數據總能讓你直觀地去判定一個游戲的好壞。銷量,售價,評分,這些數字總能引起我們的購買欲望。但是還有一組特別數據,要是它達不到要求,估計你會連玩游戲的欲望也沒有了。我們都明白《最后生還者》是一款把PS3機能施展到極致的游戲,其精美的畫面總是讓我們流連忘返,但你肯定不希望它卡成精美的PPT吧?所以在談論眾多游戲數據時,我們永遠繞不開一個老生常談的話題——那就是游戲的幀率。
你不會想玩只有10幀的《最后生還者》吧?
首先我必須澄清一點,就是在我們口頭討論游戲流暢度的時分,總是把“幀數”(Frame)和“幀率”(Frame rate)同日而語。其真實評測游戲流暢度的時分,幀率才是那個重要的指標,而不是幀數。關于這一點我會在下文中張開講。
那么為什么幀率那么重要呢?所有的老玩家應當都明白幀率是游戲體驗的基石,它的高低與穩定與否直接決定了游戲的流暢性與可玩度。是的,幀率幾乎是游戲流暢的全部。那我們就天然而然地引出下一個問題:幀率是不是越高越好呢?其實不然,詳細原因《游戲幀數:并非越高越好,穩定更重要》這篇文章已經說的很清晰了。但這里我想補充的是:除了幀率,幀生成工夫與單幀畫面(不撕裂)對游戲體驗來說也很重要。
說到這里,有些玩家可能已經有點暈了。所以在正片開始之前呢,我提議以小時分常常玩的翻頁動畫為切入點,讓我們先對幾個關于幀的重要概念做一個大致的回顧。
小時分常玩的翻頁動畫
幀(Frame):一幅字畫叫一幀,這是字典上對幀的解釋。其真實游戲中大致也是如此,幀就是影像動畫中最小單位的單幅影像畫面。簡樸地來說,一幀就是一副靜止的畫面,連續的幀就形成了流暢的動畫。拿翻頁動畫舉例的話,其中的一頁就代表著一幀。其實游戲也是這么動起來的,只不過在這里“翻”的這個過程是由計算機來實現的。
幀數(Frames)/幀率(Frame Rate):普通玩家平時很輕易混淆這兩個概念。幀數指一般指單位工夫內幀的生成數量,而幀率指的則是單位工夫內顯示的幀數(一般以FPS為單位)。先舉個簡樸的例子:就像翻頁動畫,幀數代表著你翻到的那一頁的頁數,而幀率則代表你翻頁的速度。
再舉一個不算復雜的例子:假如一個動畫在一秒鐘內的幀數為60幀,兩秒鐘內的幀數為120幀,那么它的幀率則為60FPS。假如平均幀率越高,那么畫面越流暢。值得一提的是:在主機上,30FPS一般是游戲流暢運行的最低標準,而60FPS則被認為是比較完美的。
幀生成工夫(Frame Time):顧名思義,幀生成工夫指的就是渲染單獨一幀所需的工夫。也就是在翻頁動畫中翻一頁所需的工夫,所以生成幀的工夫一般十分短,通常以毫秒為單位。那這和游戲流暢度又有什么關系呢?讓我們先來做一點小小的計算:如某秒的幀數為30幀,那么已知每秒30幀是流暢游戲的最低標準,1s又等于1000ms,所以平均每幀的生成工夫為1000/30=33ms。也就是說只要每幀的生成工夫小于33ms,那么我們是難以察覺到游戲中的卡頓的。假如幀生成工夫忽上忽下,就算平均下來的FPS為30以上,整個游戲流程下來也不會太流暢。假如你不是很理解這個概念,下面這個幀生成工夫圖能更好地幫忙你更好地來理解這個概念(綠色代表流暢,紅色代表不流暢)。
33ms以下游戲就基本流暢了
