Zhuanyan gerçekten var mı? Oyun kare hızı ölçümünün sırları
Tu Zhilu tarafından derlenen Iwan.com'un Milyon El Yazması Ücreti Kampanyasına Katkılar, lütfen izinsiz yeniden basmayın
Veriler her zaman bir oyunun kalitesini sezgisel olarak değerlendirmenize izin verir. Satışlar, satış fiyatları, derecelendirmeler, bu rakamlar her zaman satın alma arzumuzu uyandırabilir. Ama bir takım özel veriler de var, gereksinimleri karşılamıyorsa oyun oynama isteğinizin bile olmayacağı tahmin ediliyor. Hepimiz biliyoruz ki "The Last of Us", PS3'ün performansını en üst düzeye çıkaran bir oyun. Mükemmel grafikleri bizi her zaman oyalamamızı sağlıyor, ama kesinlikle güzel bir PPT olmasını istemiyor musunuz? Bu nedenle, çok sayıda oyun verisinden bahsederken, ortak bir konudan asla kaçınamayız - bu oyunun kare hızıdır.
"The Last of Us" u sadece 10 kareyle oynamak istemezsiniz, değil mi?
Öncelikle, oyunun akıcılığını sözlü olarak tartıştığımızda, her zaman "Frame" ve "Frame rate" i birbirine karıştırdığımızı açıklığa kavuşturmalıyım. Aslında, oyunun akıcılığını değerlendirirken, kare sayısı değil kare hızı önemli bir göstergedir. Aşağıda bu noktayı genişleteceğim.
Peki kare hızı neden bu kadar önemli? Tüm eski oyuncular, kare hızının oyun deneyiminin temel taşı olduğunu bilmelidir.Seviyesi ve kararlılığı, oyunun akıcılığını ve oynanabilirliğini doğrudan belirler. Evet, kare hızı oyunun neredeyse tüm akıcılığıdır. Sonra doğal olarak bir sonraki soruya yöneliyoruz: Kare hızı ne kadar yüksekse o kadar iyi mi? Aslında aksi halde, özel neden "Oyun Çerçeveleri: Yüksek Değil Daha İyi, Kararlılık Daha Önemlidir" başlıklı makalede açıkça belirtilmiştir. Ama buraya eklemek istediğim şey şudur: Kare hızına ek olarak, kare oluşturma süresi ve tek kare (yırtılmamış) da oyun deneyimi için önemlidir.
Bunu söyledikten sonra, bazı oyuncuların biraz başı dönmüş olabilir. Bu yüzden, uzun metrajlı filmin başlangıcından önce, gençken sık sık oynadığım sayfa çevirme animasyonuyla başlamayı öneriyorum.İlk olarak çerçevelerle ilgili birkaç önemli kavramın genel bir incelemesini yapalım.
Gençken oynadığım sayfa çevirme animasyonu
Çerçeve: Bir kaligrafiye ve resme çerçeve adı verilir, bu sözlüğün çerçeve yorumudur. Aslında aynı şey oyunlar için de geçerli.Kare, video animasyonunda tek bir resim çerçevesinin en küçük birimidir. Basitçe ifade etmek gerekirse, bir kare durağan bir resimdir ve ardışık kareler düzgün bir animasyon oluşturur. Sayfa çevirme animasyonu örneğini ele alalım, sayfalardan biri bir kareyi temsil eder. Aslında oyun da böyle hareket ediyor ama buradaki "çevirme" işlemi bilgisayar tarafından yapılıyor.
Kareler / Kare Hızı: Sıradan oyuncuların bu iki kavramı karıştırması kolaydır. Kare sayısı genellikle birim zamanda üretilen kare sayısını belirtirken kare hızı, birim zamanda görüntülenen kare sayısını belirtir (genellikle FPS olarak). Basit bir örnek ele alalım: Tıpkı bir sayfa çevirme animasyonu gibi, kare sayısı döndüğünüz sayfa sayısını temsil eder ve kare hızı, sayfanızın dönme hızını temsil eder.
Çok karmaşık olmayan başka bir örnek vermek gerekirse: eğer bir animasyon bir saniyede 60 kare ve iki saniyede 120 kare içeriyorsa, kare hızı 60FPS'dir. Ortalama kare hızı daha yüksekse, resim daha pürüzsüzdür. Konsolda 30FPS'nin genellikle oyunun sorunsuz çalışması için minimum standart olduğunu ve 60FPS'nin mükemmel kabul edildiğini belirtmekte fayda var.
