最好例子)。先不說120幀,將來60幀,48幀勢在必行,特別是大場面大特效的商業電影,目前商業片里的cg特效表現力已經進入瓶頸,迫切需要加入的高幀數沉浸式表現力。預測高幀數電影將在《阿凡達2》上映後全面爆發,


現在神經學上有很過硬的證據可以證明人其實可以分辨到100幀左右,只不過你可能意識不到你能夠分辨它們——你並不可能準確的說出來這是多少幀或者有多不連貫,但是從對大腦活動成像與腦電波的觀測數據來看,是有分別的。


高幀率對大場景變化意義很大。

假設是一個運動的球在動。

1、從攝像機的角度:

假設30幀不是抽高幀壓縮成低幀數,那麼攝像機每一幀的曝光最多也就1/30秒,如果我以1/300秒拍攝一幀(比如大白天要玩虛化),那麼球體在底片只留下了自己1/300s的殘像。那麼剩餘90%的時間攝像機是不拍攝的,中間這個時間差球會飛遠,人眼看到就是斷斷續續的。實際上感覺很卡——同樣的幀數電影要比遊戲流暢就是因為有足夠的拖影。

2、從人眼的角度:

依舊是高速運動下,

如果是低幀率,當一幀過去後,一個固定的殘影會緩緩地從視網膜上消失,在快要消失的時候,一個移動了一段距離的殘影重新投影在視網膜上。

——也就是說我們視覺里的殘影其實是「一段一段消失」的,就好像拿毛筆沾水在地上寫字,五秒鐘就會幹掉,寫一筆等它快乾的時候再寫一筆,跟花五秒鐘寫兩筆是不同的,後者顯然更連續。殘影消失的間隔為1/24s不代表1/24s會讓人感到連續,第一幀結束後,第二幀是在離殘影很遠的地方突然出現,再整體消失。而真實的情況應該很容易想像,物體不斷生成殘影,又不斷均勻地消失,是連續的過程。

而高幀率呢,則會在殘影剛消失了一點點的時候就重新投影在視網膜上。顯然更接近真實。

此外,高幀率能拍攝更清晰的畫面,我們在看劇烈運動畫面的時候往往只是模糊影像的連續播放。

3、從採樣的角度:

可以這麼說——人眼殘影的消失速度是1/24,不等於人眼神經感受(採樣)視網膜影像的速度(頻率)是1/24(24hz)。就好像你拿毛筆在地上寫字,別人看到你每五秒鐘寫一個字,因為消失的速度就那麼快。但實際上你的極限不止如此,你其實完全可以花5秒鐘寫五個字(不恰當的例子)。

人眼神經感受速度明顯快於1/24秒,雖然殘影是連續的,但是殘影的消失確實不連續的,我們感受很微妙。以上全是自己的想法。


人眼還有幀數?先問是不是,再……


我有狗眼


我自己做了一個視頻,你對比一下吧,很容易就看出區別的。http://www.bilibili.com/video/av7304295


120幀電影體驗

1.最先能感受到的就是亮度高,清晰度高。

字母格外的清楚,而且還能分出層次。

2.由於一秒從24幀增到120幀,動態畫面是和傳統電影最的差別。正常肉眼看到的動態畫面都有殘影,動態模糊。

下面三個對比可以讓大家似曾相識:

1.大量減少動態模糊。

iPhone 的普通攝像機預覽和慢動作拍攝的預覽。失去了動態模糊,讓觀看的感受非常奇怪。拿兩個手機分別調成以上兩種相機的預覽,同時晃動手機,一目了然。高速相機拍多幀率和普通相機的差別。

我猜測這也是電影里有很多鏡頭靜止畫面的原因之一,因為這樣可以避免出現雖然長鏡頭經常用於表現情緒,但是畫面中有大量動態內容且無規律時,並沒有印象有很多電影出現過,至少會緩慢的拉近拉遠。

