- 前言：
寫輪眼 (圖片來源)
「FPS (Frame per second)」能翻譯為「每秒顯示畫面張數(shù)」或「幀率」，其常用於解釋影片或遊戲每秒能播放多少張影像，所以FPS越高，影像就會越流暢。而「打電動到底需要多少FPS？」，這問題多年來不斷地困惑著玩家，導(dǎo)致只要有此議題的討論，雙方就會爭論不休，甚至?xí)靡恍┚b號來取笑對方，像是「寫輪眼」或「玫瑰捅你眼」。
但可惜的是，因為電玩是電子類的衍生物，使得目前多數(shù)討論僅談?wù)摰健羔尫哦恕?，也就是螢?zāi)患败涹w技術(shù)的部分，而長期忽略「接受端」的人眼及人腦，所以本文將試著運(yùn)用「演化」及「神經(jīng)科學(xué)」的觀點(diǎn)來切入此議題。
- 兩隻老虎，跑得快：
兩隻老虎，跑得快 by threelittlepandas
Comment allez-vous？ (法文：你好嗎？)，在看完標(biāo)題跟上面影片後，一定有讀者想說：「這作者一定是腦有洞！最好兩隻老虎會跟FPS有關(guān)！」。請各位先耐住性子，容本人先用一個「情境想像」來引導(dǎo)文章：
將時間倒轉(zhuǎn)到一萬年前，想像自己是遠(yuǎn)古的先祖，在一個夜黑風(fēng)高的夜晚，手持著木棒在叢林中漫步，一切看似平靜祥和，卻未察覺自己早已被「兩隻老虎」盯上。而就在那瞬間，「兩隻老虎」朝向你撲去，請問腦中第一個閃過的念頭會是什麼？請作答：
1. 啊！掯！有什麼東西衝過來??？
2. ?。?！那是什麼形狀??？
3. 啊！掯！那是什麼顏色??？
4. 死前回憶錄：「喜歡隔壁的阿美很久了，可是一直不好意思說出口…」
基本上，會去選2. 3. 4.的朋友，應(yīng)該是沒辦法在螢?zāi)磺翱幢救税l(fā)廢文，因為在「物競天擇」的環(huán)境下，你的祖先是無法存活的。而為何第一個閃過的是「有什麼東西在動」？而不是「那是什麼形狀或顏色」？這其實(shí)是一個演化的結(jié)果。
- 動態(tài)、明暗、色彩：
HOMERSAPIEN (圖片來源)
在遠(yuǎn)古時期，人類的祖先常常處於狩獵及被狩獵的生活。而在這樣的環(huán)境下，生物若要生存，會優(yōu)先演化出快速的「動態(tài)捕捉」來產(chǎn)生「警覺」，次要為「明暗」勾畫出「型態(tài)及景深」，最後才是「色彩」的「辨識及填補(bǔ)」。
而也因為上述三者的「演化壓力」不同，人腦對於「動態(tài)捕捉、明暗變化、顏色變化」其實(shí)是各有不同的敏銳度。個人雖未能找到人腦對於三者之精確FPS，學(xué)界也似乎尚未有這樣的研究，但人腦對「動態(tài)捕捉」最為敏銳，其次是「明暗變化」，最後是「色彩變化」。而或許有讀者會問：「人的視覺是以可見光為基礎(chǔ)，為什麼對明暗會較不敏銳？」，這是因為外部的「明暗變化」不等同大腦意識或感知到「明暗變化」，在我們意識到「明暗變化」前，會優(yōu)先意識到「動態(tài)」。
可以嘗試想像眼前有一對葉片，一片為紅，另一片為藍(lán)。當(dāng)葉片開始高速旋轉(zhuǎn)時，讀者可以知道它在旋轉(zhuǎn)，但看不清楚葉片的輪廓，而會看成近似圓形的圖像。也分辨不清藍(lán)跟紅，會看成紫色。
Horizon Zero Dawn (圖片來源)
而將上述的概念導(dǎo)回電玩中，遊戲影像同樣也可以劃分出「動態(tài)、明暗、色彩」三個部分，所以當(dāng)某些玩家宣稱「遊戲一定要60FPS」或「只需要30FPS」，這些其實(shí)只能說是簡略或片面的描述。所以接下來，個人將依序用幾個問題來釐清概念：
