Begum Ozcan Oyuncular arasında yıllardır tartışılan bir konu var. İnsan gözü gerçekten kaç FPS görebiliyor? Bazı kullanıcılar 60 FPS’nin üzerindeki görüntülerin insan gözü tarafından algılanamayacağını savunurken, diğerleri 144 Hz, 240 Hz ve hatta 500 Hz monitörler arasındaki farkı rahatlıkla hissedebildiklerini söylüyor.
Ancak insan görme sistemi bir kamera gibi çalışmıyor ve saniyede belirli sayıda kare yakalayan sabit bir mekanizmaya sahip değil. Bilimsel araştırmalar, insanların 60 FPS’nin çok üzerindeki görsel değişimleri algılayabildiğini gösteriyor. Üstelik gözün algıladığı hareket ile ekranın yenileme hızı arasında önemli farklar bulunuyor.
Öncelikle FPS kavramının insan görme sistemi için doğrudan kullanılabilecek bir ölçü olmadığını belirtmek gerekiyor. FPS (Frames Per Second), bir saniye içerisinde oluşturulan veya gösterilen görüntü karesi sayısını ifade ediyor. Bilgisayarlar ve kameralar görüntüleri ayrı kareler halinde işleyebiliyor ancak insan gözü dünyayı bu şekilde kaydetmiyor.
Gözümüzden gelen ışık sinyalleri retinadaki fotoreseptör hücreleri tarafından algılanıyor. Bu sinyaller sinir hücreleri aracılığıyla işlenerek beyne iletiliyor ve görsel algı oluşuyor. Sistem sürekli değişen ışık, hareket ve kontrast bilgilerini işlediği için bütün görsel uyaranlara uygulanabilecek tek bir FPS sınırı bulunmuyor.
Bunun yerine bilim insanları, insan görme sisteminin zamansal çözünürlüğünü inceliyor. Zamansal çözünürlük, birbirini hızlı biçimde takip eden görsel değişimlerin ne ölçüde ayırt edilebildiğini açıklıyor. Özellikle titreşen ışıklar ve hareketli görüntüler üzerinde gerçekleştirilen deneyler, görsel algının zamana bağlı sınırlarını araştırmak için kullanılıyor.
Bu araştırmalarda kullanılan temel ölçümlerden biri Critical Flicker Fusion Frequency (CFF) olarak adlandırılıyor. Türkçede kritik titreşim birleşme frekansı olarak ifade edilebilen bu kavram, belirli koşullarda titreşen bir ışığın artık titreşmiyormuş gibi algılandığı frekansı tanımlıyor.
İnsanlarda bu eşik sıklıkla yaklaşık 50-90 Hz aralığında raporlanıyor. Ancak deneyin koşullarına bağlı olarak daha düşük değerler de ölçülebiliyor. Işığın parlaklığı, kontrastı, rengi, görüntünün retinadaki konumu ve kişinin bireysel özellikleri algılanabilen titreşim frekansını etkiliyor.
Buradaki önemli ayrıntı, CFF değerinin doğrudan insan gözünün görebileceği maksimum FPS anlamına gelmemesi. Bir ışık kaynağının titreşimini ayırt edememek, hareketli bir görüntüde daha yüksek yenileme hızının sağladığı farkları algılayamamakla aynı şey değil.
İnsanların görsel değişimleri algılama hızı üzerine yapılan araştırmalar, kişiler arasında önemli farklılıklar bulunduğunu ortaya koyuyor. Trinity College Dublin tarafından 2024 yılında yayımlanan bir çalışmada, 88 katılımcının titreşen ışıkları hangi frekanslara kadar ayırt edebildiği incelendi.
Araştırmada bazı katılımcılar yaklaşık 35 Hz frekansındaki titreşen ışığı sabit olarak algılarken, bazıları 60 Hz’nin üzerindeki titreşimleri de ayırt edebildi. Katılımcılar arasındaki en yüksek ve en düşük eşik değerleri arasında yaklaşık 30 Hz fark bulundu. Ölçümler, bireylerin görsel değişimleri algılama hızlarının birbirinden farklı olabildiğini ortaya koydu.
Daha dikkat çekici sonuçlar ise 2015 yılında Scientific Reports dergisinde yayımlanan bir araştırmada elde edildi. Araştırmacılar, belirli görüntü koşullarında insanların 500 Hz’nin üzerindeki ışık titreşimi kaynaklı görsel bozulmaları algılayabildiğini gösterdi.
