リフレッシュ・レートとは何か？
今年発売されたiPhone 13 Proシリーズでは、ProMotionと呼ばれる適応型リフレッシュレートが採用され、1秒間に10回から120回の間で画面が更新されるため、電話のスクロールがよりスムーズになり、電力効率も向上した。
実際、iPad Proには2018年にこの技術が搭載された。さらに、最近のAndroidスマホでは高リフレッシュレートが当たり前になっている。一部のゲーミングモニターでは、「144Hz」や「240Hz」と表示されたモデルも見かける。では、リフレッシュレートとは一体何なのだろうか？リフレッシュレートは高ければ高いほど良いのでしょうか？
フレームレート
フレームレートは、リフレッシュレートを議論する際に避けて通れない概念である。これは、人間の目の視覚保持に関係しています。
ページを素早くめくることで、本の内容が映画のように動いて見えるフリップブックを見たことがあるだろう。そこに視覚的な保持効果が生まれるのだが、これがすべてのビデオの仕組みだ。静止画像を短時間で再生できれば、人間の目は連続した画像を知覚する。フレームレートとは、1秒間に再生される画像の数を指す。
フレームレートの単位はfps（Frames Per Second）。60fpsは1秒間に60枚の画像を再生することを意味します。下のGIFで、フレームレートの高低の違いを知ることができる：
左から毎秒15、30、60フレームのアニメーション画像。3人の人物の動きは、一貫性とディテールの点でかなり異なっていることがわかる。フレームレートが高いほど、より滑らかで自然な映像に見える。
24fpsは、人間の目が動きとして解釈する最も遅いフレームレートである。フレームレートが24fpsより遅いと、私たちはまだ動きを見ることができるが、最終的にはビデオの途切れ途切れを感じることになる。私たちがオンラインで見るビデオや映画館で上映される映画のほとんどは24fpsです。しかし、より滑らかな映像を好むのであれば、YouTubeで60fpsオプションの動画も見つけることができる。
(2160pの後の "60 "は、この解像度で60fpsをオンにできることを示す)
フレームレートが高ければ高いほど良いということだろうか？答えはおそらくノーだ。2019年に公開された映画『ジェミニマン』は、120fpsの4K 3D撮影で作られた。これは、カメラが1秒間に120枚の静止画を撮影することを意味する。どれほど滑らかでリアルな映像か想像してみてほしい！実際、この技術は非常に高度なもので、120fpsの3D上映が可能な映画館は全米で14館しかない--ただし、4Kではなく2Kのみ。そして残りは60fps、あるいは24fpsで映画を上映する。しかし、視聴者によれば、120fpsは衝撃的なディテールとリアリズムを提供し、現実なのか映画なのか見分けがつかないという。
しかし、これは問題でもある。結局のところ、映画は現実ではない。プロットも演技も、登場人物のメイクの細部に至るまで、すべて私たちが構築し、アレンジしたものなのだ。観客にリアルに見せようとすればするほど、観客には偽物に見えてしまう。観客と物語の間に距離を置く必要があるため、圧倒されるのだ。確かに、24fpsのグラフィックは滑らかさや緻密さでは劣るが、まるで物語を見ているような気分になる--それが映画を見に行く理由ではないだろうか？その結果、この技術は映画制作には適さないと主張する批評家もいる。
では、高フレームレートはいったい何のためにあるのだろうか？最も適した用途のひとつはスローモーションだ。
iPhoneは1080Pで240fpsのビデオ撮影が可能で、これはその解像度で1秒間に240枚の画像を撮影できることを意味する（解像度とは？）しかし、人間の目には、1秒間に24枚の画像を撮影することが連続したビューになるので、240fpsは240/24=10秒で十分なのだ。1秒のコンテンツが10秒に引き伸ばされ、動きが遅くなる：
(コーヒーのドリップ、240fpsのスローモーション）。
