¿30 Fps? ¿60 fps? Siempre hemos debatido en cuanto a framerates, los cientificos cognitivos con los que ha hablado la gente de PCGAMER tiene algunas respuestas complejas al respecto.
Me la paso muchas veces en los primeros minutos de un juego, mirando el contador de frames por segundo en el angulo de mi pantalla.
Les juro que no tengo el contador todo el tiempo funcionando. ¿Eso sería poco sano, no? Pero los frames por segundo son importante para nosotros. Es lo principal que medimos por lo cual cambiamos hardware. ¿Y porqué no?.
¿Pero pueden uds. ver altos framerates? Así empieza una discusión casi tan vieja como los juegos de PC, una constante y confusa guerra en la cual el orgullo choca contra la ciencia. Más alla del enojo via Internet, es una importante pregunta, especialmente desde que se mete de lleno con la experiencia mas básica de cómo jugamos en PC. ¿Cuál es el máximo framerate que el ojo humano puede ver? ¿Cuan perceptiva es la diferencia entre 30Hz y 60Hz? ¿Entre 60Hz y 144Hz? Hasta que punto tiene sentido llevar un juego a velocidades más rápidas?
La respuesta es compleja y desordenada. No vas a estar de acuerdo en algunas partes de lo que leas; hasta pueden algunos enojarse mucho. Expertos cognitivos en Ojos y Visualización, aún aquellos que juegan videojuegos, pueden tener una perspectiva bastante diferente que la tuya acerca de qué es lo importante en el flujo de imágenes que se muestran en computadoras y monitores. Pero la vista humana y la percepción es algo complicado y extraño, y no siempre trabaja tal cual se siente.
Aspectos de la visión
Lo primero que debemos entender es que todos percibimos diferente a otros los aspectos en cuanto a visión. Detectar movimiento no es lo mismo que detectar luz. Lo mismo que cada parte del ojo se comporta diferente a otros (N. d. E. : Recuerdan la viralización del vestido si era dorado y blanco, o azul y negro?). El centro de tu visión es bueno para diferentes cosas que la periferia no. Y otra cosa es que hay limitaciones físicas naturales en cuanto a qué podemos percibir. Toma tiempo a la luz para pasar a travéz de la córnea y asi convertirse en información en la que tu cerebro pueda actuar, y tu cerebro solo puede procesar la información a cierta velocidad.
Pero hay otro concepto también importante: el todo de lo que percibimos es más grande que cualquier elemento simple el cual nuestro sistema visual pueda alcanzar divisar. Este punto es fundamental para entender nuestra percepción de la visión.
“No puedes predecir el comportamiento de todo un sistema basado en una sola neurona, o una célula»
Fueron las palabras de Jordan DeLong. DeLong es asistente de profesor en la Facultad de Psicología del colegio San José en Rensselaer, y la mayoría de sus estudios es en Sistemas Visuales. “Podemos actualmente percibir cosas, como el ancho de una linea o la alineación entre estas dos, y no es que no lo podemos hacer con una sóla neurona, es porque usamos aproximadamente miles y miles de neuronas para comparar lo que cada una percibe. Tu cerebro como un todo es mucho mas preciso que una sola parte del mismo”.
Y finalmente, somos especiales. Los jugadores de computadoras tenemos los mejores ojos a la redonda. “Si estas trabajando con gamers, estas trabajando con gente con su máximo nivel de visión», dice DeLong. Eso es porque la percepción visual puede ser entrenada, y los juegos de acción son muy buenos para dicho entrenamiento.
“[Los juegos son] únicos, una de las pocas maneras de, masivamente, aumentar casi todos los aspectos de tu visión, contrastando sensibilidad, habilidades de atención y trackeo de objetos múltiples” dice Adrien Chopin, un investigador con un Post-Doctorado en ciencias cognitivas. Tan buenos son, que los videojuegos son usados en terapias visuales.
Así que antes de enojarte con los científicos hablando sobre framerates que puedas y no percibir, aplaudete a ti mismo: si juegas videojuegos de alto contenido de acción, seguramente eres mucho más perceptivo que una persona promedio.
Percibiendo movimiento
Vamos a los numeros. Lo primero es pensar en frequencia de parpadeo. La mayoria de la gente percibe el parpadeo de una fuente de luz a un ratio de 50 a 60 veces por segundo, o hertz. Algunos pueden detectar el parpadeo a 60 hz de un tubo fluorescente, y la mayoría podrá percibir el parpadeo en su visión si mueve rápidamente los ojos cuando mira una luz modulada LED de muchos de los autos hoy en día circulantes.