2.不真實的焦外模糊。

特寫鏡頭把背景虛化做的非常模糊,大光圈近距離拍的照片感覺。然而更像的,還是次世代遊戲的精模。這讓畫面看起來不像電影,像遊戲的過場動畫,或許清晰的畫面包括皮膚的紋理和光影,讓這種感受愈加強烈。

有一段情景是比利和姐姐坐在一起對話,誰對話誰就是清晰的,而另一個人就變成焦外變的很模糊,但是就算真實站在情景中,那個距離下肉眼看到的兩個人是不可能交替模糊到那種程度的。看起來簡直就是一段RPG 遊戲的NPC 對話……

還有拉近靜物的特寫,更是將四周環境完全高斯模糊,熟悉的畫面經常出現在主機遊戲裡面,拉近畫面顯示道具線索的時候。

3.每一次切場景的最開始一秒內的加速播放補償。

就是在遊戲播過場動畫或者播放器暫停重新開始時有非常短暫的卡頓之後,恢復播放時會通過加速播放接下來的一小段畫面,來把卡頓犧牲的時間補償回來,以恢復正常的時間軸。

這種感覺在觀影時請關注切場景後的前三秒,人物的細微動作被加速,感受會非常明顯。

不知道120幀的技術會不會成為未來的主流,但是這讓我很困惑。3D遊戲技術不斷的精進,來模擬電影的效果,讓人們覺得真實。電影拍攝超高幀率的畫面,追求極致清晰度,也是為了真實,然而反倒看起來效果更像3D遊戲了。


手機過300ppi人眼就感覺不到顆粒感,6plus干到400圖個啥~~


這樣喵大人就不會看PPT太無聊到睡著了


因為喜歡電影去看了在紐約的先行放映聽李安導演談過這個問題,也自己去看了不同版本的Billy Lynn"s long half time walk。24,60,120三個版本我都看了,差距巨大。24幀是有很明顯嚴重的拖影的,60幀大部分時間沒有這個問題,但當攝像機移動很快的時候依然會有拖影的問題。120幀在相同問題上又是很大的改善。(其實細看有的鏡頭還是有一點點)。雖然不是這方面專業的,但我知道人眼是通過視覺暫留的原理來把連續的圖片看出視頻的效果,所謂人眼30幀數只是暫留時間的倒數,並不是真的幀數的概念。低於30幀,看上去的畫面就不流暢了。高於30幀的時候,並不是說這段暫留時間內只有一張圖片可以被捕捉,也就是說人眼接受圖片的能力和暫留時間沒什麼關係,所以高幀數是可以被人眼接受並幫助更精準地成像。據當時李安導演說,人的眼睛能看到900幀左右,(他真的是這麼說的,而且他說他花好久去research了這個問題)。我並不是專業學這方面的其中的準確科學原理還是等大神來解答吧。


這個東西從電影一路吐槽到遊戲。

我當年接受的教育,完全是:達到24幀才可以讓人覺得畫面是連續動的而不是一張張照片。

恐怕那時我還沒上小學,就知道24幀是一個下限,而不是上限。繼而對「畫動畫片兒」的過程和畫畫的人產生了深深的敬畏。

怎麼今天就特么完全變了呢?


CSGO 100FPS和250FPS巨tm大。


知乎第一答,人眼和幀數放在一起是沒有意義的,這個問題就像是在問攝像機鏡頭是多少幀?120幀不是沒有意義,意義是加強電影的真實感,李安做120幀是想讓觀眾更有主角那樣第一視角的現場感,以後的VR電影120幀應該能讓我們更直觀的感受到不同幀數之間真實感的差距。


正好在寫作業…就翻了下書,懶得碼字,感興趣的可以看下

雖然是電視知識但人眼的視覺特性是不變的,對於題主的問題中提到的最高識別幀數其實是不嚴謹的,人眼可識別幀數與所看東西的亮度和背景亮度差值以及明亮時間占空比等等都有關係,同時如果所看物體高速運動也會直接對幀數產生要求,速度越高所需幀數越高。(還是個學生…如果發現哪裡錯了就狠狠的戳我下我好改正,畢竟這門課還沒考試╭(╯ε╰)╮)


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