說完了這么多,我想我們已經對幀率分析的基本概念有了一個了解。在PC平臺上,我們可以輕松地借助第三方軟件(Fraps),或游戲自帶的跑分程序來對游戲里的幀率表現有一個了解;而在主機平臺上,我們沒有現成的工具去衡量,靠肉眼去判定又不正確客觀,但游戲里的掉幀我們又是有目共睹的。那應當怎么辦呢。外媒Digital Foundry告訴我們主機的幀率分析一般分三步走:采集——分析——對比。下面就讓我們一步一步地進行解析吧:
預備工作
就像我之前講的,PC上有許多現成的工具(如Fraps)來測試游戲的幀率,但由于主機系統相對封閉,我們并不能在游戲主機上直接測試游戲的幀率表現。在這里,我們挑選“曲線救國”的方式:即先把主機的畫面搬到PC上,然后再對畫面里的幀率進行分析。在整個過程中,“搬”這個至關重要的步驟就由采集卡負責。我們都明白,一塊采集卡能把來自主機的信號轉換為電腦視頻文件,而這些可打開的視頻便為游戲日后的分析埋下了基礎。不過在這里,我想強調的是:這塊采集卡必須充足貴,充足高端(1080P 60FPS起步),也只有這樣,搬運自主機的視頻文件才能做到充足“無損”。假如搬運來的視頻與游戲實機畫面有出入,那么測試結果正確也無從談起。
這塊采集卡就要6000多RMB了
拿到這些無損視頻文件以后,我們以游戲《命運》為例,把它導入到DF自家的分析軟件FPS GUI中。
在這張圖的左邊中,從上到下我們可以依次清晰地看到當前幀率,幀生成工夫表,和幀率變化表。
而在右邊的這些設置看似復雜,實際上與幀率測試沒有什么太大關系。這些設置一般決定了圖表的顯示位置,顯示范圍,以及內部的顏色,字體等等。
FPS GUI軟件概覽
由于是初次導入,我們可以看到目前這些圖表的設置并不合理(顯示當前幀率的地方遮住了游戲的HUD),在經過一些快速修正后,我們來看看成果。
修正后的畫面
然后我們再來看看膾炙人口的跨平臺對比,我們分別導入兩個平臺的重復片段視頻,并設置成分屏顯示,在圖中我們可以清晰地看到左邊為PS4的幀率情景,右邊為XBOX的幀率情景,而圖表中不同顏色的線則代表不同平臺。
跨平臺對比
數據分析
我們已經大致了解了這款軟件的工作辦法,那就讓我們再次深刻,一探幀率測評的畢竟。這次我們從Composite(合成)選項卡轉到Video(視頻)選項卡。現在,我們可以從右邊的information(信息)欄中一目了然地看到關于幀的具體信息,下面我就對此欄做一個簡樸的漢化。
右邊有各項具體信息
視頻信息 幀信息
總幀數:3224 幀數:第2840幀
總撕裂幀數:3(0.09%) 是否屬于重復幀:否

總重復幀數:1613(50.03%) 是否屬于撕裂幀:否
平均幀率:29.98 撕裂幀位置:無
最低幀率:29FPS 當前幀率:30FPS
最高幀率:31.03FPS 渲染幀工夫:33.33ms
最高正常幀數:1到2621幀共2620幀
最高撕裂幀數:2621幀到2623幀共2幀
有了上表,我們就大致上了解游戲的運行狀況,比如畫面撕裂是否常見,幀數是否穩定,以及當前幀生成工夫(渲染幀工夫)。那么這些信息是否肯定正確呢?有了這些信息是否就夠了呢?讓我們帶著這些疑問,進入下一個環節。
畫面對比
要說游戲幀率評測的基本原則是什么,其實很簡樸,就是找到兩幀之間的不同。計算機直接導出的結果可能有誤,但逐幀對比肯定沒問題,不過有時分它們之間的差別又很難用肉眼直接對比出來。這時分,這款軟件的熱點圖功能(heat map)就派上了用場。
