リフレッシュレートとは?

fpsとHzについて

画面表示の基礎あれこれ

リフレッシュレート?
フレームレート?

オンライン対戦型のゲームなどで度々「高リフレッシュ(フレーム)レートの方が断然有利」と言われることがあります。では、その「リフレッシュレート」や「フレームレート」とは何でしょうか?

リフレッシュレートについて

「リフレッシュレート」について、ディスプレイのカタログに「Hz(ヘルツ)」という言葉を目にすることがあると思います。これが「リフレッシュレート」と言われるものです。市場では「60Hz(ヘルツ)」のディスプレイが最も一般的で、それら以上の数「120Hz」や「144Hz」「240Hz」というディスプレイもあります。

このHz(ヘルツ)について、Hzの前にある数字は何でしょうか?

これは、1秒間に何枚の絵が差し変わるかを指しています。「60Hz」ならば60枚「120Hz」なら120枚表示が入れ替わります。一般的にこれらはパラパラ漫画に例えられ、数字が多くなれば多くなるほど表示枚数が増えるので、数字が大きいほど映像はなめらかに動いているように見えます。

リフレッシュレート(周波数)の差(イメージ)
Hzの数が多くなるほど切り替わる表示の数が増える

フレームレートとは?

「フレームレート」とは何でしょうか?
これは描画をおこなう機器(ゲーム機やPC)が映像を作り出す際、1秒間にどれだけの像を作り出しディスプレイに送信することが可能か?を示す値です。こちらもリフレッシュレート同様、数字が大きいほど像が多く送信されます。当然像を多く生成・送信されるため、動きがより細かく描写されることなります。ただし、高いフレームレートを出すためには、映像を生成する機器に高い性能が要求されます。

フレームレートの差(イメージ)
Hzの数が多くなるほど切り替わる表示の数が増える

まとめ

リフレッシュレートとは、1秒間に切り替わる映像の数。受け手(ディスプレイ)側
フレームレートとは、1秒間に生成し送信できる像の数。送り手(PCやゲーム機)側

リフレッシュレートと
フレームレートの関係

では、フレームレートが高ければどんなものでも細かな動きの描写が可能になるのでしょうか?答えは「ノー」です。

例えば、PCやゲーム機(送り手)側が120コマ(fps)で像を生成し送信したとします。単純に考えれば、ディスプレイ(受け手)側は送られてきた像を画面に映すだけですから、問題がないように思えます。しかし、受け手側が1秒間に60コマ(Hz)しか映像を切り替えることができなければどうなるでしょうか? 当然60枚しか映像が切り替わらないので、間の映像は間引かれることになります。

フレームレートとリフレッシュレートの差(イメージ)
フレームレートが高い場合でもリフレッシュレートが低ければ、
画面の表示はリフレッシュレートが優先される。

そのため、120fpsで動作する映像をそのままのコマ数で表示するためには、120Hz以上に対応した機器が必要になります。

接続するディスプレイが対応していなければ
高いフレームレートで送信しても表示は60コマのまま

接続するディスプレイが対応していれば
高いフレームレートで表示が可能

上記の場合接続する機器は1:1ですが、もし複数ゲーム機やPCがあればどうでしょうか?
当然ディスプレイ側のポートには限りがあり、複数を接続するために切替器などを使用することになります。ですが、切替器も映像を再生成するものなどの場合、同様に高いフレームレートで表示することができません。

接続するディスプレイが対応していなければ
高いフレームレートで送信しても表示は60コマのまま

3つの図は、受け手(切替器やディスプレイ)側のどちらか、もしくはその両方が対応していない時におこる、高いフレームレートでの表示ができない場合です。こちらも同様に、どちらにも高いリフレッシュレートに対応した機器が必要です。

複数台の機器を設足して使用する場合、
受け手側の機器は全て対応している必要があります

ラトックシステムでは1080p/120Hz(fps)に対応している製品については、以下のようなラベルと共に対応/非対応の表記をしていますので、購入時の基準としてみることができます。

雑記1:対応している機器なのに120fpsも出ていない!

最新型ゲーム機や、高性能なゲーミングPCの場合は120fpsが出ると言われていますが、それらは絶対ではありません。なぜなら、ゲーム自体のフレームレート制限や、PCゲームの場合画質設定などで描画の負荷が大きくなればなるほど表示する映像の処理に時間がかかりフレーム数を落とすからです。

雑記2:4K120fpsは実現可能なのか?

結論から言えば「可能」です。今回 PlayStation5™(以下:PS5)は4K/120fpsが可能である。と謳われていますが、それは最新のHDMI2.1を搭載しているためです。また、高性能なPCにおいても、4K解像度で120fpsを維持することは、一定の画質調整で負荷を下げること以外現実的に難しい状態です。

接続機器に話を戻すと、2020年11月現在HDMI2.1で受けることのできる機器はほぼ存在しておらず、最大でも60コマまでの表示であることが現実的です。そのため、120fps overといわれるものについては、現在のところ1080pでの動作であることが一般的です。

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