FPS

FPS : La fréquence d’images et son impact sur l’affichage numérique

Définition de FPS

Le FPS (Frames Per Second, ou images par seconde en français) désigne le nombre d’images affichées à l’écran chaque seconde dans une vidéo, un jeu vidéo, une animation ou une interface numérique. Cette valeur joue un rôle crucial dans la perception du mouvement : plus le nombre de FPS est élevé, plus l’animation semble fluide et naturelle.

Les différentes fréquences couramment utilisées sont :

• 24 FPS : Standard du cinéma, offrant un rendu fluide avec un léger effet de flou de mouvement naturel.
• 25 FPS : Fréquence utilisée en Europe pour la télévision (PAL).
• 30 FPS : Norme pour la télévision américaine (NTSC) et de nombreuses vidéos sur Internet.
• 60 FPS : Courant dans les jeux vidéo et les vidéos YouTube pour une fluidité accrue.
• 120 FPS et plus : Utilisé dans les jeux compétitifs et sur des écrans à taux de rafraîchissement élevé pour une réactivité maximale.

Dans le contexte des jeux vidéo et des animations en temps réel, les FPS ne doivent pas être confondus avec le taux de rafraîchissement d’un écran (exprimé en Hz). Un écran 60 Hz affichera au maximum 60 FPS, tandis qu’un écran 120 Hz pourra afficher jusqu’à 120 FPS, à condition que la carte graphique suive.

Historique du FPS

L’évolution du FPS remonte aux premières formes de capture et de restitution d’images en mouvement.

Débuts du cinéma et premiers standards

• Années 1890 : Les premiers films de Thomas Edison et des frères Lumière étaient enregistrés entre 16 et 20 FPS. Ce faible nombre d’images par seconde donnait un effet saccadé aux mouvements.

• Années 1920 : L’arrivée du cinéma sonore impose un standard de 24 FPS, permettant une synchronisation efficace avec la bande sonore et un bon équilibre entre fluidité et économie de pellicule.

Télévision et vidéo

• NTSC (30 FPS) : Le standard nord-américain adopte une fréquence de 29,97 FPS en raison de la compatibilité avec le signal électrique (60 Hz).

• PAL (25 FPS) : En Europe, le standard PAL utilise 25 FPS, en harmonie avec la fréquence électrique de 50 Hz.

Jeux vidéo et informatique

• Années 1970-1980 : Les premiers jeux vidéo utilisent une fréquence d’image fixe, souvent limitée par le matériel. Pong et Pac-Man fonctionnaient en 30 FPS ou moins.
• Années 1990 : L’arrivée de la 3D avec des jeux comme Doom et Quake popularise le besoin d’un taux de FPS élevé pour une meilleure fluidité.
• Années 2010-2020 : L’évolution des cartes graphiques et des écrans haute fréquence (144 Hz, 240 Hz) permet d’atteindre des taux de FPS très élevés (120 FPS et plus), notamment dans les jeux compétitifs.

Usage du FPS

Le FPS est un facteur clé dans plusieurs domaines technologiques et artistiques :

1. Cinéma et télévision

• 24 FPS (cinéma) : Ce standard est utilisé depuis près d’un siècle pour son rendu naturel. Cependant, des films récents comme Le Hobbit (2012) ont tenté le 48 FPS, ce qui a divisé les spectateurs entre ceux appréciant la fluidité accrue et ceux trouvant l’image trop “réaliste”.

• 60 FPS et au-delà : Certaines productions vidéo, comme les documentaires sportifs ou technologiques, adoptent des FPS plus élevés pour un rendu plus fluide.

2. Jeux vidéo

• 30 FPS : Minimum requis pour une expérience jouable sur console et mobiles.
• 60 FPS : Devenu la norme pour les jeux vidéo sur PC et consoles modernes, offrant une meilleure réactivité et un rendu plus fluide.
• 120 FPS et 240 FPS : Utilisé principalement dans les jeux compétitifs (FPS, MOBA) où la rapidité de réaction est primordiale.

Certains joueurs professionnels utilisent des moniteurs 240 Hz, permettant un affichage ultra-fluide à 240 FPS, bien que l’amélioration perçue au-delà de 144 FPS soit minime pour la plupart des utilisateurs.

