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フレームレート(fps)、リフレッシュレート(Hz)とゲームの関係を真剣に解説。実際にどれぐらい重要なのか

ゲームをする上で重要な、リフレッシュレート(Hz)とフレームレート(fps)。

現在は、ゲーミングpcやゲーミングモニターが浸透してきて、Hzやfpsが使われるのも多くなりました。

ただ、しっかり理解している人はどれぐらいいるでしょうか?

俺もそれなりに詳しいとは思うけど、まだまだきちんと理解しているとは言えません。

なんとなく、それについて理解を深めたくなったので、ついでに全く知らない〜あまり詳しくない人用にゲームとの関係性をゲーマー目線で解説します。

フレームレート(fps)とは

まずは、フレームレートとリフレッシュレートを知らないと話にならないので、軽く説明していきます。

フレームレートから説明します。ちなみに、正式名称は「frames per second」といいますがこれは覚えなくていいです。

ゲーム映像は、「ゲーム側がいくつもの静止画を流し、それをグラフィックボード(GPU)が処理してモニターに映される」という段階があります。

フレームレートの仕組み

このときの、「1秒間に処理される静止画の枚数」がフレームレートでfpsという単位で表します。

よくパラパラ漫画で例えられますが、パラパラ漫画のページ数が多いほど動きがなめらかだし、ページ数が少ないと動きがぎこちないです。

ゲームで映像がカクカクしているのは、フレームレートが低く1秒あたりのコマが少ないのが原因です。

そして、fpsの数値は映像が激しく動くほど変動します。

ゲームでゆっくり動いているときはカクつかないのに、激しく動いたときにカクつくのはfpsが変動しているからです。

フレームレートはゲームやGPUといったシステム側に依存します。特に、GPUの性能が高いほど安定した高fpsが出せます

後で紹介するモニターが、60fps(正しくは60Hz)の映像を出力できても、GPUやゲームが60fpsを処理出来ないと意味がありません。

ゲーミングPCでいちばん重要なのがGPUだと言われているのは、そもそもGPUの性能が低いと、カクカクした状態でゲームをしなければいけないことになるからです。

正確には、CPUやメモリといった部品もかなり重要になりますが、あとで更に詳しく解説します。

フレームレートはゲームをする上でかなり重要なのがわかったと思います。

リフレッシュレート(Hz)とは

リフレッシュレートというのは、「モニターが1秒間に画面が切り替わる回数」でHzという単位で表します。

こう聞くと、さっきと全く同じような説明に感じると思います。これが、よくフレームレートとリフレッシュレートが間違えられる原因でもあります。

リフレッシュレートは、1秒間に切り替わる回数が決まっています。

60Hzモニターの場合、GPUが120fpsの映像を処理をしても60回しか更新されないので、実質60fpsの映像です。

30fpsだと、一応60Hzで処理されるけど30fpsでの映像になります。

お互いの違いを比べると

  • フレームレート:1秒間に表示される映像の回数が変動する
  • リフレッシュレート:1秒間に表示される映像の回数が同じ

フレームレートとリフレッシュレートは、どちらか低い方の数値で映像として表示されると思っておけば問題ないです。

高fpsでゲームをしようと思ったら、フレームレートとリフレッシュレートは常にセットで考えましょう。

フレームレートを上げるメリット

フレームレートはゲームでかなり重要だという話をしました。

それが、どのぐらい重要になるのかを解説します。

フレームレートの重要性については、NIVIDIAさんの記事で詳しいのがあったのでこちらを参考にしました。

高いフレーム レートが e スポーツに重要な理由
60 FPS/Hz 以上のフレーム レートが e スポーツにとって重要な理由を深く掘り下げてみましょう。

詳しいけど、書いてあることが難しくて理解するのに時間がかかりました。

本当に理解できたのかも怪しいところもあるけど、とりあえず書いていきます。

映像がなめらかになる

一番のメリットは、動きがなめらかになること

フレームレートが高いほど、処理されるフレームの数が増えるので映像の動きが細かくなります。

細かいとその分、動きはなめらかになります。

特に、3Dゲームや激しく動くゲームはフレームレートが低いと、動きの割にカクカクしていて感覚のズレで気持ち悪くなりやすいです

この動画だと、フレームレートの違いがわかりやすいですね。

【フレームレート比較】30FPS vs 60FPS vs 120FPS vs 240FPS等に対応(訂正版)

ラグが少なくなる(カクカクしなくなる)