Kare Süresi: Adından da anlaşılacağı gibi, kare süresi tek bir kareyi oluşturmak için gereken süreyi ifade eder. Yani, bir sayfa çevirme animasyonunda bir sayfayı çevirmek için gereken süre, dolayısıyla bir çerçeve oluşturma süresi genellikle çok kısadır, genellikle milisaniye cinsinden. Peki bunun oyun akıcılığıyla ne ilgisi var? Önce küçük bir hesaplama yapalım: Bir saniyedeki kare sayısı 30 kare ise, akıcı bir oyun için saniyede 30 karenin minimum standart olduğu ve 1 saniyenin 1000 ms'ye eşit olduğu bilinir, dolayısıyla kare başına ortalama oluşturma süresi 1000 / 30 = 33 ms. Yani her bir karenin oluşturulma süresi 33ms'den az olduğu sürece oyundaki gecikmeyi tespit etmemiz zor. Çerçeve oluşturma süresi yukarı ve aşağı giderse, ortalama FPS 30'un üzerinde olsa bile, tüm oyun akışı çok düzgün olmayacaktır. Bu kavramı çok iyi anlamadıysanız, aşağıdaki çerçeve oluşturma zaman çizelgesi bu kavramı daha iyi anlamanıza yardımcı olabilir (yeşil düz, kırmızı düz değil demektir).
Oyun temelde 33ms altında pürüzsüz
Bu kadar çok şey söyledikten sonra, kare hızı analizinin temel kavramlarını zaten anladığımızı düşünüyorum. PC platformunda, oyundaki kare hızı performansını anlamak için üçüncü taraf yazılımı (Fraps) veya oyunun kendi çalışan programını kolayca kullanabiliriz; ana bilgisayar platformundayken, ölçmek için hazır araçlara sahip değiliz Çıplak gözle yargılamak doğru ve objektif değildir, ancak oyunda düşen çerçeve herkes için açıktır. Ne yapmalıyım? Yabancı medya Digital Foundry bize ana bilgisayarın kare hızı analizinin genellikle üç adımdan oluştuğunu söyledi: edinme-analiz-karşılaştırma. Adım adım analiz edelim:
Çalışmaya hazır
Daha önce de söylediğim gibi, PC'de oyunun kare hızını test etmek için birçok hazır araç (Fraps gibi) var, ancak ana bilgisayar sistemi nispeten kapalı olduğu için oyun konsolunda oyunun kare hızı performansını doğrudan test edemiyoruz. Burada, "ülkeyi kaydetme eğrisi" yöntemini seçiyoruz: önce ana bilgisayar ekranını bilgisayara taşıyın ve ardından ekrandaki kare hızını analiz edin. Tüm süreç içinde, "hareket etmenin" en önemli adımı, yakalama kartının sorumluluğudur. Hepimiz bir yakalama kartının ana bilgisayardan gelen sinyali bir bilgisayar video dosyasına dönüştürebileceğini biliyoruz ve bu açılabilir videolar, oyunun gelecekteki analizi için temel oluşturuyor. Ancak burada, bu yakalama kartının yeterince pahalı ve yüksek kaliteli (1080P 60FPS'den başlayarak) olması gerektiğini vurgulamak istiyorum ve ancak bu şekilde ana bilgisayardan taşınan video dosyaları yeterince "kayıpsız" olabilir. Aktarılan video ile gerçek oyun makinesi ekranı arasında bir tutarsızlık varsa, test sonuçları doğrudur.
Bu yakalama kartı 6000 RMB'den fazlaya mal olacak
Bu kayıpsız video dosyalarını aldıktan sonra örnek olarak "Destiny" oyununu alıp DF'nin kendi analiz yazılımı FPS GUI'ye aktardık.
Bu resmin sol tarafında, mevcut kare hızı, kare oluşturma programı ve kare hızı değişim tablosunu yukarıdan aşağıya net bir şekilde görebiliriz.
Sağdaki ayarlar karmaşık görünüyor, ancak aslında kare hızı testiyle hiçbir ilgisi yok. Bu ayarlar genellikle grafiğin görüntü konumunu, görüntü aralığını, dahili renklerini, yazı tiplerini vb. Belirler.
FPS GUI yazılımına genel bakış
İlk içe aktarma olduğu için, bu grafiklerin mevcut ayarlarının makul olmadığını görebiliyoruz (mevcut kare hızının görüntülendiği yer oyun HUD'sini belirsizleştiriyor) Bazı hızlı düzeltmelerden sonra sonuçlara bir göz atalım.
