В 2012 году «Хоббит: Нежданное путешествие» вышел на экраны и вызвал споры. Не потому ли, что режиссер Питер Джексон нашел способ превратить короткую книгу в эпопею из трех фильмов, из которой это была только первая часть? На самом деле, дело было не только в этом. Вместо этого Джексон сам отправился в неожиданное путешествие: он решил снимать «Хоббита» со скоростью 48 кадров в секунду (fps), а не с обычными 24 кадрами в секунду, которые используются почти во всех существующих фильмах. Его выбор частоты кадров отображал движение более плавно, но совсем по-другому, чем привыкло большинство зрителей.
На самом деле частота кадров видео сильно влияет на то, как люди его воспринимают и реагируют на него. И 24 кадра в секунду и 48 кадров в секунду - не единственные возможные частоты кадров. Многие телевизионные передачи используют частоту 25 или 30 кадров в секунду, в то время как другие специализированные программы, такие как спорт, часто используют 60 кадров в секунду.
При всей этой частоте кадров, какую из них следует использовать при съемке видео и при его выводе? Стоит ли придерживаться стандарта или попробовать что-то экспериментальное, как у Джексона? Давайте посмотрим на все, от традиций до новейших технологий, чтобы ответить на этот очень сложный, а иногда и спорный вопрос.
| Частота кадров | Рекомендуемая выдержка 180° | Типичное использование |
|---|---|---|
| 24 кадра в секунду | 1/48 | Художественные фильмы |
| 25 кадров в секунду | 1/50 | Европейское телевидение |
| 30 кадров в секунду | 1/60 | Североамериканское телевидение |
| 48 кадров в секунду | 1/96 | Некоторые фильмы, например. Хоббит |
| 60 кадров в секунду | 1/120 | Спортивная трансляция, дикая природа |
| 120 кадров в секунду | 1/240 | Мужчина-Близнецы |
Сказка о странной частоте кадров
Большинство современных камер успешно воспроизводят различные частоты кадров, например 24 кадра в секунду, 30 кадров в секунду, 50 кадров в секунду, 60 кадров в секунду и 120 кадров в секунду. Однако есть вероятность, что, когда вы установите для камеры частоту 24 кадра в секунду, она на самом деле снимает менее 24 кадров в секунду - вместо этого обычно вместо этого 23,976 кадров в секунду. Похожие, причудливые цифры наблюдаются и при других частотах кадров, хотя некоторые камеры, например Panasonic GH6, могут снимать с истинной частотой 24 кадра в секунду.
Различия между красивыми круглыми числами и десятичными числами связаны с техническими особенностями трансляции и распространения. Эти различия здесь не очень важны, поскольку мы обсуждаем, как частота кадров влияет на внешний вид вашего видео. Итак, с этой точки зрения я буду просто использовать целые числа, например 24 кадра в секунду.
Кроме того, большую часть этой статьи я буду говорить только о выходной частоте кадров или частоте кадров конечного продукта. Для замедленной съемки по-прежнему имеет смысл снимать с более высокой частотой кадров, чем ваша выходная частота кадров, о чем я кратко упомяну позже.
Как частота кадров влияет на наше восприятие видео
Чем выше частота кадров (т. е. чем больше кадров в секунду), тем плавнее изображение движения. Можем ли мы, простые смертные, заметить эту разницу? Действительно, мы можем.
Давайте посмотрим видеоролики с частотой 24, 30 и 60 кадров в секунду, на которых утка-кряква радостно пьет воду. (Я снимал и воспроизводил видео с этой частотой кадров.) Моя выдержка для каждого клипа была максимально близкой к правилу затвора 180 градусов, то есть 1/50, 1/60 и 1/125 соответственно. Обратите внимание, что для некоторых пользователей YouTube по умолчанию воспроизводит скорость 30 кадров в секунду, поэтому вам, возможно, придется выбрать 4k60 в настройках видео третьего клипа, чтобы его правильно смотреть:
Мы видим, что увеличение частоты кадров на 25% с 24 до 30 кадров в секунду уже имеет огромное значение. Обычно это более заметно при более быстрых движениях, например у птиц, по сравнению с более плавными движениями людей, и это одна из причин, почему я считаю, что 24 кадра в секунду - плохой выбор для съемки и воспроизведения видеороликов о дикой природе. Разница между 30 и 60 кадрами в секунду также довольно велика: 60 кадров в секунду дают еще большую плавность, к которой многие люди не привыкли.
Лучшая выдержка для различной частоты кадров
Как в уравнение вписывается выдержка? Выдержка влияет на наше восприятие деталей, и предполагается, что при разной частоте кадров используются разные выдержки для получения наиболее естественных результатов. Стандартное правило заключается в том, что выдержка должна быть «в два раза больше частоты кадров». Например, выдержка 1/48 для видео со скоростью 24 кадра в секунду. Это правило затвора на 180 градусов, о котором я упоминал ранее, и оно дает хорошее ощущение движения при выбранной частоте кадров.
