Почему видео лагает: что такое FPS и битрейт

Что скрывается за аббревиатурой FPS

Любое видео представляет собой быструю смену неподвижных картинок. Аббревиатура FPS расшифровывается как frames per second, то есть количество кадров в секунду. Мозг человека устроен так, что отдельные изображения сливаются в единое непрерывное движение при скорости смены картинок примерно от двенадцати штук за одну секунду.

В классическом кинематографе стандартом стала частота двадцать четыре кадра в секунду. Это число выбрали в эпоху появления звукового кино в конце двадцатых годов двадцатого века, найдя компромисс между плавностью картинки, синхронизацией аудиодорожки и стоимостью дорогой киноплёнки. Для фильмов такого темпа хватает, потому что объектив кинокамеры фиксирует естественное размытие при быстром движении предметов. В компьютерной графике и мобильных играх каждый кадр отрисовывается идеально резким, поэтому для ощущения настоящей плавности требуется шестьдесят или даже сто двадцать кадров за секунду.

Когда процессору или видеокарте не хватает производительности для подготовки нового кадра к назначенному сроку, система вынужденно пропускает шаги. Картинка начинает дёргаться, превращаясь в прерывистое слайд-шоу. В этот момент счётчик кадров падает со стабильных шестидесяти до пятнадцати или двадцати.

Как устроен битрейт и почему он забивает сеть

Цифровое изображение состоит из пикселей, а каждый пиксель кодируется нулями и единицами. Термин битрейт образован от английских слов bit и rate, обозначая скорость передачи данных за единицу времени. Обычно битрейт измеряют в килобитах или мегабитах за одну секунду.

Если бы видео передавалось вообще без сжатия, обычный ролик в разрешении Full HD забил бы любой домашний канал за доли секунды. Для экономии места умные алгоритмы сжатия сохраняют только изменения между соседними кадрами. Если человек говорит на фоне неподвижной стены, алгоритм один раз передаёт фон целиком, а в следующих кадрах обновляет координаты губ и мимику лица.

• Разрешение видео указывает на размер картинки в точках, например тысяча девятьсот двадцать на тысячу восемьдесят пикселей.
• Частота кадров задаёт количество обновлений этой картинки за каждую секунду просмотра.
• Битрейт определяет реальный объём цифровых данных, который видеоплеер должен получить и расшифровать за эту секунду.
• Кодек выполняет математическое сжатие исходного видеофайла и обратную распаковку прямо перед выводом на экран.

Чем выше битрейт у ролика, тем меньше видно искажений, смазанных квадратиков и шума вокруг мелких деталей. Платой за отличное качество становится возросший вес потока. Если провайдер даёт скорость пять мегабит в секунду, а видеопоток требует восемь мегабит, плеер исчерпывает запас скачанных секунд и замирает в ожидании свежей порции информации.

Как отличить тормоза процессора от нехватки скорости интернета

Слово лаги объединяет совершенно разные технические сбои. При низкой частоте кадров видео идёт рывками, реакция на нажатие кнопок запаздывает, но звук при этом продолжает звучать ровно и без остановок. Вся проблема кроется внутри самого устройства, которое перегрелось, включило режим энергосбережения или занято тяжёлыми фоновыми задачами.

При нехватке битрейта картинка внезапно останавливается полностью, посреди экрана появляется крутящийся кружок буферизации, а звук замолкает вместе с изображением. Процессор вашего планшета или компьютера в эту секунду совершенно свободен, он просто физически ждёт прибытия пакетов информации по сети через Wi-Fi модуль.

Проводим тест настроек прямо в плеере

Понять работу этих параметров на практике можно с помощью встроенных инструментов современных видеохостингов. В плеере на компьютере кликни правой кнопкой мыши по окну с воспроизведением и выбери пункт с подробной статистикой.

На экране появится информационная панель со служебными данными потока. Найди строку с текущим разрешением и частотой кадров, строчку со скоростью интернет-соединения и график заполнения буфера памяти. Буфер показывает, сколько секунд видео плеер уже успел загрузить в оперативную память наперёд.

1. Включи сложное динамическое видео со множеством движущихся объектов, например запись спортивного матча или гонок.
2. Принудительно выставь максимальное качество четыре тысячи пикселей с частотой шестьдесят кадров.
3. Наблюдай за строкой пропущенных кадров, где фиксируются ошибки видеокарты, если устройство не справляется с декодированием.
4. Переключи качество на семьсот двадцать точек и обрати внимание, как график буфера моментально уходит далеко вперёд благодаря снижению входящего битрейта.