Düzeltilmiş ekran
Ardından, duyduğumuz ve duyduğumuz çapraz platform karşılaştırmasına bir göz atalım. İki platformun tekrarlanan video kliplerini içe aktarıyoruz ve bölünmüş ekran görüntüsünü ayarlıyoruz. Şekilde, solda PS4 kare hızını ve sağda XBOX çerçevesini açıkça görebiliyoruz. Tablodaki farklı renk çizgileri farklı platformları temsil eder.
Çapraz platform karşılaştırması
veri analizi
Bu yazılımın çalışma yöntemini kabaca anladık, bu yüzden kare hızı değerlendirmesini keşfetmek için tekrar derinlemesine gidelim. Bu sefer Bileşik sekmesinden Video sekmesine gidiyoruz. Şimdi sağdaki bilgi sütunundan çerçeve ile ilgili detaylı bilgileri bir bakışta görebiliriz.Aşağıda bu sütunun basit bir Çinceleştirmesini yapacağım.
Sağda çeşitli detaylar var
Video bilgileri Çerçeve bilgileri
Toplam çerçeve sayısı: 3224 Çerçeve numarası: 2840. çerçeve
Toplam yırtılmış çerçeve sayısı: 3 (% 0,09) Kopya çerçeve mi: Hayır
Toplam tekrarlanan kare sayısı: 1613 (% 50.03) Yırtılmış çerçeve mi: Hayır
Ortalama kare hızı: 29.98 Yırtılma çerçevesi konumu: Yok
Minimum kare hızı: 29FPS Geçerli kare hızı: 30FPS
Maksimum kare hızı: 31.03FPS oluşturma kare süresi: 33.33ms
En yüksek normal kare sayısı: 1 ila 2621 kare, toplam 2620 kare
Maksimum yırtılma çerçevesi: 2621'den 2623'e kadar 2 çerçeve
Yukarıdaki tabloyla, ekranın yırtılmasının yaygın olup olmadığı, kare sayısının sabit olup olmadığı ve mevcut kare oluşturma süresi (oluşturulan kare süresi) gibi oyunun çalışma durumunu kabaca anlayabiliriz. Öyleyse bu bilgi mutlaka doğru mu? Bu bilgi yeterli mi? Bu soruları bir sonraki bağlantıya alalım.
Resim karşılaştırması
Oyun kare hızı değerlendirmesinin temel ilkesinden bahsetmek, aslında çok basit, yani iki kare arasındaki farkı bulmak. Doğrudan bilgisayar tarafından dışa aktarılan sonuçlar yanlış olabilir, ancak kare kare karşılaştırma sorun olmamalıdır, ancak bazen aralarındaki farkı doğrudan çıplak gözle karşılaştırmak zordur. Şu anda, bu yazılımın ısı haritası işlevi kullanışlı hale geliyor.
Kare kare karşılaştırma için ısı haritası
Şekilde gösterildiği gibi, bu çerçevenin ısı haritasıdır. Hotspot işlevi, kontrastı piksel seviyesinde bulur: resimdeki renk daha parlaksa, önceki çerçeveden farklıdır ve siyah, fark olmadığı anlamına gelir.
Resmi bir sonraki kareye taşıdığımızda, tüm resmin karanlık olduğunu görürüz, bu da bu çerçeve ile önceki çerçeve arasında hiçbir fark olmadığı anlamına gelir. Tekrarlanan deneyler, neredeyse tüm oyun akışının bu şekilde düzenlendiğini gördük.
Tamamen siyah, fark olmadığı anlamına gelir
Aslında, 60 kare formatında kaydedilmiş bir videoda, Destiny gibi 30 kareyi kilitleyen bir oyun, bir karenin tekrarlanan bir kare ve diğerinin yeni bir kare olduğu bir düzenlemeye sahip olmalıdır. Yukarıdaki fenomen, kader kare hızının 30 kare olduğu gerçeğini doğrular.
Başka bir karşılaştırma kümesine bakalım. Bu sefer PS sürümünü ve "Batman Arkham Knight" ın XO sürümünü içe aktaracağız. "Destiny" den farklı olarak, "Arkham Knight" sunucunun performansı için daha yüksek gereksinimlere sahiptir, bu nedenle biz Her iki platformda da çerçeve düşmesi ve ekran yırtılması bulundu.
