فریم ریت ( Frame Rate) یا نرخ فریم، به عنوان یک معیار تاثیر گذار در تجربه کاربری از یک نمایشگر یا دوربین مداربسته برای فعالان صنایع مختلفی حائز اهمیت است. نرخ فریم به تعداد فریم های گفته می شود که در کنار همدیگر یک تصویر یا ویدئو را می سازند و بر اساس واحد فریم بر ثانیه( Fps) محاسبه می شود. بطور کلی، هرچه نرخ فریم یا فریم ریت بیشتر باشد؛ ویدئو ها روان تر و طبیعتی تر بوده و در تصاویر نظارتی جزییات کامل تر و وضوح بالاتر خواهد بود. در صنایع مختلف بسته به نیاز کاربر برای ایجاد جلوه های بصری خاص، اسلوموشن، نمایش بیشتر جزییات، بهبود تجربه غوطه وری و… از نرخ های فریم متفاوت استفاده می شود.
بیشتر بخوانید: خرید دوربین مدار بسته + لیست قیمت دوربین مدار بسته
خرید دوربین مدار بسته + لیست قیمت دوربین مدار بسته
فریم ریت (Frame Rate) چیست؟
به تعداد فریم‌ها (قاب‌های تصویری) که در واحد زمان در کنار یکدیگر یک ویدیو یا انیمیشن را می سازند اصطلاحا “نرخ فریم” یا فریم ریت گفته می شود که مقیاس سنجش آن “فریم بر ثانیه” یا fps (مخففی از frame per second) است. نرخ فریم نقش موثری در نمایش بهتر جزییات، وضوح تصویر، روانی حرکات و در نهایت تجربه کاربری از یک نمایش با بازی دارد. فریم ریت برای نمایشگرها با واحد هرتز (Hertz یا Hz) بیان می شود یکی از معیارهای تاثیر گذار بر کیفیت و کارایی نمایشگر است.
دلایل اهمیت فریم ریت
فریم ریت (Frame Rate) به عنوان یک فاکتور تاثیر گذار بر کیفیت و روانی حرکات در ویدئوها و انیمیشن ها، نقش کلیدی در تجربه کاربری دارد و به دلایل متعددی برای فعال صنایع مختلف از جمله سینما و تلویزیون، گیمینگ و نظارت تصویری دارای اهمیت است. برخی از مهمترین دلایل اهمیت فریم ریت عبارتند از :
- روانی حرکت در فریم ریت های بالاتر
- کاهش تاری و پرش تصویر در فریم ریت بالا
- افزایش سرعت واکنش سریع در فریم های بالاتر
- تجربه بصری بهتر در فریم ریت های بالاتر
- خستگی چشم و سرگیجه در فریم های پایین تر
- اشغال بیشتر فضای باند در فریم ریت های بالاتر
- نیاز به سخت افزار قوی تر در فریم ریت بالاتر
تاثیر Frame Rate در صنایع مختلف
نرخ فریم به عنوان یک فاکتور موثر در نمایش بهتر جزئیات و حرکات در ویدیو ها، می تواند نقش مهمی در صنایع مختلف ایفا کند. در بسیاری از صنایع از جمله سینما و تلویزیون، بازیهای ویدیویی، صنعت نظارت تصویری، رباتیک و … نرخ فریم می تواند به عنوان یک فاکتور موثر بر کیفیت تصاویر و ویدئو ها تاثیر گذار باشد. سه مورد از مهمترین صنایعی که تحت تاثیر نرخ فریم ویدئوها قرار دارند عبارتند از :
تاثیر فریم ریت در صنعت بازی (gaming)
فریم ریت بالاتر در بازیهای ویدیویی(معمولاً ۶۰fps یا بیشتر) تجربه کاربری را بهبود می بخشد و برای بازی روان‌تر و واکنش‌های سریع در بازی های رقابتی ضروری است. نرخ فریم ریت بیشتر به ویژه در بازیهای رقابتی آنلاین با بهبود جلوه های بصری، نمایش بهتر حرکات و واکنش های سریعتر نقش چشمگیری در تجربه کاربری بازی های رایانه ای دارد.
