30-FPS-Spiele sind gekommen, um zu bleiben. Hier ist der Grund

Die PlayStation 4- und Xbox One-Konsolen boten wie die Generation davor eine kurze Liste von 60-fps-Spielen. Zu Beginn der aktuellen Generation schien es, als würden 60-fps-Spiele zur neuen Normalität werden. Jetzt sind 30 fps zurück auf der PS5 und Xbox Series X. Warum?

Was hat es mit Frames auf sich?

Um sicherzustellen, dass alle auf derselben Seite sind, ist die Bildrate eines Videospiels die Anzahl der eindeutigen aufeinanderfolgenden Bilder, die auf dem Bildschirm angezeigt werden. Diese Frames werden vom Spielgerät „gerendert“ und an das Display gesendet.

Es gibt zwei Hauptgründe dafür, dass höhere Bildraten das Erlebnis und die Präsentation von Videospielen verbessern können. Erstens entsprechen mehr Frames flüssigeren Bewegungen auf dem Bildschirm. Je niedriger die Bildrate, desto größer die Lücke in der sichtbaren Bewegung. Gehen Sie niedrig genug, und die Dinge sehen aus wie eine Diashow, halten Sie die Bildrate hoch genug, und die Dinge sehen flüssig aus.

Wie niedrig ist zu niedrig? Animationen werden normalerweise mit 12 fps erstellt (mit höheren Raten für Actionszenen). Kinofilme werden mit 24 fps gedreht, und Fernsehinhalte tendieren zu 30 fps. Aufnahmen von Action-Kameras werden normalerweise mit 60 fps aufgenommen, da sie wahrscheinlich schnelle Bewegungen enthalten.

Das mag so klingen, als ob 12 fps oder 24 fps für ein Videospiel in Ordnung sein sollten, aber das ist nur die halbe Wahrheit. Da Videospiele interaktiv sind und auf die Steuereingaben des Spielers reagieren, geht es um mehr, als Ihr Auge sehen kann. Es geht auch darum, wie schnell das Feedback Ihrer Augen widerspiegelt, was Sie dem Spiel mit der Steuerung sagen.

Dieses Diagramm zeigt, wie oft die Spielwelt mit unterschiedlichen Raten aktualisiert wird. Beachten Sie, wie groß die Intervalle bei 30 fps im Vergleich zu 60 fps sind.

Bei 60 fps wird der Spielstatus auf dem Bildschirm doppelt so oft aktualisiert wie bei 30 fps. Das bedeutet, dass es halb so lange dauern sollte, bis Ihnen Ihre Eingaben und Ereignisse im Spiel mitgeteilt werden. Es ist hilfreich, sich die Framerate als „zeitliche“ Auflösung vorzustellen. Je mehr Frames gerendert werden, desto mehr Informationen erhalten Sie über das Geschehen.

Warum gerade 30fps oder 60fps?

Framerate-Zahlen sind willkürlich, und eine Konsole kann (und tut) Frames in jedem Fall bis zu ihren technologischen Grenzen produzieren. Warum sich also auf 30 fps und 60 fps konzentrieren? Das hat mit der Bildwiederholfrequenz der von uns verwendeten Displays und den Übertragungsstandards für das Fernsehen zu tun.

Historisch gesehen wird in NTSC-Regionen (z. B. den USA) die Bildwiederholfrequenz auf 60 Hz abgerundet, was bedeutet, dass maximal 60 fps angezeigt werden können. In PAL-Gebieten waren Fernseher auf etwa 50 Hz begrenzt, was 50 fps entspricht.

Hier sehen Sie den RF (Radio Frequency)-Modulator für einen alten Sega Megadrive, der mit „PAL“ gekennzeichnet ist, was bedeutet, dass er einen Fernseher mit einer Frequenz von 50 Hz erwartet.

Wenn ein Spiel nicht mit diesen Bildraten ausgeführt werden konnte, bestand die nächstbeste Lösung darin, die Hälfte der Bildwiederholfrequenz anzustreben, da dies gleichmäßige Frames ermöglichte, die der Bildwiederholfrequenz entsprachen, indem zwei Aktualisierungen pro Bild beibehalten wurden. Teilt sich die Framerate nicht exakt in die Bildwiederholfrequenz des Displays, führt dies zu Rucklern und „abgerissenen“ Frames. Dies ist auch heute noch relevant, da die meisten modernen Fernseher auf 60 Hz begrenzt sind.

