Há muito tempo venho lendo em diversos fóruns (nacionais e internacionais) que o olho humano é limitado a enxergar 24 quadros por segundo, e que, portanto, não faz sentido querer que um jogo rode com uma taxa mais elevada. E a suposta prova disso seria o fato (verídico) dos filmes (de película atuais) rodarem a exatos 24 quadros por segundos. Vou tentar desmistificar esse mito. Vamos lá.
"Mas será que alguém realmente precisa de mais de 60 quadros por segundo para jogar? Não é possível determinar com exatidão que taxa de atualização de quadros é necessária para que o movimento na tela seja percebido como fluido. Só não podemos jamais cair no reducionismo que muitos reiteram com freqüência, ao alegarem que 24fps são o suficiente para uma percepção satisfatória de movimento nos jogos. De fato, não são." Assim introduz Mikair Lopes, no artigo "Rodada de Testes: Placas de Vídeo PCI Express". Ele continua, ao afirmar que: "A ilusão do movimento já pode ser percebida mesmo com 16 quadros consecutivos por segundo, conforme descobriu Joseph Plateau a duras custas. O físico belga do século XIX realizou um experimento no qual olhou diretamente para o sol por 25 segundos, para investigar os efeitos da luz sobre a retina. Plateau queria descobrir quantas vezes por segundo as imagens do mundo são captadas por nossos olhos. Acabou chegando ao número 16, mas ficou cego ao fim do experimento."
O fato de hoje termos filmes rodando a 24 quadros por segundo se deve a alguns fatores. Primeiro: cada rolo de película com 4 minutos custa no Brasil quase mil Reais (e nos outros países não é muito diferente). Ou seja, quanto mais quadros, mais caro sairá o filme. Lembrando que os filmes costumam ter no mínimo o dobro de película do tempo da versão final que vemos no cinema. Segundo: é uma questão estética herdada da época onde só era possível filmar a 16 quadros por segundo (muitas vezes até mesmo 12 quadros!). Terceiro: como um filme registra o período entre 1/24 de cada segundo, fica impresso na película (através do 'motion blur' do tempo de exposição) o tempo entre a abertura e o fechamento do obturador para cada quadro (no valor máximo de 41,6 ms). Num universo 3D não existe isso, pois cada quadro captura um tempo infinitesimal, ou seja, não há tempo de exposição e nem 'motion blur'. Assim, um quadro no cinema parece bem mais suave que um quadro num universo 3D, porque no cinema você vê em cada quadro uma ação temporal, e não uma ação atemporal como no universo 3D. Como exemplo, basta assistir a um making off de um DVD com cenas do filme intercadalas no meio (em Matrix, por exemplo), e será possível perceber claramente a diferença estética da taxa de quadros: nas cenas dos bastidores vemos 29.97 quadros por segundo, ao passo que nas cenas inseridas do filme propriamente dito vemos 24 quadros segundo. No artigo "3dfx T-Buffer Technology", publicado no conceituado site Anandtech, o autor afirma: "De fato, a partir de uma screenshot [de uma animação em 3D], você não é capaz de dizer se algo está se movendo. No mundo real, se você tirar uma foto com uma câmera convencional de um objeto que se mova rápido, você não terá nada muito nítido, e poderá dizer que o objeto está se movendo, pois a imagem ficará borrada. Esse efeito é conhecido como ‘motion blur’, e é uma das razões para que um filme a 30 quadros por segundo pareça suave, ao contrário de 30 quadros por segundo num jogo, que de maneira alguma parece fluido.". Mais informações a respeito também aqui. Finalmente, num filme não é necessário interagir. Dessa forma, não é necessário qualquer feedback para se tomar decisões (excessivamente rápidas, em muitos dos jogos, por exemplo). De qualquer maneira, há quem (como eu) julgue os 24 quadros por segundo do cinema algo insuficiente para simular de maneira 100% convincente a realidade em 2D (numa tela).
A variação de quadros por segundo (que normalmente só existe numa animação em 3D) pode contar muito pra sensação de incômodo. Muitas pessoas que dizem não perceber diferença entre 20 e 60 quadros por segundo, relatam incômodos quando um jogo oscila entre essas taxas. Isso nos faz concluir que um jogo a 40 quadros por segundo constantes certamente nos deixa mais confortável do que um que varie entre 20 e 60 quadros por segundo; lembrando que em ambos exemplos a média da taxa é a mesma. Mas aí há dois pontos:
1- no primeiro exemplo a taxa mínima está num valor muito baixo, e isso certamente iria incomodar de uma forma ou de outra (mesmo constantes). Mas se os valores variassem entre 60 e 120 FPS, certamente não iria haver incômodo;
2- isso prova que se a variação nos incomoda, é sinal de que percebemos a diferença entre uma taxa de FPS X e Y. O que muda quando a taxa é estável, é que acabamos nos acostumando com um único referencial apenas.