Pero esto es solamente una parte del puzzle cuando hablamos de ver suave el movimiento en un videojuego. Y si has escuchado sobre algunos estudios en pilotos de aviones de combate, en donde se ha demostrado que pueden percibir el flash de una imagen mostrada a 1/250 segundos, eso no será lo que ayude a ver imagenes suaves en transición, que es de lo que se encarga los juegos de computadora. Y esto es porque los juegos lanzan imagenes en movimiento, y entonces invocan diferentes sistemas de visualizacion en contraste a las que simplemente procesan la luz.
Por ejemplo hay algo llamado «Ley de Bloch» “Basicamente, es una de las pocas leyes sobre percepción» dice el profesor Thomas Busey, presidente asociado de la Facultad de Ciencias Psicológicas y del Cerebro, en la Universidad de Indiana. Dice que hay una especie de transacción entre la intensidad y la duración de un flash de luz que dure menos de 100ms. Puedes tener un nanosegundo de una luz increíblemente luminosa y parecerá igual que si tuvieses una décima de segundo de una luz ténue. “En general, la gente no puede distinguir entre una corta, media o larga estimulación de luz por más de una décima de segundo” dice. Es como una relación entre la apertura del obturador (medido en F)de una cámara y su velocidad (medido en segundos o milisegundos): dejando que pase mucha luz en una apertura ancha pero en una poca cantidad de segundos y dejando poca luz que pase, pero con más cantidad de segundos, va a estar igualmente expuesto ese sensor de cámara finalmente a lamisma cantidad de luz. (N. d. E.: En fotografía básica se maneja igual el flujo de luz, jugando entre Apertura de diafragma y velocidad de obturación. Piensenlo como una autopista: Es lo mismo que pasen 5 autos (diafragma) en 2 carriles por segundo (velocidad obturación), a que pasen 10 autos en 1 carril solo.)
Pero mientras tenemos problemas para distinguir la intensidad de los flahes de menos de 10ms, podemos percibir rápidamente cosas en movimiento “Tienen que ser muy especificas y especiales, pero podrías ver un artefacto a 500 frames por segundo si quisieses” le cuenta a PCGAMER DeLong.
Esta especificación se debe a la manera en que percibimos diferentes tipos de movimientos. Si estas sentado quieto y ves cosas delante tuyo moviendose, es una señal muy diferente a la que obtienes cuando estas por ejemplo caminando y moviendote. «Se centran en diferentes lugares» dice DeLong. “La parte media de tu visión, la region de la fóvea, que es la que mas detalles tiene, es bastante mala para detectar movimiento, así que si estas viendo cosas moverse en la pantalla, no es tan importante a que velocidad de refresh lo hace, no puedes verla con esa parte del ojo”
Pero en la periferia de nuestros ojos detectamos el movimiento increíblemente bien. Como una pantalla llenándonos la vista periférica y actualizándose a 60Hz o más, mucha gente tendrá la sensación de que están en movimiento, aunque esten sentados. Eso es lo que parcialmente hacen los cascos de Realidad Virtual, que pueden operar en la periferia de la visión, y actualizar rápidamente a 90Hz.
Tambien es bueno considerar algunas de las cosas que hacemos cuando jugamos, por ejemplo, juegos de primera persona. Estamos continuamente controlando la relación entre el mouse y el movimiento en pantalla de una manera perceptiva loopeada en lo visual-motor del ojo en ese espacio 3D, y trackeando enemigos. Por lo tanto estamos continuamente actualizando nuestro entendimiento del mundo de ese juego con información visual. Busey dice que los beneficios de imagenes refrescadas rápidamente y suavemente, vienen hacia nuestra percepción de movimiento en larga escala, mas que el detalle en fino del mismo.
¿Pero cuan rápido percibimos movimiento? Luego de todo lo que han leído anteriormente, pueden adivinar que no hay una respuesta precisa. Pero hay respuestas definitivas, como esta: definitivamente puedes percibir la diferencia entre 30Hz y 60Hz.
¿Cuantos frames podemos realmente ver?
“Ciertamente 60 Hz es mejor que 30 Hz, demostrablemente mejor,” dice Busey. Y desde que podemos percibir movimiento a un ratio mas alto que los 60 Hz de una fuente de luz, no nos quedaremos en ese numero ya que el nivel deberia ser mas alto que ese, pero no podremos ponerle un numero exacto“. «Podría haber mesetas en 120 Hz o que pueda llegar hasta 180 Hz, pero no lo se»
“Creo que cuando llegamos a los 200 fps es como ver el movimiento que vemos en la vida real” dice DeLong. En términos generales DeLong siente que hay mucha menos gente que pueda detectar cambios de suavidad en una pantalla a 90Hz. “Seguro, aficionados podrán decirnos que ven pequeñas diferencias, pero para el resto de nosotros es como que el vino rojo… es rojo»
Chopin mira esto de una forma diferente “Es claro por lo que vemos en la literatura científica, que no puedes ver a mas de 20 Hz”. Y aunque al principio parece un argumento débil, empieza a tomar sentido de a poco.