Конечно, для творческого эффекта можно использовать и другие скорости. Одним из таких отклонений от этого правила является более короткая выдержка, используемая для создания хаотического эффекта, как в военном фильме «Спасти рядового Райана». Можно также использовать более длинную выдержку, например 1/24 для 24 кадров в секунду, что дает более мечтательный и плавный эффект.
Если следовать правилу 180 градусов, в результате разная частота кадров будет иметь разный уровень детализации. Например, рассмотрим эти кадры, извлеченные из видео, снятых с разной частотой кадров, все из которых используют правило затвора 180 градусов:
Поскольку я каждый раз ронял футбольный мяч с одной и той же высоты и снимал кадр примерно с одной и той же позиции в каждом видео, законы гравитации предполагают, что мяч двигался с одинаковой скоростью в каждом из этих кадров. Интересно, что природа мяча, представляющего собой лоскутное одеяло из пятиугольников и шестиугольников, становится достаточно ясным только при частоте 60 и 120 кадров в секунду, тогда как при более низкой частоте кадров мы можем воспринимать только сферическую сущность мяча.
Эти различия особенно актуальны для иллюстрации движения. Одна группа исследователей кино, изучавшая танцы, заметила, что «несовершенные движения, будь то трясущиеся кадры или резкие танцевальные движения, становились еще более выраженными» при видео с более высокой частотой кадров. Таким образом, более низкая частота кадров, например 24 кадра в секунду, может помочь зрителю перестать сомневаться и видеть только самые важные детали.
Какую частоту кадров предпочитают люди?
Как мы видим, более высокая частота кадров обеспечивает большую детализацию и более плавное движение. Всегда ли плавное движение лучше? Одно исследование показало отрывки из художественных фильмов со скоростью 24 кадра в секунду и 60 кадров в секунду и обнаружило, что некоторые люди не могут различить две частоты кадров, но те, кто мог, предпочитают 24 кадра в секунду.
Многие люди также описывают 24 кадра в секунду как волшебное кинематографическое качество, тогда как к более высокой частоте кадров относятся с подозрением. В рецензии Оди Хендерсон на «Человека-Близнеца» эффект фильма со скоростью 120 кадров в секунду описывается как «адская помесь видеоигры и теленовеллы», а это совсем не то, что мне хотелось бы слышать ни об одном из моих фильмов.
По крайней мере, для художественных фильмов частота 24 кадра в секунду не только безопасна, но и укоренилась. Общее негативное впечатление от выбора «Хоббита» с частотой 48 кадров в секунду только сделало 24 кадра в секунду более популярными. Поэтому было бы трудно ошибиться с частотой 24 кадра в секунду, если вы снимаете свой собственный фильм или что-то для киношколы. И хотя, как фотограф дикой природы, я избегаю 24 кадров в секунду (подробнее об этом позже), я почти уверен, что все равно использовал бы 24 кадра в секунду, если бы кто-то попросил меня снять следующего Джеймса Бонда.
И все же, является ли 24 кадра в секунду последним словом? Не обязательно. Другая группа из Университета Британской Колумбии провела тщательный эксперимент, в ходе которого они снимали и показывали зрителям кадры со скоростью 24, 30, 48 и 60 кадров в секунду. Однако на этот раз кадры были сняты и показаны в 3D. Они обнаружили, что люди в подавляющем большинстве предпочитают более высокую частоту кадров, причем лучшим считается значение 60 кадров в секунду.
Предпочтение более высокой частоте кадров не ограничивается 3D-контентом. Группа из Бристольского университета просмотрела различные видеоклипы и попросила пользователей оценить их качество. Эти видеоролики представляли собой случайные сцены вроде людей, едущих на велосипедах, а не отрывки из художественных фильмов. В этом случае предпочтение отдавалось более высокой частоте кадров. Таким образом, похоже, что за пределами художественной литературы поддержка почтенных 24 кадров в секунду меньше. Я снимал воду ниже со скоростью 60 кадров в секунду, и воспроизведение происходит с той же скоростью, если YouTube поддерживает это для вас:
Итак, какую частоту кадров вам следует использовать?
Мы увидели, что при выборе частоты кадров большое значение имеют контекст и формат. В игровом кино, несомненно, по-прежнему господствует частота 24 кадра в секунду - «ваниль» кинопроизводства. Поскольку 24 кадра в секунду распространены повсеместно, а отсутствие деталей может помочь зрителям погрузиться в вымышленный мир, в данном случае трудно спорить с частотой 24 кадра в секунду.
Для видео о дикой природе более высокая частота кадров ближе к реальности. Это определенно преимущество, если вы стремитесь к реализму, а не к приостановке недоверия аудитории. Животные, такие как птицы и насекомые, также движутся гораздо быстрее и рывками, чем люди, поэтому для них более очевидна нестабильность в 24 кадра в секунду. Кроме того, животные иногда имеют быстрое поведение, которое может быть не видно при 24 кадрах в секунду.
