پیچیدگی های عرصه گیمینگ هرروز با حضور فناوری های جدید در حال زیاد شدن است و با گذر زمان اصطلاحات زیادی در این زمینه به وجود می آید. یکی از این اصطلاحات را می توان فریم ریت (FPS) یا نرخ فریم دانست؛ اگر گیمر هستید و یا به دنیای بازی های ویدئویی علاقه دارید، بدون شک با این واژه رو به رو شده اید. FPS در واقع تضمینی بر اجرای روان بازی و تجربه هرچه بهتر از گیم خواهد بود، از این رو با شناختن آن می توانید تجربه بهتری از بازی ویدئویی بدست آوردید.
علاوه بر این، نرخ فریم در حوزه های مختلفی همچون فیلمبرداری نیز مورد استفاده قرار می گیرد و احتمالا در هنگام انتخاب دوربین با این واژه برخورد کرده اید. اما فریم ریت چیست و چه اهمیتی در بازی ها دارد؟ با آپرا گیم همراه باشید تا با یکدیگر پاسخ این سوال و نحوه افزایش نرخ فریم در بازی ها را بررسی کنیم.
فریم ریت چیست و چرا اهمیت دارد؟
فریم ریت یا FPS مخفف واژه frame per second می باشد و همانطور که از اسمش پیداست واحدی برای اندازه گیری تعداد قاب های یک محتوا در یک ثانیه می باشد. برای درک این موضوع لازم است بدانید هر محتوای ویدئویی یا بازی از کنار هم قرار گرفتن تعداد زیادی عکس به وجود می آید. بدیهی است که هر چقدر تعدا این تصاویر در یک ثانیه بیشتر باشد، محتوای به نمایش در آمده روان تر خواهد بود و جلوه بصری بهتری اعمال خواهد شد.
در یک بازی آنلاین (در صورت مساعد بودن اینترنت) بازیکنی که فریم های بیشتری در یک ثانیه دریافت می کند، اندکی زودتر سوژه مقابل را خواهد دید، این ویژگی موجب می شود نتیجه بازی به کلی تغییر کند. به همین دلیل است که فریم ریت برای گیمر ها اهمیت ویژه ای دارد و دوست داران بازی سعی می کنند تا بهترین نرخ فریم را کسب کنند.
FPS در بازی چیست؟
FPS یا نرخ فریم در بازی ویدئویی نشان دهنده تعداد تصاویر رندرشده خروجی بازی است که در هر ثانیه در نمایشگر به نمایش درمی‌آید. فرقی نمی‌کند که سیستم گیمینگ دارید یا با گوشی‌های گیمینگ بازی می‌کنید در هر صورت نرخ فریم (FPS) فاکتور بسیار مهمی است که با سخت‌افزار دستگاه ارتباط مستقیم دارد.
از سویی دیگر، منظور از FPS در بازی می‌تواند به‌غیر از Frames Per Second مخفف عبارت انگلیسی First-person shooter باشد که باید با توجه به زمینه‌ی کاربرد آن معنای آن را درک کرد.
بازی‌های نوع FPS در حالت دوم منظور بازی‌های اول شخصی است که کاربر بازی را از دیدگاه شخصیت بازی انجام می‌دهد و دنیای بازی را از دید او می‌بیند و در اکثر موارد دست‌های کارکتر بازی و در موارد معدودی قسمت پایین‌تنه را نیز می‌توان مشاهده کرد.
اندازه‌گیری FPS
در فرایند اندازه‌گیری FPS در بازی، ابزارهای بنچمارک‌گیری نرخ فریم را اندازه نمی‌گیرند و آنچه مورد سنجش قرار می‌گیرد فواصل زمانی بین تولید و رندر هر تصویر است که به آن Frametime گفته می‌شود. اندازه Frametime محاسبه‌شده برای به‌دست آوردن مقدار نرخ فریم استفاده می‌شود که از فرمول ساده‌ی زیر پیروی می‌کند.
FPS = 1000 / frametimes
Frametimes = 1000 / FPS
بنابراین، همانطور که مشاهده می‌کنید، FPS برابر است با مقدار معکوس Frametimes مربوطه، پس فریم‌تایم بالا به معنای FPS پایین خواهد بود و فریم‌تایم پایین به معنای FPS بالا تعبیر می‌شود و تمام معیارهای عملکرد براساس داده‌های خام هر فریم‌تایم اندازه‌گیری‌شده به مقدار FPS به دست می‌آید.
در گذشته، اکثر بنچمارک‌ها مقدار حداقل، حداکثر و میانگین نرخ فریم را نشان می‌دادند؛ اما در این حالت اتکا به مقادیر محاسبه‌شده نتیجه مطمئنی به دست نمی‌دهد.
بر این اساس، نرخ فریم محاسبه میانگین تعداد فریم‌های رندرشده در مدت زمان مشخص، مثلاً در ۲۰ ثانیه، است. به‌کارگیری این رویکرد به این دلیل است که شاید همه‌ی تصاویر در یک مدت زمان مشخص رندر نشوند. در گذشته، اکثر بنچمارک‌ها حداقل، حداکثر و میانگین نرخ فریم را نشان می‌دادند؛ اما در این حالت مقادیر محاسبه‌شده حق مطلب را ادا نمی‌کنند.