El explica que cuando estamos buscando un enemigo, miramos diferentes objectos en pantalla en un FPS, y estamos detectando movimiento de objectos pequeños. «Por ejemplo, si tomas la detección de un objeto pequeño, ¿cual es la frecuencia temporal óptima para un objeto que puedas detectar?.
Estudios han encontrado la respuesta y es entre 7 Hz y 13 Hz. Luego de eso, nuestra sensibilidad a los movimientos decae significativamente. «Cuando quieres hacer una búsqueda visual, o trackero multiple visual o solo interpretar la dirección de un movimiento, tu cerebro solamente tomará 13 imágenes de un segundo para un flujo de movimiento continuo, asi que los demás frames los pondras entre esas 13 imágenes.»
Descubierto por el científico Rufin VanRullen en 2010, esto sucede literalmente en nuestros cerebros: puedes ver un pulso de actividad de 13 Hz en un electroencefalograma, y también esta apoyado en la observación empírica del efecto llamado «Rueda de tren» que obtienes cuando fotografias o grabas un objeto girando a cierta velocidad. Si la fotografía la alejas o la grabación se reproduce a una velocidad diferente, verás un efecto como que el objeto rota al revés. “El cerebro hace lo mismo» dice Chopin. “Puedes verlo sin una cámara. Dado todos los estudios, no vemos diferencias entre los 20 Hz y más arriba. Vamos a los 24 Hz que es el estándard en la industria del cine. Pero más allá de eso no veo el punto de ir más arriba”.
Lo importante aquí es que Chopin habla de cómo el cerebro adquiere información visual de la cual puede procesar y actuar en consecuencia. No dice que no podemos ver diferencia entre 20 Hz y 60 Hz. «Que veas diferencia, no significa que seas mejor en el juego«, dice. «Más alla de los 24 Hz no te irá mejor, pero tendrás experiencias visuales fenomenales, que es diferente.” Hay una diferencia, por lo tanto, entre efectividad y experiencia visual.
Y mientras Busey y DeLong aciertan en que la apariencia estética de cierta cantidad de fotogramas por segundo es real, ninguno de ellos siente que el framerate es el todo o el fin de la tecnología en el gaming que quizás nosotros SI pensamos. Para Chopin, la resolución es mucho más importante: “Somos limitados en interpretar diferencia entre tiempos, pero casi no tenemos límite en interpretar diferencias en el espacio».
Para DeLong, la resolución también es importante, aunque sólo en la parte central de la región del ojo, que es la cual se centra en los detalles, pero solamente abarca unos pocos grados en tu visión total: «Algunas de las cosas mas convincentes que he visto fue con el trackeo de ojos. «Por qué no hacemos resolución full de texturas sólo en las areas del ojo donde realmente las necesitamos?» Pero su foco central es en el ratio de contrastes: «Cuando vemos realmente negros y blancos brillantes, es realmente asombroso» cuenta.
Lo que realmente sabemos
Luego de todo esto, ¿que sabemos realmente? Que el cerebro es complicado, que no hay una respuesta universal que aplique a todos.
- Algunos pueden percibir flasheos a 50 o 60 Hz de una fuente de luz. Refrescos más altos reducen la percepción de dichos flashasos.
- Detectamos movimiento mejor en la periferia de nuestra visión.
- La manera en la que percibimos el flash de una imagen es diferente de cómo percibimos movimiento constante.
- Los gamers son mas sensitivos en cuanto a ojos entrenados, para percibir imagenes cambiantes que la mayoría de los mortales.
- Justo porque podemos percibir la diferencia entre frames no significa que eso impactará en nuestro tiempo de respuesta.
Entonces no es algo pequeño lo que se discute, ya que también deberemos considerar si nuestros monitores son actualmente capaces de enviar imagenes a estos altos niveles de frames. Muchos no tienen más alla de 60 Hz, y Busey cuestiona si realmente los monitores de 120 Hz son realmente tan rapidos (según un informe muy detallado de la gente de TFTCentral, lo hacen). Como alguien que también disfruta de juegos a 30 FPS rendereado por mis consolas, puedo relatarles a ellos que otros aspectos visuales pueden conectar mejor con mi percepcion visual.
Por otro lado, estaría bueno escuchar de equipos profesionales acerca de las experiencias objetivas con el framerate y como afecta a su performance. Quizás puedan corroborar o contradecir a la ciencia. Si los gamers son especiales en cuanto a visión, quizás deberemos ser nosotros los que pasemos la palabra para que los demas entiendan.