Defeitos gráficos: queda de frames

8 min de leitura
Imagem de: Defeitos gráficos: queda de frames

Imagine a seguinte situação: você está em um momento muito delicado de um game. Poucos metros à sua frente, uma horda de inimigos o aguarda para uma batalha intensa. Adversários para todos os lados e prontos para dar início à luta. Contudo, no momento em que você inicia seus ataques, o mundo fica em câmera lenta e tudo ao seu redor se move com uma lentidão anormal. Não, não é o efeito da adrenalina de seu personagem, mas um dos problemas mais irritantes vistos nos jogos.

Você certamente já deve ter vivenciado experiências semelhantes a essa em algum momento. Essa lentidão (ou slowdown, se preferir) é uma das falhas mais comuns de se encontrar em títulos atuais. O motivo? A dificuldade em manter estável a taxa de quadros por segundo em determinadas cenas.


A expressão é até bem familiar para muitos jogadores, pois este erro é facilmente identificável em vários games. No entanto, qual o real significado dessa queda dentro da jogatina?

Fora do mundo dos jogosUm conceito muito mais amploVocê certamente já deve ter feito desenhos no canto de um bloco de notas para passá-los rapidamente e, assim, fazer com que seus rabiscos se movimentem. A prática é utilizada, principalmente, para dar vida a personagens em desenhos animados e qualquer pessoa pode testar o funcionamento da prática em casa.

Porém, o que isso tem a ver com jogos? Tudo, pois cada uma dessas figuras pode ser vista como um quadro e colocar várias delas sucessivamente faz com que tenhamos a ilusão de que aquilo está se mexendo. É uma forma de enganar nossos olhos.

Fonte da imagem: Cahiers2Cinéma
É claro que, para existir fluidez na ação, é preciso respeitar alguns parâmetros. Por mais que seja possível fazer com que seu boneco corra em apenas uma dúzia de folhas, a impressão final é de que tudo está muito truncado e pouco natural. Isso acontece porque a taxa de quadros (ou ilustrações, no caso) é baixa. Para obter uma recriação fiel de locomoção, o ideal é que tenhamos uma quantidade de imagens capaz de iludir nossa visão.

Esse número maior de desenhos influencia diretamente na velocidade de transição e, quando colocados sucessivamente, fazem com que tenhamos algo que flui de maneira realista. Dessa forma, são necessárias dezenas de figuras para criar um único segundo de animação – o que dá origem ao termo quadro por segundo ou frames per second (fps). No cinema, por exemplo, são utilizados 24 fps para que o movimento dos atores seja reproduzido e visualizado com perfeição pelo espectador.

Já no seu console...

Embora, na teoria, o funcionamento dos quadros seja algo universal, o conceito possui um nível de importância maior no mundo dos video games. Ainda que a ideia de imagens consecutivas permaneça, temos algumas diferenças fundamentais.

Ao contrário dos filmes, as figuras em sequência não são a origem daquilo que vemos nos jogos. Isso porque o processador gráfico do computador ou do console vai criar aquela cena em tempo real e, a partir disso, atualizá-la dezenas de vezes em um único segundo para gerar o efeito desejado.


A frequência dessa renovação também deve ser maior para conseguir enganar o olho humano com eficiência. Se o cinema exige 24 fps, os games precisam de algo próximo dos 60 quadros para manter a fluidez das ações. No entanto, isso traz um problema ainda mais sério: a capacidade da máquina de suportar esse processo e, ao mesmo tempo, oferecer todos os demais recursos necessários para fazer o título rodar.

Pense em tudo aquilo que você mais preza nos gráficos dos últimos lançamentos: cenários grandiosos, ambientes e personagens repletos de detalhes e infinitos inimigos à sua frente. No entanto, como você conferiu nos demais artigos técnicos do TecMundo Games, dar origem a todos esses elementos ao mesmo tempo pode levar a CPU e a GPU ao seu extremo – o que torna ainda mais complicada a tarefa de estabilizar essa taxa de atualização.

É exatamente por conta disso que temos a irritante lentidão durante as partidas. Por existirem infinitos conteúdos sendo processados simultaneamente, manter o mesmo número de quadros criados é quase impossível em determinados momentos. Se o computador já está em seu limite para dar vida ao mundo estático, imagine o que acontece quando ocorre uma explosão e mais uma centena de objetos precisam ser criados.


Para dar conta disso tudo, a solução é diminuir esse refreshing rate, o que faz com que o movimento da imagem torne-se significativamente mais lento. O curioso é que, enquanto alguns jogos trazem essa oscilação como um problema crônico, outros conseguem driblar a queda com o uso de alguns efeitos que compensam a desaceleração e fazem com que nosso olho acredite que está tudo normal.

Movimentos naturaisOu aquela irritante câmera lentaComo dito anteriormente, a quantidade ideal de quadros por segundo em um jogo é de 60, pois a movimentação dos objetos torna-se próxima da natural, além de fazer com que o tempo de resposta dos comandos fique menor. É muito comum encontrar estúdios que prometem oferecer jogos repletos de ação e capazes de manter esse número estável em toda a jogatina. Não chega a ser impossível, mas é uma tarefa árdua.