Num recente artigo intitulado "The Facts about Games and their Frames Per Second", publicado pela Tech Connect Magazine, o autor afirma: "quando um jogo roda a 30 quadro por segundo, você está tendo acesso a uma cena a 30 quadros perfeitamente renderizados. Isso não engana o olho nem um pouco. Não há 'motion blur', então a transição de quadro pra quadro não é tão fluida como num filme. A [extinta] 3DFX lançou um demo em que metade da tela rodava a 30 quadros por segundo, e a outra rodava a 60 quadros por segundo. Definitivamente havia uma diferença entre as duas cenas, com a metade rodando a 60 quadros por segundo parecendo muito melhor e mais fluida que a de 30 quadros por segundo." O autor afirma ainda que não é difícil provar que enxergamos mais de 70 quadros por segundo, ao sugerir que testemos a diferença (através da visão periférica) entre um monitor a 60 Hz e depois a 72 Hz (eu recomendaria algo ainda mais gritante, como 100 Hz). Por fim, ele lembra que mesmo em jogos que possuem 'motion blur' artificial, há problemas graves para se calcular a posição dos objetos, e taxas de quadros por segundo baixas ainda apresentam grande imprecisão.
Para explicar melhor essa parte do 'motion blur' não melhorar efetivamente um jogo, pense no seguinte exemplo. Imagine que você tenta observar um veículo invisível que se move a 10 metros por segundo. Ele se torna visível a cada segundo (por uma fração mínima de tempo, mas suficiente para você vê-lo e identificá-lo) e em seguida torna a ficar invisível novamente. Assim, você só vê o veículo a cada 10 metros. O que acontece com o carro nesses 9,999... metros você não sabe. Dessa forma, você tem perda de informação referente a 0,999... segundos e 9,999... metros. O veículo pode fazer uma curva nesse período, entrar num beco e você o perder de vista, pois estava imaginando que ele fosse seguir reto, por exemplo. Não seria difícil concluir que um outro veículo invisível que piscasse a cada meio segundo (pelo mesmo período de tempo do anterior) te daria mais informações. No caso, você só não saberia o que ocorreria entre o espaço de tempo de 0,499... segundos e 4,999... metros. Isso certamente iria diminuir a possibilidade de você perdê-lo de vista. Em uma animação é exatamente isso que ocorre. A ação num jogo, por exemplo, normalmente é composta de possíveis infinitos quadros (assim como na realidade); basta que o hardware seja capaz de processar. Mas se você só consegue enxergar um veículo 3D a 1 quadro por segundo, por exemplo, isso significa que a ação de cada segundo te dá apenas um quadro, o que definitivamente é pouco, pois, como no exemplo acima, pode ocorrer de você achar que o veículo 3D iria reto, mas ele vira uma curva entre o espaço de um frame e outro, te 'enganando' por um breve momento. O exemplo serve ainda para explicitar a idéia de que animações em que os objetos 3D se movimentam rapidamente exigem taxas de quadros por segundo proporcionalmente maiores. Assim, não fica difícil concluir que trazer o 'motion blur' para um jogo que rode a 20 quadros por segundo, por exemplo, não irá melhorar o fato de que perdemos informação entre um quadro e outro. Assim, talvez seja mais interessante assistir a um jogo com 'motion blur' (um mais realista e sutil, bem diferente do que temos hoje, claro), pois enganaria nossos olhos. Mas certamente seria tão ruim de jogar quanto sem 'motion blur', especialmente em jogos que precisamos de respostas rápidas, já que o tempo sem informação seria o mesmo. No jogo de corrida GT Legends, por exemplo, uma derrapada de menos de meio segundo pode fazer você perder uma colocação ou até mesmo o controle do carro.