تاثیر FR در صنعت تصویربرداری
فریم ریت بر نحوه نمایش فیلم ها و انیمیشن ها هم تاثیر چشمگیری دارد. فریم ریت های بالاتر معمولا دارای حرکات روان تر و طبیعی تر هستند و حرکات آهسته را با وضوح و کیفیت بیشتر نمایش می دهند. با این حال در سینما، فریم ریت ضبط ویدئو ها معمولاً ۲۴ فریم در ثانیه (24fps) است که به دلیل نزدیک بودن به فریم ریت چشم انسان احساس طبیعی بودن بیشتری را القا می کند. اما در تصاویر زنده تلویزیونی مثلاً در پخش رقابت های ورزشی معمولا از فریم ریت ۳۰ یا ۶۰ فریم در ثانیه (30fps یا 60fps) استفاده می شود تا امکان نمایش دقیق حرکات و صحنه های حرکت آهسته فراهم شود.
تاثیر Frame Rate در دوربین های مداربسته
فریم ریت در دوربین‌های مداربسته، نقش مهمی در میزان وضوح و کیفیت تاثیر دارد. هر چه فریم ریت در یک دوربین مداربسته بالاتر باشد ؛ ویدئوهایی با کیفیت بالاتر و جزییات بهتر ثبت می کند که امکان نظارت دقیق تر بر محیط را فراهم می کنند. همچنین، برخی از ویژگی ها مانند تشخیص حرکت، تنها توسط دوربین های مداربسته با فریم ریت بالا پشتیبانی می شوند. با وجود اینکه فریم بالا امکان ضبط تصاویر و ویدئوهای واضح تر و پوشش جزییات بیشتر را فراهم می کند اما می تواند از ذخیره سازی بهینه در دوربین مداربسته جلوگیری کرده و نرخ مصرف پهنای باند را افزایش دهد.
عوامل موثر در نرخ فریم ریت
عوامل مختلفی می تواند بر نرخ فریم تصویر یا همان فریم ریت تاثیر بگذارند که برخی از مهمترین آن ها شامل موارد زیر هستند.
- قدرت پردازشگر
- کارت گرافیک
- حافظه سیستم
- نوع سنسور در دوربین مداربسته
- نرم‌افزارهای ویرایش ویدیو
- نوع محتوا
انواع نرخ farem rate
انواع نرخ فریم بر اساس تعداد فریم های تشکیل شده در ویدیو یا انیمیشن طبقه بندی می شوند و شامل نرخ فریم کمتر از 16 تا بیشتر از 1000 فریم در ثانیه هستند. هرچه نرخ فریم افزایش پیدا می کند هزینه ها بیشتر و تجربه کاربری هم بهبود می یابد. در حال حاضر در طبقه بندی انواع نرخ فریم برخی از مهمترین انواع شامل موارد زیر هستند.
۳۰ فریم بر ثانیه
۳۰ فریم بر ثانیه (30 FPS)، به این معناست که تصویر یا ویدئو در هر ثانیه شامل ۳۰ تصویر مجزا است که در کنار هم جلوه بصری نهایی را ایجاد می کنند. این نرخ فریم بیشتر برای تصویربرداری تلویزیونی، نمایش مسابقات زنده و انواعی از بازیهای ویدئویی کاربرد دارد. نرخ فریم 30، دارای حجم کم، کیفیت مناسب تر از ۲۴ فریم و حرکات روان تر و طبیعی تر از فریم های کمتر است.
۶۰ فریم بر ثانیه
دوربین یا نمایشگر هایی با نرخ 60 فریم بر ثانیه (60 FPS) می توانند در هر ثانیه ۶۰ تصویر مجزا را به نمایش بگذارند که به نسبت نرخ فریم 30 ویدئوهایی روان تر با جزییات بیشتر و تجربه بصری بهتر را ارائه می دهند. با این حال این نرخ فریم حجم بیشتری از پهنای باند را اشغال می کنند و برای ویرایش آن ها به سخت افزار قوی تری نیاز داریم.
۱۲۰ فریم بر ثانیه
فیلمبرداری با سرعت 120 فریم بر ثانیه، به معنای تشکیل شدن تصویر از 120 قاب یا فریم مجزا است که بیشتر برای صحنه های اکشن و دارای حرکات سریع ایده آل است. این نوع تصویربرداری، دارای حرکات روان تر، وضوح حرکات بیشتر و حرکات آهسته بسیار با کیفیت تر است با این حال به سخت افزار قوی و نمایشگرهای به روز رسانی شده نیاز دارد.