Bu deneylerde özellikle yüksek kontrastlı kenarlar ve hızlı göz hareketleri etkili oldu. Gözlerin hızlı hareketleri sırasında, yüksek frekansla değişen ışığın oluşturduğu bazı görsel izler fark edilebildi. Geleneksel titreşim eşiği deneylerinde gözlemlenemeyen etkiler, farklı görüntü koşullarında algılanabilir hale geldi.
Ancak bu sonuç, insanların 500 farklı görüntü karesini bir saniye içerisinde tek tek tanıyabildiği anlamına gelmiyor. Araştırmada ölçülen şey, yüksek frekanslı ışık değişimlerinin oluşturduğu görsel bozulmaların fark edilmesiydi. Hareketli görüntülerin akıcılığını değerlendirmek ise farklı bir algısal süreç.
Monitörlerde kullanılan yenileme hızı, ekranın saniyede kaç kez yeni görüntü gösterebildiğini ifade ediyor. Örneğin 60 Hz monitör saniyede 60, 144 Hz monitör ise saniyede 144 kez görüntüyü yenileyebiliyor. Yenileme hızı yükseldikçe iki yenileme arasındaki zaman kısalıyor.
60 Hz monitörde iki yenileme arasında yaklaşık 16,7 milisaniye bulunurken bu süre 144 Hz’de 6,9 milisaniyeye, 240 Hz’de 4,2 milisaniyeye ve 500 Hz’de 2 milisaniyeye düşüyor. Böylece desteklenen koşullarda ekranda hareket eden nesnelerin konumları daha sık güncellenebiliyor.
Özellikle rekabetçi oyunlarda fare hareketleriyle ekrandaki görüntü arasındaki gecikme önem taşıyor. Yüksek yenileme hızına sahip monitörler, yeni görüntülerin daha kısa aralıklarla gösterilmesini sağlayarak toplam sistem gecikmesinin bir bölümünü azaltabiliyor. Ancak gerçek giriş gecikmesi yalnızca monitörün yenileme hızına bağlı değil; oyun motoru, işlemci, ekran kartı, görüntü işleme süresi ve ekranın tepki süresi de etkili.
Bir diğer önemli konu hareket netliği. Modern LCD ve OLED monitörlerin büyük bölümü, görüntü karelerini bir sonraki yenilemeye kadar ekranda tutan Sample and Hold yöntemiyle çalışıyor. Gözler hareketli bir nesneyi takip ederken görüntünün belirli süre sabit tutulması, retinada hareket bulanıklığına neden olabiliyor.
Yenileme hızı arttığında görüntünün ekranda tutulduğu süre kısalıyor ve uygun koşullarda hareket bulanıklığı azalabiliyor. Bu nedenle 60 Hz’den 144 Hz’ye geçiş yalnızca hareketlerin daha akıcı görünmesini değil, hareketli nesnelerin daha net algılanmasını da sağlayabiliyor.
Ancak yenileme hızı arttıkça elde edilen kazanımlar aynı ölçüde devam etmiyor. 60 Hz’den 144 Hz’ye geçişte kareler arasındaki süre yaklaşık 9,7 milisaniye azalırken, 144 Hz’den 240 Hz’ye geçişte azalma yaklaşık 2,8 milisaniye oluyor. Bu nedenle özellikle çok yüksek yenileme hızları arasındaki farkları ayırt etmek daha zor olabiliyor.
Yüksek kare hızlarının oyuncular üzerindeki etkisi, 2026 yılında yayımlanan bir araştırmada doğrudan incelendi. 44 katılımcıyla gerçekleştirilen çalışmada, saniyede 7 ile 500 kare arasında görüntü üretebilen özel bir birinci şahıs nişancı oyunu kullanıldı.
Araştırmada oyuncuların skorları ve isabetlilik gibi performans göstergeleriyle görüntünün algılanan akıcılığı değerlendirildi. Performans, düşük kare hızlarından itibaren belirgin biçimde iyileşirken yaklaşık 90 FPS sonrasında artışın büyük ölçüde yataylaştığı görüldü.
Buna karşılık katılımcıların görüntü akıcılığına ilişkin değerlendirmeleri, test edilen aralık boyunca 500 FPS’ye kadar iyileşmeye devam etti. Başka bir ifadeyle oyuncuların performansındaki kazanımlar belirli bir seviyeden sonra oldukça sınırlı hale gelse de görüntü kalitesine ilişkin algısal kazanımlar devam edebildi.