По этим причинам я предпочитаю 60 кадров в секунду для видео о дикой природе, как при съемке, так и при воспроизведении. Тем не менее, я обнаружил, что 30 кадров в секунду по-прежнему является довольно хорошим выбором, поскольку устраняет большую часть кажущейся прерывистости.
Еще один важный момент - съемка в замедленном режиме. Замедленное видео создается путем съемки с высокой частотой кадров, например 120 кадров в секунду, и воспроизведения со скоростью 30 кадров в секунду (без пропуска кадров). Если вы используете воспроизведение со скоростью 30 кадров в секунду, вы можете снимать со скоростью 60 кадров в секунду или 120 кадров в секунду для замедленной съемки. А если вы используете воспроизведение со скоростью 60 кадров в секунду, вам необходимо убедиться, что ваша камера может снимать со скоростью 120 кадров в секунду (или выше), если вы хотите замедленную съемку.
Для других типов видео, таких как документальные или обучающие, выбор менее ясен. На основании своих экспериментов исследовательская группа по высокой частоте кадров из Университета Эмили Карр пришла к выводу, что в некоторых случаях повышенная реалистичность при более высокой частоте кадров обеспечивает большую близость к персонажам на экране. Это может быть хорошо или плохо в зависимости от ваших требований.
Во всех случаях я также не могу не подчеркнуть творческий аспект. Несмотря на сложности, связанные с частотой кадров, то, что выглядит хорошо и соответствует потребностям вашего проекта, по-прежнему должно быть в центре вашего внимания. Поэтому я также предлагаю экспериментировать, особенно если вы производите контент вне мейнстрима.
Для замедленной съемки
До сих пор я в основном говорил о частоте кадров на выходе (той, которая лучше всего смотрится в финальном клипе). Но даже если вы хотите отображать видео со скоростью 24 кадра в секунду, все равно имеет смысл рассмотреть возможность съемки с другой частотой кадров для замедленной съемки. Например, если вы снимаете со скоростью 120 кадров в секунду, вы можете замедлить ее до 24 кадров в секунду, чтобы получить 5-кратное замедление. Вот пример шестикратного замедленного кадра со скоростью 180 кадров в секунду, замедленного до 30 кадров в секунду:
Какую частоту кадров следует использовать для замедленной съемки? Ответ - самый медленный, позволяющий отображать то, что вы хотите. Люди двигаются довольно медленно и плавно, поэтому для видео с людьми обычно достаточно 60 кадров в секунду.
С другой стороны, птицы и мелкие животные передвигаются быстрее. Я считаю, что 120 или 180 кадров в секунду подходят для показа летающих птиц, хотя даже более высокая частота кадров, например 300 кадров в секунду, хорошо подходит для очень маленьких птиц. Если вам действительно нужно замедлить движение, Kron Technologies предлагает специальную камеру, которая может снимать со скоростью 1000 кадров в секунду, и при этом является относительно доступной по сравнению с большинством камер с замедленной съёмкой.
У вас может возникнуть соблазн снять с максимально возможной частотой кадров, а затем позже выбрать уровень замедленной съемки. Это не обязательно плохой подход, но прежде чем сделать это по умолчанию, рассмотрите следующий пример. Я взял свой Panasonic G9 и снял два видео с неподвижным объектом: одно со скоростью 30 кадров в секунду и одно со скоростью 180 кадров в секунду. Я использовал те же ISO и диафрагму, но, конечно, разные выдержки. Чтобы компенсировать разную выдержку, я осторожно увеличивал яркость видеолампы до тех пор, пока не была получена правильная экспозиция в обоих случаях. Обратите внимание, что уровень детализации лучше при съемке со скоростью 30 кадров в секунду:
Понятно, что качество при 180 кадрах в секунду выглядит более сжатым. Это связано с тем, что видео с более высокой частотой кадров, например 180 кадров в секунду, часто снижает качество на многих камерах, поэтому не следует превышать необходимое значение, когда для вашего снимка важно максимальное качество. Конечно, на более современных камерах, таких как Panasonic G9 II, вы не увидите такого сильного эффекта, поскольку более поздние камеры имеют гораздо более высокий битрейт видео.
Наконец, я должен упомянуть, что правило затвора на 180 градусов требует снимать с частотой кадров, вдвое превышающей ту, с которой вы снимаете, даже если конечная частота кадров на выходе отличается. Например, если ваше окончательное видео будет со скоростью 30 кадров в секунду, но вы снимаете со скоростью 60 кадров в секунду для эффекта 2-кратного замедления, вам следует снимать со скоростью 1/125, пока вы снимаете со скоростью 60 кадров в секунду.
Вывод
Мы видели, что существует несколько установленных стандартных частот кадров, но выбираемая вами частота кадров также должна зависеть от вашего контента и вашего творческого направления. Низкая частота кадров в 24 кадра в секунду по-прежнему в подавляющем большинстве используется для кино, тогда как более высокие частоты кадров, такие как 30 кадров в секунду, 50 кадров в секунду и 60 кадров в секунду, становятся все более популярными для 3D-контента и хороши для видео о дикой природе.