用于逐幀對比的熱點圖
如圖所示,這就是該幀的熱點圖。熱點功能把對比定位在了像素級層面上:假如圖中的顏色越亮,代表著與前一幀的區別越大,黑色則代表沒有任何區別。
而當我們把畫面移到下一幀時,我們發現整個圖像是暗的,這代表著這一幀與上一幀的畫面沒有任何區別。重復實驗,我們發現幾乎整個游戲流程都是這樣的排布。
全黑代表沒有區別
其真實60幀格式下錄制的視頻中,像命運這樣鎖30幀的游戲就應當有著一幀是重復幀,一幀是全新幀這樣的排布。而上述現象則剛好驗證了命運幀率為30幀的現實。
我們再看另一組對比,這次我們依次導入PS版與XO版的《蝙蝠俠阿卡姆騎士》,與《命運》不同,《阿卡姆騎士》對主機的機能要求更高,所以我們在兩個平臺上都找到了掉幀與畫面撕裂。
因為掉幀很輕易在幀率變化表中找到,而畫面撕裂則不然。所以找到畫面撕裂的時空位置又是游戲幀率評測的一大重點。現在先讓我們切換到一幀有撕裂的地方。如圖所示,在PS4畫面的上部我們可以看到一個十分明顯的撕裂。這處撕裂實際上是由程序的算法計算而來,并由短橫紅線標在畫面上,而圖片的下方紅豎線則示意撕裂的持續工夫與撕裂的大致位置。
左邊的畫面撕裂十分明顯
前面這組圖片展現的可能不太清晰,那么讓我們換張對比圖再做細心講解
這里畫面撕裂十分頻
如圖所示,首先我們要知道藍色代表XOS,綠色代表XO,在下方的幀率表當中,以橫中線為界(上為XOS的情景,下為XO的情景),表中豎中線代表當前幀。紅色所占該線區域則為撕裂位置(所以我們看到XO的畫面上并沒有撕裂),而紅色區域則代表撕裂工夫(兩個平臺不分伯仲)。
盡管這種紅線算法省時省力,不過算法總歸算法,也會有出錯的時分。當我們覺得這幀撕裂的狀況不確定時,我們可以再次利用熱點圖進行像素級別上的對比。
用熱點圖找撕裂位置
就像我之前所說,假如圖中的顏色越亮,則代表著與前一幀的區別越大,純黑色則代表與前一幀沒有任何區別。從圖上我們可以看出上一幀的部分畫面在這一幀的上部出現了滯留(黑色部分)。因此我們看到了畫面撕裂。假如我們想讓這些區別顯得更加明顯一些,我們可以切換為黑白模式,在這種模式下,只有相同(黑)與不同(白)兩種示意方式,因此我們可以更加直觀地找出區別。注:上圖與下圖不為同一幀。
用黑白模式找撕裂更明顯
既然說到手動審查,那么我們不得不再提一下左下角的幀生成工夫表。這里的幀產生工夫表不僅可視化了游戲過程的流暢程度,而且我們還可以通過這個圖表來判定幀率的測量是否正確。通過開頭的計算我們已經明白30fps對應的幀生成工夫為33ms,假如在視頻的某個區間內出現了大量的掉幀情景,而幀生成工夫還是維持在33ms左右,那么測量數據里肯定有一個不正確,所以這里的幀生成工夫就給整個測試上了一層保險。
非常有用的幀生成工夫表
寫在最后
最后其實我想說,對于玩家而言,測試主機幀率的實際意義與可行性并不大(光采集卡可能就已經比主機貴了),但是從側面來說,這也給了我們一個了解主機游戲測評的機會,滿意了我們的好奇心。
其實對大眾來說,做這種測試的最大意義還在于其輸出結果。通過幀率測試的數據,我們可以很直觀地看出一款游戲的優化是否良心,或者該在哪個平臺上購買該游戲,這給玩家和廠商都是一個巨大的參考。
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