真实世界的帧率是多少？ 第1页

答题前先审题。许多人都没有看提问的具体内容，就发表各种观点是不对的。

题目：真实世界的帧率是多少？

内容：突然有一个脑洞，我们知道大脑通过补间动画的形式创造出出一种世界的连续性。眼睛的采样频率也不是无限高。那么实际上世界如果是一个虚拟现实般的异世界，最少需要多高的帧率才能让我们真的感到真实呢？或者再进一步，需要满足多少种感官的最低感受性才能真的让我们感觉身临其境呢？

由于是开发游戏的，我之前也反复想过这个问题。

如果时间是连续的，那么帧率也是连续的，也就是无限。

这变成了一个哲学问题，讨论这个没有任何意义。

那么我们引申出另外一个问题：需要多高的帧率才能让我们真的感到真实呢？

前几天上午体检由于抽血项目较多，导致我晕倒了。晕倒之前出现了眼冒金星的特征。

为什么人在低血压或者能量不够的时候会眼冒金星？

眼冒金星看起来像是低分辨率光线追踪的采样噪点，这时是否是由于人脑会自动降低分辨率，和刷新速度，以维持生命体征？

我一直以为人眼的分辨率并不高，而是由于超快速刷新率和身体不停的运动，产生了连续的动态画面，所以看到的物体是清晰的。

到底人眼看到的图像是分辨率低刷新率高?

还是人看到的图像到底是还是分辨率高刷新率低？

人所感知的分辨率和刷新率的是如何平衡的？

在人的生物硬件是固定的情况下，人眼的分辨率和刷新率上线到底是多少？

热爱和观察生活，可以让我们发现很多有意思的东西。当你觉得一个问题或者想法很有趣味性时，你的思路肯定是连贯的，回答也是生动的。而不是为了表现自己的专业性而回答，去枯燥的寻找论文，当然网上也有专职写手回答这种问题的。

通过观察和学习，我们能在新的领域找到新的知识应用到我们的日常工作中。

通过查找资料（见下面的reference和视频），并没有发现人类感知帧率上限（回答），它是一个复杂的分析系统，由画面输入和视觉细胞感知传输和人脑信息处理所构成。

大部分人会认为人眼每秒能看到30到60帧。

有些人坚持认为人眼不可能感知超过每秒60帧的图像。

现在的游戏开发商正在制作越来越精致的游戏，包括虚拟现实游戏。

它们单纯为了追求更高的帧率，这牺牲了一些游戏品质。却没有或很少真的对帧率和感知方面进行研究。

你的游戏类型是什么，运行在什么终端和操作系统，它们对于帧率的要求都是不一样的。

我们实际上看到的东西可能比我们意识到的要多，我们的大脑会不自觉的忽略掉一些自认为不重要的信息。感受到的采样率也是不断变化的。

这包括静态物体和动态物体的区别。

那么我们的大脑是如何处理现实的呢？

根据问题标题来回答：

世界真实帧率：我觉得是无限细分的，普朗克时间可能是现有推测。

根据问题描述来回答：

我觉得描述人类可感知的极限帧率是一个非常贴切的视角。如果要表现虚拟世界的身临其境感觉，不仅是帧率方面，五感方面的感知要同时满足，而且你感受到的内容要完全合理，或者是让你觉得合理。

电影《安德的游戏》中的场景和FUI效果是我觉得在交互方面做的比较好的之一。

回到视觉感知方面。

首先，重要的是要记住你一开始是如何看到图像的。

光线穿过你眼睛前面的角膜，直到它到达晶状体。

然后，晶状体将光线聚焦在眼睛最后面一个叫做视网膜的地方。

然后，位于眼睛后部的感光细胞将光线转化为电信号，而被称为视杆细胞和视锥细胞的细胞则在运动中接收光线。

视神经将电信号传送到大脑，大脑将电信号转换成图像。

当你在看真实的球场观看一场棒球比赛，或者你盯着一个在你的人行道上骑自行车的孩子时，你的眼睛——和你的大脑——正在把视觉输入作为一个连续的信息流来处理。也就是在人类有限的感知下感受到的无限帧率。

但如果你在电视上看电影，在电脑上看YouTube视频，甚至玩电子游戏，就有点不同了。

我们相当习惯观看以每秒24到30帧的速度播放的视频或节目。

用胶片拍摄的电影是以每秒24帧的速度拍摄的。

这意味着每秒钟有24个图像闪过你的眼睛，它叫“视觉暂留”，人眼会自动对两帧之间的画面进行脑补。

让我们来看一个关于《动态的错视》的介绍视频

现在人们通过AI程序，可以自动对低帧率或者快速的视频进行自动升格处理，最终获得数百帧的慢动作视频。

当你使用电脑或者电视玩游戏的时候，它会带来更快的60hz以上的刷新率。

当你使用一个刷新率为60hz的电脑显示器时，你的大脑处理来自显示器的光作为一个稳定的流，而不是一系列不断闪烁的光。频率越高通常意味着闪烁越少。

一部分人认为，大多数人检测闪烁的最大频率在50到90hz之间，或者说，一个人每秒最多能看到60帧。超过这个速度，人眼就无法察觉。

你可能会想，如果你在观看一些帧率非常高的内容会发生什么。你真的看到了那些闪过的画面吗?