Sie denken vielleicht: „Aber was ist mit 24-fps-Filmen im Fernsehen?“ Das ist ein Problem, das auch heute noch besteht, und verschiedene Fernseher haben unterschiedliche Möglichkeiten, mit dieser Diskrepanz umzugehen. Dies führt häufig zu abgehackten Bewegungen, bekannt als „Pulldown-Judder“, und deshalb sehen Schwenks so sprunghaft aus, wenn ein Film mit 24 fps auf einem Fernseher gezeigt wird.

Heutzutage lösen Fernseher und Monitore mit variabler Bildwiederholfrequenz (VRR) dieses Problem, indem sie den Monitor seine Bildwiederholfrequenz an die Bildfrequenz anpassen lassen, aber es wird einige Zeit dauern, bis diese Funktion zur Norm wird.

Einige Konsolenspiele bieten jetzt einen 40-fps-Modus für Spieler mit einem 120-Hz-Display. Denn 40 teilt sich gleichmäßig in 120, aber nicht in 60. Dies bietet einen guten Mittelweg zwischen der knackigen Reaktionszeit von 60 fps und den geringeren Hardwareanforderungen von 30 fps.

Der Anreiz für 30 fps ist mächtig

Die große Frage ist, warum sind Spiele jetzt auf Konsolen der aktuellen Generation, die nur die Option bieten, mit 30 fps (oder 40 fps) zu laufen, wenn sie so viel leistungsstärker sind als zuvor?

Hier spielen zwei Faktoren eine Rolle. Erstens stellt eine Konsole einen festen Pool von Leistungsressourcen dar. Dies bedeutet, dass Sie sich einem eisernen Dreieck aus Auflösung, Spielkomplexität und Bildrate gegenübersehen. Jedes Spiel muss diese verschiedenen Aspekte ausbalancieren, um ein zufriedenstellendes Enderlebnis zu erzielen.

Da die überwiegende Mehrheit der von Konsolenbesitzern verwendeten Displays (vorerst) 60-Hz-Displays sind, gibt es nur zwei realisierbare Bildratenziele: 30 fps und 60 fps.

Beachten Sie, dass 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 15 und 20 Bilder pro Sekunde gleichmäßig in 60 Hz aufgeteilt werden. Leider lässt sich keine Zahl zwischen 30 und 60 durch 60 teilen, und keine der Zahlen unter 30 fps bietet das, was die meisten Spieler als spielbare Erfahrung ansehen würden. Auch wenn ein bestimmtes Spiel stabile 35 oder 45 Bilder pro Sekunde schafft, gibt es keine Möglichkeit, dies auf einem typischen Fernseher korrekt anzuzeigen.

Warum also nicht einfach 60 fps anpeilen? Hier kommt die feste Plattformnatur von Konsolen ins Spiel. Das 30-fps-Ziel bietet die längste „Bildzeit“ bei der niedrigsten Bildrate, die Spieler tolerieren. Je mehr Zeit Sie haben, um jeden Frame zu rendern, desto mehr Details und Effekte können in den besagten Frame gepackt werden. Es gibt der CPU auch mehr Zeit für Berechnungen, die möglicherweise nichts mit Grafiken zu tun haben. So kann Ihr Open-World-Spiel beispielsweise ausgefeiltere KI- oder Physiksimulationen enthalten, da die CPU zwischen den einzelnen Frames mehr Zeit hat, um die Arbeit zu erledigen.

Da jedes neue Spiel versucht, das nächste in Bezug auf Grafik und Funktionen zu übertreffen, ist es unglaublich verlockend, die doppelte Framezeit zu haben, um Ihre Ziele zu erreichen. Schließlich zeigen Screenshots und 30-fps-Trailer keine hohen Frameraten!

Menschen ändern sich nicht

Wird es einen Punkt geben, an dem Konsolenspiele mit 30 fps endgültig der Vergangenheit angehören? Das Problem hier ist nicht eines der Technologie, sondern eines der Menschen. Solange der durchschnittliche Konsolenspieler gerne ein Spiel mit 30 fps spielt, werden Entwickler diese große Frame-Zeit gerne nutzen, um ihre Leinwand zu bemalen.

30 fps werden wahrscheinlich auf ewig die untere akzeptable Grenze bleiben. Mit der Verbreitung von Fernsehern und Monitoren, die mit jeder beliebigen Bildrate anzeigen können, werden wir jedoch wahrscheinlich mehr Spiele sehen, die frei zwischen 30 und 60 Bildern pro Sekunde schwingen oder mit festen Bildraten wie 45 oder 50 laufen. Wir vermuten dennoch dass selbst zukünftige Konsolen mit der zehnfachen Leistung heutiger Systeme zu den niedrigsten Bildraten tendieren werden, die Spieler akzeptieren werden, um die schillerndste Grafik zu erzielen, die möglich ist.