そして、フレームレートが高いほどラグが少なくなります

ラグの原因としてあげられるのが、システム遅延とサーバーの遅延。他にも理由はあるけど、大きくはこの2つです。

サーバーの遅延はどうしようもないけど、システム遅延はフレームレートを上げて改善ができます。

システム遅延は、「グラボがゲームから送られてきた映像を処理して、モニターに送られるまでの時間」のことです。

よく、入力遅延や操作遅延というふうにも言われています。

映像が処理されるまでの時間なので、処理されるスピードが早ければその分遅延は少なくなります。

フレームレートが高いということは処理スピードが早いということなので、当然システム遅延が少なくなりますね。

もっとも、ラグはサーバー遅延や回線の影響などもあるけど、フレームレートが上がるだけでかなりラグが改善されると思います。

敵やアイテムを発見するのが早くなる

また、敵やアイテムの発見も早くなります。

例えば60fpsだと、1枚の映像を処理する時間は約16ミリ秒(1000分の16秒)

これは、プレイヤーの操作を処理して映像にするのに16ミリ秒かかるということです。

30fpsだと、1枚の映像を処理する時間は約33ミリ秒(1000分の33秒)なので、プレイヤーの操作を処理して映像にするのに33ミリ秒かかります。

30fpsだと、60fpsに比べてプレイヤーの操作が映像として流れるのに、大体差は2倍ぐらい。

仮に、オンラインゲームで30fpsでプレイしている人と60fpsでプレイしている人が鉢合わせたとします。

その場合、60fpsのほうが30fpsよりも17ミリ秒早く敵を発見できるので有利になります

逆に言うと、フレームレートが低い人は高い人に比べて遅延がある状態になるので不利です。

正直、10ミリ秒程度なら誤差だと思っています。

ただ、ガチでプレイしている人だと少しでも負ける要因は減らしたい。そういう人にとっては、フレームレートはかなり重要です。

フレームレートを上げるには

PCの場合

まずはフレームレートに関係するパーツやシステムを見ていきましょう。

まとめると

  • GPU
  • CPU
  • モニター
  • メモリー
  • OS
  • ゲームサーバー(ゲームシステム)

もしかしたら、もれがあるかもしれないけどだいたいこんな感じです。

ゲームサーバーはこちらの問題ではないので、気にする必要はないです。OSも同じく、アップデートぐらいしか出来ないので関係なし。

いちばん重要なのは、CPU、GPU、モニターの3つです。

基本的にGPU、CPU、モニターはセットだと考えてください。特に、GPUが何よりも重要だと考えてCPUを軽視している人もいます。

個人的に、ゲーミングPCでの重要度を上げるとCPU>GPU>モニターです。

なぜ、CPUが一番重要かというと

  • ゲーム上のほとんどの命令はCPUを通している
  • CPUが弱いとGPUの性能を発揮できない
  • CPUは簡単に変えることができない
  • そもそも高い

まず、ゲームでの操作した結果や当たり判定などのシステムの部分は、基本CPUを通しています

GPUは、CPUが映像の処理を命令されてから処理して、モニターに流すという段階があります。

たとえば、プレイヤーが走るという行動をしたらこのような図になります。

実際は、もっと複雑だけど大雑把にはこんな感じです。

CPUの性能が悪いとGPUまで命令が行くのが遅れたり、そもそも命令が行かないことも。

GPUが60fpsまで処理できたとしても、CPUが30fpsまでしか映像を出すように命令できなければ、高い性能のGPUは意味がなくなります。

こういう、GPUの性能をCPUが引き出せない状態を「ボトルネック」といいます。ちなみに、命令が行かない場合はゲーム自体が落ちるのでもっと最悪。

おまけに、CPUは他の部品と違って決められたマザーボードを使わなければいけないので、もしCPUの力不足で買い替えるならCPU+マザーボードも一緒に買うことになります。

GPUやモニターなどの部品は、そこまでマザーボードを選ぶことがないけどCPUはかなり融通が利かないです。

CPUは、ゲーム以外でもかならず使うパーツでもあるので2~3年を視野に入れて選びましょう

CPUに関しては、ちもろぐさんのこの記事を見ておけば間違いはないです。

【2020年版】おすすめなCPU「10選」:自作歴20台以上の筆者が解説 | ちもろぐ
PCショップ店員に「Core i7がおすすめです。」と説明されている人をよく見かけます。確かにCore i7はハズレないCPUですが、実際のところは目的や予算に応じておすすめなCPUが違います。では、PC初心者にも分かりやすく「おすすめなCPU」とその理由を解説です。