毕竟，你的眼睛不会以每秒30幅图像的速度移动。

简而言之，你可能无法有意识地注意到这些画面，但你的眼睛和大脑可能会意识到它们。

以60帧每秒为例，这是许多人可以接受的最高限制。

一些研究表明，你的大脑实际上可能能够在比专家认为的更短的时间内识别你看到的图像。

例如，2014年麻省理工学院的一项研究的作者们发现，大脑处理眼睛看到的图像的时间只有13毫秒，这是一个非常快的处理速度。与早期研究中公认的100毫秒相比，这尤其快。13毫秒转换成大约75帧每秒。

眼科医生可以通过高速电影技术检查眼球内部的运动，即眼内运动，从而了解更多关于眼睛运行速度的信息。

如今，智能手机甚至可以通过拍摄高帧率慢动作视频捕捉到这些细微的动作。这项技术可以让手机在更短的时间内记录更多的图像。

随着技术的发展，专家们可能会继续开发新的方法来判断眼睛能看到什么。

你的眼睛和大脑正在做大量的工作来处理图像，比你可能意识到的还要多。

你可能不会去想你的眼睛每秒能看到多少帧，但是你的大脑正在使用所有的视觉线索来帮助你做决定。

每秒24帧的速度是指你不再能够看到抖动的速度，这也是为什么电影使用这个帧速率的原因；但这需要运动模糊才能完全有效(否则你会看到帧的变化)。

每秒50帧是闪烁融合速率，即中断帧的闪烁消失，图像看起来是坚实和连续的帧速率。这就是为什么50赫兹显示器看起来不错。

在电影院放映的电影中，如果它们以24 fps的速度实际显示，你会看到闪烁非常糟糕(屏幕变黑，而投影机推进帧)。

然而，电影放映机有一个“光中断器”，它为每一帧增加一个额外的闪烁：画面只显示一次，然后是黑色的，然后是同一帧，然后是黑色的。

这需要一个24 fps的电影，并显示它为48图像闪烁，这就是为什么你没有看到闪烁在电影院。

70 fps开始达到这样的程度：你真的看不到任何帧的变化或闪烁，甚至在你的眼角(外围比眼睛的中心更闪烁敏感)。

前几年我在和工作室同事开发VR游戏的时候，普遍的规则是必须达到90帧以上，才会让玩家减少3D眩晕的感觉。又由于VR游戏中两个眼睛看到的画面不同，所以带来了很高的硬件门槛。

你可能听人说过，动物的视力比人类好。事实证明，事实并非如此——人类的视觉敏锐度实际上比许多动物都要好，尤其是小动物。

所以，你不需要假设你的家猫实际上每秒看到的帧数比你多。事实上，你可能比你的猫、狗或金鱼看得更清楚。

然而，有一些动物的视力甚至比我们的还要好。这包括一些猛禽，它们每秒能看140帧。

人对于视频图像的帧率感知能力也是潜移默化逐渐的被训练出来的。

之前大家肯定都看过很多的GIF图片和flash动画，这些动态图像大多都只有十几帧的播放速度，但是大家并没有觉得很卡。

电脑游戏玩家拥有最好的眼睛，这是因为视觉感知的训练结果，竞技类游戏尤其擅长训练视觉。

近几年的电竞显示器或手机已经可以支持144hz高帧率模式，确实是带来了更顺滑的感觉。

如果你听说过关于战斗机飞行员的研究，其中他们展示了一种感知屏幕上1/250秒闪过的图像的能力。

随着科学家们继续探索，我们可能会了解更多关于我们的眼睛和大脑能够看到和理解的东西。

我喜欢从感知方面去理解这个问题，因为无论外界如何变化，都会由于各个独立的人的感知不同，带来不同的感觉。

人类视觉系统的时间整合通常遵循布洛赫定律(Bloch，1885)，根据布洛赫定律，其他相同的视觉刺激的可检测性只取决于它们的能量，即亮度和持续时间的乘积。

例如，亮度为80 cd/m2、亮度为30 ms 的闪光灯与亮度为40 cd/m2、亮度为60 ms 的闪光灯同样能被检测到。这表明，时间积分可以很容易地用能量总和来描述。