1. 人對於畫面的接收，不就像是個相機(jī)，影像就直接印在腦袋上？為何會將畫面細(xì)分成「動態(tài)、明暗、色彩」？
解釋：人眼像是個相機(jī)，但人腦不是。當(dāng)影像傳送進(jìn)腦袋時，影像其實(shí)會先經(jīng)過「細(xì)部劃分」，然後再傳到各負(fù)責(zé)部位進(jìn)行影像整合，而也因為經(jīng)過這樣的途徑，大腦對於「動態(tài)、光影、色彩」會有著不同的處理速度跟敏銳度。
2. 為何動作遊戲或第一人稱射擊遊戲要講求60FPS？
解釋：因為人腦對「動態(tài)捕捉」最為敏銳，如果遊戲一直長時間處於動態(tài)，F(xiàn)PS就要高到某種程度以求流暢。
3. 為何遊戲影像從60FPS提升到90FPS時，玩家僅能感覺些微變化？甚至是沒有變化？
解釋：因為畫面到60FPS左右，其實(shí)已差不多達(dá)到多數(shù)人對「明暗變化」及「色彩變化」的感知極限，再上去其實(shí)就只是「動態(tài)捕捉」的差異。
4. 為何早期許多遊戲用30FPS(甚至更低)就覺得順暢，而當(dāng)下遊戲卻不斷強(qiáng)調(diào)60FPS？
解釋：這問題能有三個解釋。
A. 今日遊戲不斷往動態(tài)發(fā)展，像回合制等靜態(tài)遊戲則相對減少，而人腦對「動態(tài)捕捉」又最為敏銳，自然就會傾向?qū)PS拉高。
B. 因為現(xiàn)在遊戲的光影及色彩不斷複雜化，而30FPS對部分玩家而言，畫面不一定能夠流暢表現(xiàn)。
C. 電玩互動性不斷的深化及複雜化，所以畫面的「即時回饋」就變得相當(dāng)重要，自然就傾向拉高FPS。
Fallout4 (圖片來源)
所以遊戲畫面到底要多少FPS？這問題除了因個體差異會造成不同，也要看遊戲內(nèi)容而定。長期以來，多數(shù)人只將各種「視覺成分」壓縮成一張畫面來解釋，只把重點(diǎn)放在螢?zāi)活l率及軟體技術(shù)等，忽略了人腦並不是這樣處理影像。若把影像拆成「動態(tài)、明暗及色彩」來看，長時間處於動態(tài)的遊戲，F(xiàn)PS就會希望越高越好，靜態(tài)遊戲則可以低一點(diǎn)。而明暗及色彩也是，複雜的光影跟色彩就會希望FPS高。
- 以「神經(jīng)科學(xué)」為根據(jù)：
Principles of Neural Science (個人去年的用書)
而接下來的文章內(nèi)容，將會用「神經(jīng)科學(xué)」的文獻(xiàn)來連結(jié)上面的解釋，而提出的文獻(xiàn)都是網(wǎng)路上較容易搜尋到的，若有讀者想延伸閱讀，可以直接點(diǎn)附上的連結(jié)。
1. 影像的分離：接受域(receptive field)、Magno系統(tǒng)、Parvo系統(tǒng)
Magno and Parvo Cells (圖片來源)
早在1980年代，科學(xué)家就大略掌握到人對影像的處理過程。影像在進(jìn)入「視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞(retinal ganglion cell)」之後，一種名為「接受域(receptive field)」的結(jié)構(gòu)會接著分化影像訊息，然後分化的內(nèi)容又會傳到各負(fù)責(zé)區(qū)塊，而這樣的分化途徑又以Magno及Parvo系統(tǒng)為最主要。
