视频技术 将焦点从高分辨率转移到高帧率

你有没有想过为什么英国电视过去看起来与美国电视有如此不同?或者为什么某些慢动作看起来比其他慢动作更好(或更平滑)?它主要与运动图像的帧速率(或频率)有关。这通常以每秒帧数(通常是风格化的FPS)来衡量，并且历史上一直是电影技术的严格标准化元素。但视频领域的新创新引发了更高帧率的新时代。

帧率简史

人眼每秒感知大约十到十二帧作为平滑运动。任何不那么显得不稳定，就像一本翻书。最早的帧速率是可变的，因为第一台电影摄像机和投影仪是手摇操作的。投影的运动图像需要以与拍摄时相同的速度进行曲柄运动，或者运动看起来太慢或太快。以较高帧速率拍摄的运动以较低的一帧投影被称为“过度曲柄”，这导致了慢动作胶片。相反，拍摄期间的“摇动不足”导致投射时加速运动。

机械化曲柄是在二十世纪早期开发的，但是在20世纪20年代后期伴随声音伴奏出现之前，帧速率并没有得到广泛的标准化。声音最初是通过添加到胶片条上的光学轨道添加到运动图像中的。每秒二十四帧大约是可以产生质量，可辨别音频的阈值，因此这成为未来几年电影中的标准帧速率(24 FPS至今仍被广泛使用)。

然而，随着视频和电视的发展，标准帧速率变得更加多样化，以适应新技术和区域标准。美国国家电视系统委员会(NTSC)视频系统成为美国，加拿大，北美/南美大部分地区以及二十世纪中叶世界其他地区的主流视频标准，通常采用30帧速率。每秒帧数。在逐行倒相(PAL)模拟视频系统，与此相反，一直为许多世界其他地区(包括英国，以及欧洲大部分地区和亚洲)的标准，并采用每25帧的帧频率第二。(要了解更多有关现代电视的信息，请参阅技术改变电视的7种方式。)

为什么高帧率?

运动“平滑度”随着帧速率而增加，但是在每秒约50帧之后，即使不是不可能，也难以辨别任何显着的改进。在此之上，需要一些非常敏锐的视力来破译任何额外的平滑度。那么为什么甚至要把帧速率推到每秒50帧以上呢?

如前所述，录制的帧速率越高，慢动作的播放越平滑。多年来，摄像机已经能够每秒捕获60帧，主要用于慢动作回放。60 FPS视频自然以30-FPS格式以半速播放。因此，极端慢动作是HFR的一个吸引人的特征(特别是对于科学视频)。但是，对于大多数实际用途而言，高帧速率的主要优点可能是减少运动模糊。

根据正在使用的电影捕捉技术(无论是视频还是电影)，会发生一系列事件以便记录每一帧。如果在捕获过程的持续时间内捕获的场景内发生了足够的运动(例如，24 FPS的1/24秒)，那么运动模糊可能会出现在结果帧上。因此，自然地，帧速率越高，图像对运动模糊的影响就越小。

高帧速率的缺点(可能显然)包括更大的文件，更高的传输速率以及远离其他媒体参数的资源转移(例如，帧大小经常受到损害以补偿增加的帧数)。尽管如此，采用该技术的许多摄像机，编解码器，插件和显示解决方案都显示出一些非常令人印象深刻的结果。

消费类数码相机现在能够达到成千上万的帧速率，而更高级别的专业设备显然可以更高。但是更高的成本并不一定意味着更高的帧速率。例如，ARRI目前在市场上生产一些质量最好的HFR相机。这些专业级相机目前的运行价格约为45,000美元，可以以完整的ProRes HD(1080像素宽)拍摄约200帧/秒，以4K分辨率拍摄约100帧/秒。

相比之下，紧凑型FPS1000 Platinum型号可以标准清晰度(640 x 480像素)以惊人的每秒18,500帧的速度拍摄，而价格仅为ARRI的一小部分。佳能，红色和索尼都在更广泛的定价范围内提供选项，并且采用高帧率的品牌列表正在增长。

结论

虽然高帧速率可能看起来过高，但它在可变帧速率视频中的实际应用将变得明显，HFR的显着运动模糊减少的美学优势也将变得明显。虽然像HFR这样的新视频技术趋势可能需要很长时间才能达到主流(4K已经逐渐向消费者传播了多年)，但视频制造商发现它非常有用。在适当的时候，群众也将如此。

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