Na época do lançamento da tecnologia T-Buffer, da 3DFX, tecnologia essa que iria implementar 'motion blur' artificial nos jogos, um dos funcionários da área de programação da empresa, Alf Covey, se propôs a responder algumas perguntas de usuários no fórum HotHardware. A transcrição completa é encontrada aqui. A pergunta que mais chamou atenção questionava se o 'motion blur' poderia ser usado para melhorar a fluidez de movimentos quando a taxa de quadros por segundo está abaixo do aceitável. A resposta de Alf foi a seguinte: "Tudo depende da complexidade da cena e a técnica usado pelo desenvolvedor do jogo. É o 'motion blur' que permite que filmes pareçam fluidos mesmo a 24 quadros por segundo, uma taxa que normalmente é considerada inaceitável para jogos 3D. Mas [em uma animação em 3D] o 'motion blur' com certeza exige recursos do sistema. As vértices em cada objeto sendo borradas têm que ser calculadas diversas vezes, e o 'motion blur' requer mais fill rate, claro. O desafio que a sua pergunta sugere, entretanto, é que você já está em uma situação em que a taxa de quadros por segundo está inaceitável, e você estaria pedindo por mais recursos do sistema como uma solução à parte. Um desenvolver certamente se sairia melhor reduzindo a complexidade da cena para aumentar a taxa de quadros por segundo do que implementando 'motion blur' em todos os objetos para criar movimentações fluidas."
No amplo artigo "Human Eye Frames Per Second", de Dustin D. Brand, ele lembra o seguinte: "A Força Aérea Americana, em um teste com seus pilotos para averiguar o tempo de resposta visual, realizou um experimento simples para checar se os pilotos podiam distinguir pequenas mudanças na luz. No experimento, uma figura de um avião foi piscada numa sala escura por 1/220 de um segundo [cerca de 4.5 ms]. Os pilotos foram unânimes em reconhecer a imagem como sendo de um avião. Essa simples e específica situação não apenas prova a habilidade de se perceber uma imagem num espaço de tempo de 1/220 de um segundo, mas a habilidade para interpretar altas taxas de quadros por segundo"
De fato, é sabido que a maioria das pessoas não tem olhos treinados o suficiente para exigir mais do que 24-30 quadros por segundo. As causas não são muito conhecidas, mas uma teoria muito coerente aponta para o fato de que algumas pessoas têm retinas que ficam queimadas (processo o qual uma imagem é vista) por mais tempo que outras, fazendo com que menos quadros sejam suficientes para um conforto visual para esse primeiro grupo. Outro ponto que certamente conta é o treino. Como normalmente somos habituados desde criança a ter a velocidade do cinema e da televisão como referencial, acabamos aceitando isso como perfeito. Mas, ironicamente, é esquecido que por muito tempo 12-16 quadros por segundo era considerado o ideal. Se nos condicionarmos bastante certamente iremos perceber melhor diferenças entre taxas de quadros por segundo, mesmo pessoas que não têm qualquer intimidade com aviões, jogos, placas de vídeo, overclocks etc. No mais, para aqueles que ainda insistem (sabe-se lá com que base científica...) que o olho humano é limitado a enxergar 24 quadros por segundo, basta lembrar que a própria televisão, no Brasil, funciona a 29.97 quadros por segundo. Assim, fica claro que é precipitado basear-se no hábito e na falta de experiência da maioria para afirmar que o olho humano é limitado a enxergar tantos quadros por segundo. É importante ter isso em mente antes de afirmarmos categoricamente um limite; simplesmente não se sabe qual é o limite, e mesmo se há um. Se você se sente confortável ao jogar um jogo a 30 quadros por segundo, por exemplo, isso não o faz pior que alguém que considera 60 o ideal (talvez seja interessante você realizar testes mais precisos para averiguar melhor se realmente você não percebe uma melhora na casa dos 60 quadros por segundo). O que isso determina é que você tem a sua percepção, e o outro a dele. Ninguém está mais certo em enxergar mais ou menos quadros. É uma questão subjetiva, e que deve ser sempre respeitada.
De qualquer forma, aqui há um link para dois vídeos-demo comparando 30 quadros por segundo com 60 quadros por segundo: http://rapidshare.de/files/12661081/demo.zip.html. A diferença entre a taxa de quadros por segundo do primeiro e do segundo simplesmente está na casa dos 100%, e isso é notado especialmente na cena onde a visão gira em círculos (olhando pro portal de entrada da fase).
Acho que é isso aí, pessoal. Desculpe-me se fui pouco breve, mas quis deixar o assunto o mais claro possível. Para quem quiser, há uma discussão bem interessante sobre esse assunto aqui.
Falow!
P.S.: achei interessante deixar esse tópico nesta seção, pois é onde tem mais acessos e onde o mito dos 24 quadros mais rola solto.
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