其中Magno系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)「動態(tài)」跟「明暗對比」，且有相對較高的「傳導(dǎo)速率」，但無法處理「顏色」。而Parvo系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)「顏色」處理，但其「傳導(dǎo)速率」相對較慢。而這兩個路徑的特質(zhì)也符合上面所說，人腦對「動態(tài)」及「明暗」有較快的處理速率。
文獻(xiàn)或參考網(wǎng)址：Visual Pathways: Magno and Parvo Cells
2. 「視錐細(xì)胞(cone cells)」的演化：「果子假說」及「嫩葉假說」
東非狒狒 (圖片來源)
視錐細(xì)胞位於視網(wǎng)膜中，是構(gòu)成「色彩視覺」的一大要素。而多數(shù)陸生哺乳類只有兩種視錐細(xì)胞，但靈長類卻幾乎都有三種，這也代表著人類現(xiàn)有的「色彩視覺」其實(shí)是較近的演化結(jié)果。而學(xué)界也提出數(shù)種假說來解釋這樣的現(xiàn)象，其中兩種為「果子假說」及「嫩葉假說」。
「果子假說」的解釋為，因為隨著生活範(fàn)圍的擴(kuò)展，靈長類的祖先開始接觸到大量不同的果子，而為了要從葉叢中辨識出不同顏色(或成熟)的果實(shí)，靈長類開始擁有三種視錐細(xì)胞。而「嫩葉假說」則解釋為，因為哺乳類的體型逐漸增大，需要更有效率的攝食技巧，因此演化成三種視錐細(xì)胞，以方便挑選較嫩的葉子。而不管是葉子或果子，這些物體在時空上都是較「靜態(tài)」的存在，這其實(shí)也間接指出人腦對「色彩變化」傾向較不敏銳。
文獻(xiàn)或參考網(wǎng)址：Evolution of color vision in primates
3. 多數(shù)「視錐細(xì)胞(cone cells)」只能接受「光影」
眼球結(jié)構(gòu) (圖片來源)
承上述，視錐細(xì)胞是構(gòu)成「色彩視覺」的一大要素。但在2016年，有學(xué)者發(fā)現(xiàn)了一個有趣現(xiàn)象，那就是多數(shù)視錐細(xì)胞其實(shí)只能感受「明暗」，而這結(jié)果也暗示著，相對於「色彩」，人類對「明暗」的敏銳有更高的需求。
文獻(xiàn)或參考網(wǎng)址：The elementary representation of spatial and color vision in the human retina
- 結(jié)語：
虛擬實(shí)境 (圖片來源)
在看完上面的解析後，讀者應(yīng)該都能了解「人腦對於影像的處理」並不是「你丟我撿」這樣簡單，而是對影像各構(gòu)成要素有不同的敏銳度，對動態(tài)最敏感，明暗為次要，色彩為最後。而有趣的是，兒歌「兩隻老虎」的歌詞也恰巧與上述順序相符，先是動態(tài)的「跑得快」，再來是明暗的「沒耳朵跟尾巴」，也不知這樣是一種巧合？還是一次「潛在傾向」表現(xiàn)在語言上？
而「伊曼努爾．康德(Immanuel Kant)」也認(rèn)為人並不是直接觀測到所在的世界，而是戴著「有色的眼鏡」來看自身周遭。但對當(dāng)下電動玩家而言，除了本身戴著這「有色的眼鏡」外，更是隔著「螢?zāi)弧箒韺徱曋硪欢?，不知會是單純的?shù)據(jù)與畫面的結(jié)合？還是在投入意識及情感後，能夠昇華成另一個真實(shí)？
最後，本文算是一半「電玩心得」，另一半則是「科普文」，也因為有科普的成分，所以學(xué)科內(nèi)容就只是簡略描述，若想進(jìn)一步了解的讀者，就請自行接觸其他資料，而若有這類專業(yè)的讀者，本文精簡描述的部分，也就請見諒了。