Bununla birlikte 44 katılımcıyla ve belirli bir oyun ortamında gerçekleştirilen bu deney, her oyuncunun 500 FPS’ye ihtiyaç duyduğunu veya 500 FPS’de daha başarılı olacağını göstermiyor. Oyun türü, oyuncunun deneyimi, monitörün özellikleri ve gerçekleştirilen hareketler sonuçları değiştirebiliyor.
Ayrıca FPS ile monitör yenileme hızı aynı şey değil. Ekran kartının 300 FPS üretmesi, 144 Hz monitörün saniyede 300 tam görüntü yenilemesi gerçekleştirdiği anlamına gelmiyor. Ancak monitörün yenileme hızının üzerinde kare üretilmesi, kullanılan görüntü senkronizasyonuna bağlı olarak daha güncel karelerin gösterilmesine ve gecikmenin azalmasına katkı sağlayabiliyor. V-Sync kapalıyken ise görüntü yırtılması ortaya çıkabiliyor.
İnsan gözünün yalnızca 24 veya 30 FPS görebildiği yönündeki iddiaların bir bölümü, sinema filmlerinin geleneksel kare hızlarından kaynaklanıyor. Sinema sektöründe uzun yıllardır yaygın olarak kullanılan 24 FPS, insan görme sisteminin maksimum algılama hızı değil.
Sinema kameraları görüntüyü kaydederken belirli bir pozlama süresi kullanıyor. Örneğin 24 FPS çekimde yaygın olan 180 derecelik obtüratör açısı, yaklaşık 1/48 saniyelik pozlama süresine karşılık geliyor. Bu süreçte hareket eden nesneler kare içerisinde doğal hareket bulanıklığı oluşturuyor.
Hareket bulanıklığı, birbirini takip eden kareler arasındaki geçişlerin daha yumuşak algılanmasına yardımcı oluyor. Ayrıca geleneksel film projektörlerinde her kare birden fazla kez aydınlatılarak görünür titreşim azaltılabiliyor. Bu nedenle saniyede 24 farklı görüntü içeren bir film, ışığın saniyede yalnızca 24 kez yanıp söndüğü anlamına gelmiyor.
Bilgisayar oyunlarında ise görüntüler gerçek zamanlı olarak oluşturuluyor ve kamera hareketleri kullanıcının kontrolüne bağlı. Özellikle hızlı fare hareketleri sırasında düşük kare hızlarının neden olduğu takılmalar veya hareket süreksizlikleri daha kolay fark edilebiliyor. Sinema filmlerindeki 24 FPS deneyimi ile rekabetçi bir oyundaki 24 FPS deneyimi bu yüzden aynı değil.
İnsan görme sisteminin zamansal çözünürlüğü sabit olmadığı için algısal sınırlar da farklı koşullarda değişebiliyor. Yüksek parlaklık ve kontrasta sahip görüntülerde hızlı değişimler daha kolay algılanabilirken düşük ışık koşullarında görsel sistemin tepkileri farklılaşıyor.
Retinanın merkezinde ve çevresinde bulunan hücrelerin özellikleri de aynı değil. Merkezi görme bölgesi ince ayrıntıları ayırt etmekte güçlü olsa da çevresel görme alanı, belirli hareket ve titreşim uyaranlarına farklı hassasiyet gösterebiliyor. Göz hareketleri de yüksek frekanslı görsel değişimlerin algılanmasını etkiliyor.
Üstelik bir kişinin iki monitör arasındaki farkı görmesiyle bu farkı oyun performansına dönüştürmesi aynı şey değil. Daha fazla görsel bilgi sunulması, her durumda daha hızlı tepki verileceğini veya daha isabetli hareket edileceğini garanti etmiyor.
Bu nedenle insan gözü için 30, 60, 144 veya 240 FPS gibi kesin bir üst sınır belirlemek bilimsel olarak doğru değil. Görme sisteminin titreşim algısı, hareket netliği, zamanlama farklılıklarını ayırt etme yeteneği ve kullanıcı tepkileri ayrı ayrı değerlendiriliyor. Farklı deneylerde yüzlerce hertz seviyesindeki değişimlerin algılanabilmesi de gözün her koşulda aynı hızda çalıştığı anlamına gelmiyor.