۲۴۰ فریم بر ثانیه
مانیتور با دوربینی که با سرعت 240 فریم بر ثانیه تصاویر را ثبت و ضبط می کند، در هر ثانیه تصاویری با 240 قاب مجزا ضبط می کند. این نرخ فریم، بالاترین نرخ فریم موجود است و تنها توسط برخی از نمایشگرها یا دوربین ها پشتیبانی می شود. تصاویر با نرم فریم 240، دارای وضوح فوق العاده، حرکت بسیار روان و طبیعی و قابلیت نمایش دقیق جزئیات در حرکت آهسته هستند. تجهیزات دارای این نرخ فریم نسبت به نمونه های با نرخ فریم کمتر بسیار گران تر هستند.
بیشتر بخوانید: شاتر دوربین مداربسته چیست؟ | بررسی سرعت شاتر دوربین مداربسته Shutter Time
کاربرد انواع نرخ فریم
در جدول زیر کاربرد برخی از مهمترین انواع فریم ریت در صنایع مختلف بررسی می شوند.
| نوع فریم ریت | کاربرد |
| تا ۱۶ فریم در ثانیه | ایجاد جلوه‌های ویژه مانند موشن بلور (مات شدن حرکت) و فست موشن (حرکت سریع) و تصاویر تایم لپس |
| ۲۴ یا ۲۵ فریم در ثانیه | ضبط و نمایش فیلم های تلویزیونی |
| ۳۰ فریم در ثانیه | فیلم های تبلیغاتی و آموزشی، تولید محتوا در شبکه های اجتماعی |
| ۴۸ تا ۶۰ فریم در ثانیه | فیلمبرداری از رویدادهای ورزشی، صحنه های اکشن، اسلو موشن و موشن گرافیک |
| ۹۰ تا ۱۲۰ فریم در ثانیه | بازی های ویدیویی، واقعیت مجازی، واقعیت افزوده |
| ۲۴۰ فریم در ثانیه | بازیهای ویدئویی حرفه ای، جلوه های ویژه سینمایی |
| ۴۸۰ فریم در ثانیه | فیلمبرداری از صحنه های با حرکت سریع مانند روستاهای ورزشی در سرعت و ایجاد جلوه اسلوموشن |
| ۹۶۰ فریم در ثانیه | فیلمبرداری با حرکت آهسته، تولید ویدیوهای خلاقانه، تحقیقات علمی |
| ۱۰۰۰ فریم به بالا | دوربین های مداربسته با کیفیت تصویر بالا و جزئیات کامل، فیلمبرداری ورزشی، فیلمبرداری علمی و صنعتی، جلوه های ویژه سینمایی |
راهنمای انتخاب تعداد فریم بر ثانیه مناسب
همانطور که اشاره شد، نرخ فریم یا فریم ریت تاثیر مستقیمی بر تجربه کاربری دارد و میتواند کیفیت ویدیو ها و انیمیشن ها را بطور مستقیم تحت تاثیر قرار دهد. بنابراین، بسته به نوع کاربرد یک دوربین با نمایشگر می توانید نرخ فریم مناسب را انتخاب کرده تا میزان نمایش جزییات، تجربه بصری، روانی و وضوح حرکات را بر اساس نیازهای خود پوشش دهید. برای انتخاب بهترین نرخ فریم با توجه به نیازهای کاربری باید فاکتورهای مختلفی را بررسی کنید که برخی از مهمترین آنها عبارتند از :
سبک یا واقع‌گرایی
سبک یا واقع گرایی، میزان شباهت ویدئو به دنیای واقعی را نشان میدهد.هر چه فریم ریت بالاتر باشد حرکات در ویدیو روان تر و شباهت به دنیای واقعی بیشتر است. در برخی از کاربردها مانند نمایش فیلم ها و سریال های تلویزیونی هرچه جزییات رنگ ها به دنیای واقعی نزدیک تر و حرکات در ویدیو روان تر باشد، تجربه کاربری بهتر خواهد بود. در حالیکه در کاربردهای دیگر بطور مثال نظارت با دوربین مداربسته میزان نمایش جزییات، وضوح و شفافیت تصویر پارامتر مهمتری از طبیعی بودن ویدئو است.
