O que são Frames por Segundo?

Os gamers de plantão certamente já devem ter ouvido, ou até usado muito esse termo. Para muitos, é apenas um número técnico e sem importância. Para outros, é um verdadeiro termômetro que mede o desempenho de seu equipamento ao rodar um jogo ou um vídeo de alta qualidade. Vamos conhecer um pouco mais sobre o famoso FPS: Frames por Segundo.

A composição das imagens

Por trás de toda a ação e do movimento que você vê em qualquer tipo de vídeo, incluindo nos games, existe um truque que transforma imagens paradas em imagens animadas. A ilusão que nosso cérebro interpreta como movimento é feita exibindo-se vários quadros consecutivos em um curto período de tempo.

Isso pode ser facilmente experimentado desenhando-se várias figuras ligeiramente diferentes em um bloco de notas e, em seguida, passando-as rapidamente na frente de seus olhos. O objeto ficará “animado”. O mesmo ocorre com o cinema, mas, em vez de desenhos, temos fotografias dispostas em uma fita semitransparente, chamada de filme.

Amostra da composição de imagens estáticas para criar movimento (Fonte da imagem: Wikipedia)

Quanto mais desenhos (ou “frames”) forem exibidos no mesmo período de tempo, mais natural é a ilusão de movimento. Foi padronizado que o tempo de 1 segundo deveria ser usado como parâmetro, nascendo assim, o termo “Frames por Segundo”.

Quanto mais, melhor?

Durante muito tempo, a indústria cinematográfica usou a definição de 24 frames por segundo para mostrar filmes com fluidez satisfatória, alegando que nossos olhos não conseguiriam ver diferença com taxas mais altas. Hoje sabemos que isso está longe de ser verdade.

Uma pequena demonstração neste site deixa clara a diferença entre várias animações iguais exibidas em taxas de 15, 30 e 60 FPS. Perceba que, no primeiro, o movimento existe, mas é pouco fluido e parece deixar rastros. Já a animação no segundo quadro é bem melhor, com uma boa fluidez. O último roda com uma taxa de 60 FPS e, praticamente, não deixa rastros no caminho da figura.

O padrão na maioria das obras cinematográficas hoje é de 30 frames por segundo. Já nos games, foi convencionado que a taxa de 60 FPS é a ideal para transmitir a experiência de maneira satisfatória. Isso porque, diferente dos filmes e da TV, o jogador não está apenas assistindo a um vídeo, mas também interagindo com ele.

Enquanto você está jogando um video game, você espera que as repostas para os comandos apareçam na tela imediatamente, em tempo real. Para isso, uma boa taxa de FPS é fundamental.

Haja hardware para aguentar

Apesar de ser o ideal, mostrar a ação nos jogos a uma taxa de 60 FPS não é nada fácil: quanto mais frames forem exibidos por segundo, maior o trabalho da placa de vídeo para conseguir "desenhá-los" a tempo.

Imagem de Crysis 2 (Fonte da imagem: divulgação Eletronic Arts)

Isso se torna mais difícil ainda com as altas resoluções da imagem que temos hoje, além da qualidade dos gráficos que vemos nos video games de última geração. Em outras palavras: os “desenhos” não só são mostrados mais rapidamente, mas também ficaram maiores e com mais detalhes.

Sendo assim, a capacidade de processamento do computador, ou do console, quase sempre é o limitante para a taxa ideal, exigindo que os programadores saibam equilibrar a qualidade pretendida com o hardware disponível, o que nem sempre é possível. Por isso, o mínimo de 30 FPS é geralmente o “normal” de muitos jogos.

Quando o hardware falha em produzir a imagem no tempo certo, o que vemos são aquelas lentidões incômodas, com o vídeo truncado e pausas instáveis. Isso se torna ainda mais evidente quando uma cena de ação intensa acontece repentinamente, ou quando o personagem sai de um túnel pequeno e escuro e entra em um cenário grande e cheio de vida, fazendo variar muito a taxa de FPS.

Por esses e outros motivos que a maioria das produtoras prefere sacrificar um pouco do FPS para dar ênfase em outros aspectos do jogo, como a qualidade da textura. Além disso, algumas técnicas, como o "Motion Blur", conseguem driblar um pouco essa fraqueza, dando a impressão de que a imagem está fluida, apesar de estar rodando a um FPS baixo.

Tudo tem limite

Existem “gamemaníacos” que usam a taxa de frames por segundo para competir, uma forma de comparar quem tem o hardware capaz de executar os jogos “mais pesados” com o FPS mais alto possível. Existem programas, como o FRAPS, que podem ajudar nessa tarefa, mostrando o FPS em tempo real.

Mas vale lembrar que, além da capacidade de processamento, a taxa de atualização da tela também é importante. Monitores de computadores e HDTVs geralmente tem uma taxa limitada a 60 FPS. Por isso, mesmo os jogos que conseguem rodar acima disso não serão exibidos além do limite do monitor, podendo até ocasionar problemas, caso do “Screen Tearing”.

Exemplo fabricado de Screen Tearing

Esse fenômeno ocorre quando existem diferenças entre o FPS do monitor e o vídeo sendo gerado, causando aquelas linhas horizontais que parecem quebrar o vídeo por um breve momento.

Para evitar que isso aconteça, existe uma opção nas configurações avançadas da maioria dos jogos, chamada V-Sync (ou sincronia vertical). Isso faz com que o processamento de vídeo que está acontecendo a 75 Hz, por exemplo, aguarde que o frame seja gerado por completo antes de o mandar para a tela, forçando a placa de vídeo a desacelerar o processamento para não passar do limite de 60 Hz imposto pelo monitor.

É importante lembrar que essa opção só deve ser ativada para corrigir o problema de “screen tearing”, já que forçar a sincronia de vídeo pode causar queda no desempenho. Se a exibição em seu monitor estiver normal, mantenha o V-Sync desativado.

Além dos 60 FPS

Algumas TVs de alta definição modernas possuem recursos para exibir vídeos a uma taxa de 120, ou até 240 Hz. Mas como são poucas as fontes de vídeos que suportam essa frequência, tais TVs usam um truque para duplicar os 60 FPS normais, criando um frame temporário entre cada quadro recebido e incrementando a imagem na tela.

(Fonte da imagem: divulgação Sony)

Cada fabricante possui sua própria tecnologia para aumentar o número de frames (como o “Motion Flow” da Sony e o “TruMotion” da LG), mas, no geral, todas usam o mesmo método. Apesar de propor um aumento na fluidez, muitas pessoas podem não se acostumar muito bem com a sensação de assistir às imagens aceleradas, motivo pelo qual esse recurso geralmente permanece desligado.