نرخ فریم بالا یا HFR چیست و چه مزایایی دارد

امروزه تلویزیون ها به لطف پنل های با کیفیت و فناوری HDR به رزولوشن 4K و کنتراست بالا مجهز شده اند و به نظر می رسد حالا نوبت به بهبود نرخ فریم رسیده است.

نرخ فریم واژه ای است که از عصر پروژکتورهای سینمایی سلولوئید ظهور پیدا کرده و به معنی تعداد تصاویر ثابتی (فریم) است که در هر ثانیه نمایش داده شده (fps) و احساس متحرک بودن را به مخاطب القا می کنند. برای مثال برنامه های تلویزیونی دیجیتالی که از سوی فرستنده ها ارسال می شوند، معمولا نرخی بین 25 تا 30 فریم در ثانیه دارند.

اگر جزو علاقمندان به سینما باشید احتمالا می دانید که اغلب فیلم هالیوودی از نرخ 25 فریم بر ثانیه بهره می برند چرا که کیفیت صدای مناسب را تولید کرده و از افزایش هزینه ها جلوگیری می کند؛ با این حال در صورت جابه جایی سریع دوربین به زاویه ای دیگر نوعی تاری حرکتی مشابه زمانی که سرمان را بر می گردانیم، ایجاد می شود.

البته در این میان استثناهایی نیز وجود دارد:

1.  «پیتر جکسون» سه گانه «هابیت» را در نرخ 48 فریم بر ثانیه فیلمبرداری کرد؛ هرچند برخی سینماها توانایی پخش فیلم با این نرخ را نداشتند و نسخه هایی 24 فریمی از آن هم عرضه شد.
2.  برخلاف جکسون که تمام هابیت را به صورت 48 فریمی تولید کرده بود، کارگردان دیگری به نام «انگ لی» برخی سکانس های منتخب از درام جنگی «پیاده‌روی طولانی بیلی لین بین دو نیمه» را به صورت 120 فریمی فیلمبرداری کرد.
3. جیمز کامرون فیلم موفق آواتار را با نرخ 60 فریم بر ثانیه عرضه کرد.

در حال حاضر محتوای با نرخ فریم بالا (HFR) به عنوان قابلیتی مناسب برای نمایش محتوای مرتبط به بازی، ورزش و مستند در نظر گرفته می شود که در آن ردیابی جزئیات حرکت به مراتب مهمتر از پرداخت های سینمایی است.

نرخ فریم بالا چیست؟

نرخ فریم بالا یا HFR به تمامی نرخ های بالاتر از 25 فریم بر ثانیه برای تصاویر متحرک و بالاتر از 30 فریم بر ثانیه برای خروجی های دیگر اطلاق می شود. بد نیست بدانید که چشم انسان توانایی پردازش تصاویر با نرخ 1000 فریم بر ثانیه و حتی بالاتر را دارد.

تصویری که با نرخ بالای 48 فریم ثانیه نمایش داده شود به ما اجازه پردازش عمق و جزئیات بسیار بیشتری را می دهد که البته مزایا و معایب خاص خود را دارد چرا که تصاویر دارای نرخ فریم بالا اغلب مصنوعی و به قول برخی منتقدان «آبکی» به نظر می رسند و دلیل آن هم این است که ما جزئیات بیشتری از غیر واقعی بودن فیلم را تشخیص خواهیم داد.

البته این مسئله در مورد فیلم های مستند، بازی ها یا مسابقات ورزشی مشکلی ایجاد نمی کند و طبیعتا در چنین سناریوهایی هرچه جزئیات بیشتر باشند، تماشای آن نیز لذت بخش تر خواهد بود. از سوی دیگر جای تعجب ندارد که بسیاری از سینماداران از این فناوری انتقاد کنند، چرا که فراگیر شدن آن به معنی لزوم ارتقای زیر ساخت سالن های سینما است که هزینه گزافی را روی دست آنها می گذارد.

به هر حال نمی توان مانع پیشرفت فناوری شد و هر روز تعداد محتواهای بهره مند از HFR افزایش پیدا کرده و کمپانی های تولید تلویزیون نیز در حال توسعه محصولات سازگار با چنین فیلم هایی هستند.

برخی تلویزیون های جدید از طریق تولید تصاویر کامپیوتری بین هر دو فریم کلیدی و افزایش نرخ تازه سازی، قابلیت ارتقای نرخ فریم فیلم های معمولی را دارند. برنامه های کامپیوتری نیز بدین منظور طراحی شده اند که به لطف توان پردازشی بالا این فرایند را با دقت و کیفیت بهتر صورت می دهند اما اگر کامپیوتر نرخ فریم را به درستی تشخیص ندهد، خروجی کار طبیعی نخواهد بود.