Por ser algo que exige demais da GPU do computador ou do console, nem sempre um game consegue permanecer nesse valor – principalmente se temos muitos detalhes e outros elementos que também forçam a máquina. Desse modo, as desenvolvedoras preferem sacrificar um pouco dessa fluidez para oferecer outros elementos visuais.

Img_normal
Porém, se é complicado trazer tudo isso em 60 fps e é preciso diminuir essa atualização, qual o mínimo aceitável? Ainda que não exista uma tabela para isso, a quantidade de 30 quadros por segundo é considerada um valor de referência mínimo em títulos atuais, principalmente por conta do realismo proporcionado.

É claro que essa redução tem seus problemas. Se colocarmos um jogo de 60 e 30 fps lado a lado, certamente iremos perceber a diferença à primeira vista. O primeiro, por exemplo, terá um tempo de resposta menor e os movimentos dos personagens estarão muito mais fluidos do que o segundo. Em compensação, este conseguirá renderizar muito mais elementos e trazer um nível maior de detalhes com mais facilidade.


Sendo assim, decidir a frequência de atualização de imagem torna-se algo crucial na produção de um game. Na maioria das vezes, o que acontece é a segunda opção: a taxa de atualização é reduzida para que outros pontos sejam beneficiados.

Além isso, é preciso lembrar que esses números não são fixos e podem variar a todo o momento. Você pode pegar um lançamento que roda a 60 fps e, em determinado momento, ver a ação cair para 30, podendo permanecer neste patamar ou subir para 48, 52 ou retornar às seis dezenas originais. Tudo depende do que está sendo processado.

É claro, porém, que há uma tentativa de maquiar essa oscilação a fim de que nosso olho acredite que a movimentação permanece constante. O mais comum é o chamado motion blur, que como o próprio nome sugere, faz com que a imagem fique levemente borrada. Ele é aplicado, principalmente, em jogos de corrida, pois a quantidade de elementos que passam pelo cenário é muito grande e o desfoque contribui para a sensação de velocidade.

Cada vez mais lento

Por outro lado, há aqueles jogos em que você, nitidamente, percebe que há algo de errado com o movimento dos objetos em cena. Seu personagem iniciou um ataque e tudo parece ter ficado mais lento? Pois saiba que a quantidade de quadros por segundo despencou consideravelmente, dando origem ao famigerado slowdown.


Como já foi comentado, nosso olho percebe com naturalidade a partir dos 30 fps. Porém, é abaixo disso que os problemas acontecem. Por ser uma queda brusca, tenha certeza de que você vai reparar quando a taxa de atualização ficar abaixo das três dezenas, pois a sensação é de que você está assistindo a uma apresentação de slides. Em resumo, é como se a ação fosse interrompida diversas vezes por pequenos travamentos, deixando o movimento truncado.

Esse é o slowdown mais drástico e problemático, mas isso não significa que ele é o único existente. Ele pode ocorrer até mesmo acima dos 30 fps, contanto que exista uma oscilação considerável no número de refreshing a ponto de fazer com que você perceba que houve uma desaceleração.

Pense em um game rodando a 60 fps com tranquilidade. Tudo é lindo e perfeito até que você encontre uma horda de inimigos e, na hora de entrar na briga, a quantidade de quadros cai para 40. Ainda que não seja algo tão brutal como o exemplo anterior, vai ser possível notar que tudo ficou mais devagar, pois saímos da situação ideal para uma velocidade de transição de quadros menor. Embora seja algo muito rápido, isso é captado pelo cérebro - como pode ser visto no vídeo abaixo feito pelo pessoal do Digital Foundry.

Fonte do vídeo: Digital Foundry

Além de criar um incômodo visual, essa variação repentina também pode influenciar na jogabilidade. Conforme dito anteriormente, uma frequência maior faz com que os comandos sejam respondidos mais rapidamente. Porém, se o valor de atualização cai em meio a uma ação, pode ser que o timing para apertar o botão seja alterado e você falhe em saltar na hora exata de um precipício, por exemplo.

Praticamente congelado

Jogadores de PC certamente já devem ter tentado rodar um game além das capacidades da máquina. Se você já fez isso, lembre-se de quando a imagem ficava congelada na tela e, por mais que você ouvisse o áudio normalmente, a tela insistia em exibir apenas uma cena e em dar saltos gigantescos para outra figura estática.

É o chamado stuttering, que acontece exatamente quando o processador gráfico não consegue dar conta dessa atualização e simplesmente congela a imagem por um determinado tempo. Caso a GPU não consiga suportar a renderização gráfica e a taxa de atualização de quadros, temos um slowdown e a “apresentação de slides” comentada anteriormente.


A situação descrita no parágrafo anterior é um caso extremo, mas exemplifica muito bem o problema. Como você pode ver no vídeo acima, o stuttering pode ser mais brando, ou seja, ser aquela travada momentânea que interrompe tudo o que está acontecendo. Contudo, isso não significa que ela é menos irritante, pois além de fazer com que tudo ocorra em câmera lenta, temos pequenos engasgos que atrapalham a jogabilidade.