Taxa de quadros (FPS): o que é e como afeta a fluidez
FPS (frames per second) é a quantidade de quadros exibidos/gravados por segundo. Quanto maior o FPS, mais “suave” fica o movimento e maior a chance de capturar detalhes em ações rápidas (mãos, placas em movimento, corrida, empurrões).
Ponto-chave: FPS não “cria” detalhe por si só; ele distribui o tempo em mais amostras. Para que isso vire qualidade real, o sistema precisa de bitrate suficiente. Aumentar FPS sem aumentar bitrate costuma gerar mais compressão por quadro (macroblocos, borrões e perda de detalhe).
Referências práticas de FPS
- 10–12 fps: monitoramento geral, ambientes bem estáticos, economia de armazenamento.
- 15 fps: equilíbrio comum para áreas internas com algum movimento.
- 20 fps: áreas com movimento frequente (corredores, recepção, estoque).
- 25/30 fps: eventos rápidos (caixa, catraca, entrada/saída, portões, vias internas).
GOP, I-frame e intervalo de I-frame: por que isso muda a “resposta” do vídeo
Em codecs como H.264/H.265, o vídeo é comprimido em uma sequência de quadros com funções diferentes:
- I-frame (Intra): quadro “completo”, referência. É maior (consome mais bitrate) e serve de base para os próximos.
- P-frame/B-frame: quadros “previstos”, guardam principalmente diferenças em relação a outros quadros. São menores, mas dependem de referências.
GOP (Group of Pictures) é o “bloco” entre I-frames. O intervalo de I-frame (às vezes chamado de “I-frame interval” ou “Keyframe interval”) define a cada quantos quadros/segundos aparece um I-frame.
Impactos práticos do intervalo de I-frame
- Busca e reprodução: quanto mais espaçados os I-frames, mais “pesada” pode ficar a navegação (avançar/retroceder) e maior a chance de artefatos ao pular no tempo.
- Cenas com muito movimento: GOP longo pode piorar borrões e “fantasmas” porque muitos quadros dependem de previsões em um cenário que muda demais.
- Bitrate/armazenamento: mais I-frames (intervalo menor) tende a aumentar o bitrate, pois I-frames são maiores.
Regra prática para configurar I-frame interval
Uma referência comum é ajustar o intervalo de I-frame para cerca de 1 a 2 segundos.
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- Ambiente estático: 2 s costuma funcionar bem (menos I-frames, economiza bitrate).
- Ambiente movimentado: 1 s (ou até 0,5 s em casos críticos) melhora resposta e reduz artefatos em movimento, com custo de bitrate.
| FPS configurado | I-frame a cada 1 s | I-frame a cada 2 s | Uso típico |
|---|---|---|---|
| 10 fps | 10 | 20 | Áreas estáticas, economia |
| 15 fps | 15 | 30 | Equilíbrio geral |
| 20 fps | 20 | 40 | Movimento moderado |
| 30 fps | 30 | 60 | Movimento rápido |
Observação: alguns equipamentos pedem o intervalo em “quadros” (ex.: 30) e outros em “segundos” (ex.: 1 s). Se o campo for em quadros, use: I-frame interval (quadros) = FPS × segundos.
Bitrate: relação direta com qualidade e com armazenamento
Bitrate é a taxa de dados do vídeo (ex.: kbps ou Mbps). Em geral:
- Mais bitrate = mais informação por segundo = menos compressão e melhor preservação de detalhes (rostos, textos, padrões finos).
- Menos bitrate = mais compressão = maior risco de blocos, “pintura” em áreas escuras e perda de detalhe em movimento.
Como o bitrate conversa com FPS e movimento
- Se você aumenta FPS e mantém o mesmo bitrate, cada quadro recebe menos “orçamento” de bits → tende a piorar a qualidade por quadro.
- Se a cena tem muito movimento (pessoas, folhas, chuva, faróis, telas), o codec precisa de mais bits para manter a qualidade. Com bitrate baixo, o primeiro sintoma costuma ser borrão e macroblocos no movimento.
Estimativa rápida de consumo de armazenamento
Use esta conta para estimar o quanto um canal grava:
GB por dia ≈ (bitrate em Mbps × 10,8)Exemplos:
- 2 Mbps → ~21,6 GB/dia por câmera
- 4 Mbps → ~43,2 GB/dia por câmera
- 8 Mbps → ~86,4 GB/dia por câmera
Para várias câmeras, multiplique pelo número de canais e pelos dias de retenção. (Na prática pode variar por VBR, complexidade da cena e áudio.)
CBR vs VBR: diferenças e quando usar
CBR (Constant Bitrate)
No CBR, o equipamento tenta manter o bitrate próximo de um valor fixo.
- Vantagens: previsibilidade de armazenamento e de banda; útil quando o link é limitado e você precisa “garantir” teto de tráfego.
- Desvantagens: em cenas complexas, o codec pode não ter bits suficientes → degradação visível (macroblocos) justamente quando acontece algo importante (correria, briga, veículo passando).
VBR (Variable Bitrate)
No VBR, o bitrate varia conforme a complexidade da cena, dentro de limites (dependendo do equipamento: qualidade alvo, máximo, etc.).
- Vantagens: melhor qualidade média; economiza bits em cenas paradas e “gasta” mais quando há movimento.
- Desvantagens: consumo de armazenamento e banda menos previsível; se o “máximo” estiver baixo, o VBR vira “quase CBR” e ainda pode degradar em movimento.
