O que é fps de quadro?

Taxa de quadros é o número de imagens estáticas, chamadas quadros, que um vídeo mostra a cada segundo. A unidade é quadros por segundo, escrita como fps. Padrões técnicos também chamam isso de frequência de quadros.

Em um arquivo de vídeo, a taxa de quadros é um valor de metadados que descreve o fluxo de vídeo. Em 25 fps, cada quadro fica na tela por 1/25 de segundo, ou 40 milissegundos.

Quais arquivos o carregam

Formatos de vídeo como MP4, MOV, MKV, WebM, AVI, WMV e FLV podem conter uma taxa de quadros. Cada formato armazena esse valor à sua maneira:

• MP4 e MOV: uma tabela de time-to-sample lista sequências de quadros que têm a mesma duração. O ExifTool calcula VideoFrameRate como uma média a partir dessa tabela. Alguns arquivos MP4 também guardam taxas média e máxima em tags como VideoAvgFrameRate e VideoMaxFrameRate.
• MKV: o campo DefaultDuration informa o tempo por quadro em nanossegundos. O campo FrameRate é apenas informativo.
• WebM: o formato é um subconjunto de Matroska e também pode usar DefaultDuration. As diretrizes do WebM marcam FrameRate como obsoleto.
• AVI: a taxa em um cabeçalho de fluxo dividida pela sua escala é a taxa de quadros.
• WMV e FLV: os metadados podem conter uma tag de taxa de quadros.

Um fluxo de áudio não tem taxa de quadros desse tipo. O ffprobe do FFmpeg mostra 0/0 para ele.

Como são os valores

Um relatório pode mostrar a taxa de quadros como um decimal, como 29.97, ou como uma fração, como 25/1. A fração 25/1 significa 25 quadros em 1 segundo. Uma fração permanece exata quando a taxa não é um número inteiro.

Estes são valores típicos:

• 24/1: 24 fps, a taxa típica de filmes em película
• 24000/1001: cerca de 23,976 fps, que o FFmpeg chama de ntsc-film
• 25/1: 25 fps, que o FFmpeg chama de pal
• 30000/1001: cerca de 29,97 fps, que o FFmpeg chama de ntsc
• 50 e 60: taxas comuns para envios de vídeo, segundo o YouTube
• 120: um limite superior, não um valor típico. É a maior taxa no padrão ITU para televisão de ultra-alta definição.

Taxa de quadros constante e variável

Com uma taxa de quadros constante, cada quadro dura o mesmo tempo. Com uma taxa de quadros variável, o tempo entre os quadros muda ao longo do vídeo.

O ffprobe do FFmpeg mostra 2 campos: avg_frame_rate é a taxa média e r_frame_rate é uma taxa base. A taxa base é a menor taxa que pode representar todos os carimbos de tempo com precisão, e a documentação do FFmpeg a chama de estimativa.

Por exemplo, se os quadros duram 1/25 ou 1/50 de segundo, r_frame_rate é 50/1. A média é menor, então os 2 campos diferem. Os carimbos de tempo contam em unidades da base de tempo.

De onde vem o valor

Um vídeo gravado recebe sua taxa de quadros durante a gravação. Um codificador pode alterá-la depois, por exemplo removendo quadros para deixar o vídeo menor.

Vídeo entrelaçado pode mostrar um número diferente. Para esse vídeo, o framework AVFoundation da Apple informa a taxa de campos, não a taxa de quadros.

Por que isso é importante

A taxa de quadros afeta principalmente o quão suave o movimento parece. Uma taxa mais alta deixa o movimento mais suave, mas o benefício diminui à medida que a taxa aumenta. Abaixo de cerca de 12 quadros por segundo, você vê uma série de imagens estáticas em vez de movimento.

A partir de 24 fps, o movimento geralmente parece suave, e 30 ou 60 fps é uma boa meta. Uma taxa mais alta também deixa o arquivo compactado maior, a menos que o codificador reduza a taxa. Assim, 60 fps pode parecer mais suave que 30 fps, mas o arquivo aumenta.

O YouTube pede que você envie um vídeo com a mesma taxa de quadros em que o gravou. Em uma taxa constante, a taxa multiplicada pela duração fornece o número de quadros. Assim, 25 fps por 4 segundos resultam em 100 quadros.