در ویدئوی زیر تفاوت بین 4 نرخ مختلف 15، 30، 60 و 120 فریم بر ثانیه به صورت ساده و گویا نمایش داده شده است:

اخیرا کمپانی ژاپنی NTT کدک «4K HFR HEVC» بلادرنگ را توسعه داده که امکان انتقال زنده ویدیوهای با نرخ فریم بالا و استفاده از آن در کاربردهای واقعیت مجازی را فراهم می سازد.

نرخ فریم یا نرخ تازه سازی؟

احتمال اشتباه گرفتن این دو واژه به جای یکدیگر کمی زیاد است، به ویژه اینکه در برخی تلویزیون ها fps را در قالب هرتز (Hz) نشان می دهند، با این حال fps به صورت تعداد فریم ها در هر ثانیه نمایش داده می شود اما Hz می تواند نشانگر هر تغییری در نمایشگر باشد.

این تناقض باعث می شود کمپانی هایی از قبیل پاناسونیک مدعی شوند تلویزیون های آنها از نرخ تازه سازی 2200Hz بهره می برند، در حالی که قابلیت پشتیبانی از تصاویر با نرخ بالاتر از 120 فریم بر ثانیه را ندارند.

البته پشتیبانی از نمایش تصاویر 120 فریمی که به لطف بهینه سازی نرم افزار، سخت افزار و موتور پردازش قوی تر میسر شده دستاورد قابل توجهی است که تلویزیون های W8 و E8 ال جی نیز به آن مجهز شده اند و سامسونگ و سونی هم در سال آتی همین راه را در پیش خواهند گرفت. با این حال وجود تلویزیون های با قابلیت نمایش تصاویر 120fps یک چیز است و امکان مشاهده این تصاویر یک چیز دیگر!

محتوای HFR را از کجا پیدا کنیم؟

در حال حاضر منابع زیادی برای دریافت محتوای HFR وجود ندارد. فیلم های بلوری HDR 4K با نرخ 60 فریم بر ثانیه تولید می شوند که علی رغم بالا بودن نمی توان آنرا چندان چشمگیر به شمار آورد.

بازی های PS4 Pro و Xbox One X نیز از نرخ 60 فریم بر ثانیه بهره می برند که در مورد کنسول مایکروسافت تا 120 فریم بر ثانیه نیز قابل افزایش است اما هنوز هیچ عنوانی با این ویژگی عرضه نشده است.از سوی دیگر کابل های استاندارد HDMI توانایی پشتیبانی از محتوای HFR را ندارند و بدین منظور باید از کابل های HDMI 2.1 یا Premium High Speed HDMI استفاده کنید. آنچه این مساله را بغرنج تر می کند عدم سازگاری برخی تلویزیون های HFR با کابل های HDMI 2.1 است، برای مثال ال جی محصولات جدید خود را به HDMI نسخه 2.1 مجهز نکرده، در نتیجه نمی توان ابزارهای جانبی را به دستگاه متصل کرده و از پخش ویدیوهای ضبط شده با 120 فریم روی صفحه لذت برد. در نبود چنین درگاهی نمایش ویدیوهای 120 فریم صرفاً با اپلیکیشن های اینترنتی موجود روی دستگاه امکان پذیر است، آن هم در حالی که چنین محتوایی در حال حاضر روی سرویس های نتفلیکس و پرایم ویدیوی آمازون وجود ندارد.

برخی سرویس های استریم محتوا از قبیل یوتیوب، نمایش محتوای HFR را شروع کرده اند اما کمپانی های تولید کننده سر سازگاری با آنها را ندارند، برای مثال ال جی حین معرفی تلویزیون های اولد 2018 مدعی شد که پلتفرم تلویزیونی یوتیوب با نسخه موبایلی آن تفاوت دارد و به همین خاطر فعلا امکان مشاهده محتوای HFR این سایت در این تلویزیون های کمپانی کره ای میسر نیست.

به عبارت دیگر برای مشاهده محتوای با نرخ 120 فریم بر ثانیه در تلویزیون، فعلا تنها گزینه ای که وجود دارد دانلود آن از اینترنت و انتقال به فلش USB [جالب است که نویسنده در این قسمت مدعی شده کمتر کسی این کار را می کند، هر چند برای مخاطب ایرانی مساله ای نسبتا عادی تلقی می شود] یا استفاده از کنسول های بازی است که علی رغم افزایش نرخ فریم، رزولوشن را از 4K به 1080p کاهش می دهند.

به هر حال ما هنوز در ابتدای راه افزایش نرخ فریم قرار داریم و احتمالا با پیشرفت فناوری و عرضه نسل های بعدی تلویزیون و کنسول بازی مجبور به قربانی کردن رزولوشن یا نرخ فریم برای یکدیگر نخواهیم بود.

با توجه به مطالب مذکور بهتر است فعلا فکر خرید تلویزیون های سازگار با محتوای HFR را از سر به در کنید، به ویژه اگر این محصولات از ورودی های لازم پشتیبانی نمی کنند.