موشن بلور Motion Blur
موشن باور یک افکت بصری برای ایجاد حس حرکت، سرعت و پویایی در تصاویر است و در بازی های رایانه ای برای ایجاد جلوه‌ای بصری بهتر و واقعی تر نشان دادن حرکات مورد استفاده قرار می گیرد. افزایش نرخ فریم به ۶۰ یا بیشتر می تواند با تار کردن بخش های تصویر اجسام متحرک، حرکات آن ها را طبیعی تر جلوه دهد.
تحویل(Delivery)
بستری که یک ویدیو با انیمیشن در آن به نمایش در می آید نقش موثری بر فریم ریت دارد. بطور مثال، میزان فریم ریت در تلویزیون و شبکه های اجتماعی متفاوت بوده و همین امر باعث ایجاد تجربه کاربری متفاوت می شود. برخی از نمونه های قدیمی نمایشگرها ممکن است قادر به نمایش ویدیوهایی با فریم ریت بالا نباشند.
استریم ویدیو در اینترنت
بعضی از سرویس‌های استریم، تنها از فریم ریت های خاصی پشتیبانی می کنند، البته تعداد بیشتری از این سرویس ها از انواع فریم ریت هم پشتیبانی می کنند. اما استریم ویدئو در شبکه های اجتماعی مختلف به پشتیبانی از فریم ریت سازگار یا آن شبکه اجتماعی بستگی دارد.
اندازه فایل و مدت زمان ارسال
میزان فریم ریت بطور مستقیم بر اندازه فایل و زمان ارسال آن موثر است. هر چه فریم ریت بالاتر باشد پهنای باند بیشتری را مصرف و میزان اشغال فضای ذخیره و مصرف پهنای باند بیشتر خواهد بود.
جمع بندی
در این مقاله اطلاعاتی پیرامون فریم ریت یا تعداد فریم تشکیل دهنده تصاویر و ویدیو ها در نمایشگرهای مختلف و انواع دوربین مداربسته ارائه شد. فریم ریت به عنوان یک فاکتور کلیدی برای بررسی تجربه کاربری و میزان واقعی بودن و روانی تصاویر مورد استفاده قرار می گیرد و تاثیر بسزایی در صنایع مختلف دارد. در واقع، در صنایع مختلف برای دریافت بهترین تجربه کاربری بر اساس نیاز می توان فریم ریت مناسب را انتخاب کرد. هر چه فریم ریت یک ویدیو بیشتر باشد، میزان کیفیت تصویر، روانی، واقع گرایی و وضوح بالاتر است، اما میزان استفاده از پهنای باند هم افزایش یافته و برای پردازش ویدئو به پردازنده های قوی تری احتیاج است. فریم ریت در صنایع مختلف از جمله سینما و تلویزیون، پخش زنده ورزشی، گیم و نظارت تصویری با دوربین مداربسته برای ایجاد تصاویر و ویدئوهای دلخواه و ایجاد تجربه کاربری خاص حائز اهمیت است.
سوالات متداول
در این بخش به چند سوال متداول پیرامون فریم ریت و تاثیر آن بر کیفیت تصویربرداری پاسخ خواهیم داد.
چه فریم ریتی برای بازی های رایانه ای مناسب تر است؟
معمولا در بازیهای ویدئویی فریم ریت بالای ۶۰ تجربه کاربری را بهبود می بخشد که در بازیهای آنلاین و رقابتی می تواند تا 120 یا 144 فریم بر ثانیه هم افزایش یابد.
چه عواملی فریم ریت را بهبود می بخشند؟
سخت افزار قوی تر، یکپارچه سازی حافظه، به روز کردن کارت گرافیک، بستن برنامه های اضافی و… می تواند باعث افزایش فریم ریت شود.
بهترین فریم ریت برای فیلمبرداری چیست؟
بهترین فریم ریت فیلمبرداری به نوع پروژه بستگی دارد . مثلا برای واقع گرایی بیشتر در فیلم ها از فریم ریت ۲۴ و برای نمایش بهتر حرکات در فیلمبرداری ورزشی از فریم ریت ۶۰ به بالا استفاده می شود.