前述したように、フレームレートとは1秒間に再生される画像の枚数を指す。映像だけでなく、パソコンや携帯電話を日常的に使う際にもこの概念は存在する。例えば、パソコンを使ってゲームをするとしよう。ゲームをするということは、絵を表示するということでもある。ゲームでは、撃つ、かわす、移動する、といった動作はすべてアニメーションであり、それも静止画のコマ送りの連続によって構成されている。では、映像はカメラで記録できるとして、ゲームの映像はどこから来るのか。
上の写真は比較的ハイエンドのゲーミング・グラフィックスカードで、強力なゲーミングPCには欠かせないコンポーネントです。グラフィックカードがハイエンドであろうとなかろうと、主にモニターに正しい画像を映し出す役割を担っています。ゲーム中の静止画像は、グラフィックスカードによってフレームごとにレンダリングされます。フレームレートは、グラフィックカードのレンダリング能力をFPS単位で表す指標としても使用できます。演算能力の高いグラフィックカードほど、1秒間に多くの画像を生成することができます。
(上のゲームはなんと322fpsで動いている）。
ゲーマーは、より優れたグラフィックカードと、よりスムーズなパフォーマンスにつながる高いグラフィックリフレッシュレートを求めている。これは、シューティングゲームやスポーツゲームでは特に重要です。PUBGのゲームプレイにおける激しいカメラカット、機敏なかわし、ポジショニングについて考えてみてください。そのすべてがスライドショーのように見えたら、あなたはどう楽しむだろうか？この種のゲームをプレイするには、グラフィックがシャープで、画面や操作がずさんであってはならない。ゲーマーが高解像度よりも高リフレッシュレートにこだわるのはそのためだ。
リフレッシュ・レート
高フレームレートのコンテンツは、常に高リフレッシュレートのグラフィックを体験できるのか？答えはノーだ。1秒間に多くの画像を生成できても、モニターがそのすべてを表示できるとは限りません。体験を最大化するために、高フレームレートはしばしば高リフレッシュレートのモニターを必要とします。
画面のリフレッシュレートはヘルツ（Hz）で測定され、モニターが1秒間に画像を更新する回数です。
多くのゲーミングモニターから選択することができ、それらはすべて異なる最大リフレッシュレートをサポートしています。上記のモニターは最大リフレッシュレートが240Hzで、1秒間に240回画面が更新される。そのため、確かに楽しいゲーム体験ができる。
FPSとHzの相関関係
前述したように、フレームレートとリフレッシュレートは、全体的な体験に関して切り離せない2つの概念である。その理由は何でしょうか？例えば、165fpsのゲームをレンダリングできる高性能なコンピュータがあるとして、リフレッシュレートが60Hzの平凡なモニターがあるとしよう。1秒以内に何が起こるかは興味深い：
- グラフィックカードは1秒間に165枚の静止画像を生成した；
- しかし、モニターは1秒間に60回しかリフレッシュできない。
つまり、ビデオカードがモニターのリフレッシュ中に複数のフレームを投げているのだ。そのため、ディスプレイが更新されると同時に、画像が複数のフレームを同時に表示することになり、画像がずれたり、間違って表示されたりする。
(画面破れのデモンストレーション。 冷静に、あなたの画面は大丈夫です）。
上の画像は、画面のティアリング現象をはっきりと示しています。モニターのリフレッシュレートをはるかに超えるフレーム数のゲームでは、このような画面のティアリングやスキップ現象はゲーム体験を著しく損ない、軽いめまいを感じることさえあります。
これは、フレームレートとリフレッシュレートの関係を理解していただくための一例です。実際、ゲームのフレームレートは一定ではありません。ゲームのグラフィックの複雑さが変わると、フレームレートは変動します。そのため、ゲームのフレームレートとリフレッシュレートが完全に同期することはほとんどありません。リフレッシュレートより高いフレームレートは、多少のティアリングを引き起こしますが、ほとんどの場合目立たず、ゲーム愛好家のごく一部しか気づきません。この問題を解決するには、ゲームの設定で「垂直同期」オプションをオンにします。このオプションは、基本的にディスプレイと同じペースで動作し、ディスプレイが1つのフレームを表示し終わって次のフレームを表示する準備ができたときにのみ、次のフレームをレンダリングして送信するようにグラフィックカードに指示します。