فرض کنید در یک فرایند بنچمارک‌گیری ۱٬۰۰۰ فریم با میانگین ۶۰ فریم‌برثانیه ثبت شده است. اگر در یک نمونه نتیجه ۵ فریم‌برثانیه و در نمونه‌ای دیگر نتیجه ۲۰۰ فریم‌برثانیه محاسبه شود، به‌ترتیب مقدار حداقل و حداکثر نرخ فریم در نظر گرفته خواهند شد. پس حتی اگر ۹۹۸ فریم دیگر نزدیک به ۵ یا ۲۰۰ نباشند در هر صورت ۵ و ۲۰۰ حداقل و حداکثر نرخ فریم خواهند بود.
اما، با توجه به اینکه مقدار ۵ و ۲۰۰ FPS فقط یک‌بار اتفاق افتاده‌اند، منطقی نیست که آنها را نشان‌دهنده معتبر و قابل اتکایی برای ارزیابی تجربه گیمینگ به حساب بیاوریم. بنابراین، مفهوم دیگری برای ارزیابی بهتر FPS در بازی پیشنهاد شد که «Xth Percentile» نام دارد. اما پرسنتایل در اندازه‌گیری نرخ فریم چیست؟
مثال قبل را در نظر بگیرید که ۱٬۰۰۰ فریم با مقادیر متنوع در یک جلسه بنچمارک‌گیری به‌دست آمده‌اند. ابتدا، تمام این مقادیر از کوچک به بزرگ مرتب می‌شوند و هرکدام نامی براساس رتبه دریافت می کنند که ترکیبی از رتبه آنها به‌اضافه Percentile خواهد بود.
مثلاً 99th Percentile مقداری است که در جایگاه ۹۹۰ رتبه‌بندی قرار می‌گیرد و به همین ترتیب پرسنتایل ۹۵، مقدار نرخ فریم به‌دست‌آمده در رتبه ۹۵۰ خواهد بود. اما، با بیان این معیار، مقادیر به‌دست‌آمده به دو دسته تقسیم می‌شوند و در مثال پرسنتایل ۹۹ می‌بینیم که ۹۹ درصد از مقادیر بهتر از آن ۱ درصد هستند.
مقادیر پرسنتایل یا به بیانی دیگر «صدک»، مرتبط با میانگین زمان نیستند و به خود فریم اشاره می‌کنند.
پس مقادیر پرسنتایل یا به بیانی دیگر «صدک» مرتبط با میانگین زمان نیستند و به خود فریم اشاره می‌کنند. در چنین حالتی از بنچمارک‌گیری تفسیر نتایج دقیق‌تر می‌شود و دید بهتری نسبت به نرخ فریم سخت‌افزار به دست می‌آید.
بدین ترتیب، وقتی گفته شود پرسنتایل یکم برابر با ۴۵ فریم‌برثانیه است، این‌طور باید برداشت کرد که در ۹۹ درصد از مواقع نرخ فریم بیشتر از ۴۵ فریم‌برثانیه خواهد بود.
در مثالی دیگر، فرض کنید در یک آزمایش ۲۰ ثانیه‌ای مقدار P1 برابر با ۴۵ فریم‌برثانیه به‌دست می‌آید و یک درصد از فریم‌های نادیده گرفته‌شده، ۴ مورد فریم‌تایم عجیب را در بر می‌گیرد که رندر هرکدام ۵۰۰ میلی‌ثانیه زمان نیاز داشته است. درنتیجه، در چنین حالتی حداقل ۱۰ درصد از زمان تست، نرخ‌فریم کمتر از ۴۵ برآورد می‌شود.
دیگر حالت خاصی از پرسنتایل که کمتر به‌چشم می‌آید Median یا «میانه» نام دارد. همانطور که شاید از نامش حدس زده باشید منظور از میانه، پنجاهمین پرسنتایل در رتبه‌بندی خواهد بود.
اگر بازی روان اجرا شود، مقدار میانه و مقدار میانگین نرخ‌فریم نزدیک است.
برتری مفهوم 50th Percentile نسبت به میانگین نرخ‌فریم در این است که اگر مقادیر بزرگ در رتبه بندی وجود داشته باشند روی آن تأثیر چندانی نمی‌گذارند. زیرا، در هر صورت این مقدار در وسط سایر مقادیر قرار می‌گیرد درحالی که در محاسبه متوسط نرخ فریم، مقادیر عجیب مثل ۵ یا ۲۰۰ فریم‌برثانیه نیز تأثیرگذار هستند.
البته، اگر بازی غالباً به صورت روان اجرا شود، مقدار میانه و مقدار میانگین نرخ‌فریم برابر خواهد شد.
با‌این‌همه، به عقیده‌ی بسیار از افراد مشکل دیگری که در اندازه‌گیری FPS در بازی باید در نظر گرفته شود، افتادگی و شکاف در مقدار Framettime در طول اجرای واقعی بازی است که می‌توانیم به دلیل بارگذاری یا ذخیره بازی با آن مواجه شویم.
