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viernes, 19 de abril de 2019

Cómo afectan los FPS a la hora de jugar

Cómo afectan los FPS a la hora de jugar



Redactado por Aníbal Feiteira

Hoy haremos un repaso de cómo el ojo humano percibe los FPS y cómo afectan a la hora de jugar.

Hoy por hoy,  es uno de los temas más polémicos, y debemos saber cómo afectan los cuadros por segundo y su visualización a la hora de estar en un videojuego, en particular aquellos con alto nivel competitivo.

Son muchos los gamers que opinan que tener 60 FPS constantes sería lo ideal, pero todo comienza a complicarse cuando nos preguntamos porqué es así. Para ello intentaremos demostrar cuál es el mínimo de FPS aceptable y cómo afecta el tener las mayores tasas de cuadros por segundo en los de refrescos de nuestros videojuegos.

Para ahondar más en el tema. Nvidia realizó un estudio evaluando el rendimiento de sus gráficas GeForce con pantallas gaming de alto rendimiento, concluyendo que los jugadores que utilizan pantallas de 144Hz y equipos capaces de alcanzar dichas cantidades tienen mejor ratio de victoria que los que se limitan a los 60Hz.

Para ello hemos evaluado una serie de puntos que presentaremos a continuación

1. Como el ojo humano percibe los FPS

Es importante entender cómo el ser humano percibe los FPS a la hora de ver imágenes en nuestras pantallas, para esto es fundamental entender cómo nuestras vista y el entorno no se "mueve" a cuadros por segundo.

El ojo recibe los estímulos de luz  provenientes del entorno, provocando que esa luz atraviese los medios transparentes y la lente del ojo, formando una imagen invertida sobre la retina.​ En la retina, células especializadas transforman la imagen en impulsos nerviosos.

Lo que podemos ver en las pantallas, es una muestra de un montón de imágenes consecutivas y relacionadas entre sí a mucha velocidad, de forma que nuestro cerebro percibe esta serie de imágenes como una escena en movimiento. El número de estas y la velocidad a la que se emiten es crucial para que lo percibamos de dicho modo.

La empresa de cámaras de seguridad CCTV se unió al experimento al mostrar cómo trabajan los FPS y qué mejor manera de mostrar un ejemplo de cómo se ve en las perspectivas a diferentes niveles de FPS! a continuación te dejamos con el video!


Luego evaluamos un estudio realizado por la NASA, el cual demostró que el ojo humano puede empezar a ver una secuencia de fotos sin perder información cuando las mismas se emiten a un mínimo de 7,5 cuadros por segundo.

Una vez que superes esa cantidad de cuadros por segundo, medidos en FPS, o de los hercios del monitor, no añaden más información, pero mejoran la fluidez a la que percibimos dichas imágenes tal como podemos comprobar en el siguiente vídeo tomado por una cámara de seguridad.

CCTV comenta, que nuestro ojo deja de apreciar esta mejora parece estar en torno a los 60 cuadros por segundo según dicho estudio, pero que al aumentar la tasa de refresco,  sí que aporta soltura a una secuencia y podemos percibir mejor la transición entre cuadros, esto es especialmente notorio en un ojo entrenado para detectar estas imágenes, cómo es el caso de la mayoría de los jugadores, aunque la diferencia nunca es tan notoria como la franja de los 30 a los 60Hz y nuestro límite parece estar en torno a los 200Hz.

2. Cómo funcionan los FPS en nuestra gráfica

Sabiendo que los 60 cuadros por segundo son el punto ideal a través del cual todos los usuarios pueden percibir una secuencia con fluidez y sin perder información, toca preguntarnos si aumentar los FPS a partir de ese punto tiene algún beneficio más allá de la mejora en fluidez de las secuencias mostradas. Para ello toca hablar de cómo trabaja nuestra GPU.

Las tarjetas de video trabaja cada cuadro mostrado a una velocidad elevada que deja preparado en el buffer, anticipándose a cada cuadro para que sea mostrada por nuestra pantalla unos milisegundos después, y esto sucede cada vez que se refresca nuestro monitor. Con esa tasa tan elevada de FPS es inperceptible para el ojo humano, más no por nuestros PCS. Es decir que si tienes una pantalla de 60 hz de 3 ms o más, con toda seguridad si juegas cualquier shooter al realizar un disparo al mismo tiempo que otro jugador que esté usando un PC con un pantalla de mejores prestaciones, y que esta supere el 144 hz en adelante con 1 ms de respuesta, con seguridad las probabilidades de impacto del jugador con mejor pantalla tendrá mejores resultados en esa partida.

Renderizado con V-Sync  (Sincronización Vertical).

V-Sync se ajusta a la máxima tasa de refresco del monitor que estamos usando, con lo que aumenta el número de frames por segundo que genera la tarjeta gráfica.

Es útil cuando ejecutamos un juego cuyo motor funciona a una tasa de frames por segundo mayor que la tasa de refresco de nuestro monitor, dado que el juego se reproducirá con mayor suavidad al disminuir el uso del procesador y evitar que tras una caída brusca de frames se aprecie un movimiento brusco

Para solucionarlos se hace uso de técnicas de sincronización, pero se dicen que añaden latencia, ya que fuerzan a nuestra gráfica a renderizar los cuadros a la misma velocidad (ms) a la que se refresca nuestro monitor. Esta velocidad suele estar directamente relacionada con la tasa de refresco de la pantalla y a mayores hercios menor suele ser la latencia añadida.

Nuestros teclados y ratones registran variaciones cada 1 ms y que nuestra gráfica tarda en torno a los 5-7 ms en renderizar un cuadro y genera 120 cuadros por segundo, mientras que nuestro monitor trabaja a 60Hz y tiene una latencia de 16 ms.

Trabajando con una sincronización activa fuerzas más tu GPU al trabajar alrededor de los 16 ms de nuestro monitor, añadiendo input-lag a nuestra sesión de juego. Si nuestro monitor funcionase a 120Hz reduciremos la latencia aproximadamente a la mitad, aunque depende del panel,disfrutando de nuestro juego a, por mantener el ejemplo, unos 8ms frente a los 16ms nombrados en principio.

3. Explicando los resultados del estudio de Nvidia

Para finalizar, hemos podido verificar los resultados del estudio de Nvidia, basado en la información de 2 dos videojuegos con un buen nivel competitivo. Los videojuegos probados en este estudio fueron Fornite y PUBG, los cuales ofrecieron datos importantes sacados de las muestras de jugadores.

K/D ratio en pantallas de 60 hz a 240 hzLos jugadores con PCS más potentes mejoraron muchísimo el ratio KDA que los jugadores con equipos más modestos, así como un mayor número de horas invertidas en jugar. Concluyendo que quienes invierten más en los componentes de su equipo son más propensos a jugar más horas y, por tanto, acabar obteniendo mejores resultados.
Independientemente del equipo, los jugadores que utilizaban monitores con altos refrescos obtienen mejores resultados, especialmente en la franja de los 60 – 144Hz. Concluyendo que el efecto de estos elementos sobre la latencia ofrece una ventaja competitiva a los jugadores que poseen mejores equipos y monitores.

Por lo visto en el futuro cercano, las tecnologías serán tan importantes a tal punto que podrían hacer mejorar el rendimiento de un jugador!

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