Çünkü atlanan kareleri kare hızı değişim tablosunda bulmak kolayken, ekran yırtılması kolay değildir. Bu nedenle, ekran yırtılmasının zaman ve mekan konumunu bulmak, oyun kare hızı değerlendirmesinin bir başka önemli noktasıdır. Şimdi yırtık olan bir çerçeveye geçelim. Resimde görüldüğü gibi PS4 ekranının üst kısmında çok belirgin bir yırtık görebiliyoruz. Bu yırtılma, aslında programın algoritması tarafından hesaplanır ve ekranda kısa bir yatay kırmızı çizgi ile işaretlenir.Resmin altındaki kırmızı dikey çizgi, yırtılmanın süresini ve yaklaşık olarak yırtığın yerini gösterir.
Soldaki resim çok parçalanmış
Önceki resim grubu net olmayabilir, bu yüzden karşılaştırma resmini değiştirelim ve dikkatlice açıklayalım.
Ekran burada çok sık yırtılıyor
Şekilde gösterildiği gibi, önce mavinin XOS'u ve yeşilin XO'yu temsil ettiğini anlamalıyız.Aşağıdaki kare hızı tablosunda, yatay merkez çizgisi sınırdır (üstteki XOS, alttaki XO durumudur) ve tablodaki dikey merkez çizgisi Geçerli çerçeve. Kırmızının kapladığı çizginin alanı yırtılma konumudur (bu nedenle XO ekranında yırtılma olmadığını görürüz) ve kırmızı alan yırtılma süresini temsil eder (iki platform eşittir).
Bu kırmızı çizgi algoritması zamandan ve emekten tasarruf etse de, algoritma her zaman bir algoritmadır ve hatalar olacaktır. Bu karenin yırtılma durumunun belirsiz olduğunu hissettiğimizde, piksel seviyesinde karşılaştırmak için ısı haritasını tekrar kullanabiliriz.
Gözyaşı yerini bulmak için ısı haritasını kullanın
Daha önce de söylediğim gibi, resimdeki renk daha parlaksa, önceki çerçeveden farkın daha büyük olduğu ve saf siyah, önceki çerçeveden fark olmadığı anlamına gelir. Resimden, bir önceki çerçeveden alınan resmin bir kısmının bu çerçevenin üst kısmına (siyah kısım) sıkıştığını görebiliyoruz. Böylece resmin yırtıldığını gördük. Bu farklılıkları daha belirgin hale getirmek istiyorsak, siyah beyaz moduna geçebiliriz.Bu modda, aynı (siyah) ve farklı (beyaz) temsil etmenin sadece iki yolu vardır, böylece farkı daha sezgisel olarak bulabiliriz. Not: Yukarıdaki resim ile aşağıdaki resim aynı çerçeve değildir.
Yırtılmayı daha belirgin bulmak için siyah beyaz modu kullanın
Artık manuel incelemeden bahsettiğimize göre, sol alt köşedeki çerçeve oluşturma programından bahsetmemiz gerekiyor. Buradaki kare oluşturma programı yalnızca oyun sürecinin düzgünlüğünü görselleştirmekle kalmaz, aynı zamanda kare hızı ölçümünün doğru olup olmadığını belirlemek için bu tabloyu da kullanabiliriz. Başlangıçtaki hesaplamalar sayesinde, 30 fps'ye karşılık gelen kare oluşturma süresinin 33ms olduğunu biliyoruz.Videonun belirli bir aralığında çok sayıda atlanan kare meydana gelirse ve kare oluşturma süresi hala yaklaşık 33 ms'de tutulursa, ölçüm verilerinde bir hata olması gerekir. Doğrudur, bu nedenle buradaki çerçeve oluşturma süresi tüm test için bir sigorta katmanı sağlar.
Çok kullanışlı çerçeve oluşturma programı
Sonuna yaz
Son olarak, oyuncular için sunucunun kare hızını test etmenin gerçek önemi ve fizibilitesinin harika olmadığını söylemek istiyorum (optik yakalama kartı ana bilgisayardan daha pahalı olabilir), ancak yandan bu bize bir anlayış da veriyor Konsol oyunlarını değerlendirme fırsatı merakımızı tatmin ediyor.
Aslında, halk için bu tür bir test yapmanın en büyük önemi çıktı sonuçlarında yatmaktadır. Kare hızı testinin verileri sayesinde, bir oyunun optimizasyonunun bilinçli olup olmadığını veya oyunun hangi platformda satın alınması gerektiğini sezgisel olarak görebiliriz ki bu, oyuncular ve üreticiler için harika bir referans.
Kaynak: Digital Foundry
Derleme: Tu Zhilu
