Beeldsnelheid: waarom meer beelden per seconde niet altijd een beter beeld betekent
Beeldsnelheid, in het Engels 'frame rate', is het aantal losse beelden dat een camera, computer of scherm elke seconde laat zien. Denk aan een ouderwets flipboekje: hoe meer tekeningetjes je per seconde omslaat, hoe vloeiender een beweging eruitziet. Bij film en video werkt het precies zo, alleen dan met foto's die razendsnel na elkaar worden getoond. Wordt dat aantal uitgedrukt in 'frames per second' (fps), dan gaat het meestal over de bronopname of de videofile zelf; wordt het uitgedrukt in hertz (Hz), dan gaat het over hoe vaak een scherm zelf ververst.
Een simpel voorbeeld: een speelfilm wordt van oudsher gefilmd op 24 fps, terwijl een modern gamingscherm 144 keer per seconde ververst (144Hz). Dat verschil verklaart waarom games er vaak vloeiender uitzien dan films, en waarom sommige mensen filmbeeld op een 'te snel' scherm juist raar of 'sopera-achtig' vinden. Beeldsnelheid is dus geen simpel 'meer is beter'-verhaal, maar een technisch en artistiek afwegingspunt dat terugkomt in games, films, smartphones en virtual reality.
Wat is het precies?
Om beeldsnelheid te begrijpen, is het handig om twee dingen uit elkaar te houden. Ten eerste de opnamesnelheid: hoeveel losse beelden een camera of renderende computer per seconde vastlegt of berekent. Ten tweede de ververssnelheid van het scherm: hoe vaak het paneel zelf een nieuw beeld toont, uitgedrukt in hertz (Hz), de eenheid voor 'keer per seconde'.
Als een video van 24 fps wordt afgespeeld op een scherm van 60Hz, moet het scherm bijna elk beeld een oneven aantal keer herhalen om de tellingen kloppend te krijgen. Dat veroorzaakt een licht hortend effect dat judder heet. Fabrikanten lossen dit soms op met motion interpolation: de tv berekent zelf tussenliggende beelden die er in de originele opname niet waren. Dat maakt beweging vloeiender, maar geeft films ook het bekende 'sopera-effect', waarbij dure filmscènes er ineens uitzien als een goedkope videoregistratie.
Een ander belangrijk begrip is motion blur, oftewel bewegingsonscherpte. Elk beeld dat een scherm toont, blijft eventjes staan voordat het volgende komt; dat noemen ingenieurs sample-and-hold. Hoe langer een beeld blijft staan, hoe waziger snelle bewegingen ogen. Een hogere beeldsnelheid verkort die tijd per beeld en vermindert dus die onscherpte, wat vooral in snelle games of sportbeelden merkbaar is.
Tot slot is er variable refresh rate (VRR), oftewel variabele ververssnelheid. Normaal ververst een scherm met een vast, constant tempo, ongeacht hoeveel beelden de computer daadwerkelijk aanlevert. Bij VRR past het scherm zijn eigen ververssnelheid dynamisch aan de output van de grafische kaart aan, waardoor haperingen en het zogeheten 'screen tearing' (een scheur in het beeld doordat twee halve frames worden getoond) grotendeels verdwijnen.
Wat wil men ermee bereiken?
De belangrijkste drijfveer achter hogere beeldsnelheden is vloeiendere en scherpere beweging. In competitieve games telt elke milliseconde: een speler op een scherm met een hogere ververssnelheid en beeldsnelheid ziet een tegenstander net iets eerder verschijnen en kan sneller reageren. Daarom investeert de gamingindustrie fors in schermen die ver boven de traditionele 60Hz uitkomen.
In virtual reality (VR) speelt een ander doel mee: het voorkomen van bewegingsziekte. Als het beeld niet snel genoeg meebeweegt met je hoofdbewegingen, ontstaat een vervelend gevoel van misselijkheid, vergelijkbaar met wagenziekte. Fabrikanten van VR-brillen streven daarom naar hoge en stabiele beeldsnelheden, vaak 90Hz of meer, om die vertraging tussen beweging en beeld zo klein mogelijk te maken.
In de filmindustrie ligt het doel genuanceerder. Regisseurs experimenteren met hogere beeldsnelheden om actiescènes helderder en realistischer te maken, vooral in 3D waar wazige beelden extra storend zijn. Tegelijk hechten veel filmmakers en kijkers juist aan het ietwat dromerige, filmische karakter van 24 fps, wat laat zien dat 'hoger' niet automatisch 'beter' betekent bij kunstzinnige toepassingen.
Bij smartphones en tv's gaat het vaak om een combinatie van gebruikerservaring en energiezuinigheid. Adaptieve schermen kunnen bij het lezen van tekst terugschakelen naar een lage ververssnelheid om batterij te sparen, en bij scrollen of gamen juist opschalen naar 120Hz voor een soepel gevoel.
Voorbeelden uit de praktijk
Regisseur Peter Jackson liet The Hobbit: An Unexpected Journey (2012) in geselecteerde bioscopen vertonen in 48 fps, het dubbele van de gebruikelijke 24 fps. De reacties waren verdeeld: sommige kijkers prezen de helderheid, anderen vonden het beeld juist te 'echt' aanvoelen, alsof ze naar een tv-uitzending keken in plaats van een film.