在持续时间小于100ms的闪光中，强度和持续时间之间存在权衡。

当你的眼前出现一纳秒的非常明亮的光 然后 再次出现十分之一秒的昏暗光，给人的感觉是一样的。这个范围的上限通常称为临界持续时间。

一般来说，人们无法在非高度几种的情况下，在十分之一秒的持续时间内清晰的区分短、亮和长、暗的刺激。

另外单从图像识别上来看，人类可以感知3微妙的闪光信息就能够辨别出物体的形状。

这有点像在相机快门速度和光圈的关系: 通过让大量的光在大光圈和设置短的快门速度你的照片将会同样采取良好的曝光,让少量的光与狭窄的孔径和设置一个长快门速度。

但是，虽然我们很难分辨小于10毫秒的闪光强度，但我们可以感知到令人难以置信的快速运动残影。

布洛赫定律描述的是简单的能量求和，而在特征融合中发现了复杂的时间动力学。

在特征融合中，刺激物在同一视网膜位置快速连续呈现。

由于刺激持续时间较短，观察者看不到单个元素，只能看到一个融合对象。

如果一个红色圆盘紧接着一个绿色圆盘，那么颜色熔丝和两个圆盘就被认为是一个黄色圆盘。

此外，当游标之后紧跟着相应的反游标，即偏移方向相反的游标时，观察者只能感知到一个熔融游标。感知到的这种融合游标的偏移量是游标和反游标偏移量的组合。

可以通过改变游标或反游标的偏移量来改变融合游标的感知偏移量。

例如，通过增加游标的偏移量，可以更经常地根据游标的偏移方向感知到融合游标的偏移量。

熔融游标偏移量似乎较小，因为游标和反游标有相反的偏移方向，这在一定程度上相互抵消。另外，当一个以上的游标和反游标序列出现时，观察者只能看到一个熔融游标。

这种特异性与我们感知不同类型运动的方式有关。

如果你坐着不动，看着前面的东西动来动去，这与你走路时看到的景象是非常不同的信号。

人的视觉中心部分，在检测运动时实际上是非常差的，所以如果你看着屏幕中间的东西移动，刷新率是多少并不是什么大问题。

但在我们视觉重心的外围，我们能很好地察觉到运动。

这玩意好像和人类进化的注意力有关。

以游戏为例。

当玩家注意力集中在屏幕中央时，屏幕其他部分充满了玩家的周边视觉，并以60赫兹或更多的频率更新时。

许多人会说，在玩CS的时候他们有一种强烈的身体移动的感觉。（以前玩CS的时候会出现这种感觉）

这就是为什么VR头盔可以在周边视觉中运行，更新速度如此之快(90hz)的部分原因。

当然，职业玩家可能能分辨出细微的差别，但对我们其他人来说，这就像红酒就是红酒一样。

当玩家在玩第一人称射击游戏时，我们不断地控制鼠标移动和视觉之间的关系，我们在三维空间中导航和移动，我们也在搜索和跟踪敌人。

因此，我们不断地通过视觉信息更新我们对游戏世界的理解。

流畅、快速、令人耳目一新的图像的好处在于我们对大规模运动的感知，而不是对细节的感知。

另外一项研究发现，我们在FPS游戏中寻找并将元素归类为目标时，我们是在追踪多个目标，并检测小物体的运动。例如，如果你对小物体进行运动检测，你能检测到的物体的最佳时间频率是多少?

答案是在7 - 13hz之间。在那之后，我们对运动的敏感度显著下降。

当你想做视觉搜索，或多重视觉跟踪，或只是解释运动方向时，你的大脑会在一秒钟内连续播放13张图像，所以你会将中间的其他图像平均成一张图像。

法国国家科学研究中心，认知科学研究员Rufin vanRullen 在 2010年发现，这确实发生在我们的大脑中。你可以看到一个稳定的活动在人脑右顶叶区域一个脑电图中的13赫兹脉冲。

这证明在游戏中我们能够感知帧率的差异并不一定意味着感知会影响我们的反应时间。

视觉频率对于画面运动影响是有极限的，但是超越这个极限只会让你觉得舒服，而不会让画面完全达到真实感。

分辨率要重要得多，但只对我们眼睛关注的中央小区域非常重要，它只包含你视觉中心的几度范围之内。所以我们只需要根据我们眼睛的视觉中心做更加高清的分辨率就好了。

对此我们得到结论：视觉中心的分辨率和清晰度最重要，视觉边缘的运动帧率最重要。

电子游戏和人眼不一样，电子游戏渲染到屏幕上的中心点，不一定是人眼的视觉中心，人眼依旧会往不同的屏幕区域看。所以不要盲目的开启或滥用屏幕后处理效果，比如motionblur和自动曝光。