نرخ های رایج فریم ریت
اکثر تلویزیون ها و مانیتور های امروزی با نرخ تازه سازی 60 هرتز طراحی می شوند؛ این موضوع به این معنی است که می توانید محتوای حداکثر 60 فریم بر ثانیه را بر روی ان ها خروجی بگیرید. بنابراین پخش محتوایی با fps بالاتر بر روی این نوع مع مانیتور موجب هدر رفتن توان پردازشی خواهد شد.
بد نیست بدانید اکثر ویدئو ها و فیلم ها به صورت 24 فریم بر ثانیه ارائه می شوند و می توان این نرخ را یک استاندارد برای فیلم های هالیوودی دانست. با این وجود در موارد خاص و به خصوص در هنگام اجرای بازی، فریم ریت اهمیت بسیار زیادی پیدا می کند و به قطع به عدد های بیشتری نیاز خواهید داشت. حالا که اهمیت فریم ریت را دانستید، بد نیست بدانید اکثر محتوا های اطرافتان با چه نرخ فریمی پخش می شوند. در زیر کادربرد نرخ فریم های مختلف را به صورت اجمالی بررسی می کنیم.
پایین تر از 24 فریم بر ثانیه
ویدئوهای پخش شده یا بازی های اجرا شده با این نرخ اصلا روان نیستند و نمی توانید تجربه مناسبی از تماشای آن ها بدست آورید، این نرخ ها در بهترین حالت برای ساخت تصاویر متحرک و یا گیف مورد استفاده قرار می گیرند.
نرخ 24 فریم بر ثانیه
عدد استاندارد سینما و تلویزیون است و اکثر فیلم های روز با این نرخ ارائه می شوند، این عدد به صورت نرمال پدیده های طبیعی را به نمایش می گذارد و می توانید جلوه های بصری را در بهترین حالت تماشا کنید. با این حال 24 فریم بر ثانیه برای اجرای بازی ها اصلا مناسب نیست و تجربه مناسبی از آن کسب نخواهید کرد.
نرخ 30 فریم بر ثانیه
این نرخ کمترین عددی است که برای اجرای بازی ها قابل قبول است، بازی ها در نرخ 30 FPS لگ و کندی نخواهند داشت اما نمی توان آنها را یک تجربه بی نقص دانست. 30 فریم بر ثانیه همچنین برای پخش مسابقات زنده و ویدئوهای ورزشی نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
نرخ 45 الی 60 فریم بر ثانیه
این نرخ هدف اصلی اجرای بازی ها بر روی پلتفرم های مختلف محسوب می شود، بازی ها در این حالت به روان ترین شکل ممکن اجرا می شوند و می توانید تجربه مناسبی از آن ها کسب کنید. نرخ 60 فریم همچنین برای ثبت ویدئو نیز عالی خواهد بود؛ در این حالت ویدئو ها به صورت 60 فریم ثبت می شوند و به صورت 24 فریم ارائه می شوند.
نرخ 90 الی 120 فریم بر ثانیه
این نرخ در بازی ها اجرای بسیار روان و نمایش دقیق جزئیات را به ارمغان می آورد اما تفاوت آن مانند 30 فریم با 60 ثانیه محسوس نیست و تنها برای گیمر های حرفه ای مناسب خواهد بود. در فیلمبرداری نیز این نرخ برای ثبت ویدئوهای صحنه آهسته کاربرد دارد و اگر گوشی هوشمند تان می تواند به صورت Slow Motion فیلمبرداری کند احتمالی نرخ آن 120 فریم خواهد بود.
بالاتر از 120 فریم بر ثانیه
نرخ های بالاتر از 120 فریم بر ثانیه برای گیمر های حرفه ای و در بازی های آنلاین، تورنمنت ها و مسابقات مورد استفاده قرار می گیرند و به صورت عادی متوجه تفاوت چندان زیادی در بازی ها نخواهید شد، البه به هیچ عنوان نمی توان منکر اجرای کاملا روان و بدون نقص بازی ها در این نرخ ها شد. در فیلمبرداری نیز نرخ های بالاتر از 120 برای ثبت ویدئوهای صحنه آهسته و ثبت تصویر از اشیاء سریع کاربرد دارد.
بهترین فریم ریت برای بازی
همانطور که اشاره کردیم فریم ریت 30 حداقل نرخ برای اجرای بازی ها خواهد بود؛ شما می توانید اکثر بازی ها را در این نرخ تجربه کنید و به مشکل خاصی بر نخواهید خورد. البته در صورت امکان پیشنهاد می شود بر روی نرخ فریم 60 تمرکز کنید؛ بیشتر بازی ها بر روی کنسول های نسل هشتمی با نرخ 60 اجرا می شوند و رفته رفته این عدد به یک استاندارد تبدیل خواهد شد. البته کنسول های نسل نهمی مانند PS5 می توانند برخی از بازی ها را به صورت 120 فریم بر ثانیه نیز ارائه کنند. برای دسترسی به نرخ 120 فریم علاوه بر کنسول مناسب، به نمایشگر هایی با رفرش ریت بالا نیاز خواهید داشت.