予想通り、この機能は、モニタのリフレッシュ・レートに合わせるために、グラフィックス・カードに制限をかける。しかし、NVIDIA G-SYNCテクノロジーでは、モニター内のチップがグラフィックカードと通信し、モニターがリフレッシュレートをフレームレートに合わせることができます。これにより、フレームレートがリフレッシュレートより高かったり低かったりする場合、画面のティアリングをなくすことができる。必要なのは、G-SYNC対応のモニターとNVIDIA GTXグラフィックカードだけです。
AMDにもFreeSyncと呼ばれる同様のものがある。この技術は、ゲーミング・モニターでよく見られるDisplayPortのAdaptive-Sync機能に依存している。ディスプレイ・ファームウェアとAMD Radeonドライバーの組み合わせにより、グラフィックス・カードとモニター間の通信が可能になるため、モニターに専用チップは必要ありません。もちろん、FreeSyncをサポートするモニターとAMD Radeonグラフィックカードは必要です。
(一般的に、G-SYNCモニターは専用チップのため、FreeSyncモニターよりも高価です）。
リフレッシュレートがスマートフォンに与える影響
コンピュータとゲームについては長い間議論してきたが、実は携帯電話も同じである。携帯電話もグラフィック・チップを搭載し、高リフレッシュ・スクリーンと十分速いフレーム・レートを備えており、スムーズな体験を提供している。しかし、携帯電話の最大の問題はバッテリーの寿命だ--グラフィック・パワーが増え、画面のリフレッシュが速くなり、消費電力が増える。携帯電話を常に高いリフレッシュ・レートに保つ代わりに、ほとんどの携帯電話は適応リフレッシュ・レート調整機能を備えている。この技術は、リフレッシュレートをインテリジェントに調整することで消費電力を削減するもので、アップルのProMotionも例外ではありません。
高リフレッシュ・レート・ディスプレイを手に入れるべきか？
スマートフォンで高リフレッシュレートが採用されることが増えている。ゲーマーはより楽しいゲーム体験ができるし、ゲームをしていないときでも、高リフレッシュレートはタッチインタラクションをより触感的にし、携帯電話をよりスムーズに、より使いやすく感じさせる。今後主流になると思うので、携帯電話を購入する際は、比較検討を始め、高リフレッシュレートの画面を体験してから決めた方がいいかもしれない。
しかし、モニターやテレビに関しては、ゲーム愛好家でなければ、おそらく大きな違いは感じないだろう。ゲームをせず、モニターがあまりにだらしないと感じなければ、ほとんどの60Hzディスプレイで十分だ。
高リフレッシュレートでのゲームプレイには何が必要か？
もしあなたがゲーム愛好家で、高リフレッシュレートを受け入れる準備ができているなら、準備のために何が必要だろうか？
- パワフルなゲーミングPC。
- 高リフレッシュレートでプレイできるゲーム。
- インターフェイスが高リフレッシュレート出力をサポートしていることを確認してください。DisplayPortは伝送速度でリードしており、より高いリフレッシュレートを可能にし、ディスプレイを最大限に活用するには通常DP 1.2で十分です。最新のHDMI 2.1ポートを搭載しているモニターは多くありませんが、HDMI2.1も高リフレッシュレートをサポートしています。
- DP 1.2ケーブル、あるいはDP 1.4の代替品で、より将来に備える。
- 高リフレッシュレートをサポートするディスプレイ装置。
高リフレッシュレートのモニターを購入する前に、ゲームを十分なフレーム数で実行できる性能をゲーミングPCが持っていることを確認してください。ゲームが60fpsでしか動かないのであれば、144Hzのモニターがあってもゲームは思ったほどうまく動かないでしょうし、そのお金をコンピューターのアップグレードに使った方がいいでしょう。この2つが十分に協力し合えば、その結果は明らかにゲームプレイに優位性をもたらすはずだ。
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