Regisseur Ang Lee ging nog verder met Gemini Man (2019), gefilmd in 120 fps, 4K en 3D. Ook deze film werd zowel technisch geprezen als bekritiseerd om diezelfde 'te gladde' uitstraling, en werd in de meeste bioscopen alsnog in een lagere framerate vertoond omdat weinig zalen 120 fps aankunnen.
In Avatar: The Way of Water (2022) koos regisseur James Cameron voor een tussenweg: het grootste deel van de film staat op de klassieke 24 fps, maar specifieke actiescènes worden in een hogere beeldsnelheid getoond om bewegingsonscherpte in 3D te verminderen, zonder de hele film het omstreden 'video-effect' te geven.
Buiten de bioscoop is de gamingsector koploper. Merken als ASUS en BenQ Zowie brengen sinds enkele jaren competitieve gamingmonitoren uit met ververssnelheden tot 360Hz en, bij de nieuwste generaties rond 2022-2023, zelfs 500Hz, specifiek gericht op esporters die elk voordeel willen benutten.
Ook bij smartphones is de ontwikkeling zichtbaar: Apple introduceerde de adaptieve ProMotion-technologie met 120Hz eerst op de iPad Pro (2017) en pas later op de iPhone 13 Pro (2021), waarmee het scherm zich per situatie tussen 10 en 120Hz aanpast.
Hoe ver is de techniek?
Op het gebied van schermen is hoge beeldsnelheid inmiddels mainstream geworden. Waar 60Hz jarenlang de standaard was, is 120 tot 144Hz nu gangbaar in middenklasse gamingmonitoren en zelfs in veel smartphones en tv's. Aan de absolute top staan gespecialiseerde esportsschermen met ververssnelheden van 360 tot 500Hz, al is het perceptuele voordeel daarboven onderwerp van discussie onder onderzoekers en enthousiastelingen: de meeste mensen kunnen het verschil tussen bijvoorbeeld 240 en 500Hz nauwelijks nog bewust waarnemen, hoewel sommige testresultaten van gespecialiseerde testsites als Blur Busters wijzen op meetbare voordelen in reactietijd en bewegingsonscherpte, zelfs bij zeer hoge waarden.
Een belangrijke technische stap was de komst van variabele ververssnelheid. NVIDIA's G-Sync (sinds 2013) en het concurrerende, open AMD FreeSync (sinds 2015) maakten het mogelijk dat schermen hun ververssnelheid dynamisch aanpassen aan de grafische kaart. Deze techniek is inmiddels ook opgenomen in bredere standaarden: VESA's Adaptive-Sync, onderdeel van de DisplayPort-specificatie sinds ongeveer 2014, en de VRR-functionaliteit in de HDMI 2.1-standaard, gepubliceerd in 2017, die VRR ook naar tv's en spelcomputers bracht.
De grootste bottleneck zit tegenwoordig niet meer bij de schermen, maar bij de content. De meeste films, tv-uitzendingen en streamingdiensten worden nog altijd geproduceerd op 24, 25, 30 of hooguit 60 fps, onder meer omdat hogere beeldsnelheden meer opslagruimte, rekenkracht en internetbandbreedte vergen. Ook camerasensoren, opslagformaten en distributieketens zijn historisch ingericht op de lagere standaarden, wat de overstap naar structureel hogere beeldsnelheden in de hele keten vertraagt.
In VR blijft een stabiele, hoge beeldsnelheid een harde technische eis eerder dan een luxe: zakt de framerate te ver weg, dan neemt het risico op bewegingsziekte direct toe. Fabrikanten optimaliseren daarom voortdurend chips en software om die drempel, doorgaans rond de 90Hz, gegarandeerd te halen, ook bij grafisch zware toepassingen.
Wie werken eraan?
Paneelfabrikanten als Samsung Display, LG Display, BOE en AUO ontwikkelen de onderliggende schermtechnologie die hogere ververssnelheden en snellere reactietijden mogelijk maakt. Grafische-kaartmakers NVIDIA en AMD leveren met G-Sync en FreeSync de technologieën die beeldsnelheid en ververssnelheid synchroniseren.
Monitorbouwers zoals ASUS, BenQ (met het Zowie-merk voor esports) en Acer (Predator-lijn) vertalen deze technologie naar concrete, kant-en-klare producten voor gamers. Bij smartphones en tablets loopt Apple met ProMotion voorop, terwijl ook Android-fabrikanten als Samsung inmiddels adaptieve hoge-ververssnelheidsschermen standaard inbouwen in hun vlaggenschepen.
Standaardisatie gebeurt via VESA (Video Electronics Standards Association), verantwoordelijk voor onder meer DisplayPort en Adaptive-Sync, en het HDMI Forum, dat de HDMI-specificaties met VRR-ondersteuning beheert. De onafhankelijke testsite Blur Busters speelt een opvallende rol als referentiepunt voor meetmethodes rond bewegingsonscherpte en reactietijd, en wordt vaak geciteerd door zowel fabrikanten als reviewers.
In de filmwereld experimenteren regisseurs als Peter Jackson, Ang Lee en James Cameron, samen met technische studio's zoals Weta Digital in Nieuw-Zeeland, met hogere beeldsnelheden voor bioscoopfilms. Voor VR zijn Meta (met de Quest-serie) en Valve (met de Index-headset, uitgebracht in 2019 met ondersteuning tot 144Hz) toonaangevende partijen die beeldsnelheid direct koppelen aan gebruikerscomfort.