3. Interfaces et systèmes d’exploitation

• macOS et iOS : Apple utilise 60 FPS par défaut pour l’animation des interfaces, et les écrans ProMotion des iPhones et iPads peuvent monter à 120 FPS pour une sensation de fluidité optimale.

• Windows et Android : La majorité des interfaces fonctionnent à 60 FPS, avec des adaptations pour les écrans haute fréquence.

4. Réalité virtuelle (VR) et réalité augmentée (AR)

Dans la VR, des FPS élevés sont indispensables pour éviter les nausées et assurer une immersion fluide :

• 90 FPS minimum pour une expérience confortable.
• 120 FPS et plus pour les casques de nouvelle génération (ex. Meta Quest Pro, PlayStation VR 2).

Comparaison FPS et perception humaine

L’œil humain ne perçoit pas le monde sous forme d’images fixes, mais plutôt comme un flux continu de lumière. Cependant, plusieurs expériences ont démontré que :

• En dessous de 20 FPS : L’image paraît clairement saccadée.
• À 30 FPS : L’expérience est fluide, bien que certaines transitions paraissent perceptibles.
• À 60 FPS : Le mouvement est naturel et agréable à l’œil.
• Au-delà de 120 FPS : Les différences deviennent plus subtiles, mais les joueurs professionnels et certains utilisateurs très sensibles remarquent encore des améliorations.

Facteurs influençant les FPS

L’obtention d’un nombre élevé de FPS dépend de plusieurs éléments :

• Puissance du processeur et de la carte graphique : Une carte graphique performante (ex. Nvidia RTX 4090) permet d’atteindre 120+ FPS dans des jeux gourmands.
• Optimisation logicielle : Certains jeux et logiciels sont mieux optimisés et offrent un meilleur ratio performance/qualité.
• Synchronisation verticale (V-Sync, G-Sync, FreeSync) : Ces technologies évitent les déchirures d’image mais peuvent limiter les FPS.

FPS et technologies d’affichage (G-Sync, FreeSync, VRR)

Avoir un nombre de FPS élevé ne suffit pas toujours. Il faut aussi éviter les problèmes de tearing (déchirement d’image) ou de stuttering (saccades).

Solutions disponibles :

• V-Sync (synchronisation verticale) : Empêche les images “cassées”, mais peut induire un input lag (décalage dans les commandes).
• G-Sync (Nvidia) et FreeSync (AMD) : Synchronisent les FPS avec le taux de rafraîchissement de l’écran pour un affichage plus fluide.
• VRR (Variable Refresh Rate) : Présent sur les TV et moniteurs récents, ajuste dynamiquement la fréquence de l’écran en fonction des FPS du jeu.

FPS dans le futur : Vers du 480 FPS et plus ?

Tendances et évolutions :

• Écrans 360 Hz et 480 Hz déjà disponibles pour les joueurs compétitifs.
• La réalité virtuelle exige toujours plus de FPS (Meta Quest 3, PlayStation VR2 visent 120+ FPS).
• Apple et le ProMotion à 120 Hz sur iPhone et iPad poussent l’industrie à adopter des interfaces plus fluides.

Mais est-ce utile ?

• Oui, pour l’e-sport (chaque milliseconde compte).
• Non, pour le cinéma et les jeux solo (diminution du “motion blur” mais pas forcément un gain perceptible pour tout le monde).

En bref

• Le FPS (Frames Per Second) désigne le nombre d’images affichées par seconde, influençant la fluidité perçue d’un contenu.

• 24 FPS est le standard du cinéma, 30 FPS celui de la télévision et 60+ FPS celui des jeux vidéo et interfaces modernes.

• Un nombre élevé de FPS améliore la réactivité et la qualité visuelle, mais dépend du matériel utilisé et du type d’écran.

• Dans les jeux vidéo, 120 FPS et plus sont privilégiés pour la compétition, tandis que 60 FPS est un bon compromis fluidité/performance.

• Dans la VR, un minimum de 90 FPS est nécessaire pour éviter l’inconfort visuel.

Quelques liens utiles

• Article Wikipédia sur le FPS