Quando escolher cada um (regra prática)
| Cenário | Preferência | Por quê |
|---|---|---|
| Gravação local com folga de disco | VBR | Melhor qualidade quando a cena “complica” |
| Link de internet limitado para acesso remoto | CBR (no substream) | Controle de banda para visualização remota |
| Cena muito movimentada (pátio, rua interna, portão) | VBR com máximo adequado | Evita colapso de qualidade no movimento |
| Ambiente muito estático (corredor vazio à noite) | VBR | Economiza bitrate sem perder qualidade |
Como evitar configurações que degradam cenas com muito movimento
Os “erros clássicos” que derrubam a qualidade em movimento são:
- Bitrate baixo demais para a resolução/cena.
- FPS alto sem aumentar bitrate.
- GOP longo (I-frame muito espaçado) em cena dinâmica.
- VBR com máximo baixo (não deixa o codec “respirar”).
Sintomas e correções rápidas
| Sintoma | Causa provável | Ajuste recomendado |
|---|---|---|
| Macroblocos quando alguém corre | Bitrate insuficiente | Aumentar bitrate; se possível usar VBR com máximo maior |
| Movimento “suave”, mas sem detalhe (borrado) | FPS alto com bitrate baixo | Ou aumenta bitrate, ou reduz FPS para “dar bits” por quadro |
| Ao avançar no playback, imagem “quebra” até estabilizar | I-frame interval alto (GOP longo) | Reduzir intervalo de I-frame para 1 s (ou menos) |
| Qualidade boa parado e ruim em movimento | CBR baixo ou VBR com teto baixo | Trocar para VBR e elevar máximo; ou elevar CBR |
Tabelas orientativas (ponto de partida) de FPS, I-frame e bitrate
Os valores abaixo são pontos de partida. Ajuste conforme a cena (movimento, iluminação, ruído) e o objetivo (identificação vs monitoramento).
Perfil sugerido para ambiente estático (ex.: depósito pouco movimentado)
| Parâmetro | Sugestão |
|---|---|
| FPS | 10–15 |
| I-frame interval | 2 s |
| Controle de bitrate | VBR |
| Bitrate (faixa inicial) | 2–4 Mbps por câmera (ajustar conforme resolução e ruído) |
Perfil sugerido para ambiente movimentado (ex.: recepção, corredor com fluxo)
| Parâmetro | Sugestão |
|---|---|
| FPS | 15–20 |
| I-frame interval | 1 s |
| Controle de bitrate | VBR (com máximo confortável) |
| Bitrate (faixa inicial) | 4–8 Mbps por câmera (subir se houver muito detalhe/movimento) |
Perfil sugerido para evento rápido (ex.: caixa, catraca, portão, veículos)
| Parâmetro | Sugestão |
|---|---|
| FPS | 25/30 |
| I-frame interval | 1 s (ou 0,5 s se necessário) |
| Controle de bitrate | VBR com máximo alto ou CBR alto |
| Bitrate (faixa inicial) | 8–12+ Mbps por câmera (dependendo da cena) |
Dica operacional: se o equipamento tiver main stream (gravação) e substream (visualização remota), é comum usar VBR no main stream para preservar evidências e CBR no substream para controlar banda.
Roteiro de ajustes por tipo de cena (passo a passo)
Passo 1 — Defina o objetivo e o “pior momento” da cena
- Objetivo: identificar rosto/ação? Ler detalhe? Apenas acompanhar fluxo?
- Pior momento: horário de pico, muita gente, portão abrindo, faróis à noite, chuva, árvores ao vento.
Passo 2 — Comece pelo FPS (não exagere)
- Estático: comece em 10–12 fps.
- Movimentado: comece em 15–20 fps.
- Rápido: comece em 25/30 fps.
Se o armazenamento/banda estiver apertado, prefira reduzir FPS antes de “estrangular” demais o bitrate, porque bitrate baixo em movimento costuma destruir evidências.
Passo 3 — Ajuste o I-frame interval (GOP) para a cena
- Estático: 2 s.
- Movimentado: 1 s.
- Rápido/crítico: 1 s ou 0,5 s.
Se o playback ficar ruim para navegar ou a imagem “demorar a firmar” após pular no tempo, reduza o intervalo de I-frame.
Passo 4 — Escolha VBR/CBR e configure limites
- Para gravação (main stream): use VBR quando possível. Se houver campo de máximo, não deixe baixo demais.
- Para links limitados (substream): use CBR com um valor que a rede aguente.
Passo 5 — Ajuste o bitrate olhando o movimento
Faça um teste no “pior momento”:
- Se aparecerem macroblocos ou “borrão” em pessoas/veículos: aumente bitrate (ou reduza FPS).
- Se a cena estiver boa parada e ruim em movimento: aumente o máximo do VBR (ou eleve CBR) e reduza o I-frame interval para 1 s.
- Se o vídeo estiver “pesado” para armazenar, mas a cena é estática: reduza FPS e/ou aumente o I-frame interval para 2 s antes de cortar bitrate agressivamente.
Passo 6 — Valide com uma checagem objetiva
- Reproduza um trecho com movimento e pause em quadros críticos (mão, rosto, objeto).
- Verifique se há “quadrados” (macroblocos) e se o contorno de pessoas/objetos se mantém.
- Compare 2 configurações: (A) FPS maior com bitrate igual vs (B) FPS moderado com bitrate maior. Em CFTV, (B) frequentemente entrega evidência melhor.
Exemplo prático de ajuste: estático vs movimentado
Ambiente estático (ex.: corredor vazio à noite)
- FPS: 10–12
- I-frame interval: 2 s
- Modo: VBR
- Bitrate: comece em 2–4 Mbps e reduza se a imagem permanecer limpa (sem ruído excessivo e sem artefatos)
Ambiente movimentado (ex.: recepção com fluxo)
- FPS: 15–20
- I-frame interval: 1 s
- Modo: VBR com máximo mais alto
- Bitrate: comece em 4–8 Mbps; se houver borrão em pessoas andando rápido, suba o máximo do VBR e/ou aumente bitrate