人们感知到的画面内容合理性非常重要，这是你从出生以来刻画到脑中的经验模型。

就像做梦一样，大脑自动生成的真实感画面，由于呈现内容的不合理，会让你觉得不真实和跳脱，你自己就会觉得是梦境。

不同人由于感光细胞差异对于同一画面的感受不同，世界上没有任何两个人看到的画面是相同的。

对于游戏来说，帧率是一个老生常谈的问题。

目前开发游戏的过程中，由于大量3D渲染和数据处理，往往会选择性价比最高的分辨率和刷新率来让玩家在硬件设备可以支撑的条件下有一个相对于流畅的体验。

如果在硬件可承受的范围之内，肯定要保证画面质量和刷新率达到一个平衡。

通过本文内容，我们大概对于人对于连续运动画面的感知有了一定的了解，我们知道了人类感知帧率的调节是复杂，且多变的。

那么说到优化帧率，我们就要输入大量的信息输入，用来定制化的对性能进行优化。

当我们试图通过出错误的万金油方式进行性能优化，那么这个方向很可能就是错误的。

有可能花费大量人力，却没什么作用，或者是画面被削弱的非常明显，这都是不恰当的。

埃隆马斯克接受记者采访时说过：许多时候，一群聪明的人大量浪费时间在完成一个愚蠢的决定。

所以我们宁可把决定梳理清除，也不要盲目的进行开发。

比如你玩手机游戏，玩了一会发烫降频了，分辨率和帧率同时降低，自动切换到低画质。这就像我抽血晕倒的那样。这个降频过程还是挺真实的。

相关视频资料：

令人眼冒金星的昆视现象 Entoptic Phenomenon：

还有一种说法是由：谢瑞尔氏现象(Scheerer's phenomenon)引起的。

参考资料:
帧率wiki
知乎：人眼是否存在「视觉频率极限」？
How Many Frames Per Second Can the Human Eye See? BY: Ann Marie Griff
How many frames per second can the human eye really see? BY: ALEX WILTSHIRE
Entoptic Phenomenon Notes BY:Ophthalmology Notes

当你谈论“如果世界是虚拟的”的时候，不要忘了那意味着“你的一切感官和经验都可能是被模拟的、被操纵的，包括你的时间感、你的视觉或你自以为是视觉的运算的速度、你的脑或你以为是脑的运算系统的运转速度”，对这个讨论“最少需要的帧率”，那你得到的将是“多低都可以，因为可以将你的运算速度搞得相应缓慢”。

“需要满足多少种感官的感受性才能让你感觉身临其境”，呵呵，你所谓的身临其境对应的一切经验，不都是你感受到的么，哪有一个是所谓客观现实呢。不需要满足任何感官，只要让你以为你满足了、以为你就那么多感官就行了。

这和 VR 技术的设计、普朗克时间的概念之类没有任何关系，别忘了你并不知道那些东西到底是真的还是虚拟世界告诉你的。你对所谓“真实的世界”是没有任何直接知识的。

顺便说，现有的科学理论并不认为所谓普朗克时间是时间的基本单位。普朗克时间是理论上的最小可测时间间隔，那理论也不担保自己是对的。拿这些概念哗众取宠，在全世界的问答网站上都很常见，那没有什么用。

一个冷知识：图像从眼睛视觉到大脑形成图像感知，这个过程本身是需要大脑处理的。单独的传感器不结合大脑则无法完成视觉功能（某种程度上也可以说眼睛算大脑的一部分）。

那么，由于大脑的处理速度有上限，眼睛看图像的处理速度也有上限。而不同人的大脑处理能力不同，所以不同人能够感知的最高帧率并不一致。

如果从虚拟的角度，只要达到你的大脑对图像处理能力的上限即可。

但是，完成上述工作并不用做到高帧率，毕竟，我们可以改变你大脑对时间的感知，使得你的感知速度下降到能匹配虚拟异世界的生成速度。这样至少在视觉方面是没有问题了。

目前没有必要过多在意这个问题，毕竟在直接输入神经信号之前应该并没有办法实现完全意义上的身临其境。你戴VR眼镜始终存在着重量，这种感知并没有办法被屏蔽。而戴着一个有重量的头盔，至少我个人是没法感觉身临其境的。——而在这个虚拟世界中，扣扣头发，摸摸鼻子，拍拍手这样的操作也会变得不自然。气味闻不了，也无法果腹，充其量虚拟个橡皮泥给你接吻，所以这些，离身临其境还有很远很远的距离吧，相比这些，图像帧率真的是个挺次要的因素。

普朗克时间，5.39116*10^(-44)秒，是时间量子的最小单元。就是说，根据现有物理理论，在短于这个时间内发生的事情，我们无论如何不可能测得。

它的倒数即是真实世界的帧率：

1.85489*10^(+43) fps

注：很多回答说的并不是“世界的真实帧率”，而是“人眼对世界的感知的真实帧率”，而且并不严谨。前者是个理论物理问题，后者是个神经科学问题，关于后者有兴趣可以关注下黄铁军教授的工作。