もちろん、GPUやモニターも重要です。というか、結局グラフィックに関わる割合がGPUとモニターがかなり大きいです。

そして、さっきも書いたとおりFPSとHzは基本セットです。

映像として表示されるのは、どちらか低い方の数値になるので120fpsだそうとしたら、120fps出るGPUと120Hzのモニターの両方を揃えないといけません

モニターはゲーム関係なくリフレッシュレートが一定なのでいいけど、GPUはゲームによってfpsが変わるので選ぶのはかなり難しいです。

モニターやGPUについても、ちもろぐさんの方で書いています(メモリーについても書いてあるので記載しておく)。まじで、パソコン系だったらこのブログ見ればだいたい問題ないですね。

メモリーは、難しい上に恩恵が少ないのであまり気にしなくても良い気はします。

一応、俺はTeam社の2666Mhzの16GBで大体のゲームやソフトは普通に動いています。

スマホ・タブレットの場合

スマホやタブレットは、そもそもフレームレートを上げようと思って上げることは出来ません。

理由は

  • 機種によってチップ(CPUやGPUがセットになっている)を交換できない
  • ディスプレイのリフレッシュレートが固定されている(大体の機種は60Hz)
  • フレームレートを計測することが出来ない
  • そもそも60Hz以上必要になるゲームが少ない

まず、CPUやGPUが搭載されているチップが機種によって固定されているので、PCみたいに変えることは出来ません。

ディスプレイも同じです。ディスプレイの場合は、大体のスマホが60Hzまでしか出力することが出来ないので、実質60fps制限があると思ってください

例外として、120fpsまで映像として出せるスマホやタブレットもあります。

特に、Pro Motion搭載のiPad Proはおすすめです。iPad Proについての記事も書いているので、詳しくはこちらをどうぞ。

ただ、残念なことにiPad Proを買っても120fps対応のゲームが少ないので、大体のゲームは60fpsでプレイすることになります

これについては、本当に記載しているところが全然無いので気になるゲームを調べてfps上限をまとめました。

  • ガルパ:60fps
  • デレステ:60fps
  • Arcaea:120fps(iPad Proのみ)
  • Deemo:60fps
  • PUBGモバイル:60fps(極限時)
  • 荒野行動:60fps
  • フォートナイト:120fps
  • マイクラ:120fps

こうしてみると、ほとんどのゲームは60fps程度しか動いていません。

なので、iPad Proを買ったからといって「どのゲームも120fps相当でヌルヌルだぜ」というふうにはならないです。

ただ、じゃあPro Motionは全く意味がないのかというと、それはまた違ってきます。フレームレートというより、リフレッシュレートに関係してくるので後でまとめて書きます。

一応、このブログでも大体のゲームで高fpsで遊べる端末をピックアップした記事があるのでよければどうぞ。

あと、スマホのフレームレートを計測することは出来ないけど、「AnTuTuベンチマーク」というアプリでGPU性能を調べることは出来ます。

AnTuTuでのスマホの性能一覧はガルマックスさんのサイトで詳しく書いているので、そちらの見てください。

SwitchやPS4は60fps固定

ゲーム機はあまりフレームレートに関係ないけど、個人的に気になったことなので書いていきます。

ゲーム機は基本60fps(または30fps)固定でそもそもフレームレートを上げることが出来ません。

特に、フォートナイトだとPS4は60fps、Switchは30fpsの上限があるので高fpsのPC勢に比べて不利になるのは有名です。

これに関しては、本当にどうすることも出来ないので高fpsでゲームを遊びたい人は、高性能のpcを買うしか無いです。

ただ、60fps上限でもゲーミングモニターを買えば、誤差程度だけどほんの少し映像がなめらかになります。

低fpsでもゲーミングモニターやPro Motionは意味がある

この記事で、フレームレートとリフレッシュレートはセットだという話をしました。

じゃあ、60fpsのゲームで144Hz動くゲーミングモニターや120Hz動くPro Motion搭載ディスプレは意味がないのかというとそんな事はありません。

俺も気になって調べると参考になる記事が2つありました。1つはさっき紹介した記事です。

応答速度で残像が減る

応答速度というのは、「モニターの色が切り替わる時間のこと」です。といっても、あまりピンとこないと思います。

モニターに映し出される映像は、色を切り替えることで映像を見せています。

その間のラグが応答速度で、応答速度が遅いと切り替わる前の映像がなくならずに残ります。例えば応答速度が遅いと、下の画像のような感じになります。

この画像は、正確にはフレームレートが低いせいで残像が起きているんだけど、似たようなイメージで問題ないです。

他にも、ブラウザを高速でスクロールしたときに残像が少なければ、応答速度が早いということになります。

残像は、フレームレートを上げることで改善ができるけど、モニターの応答速度を上げることで同じように改善もできます。

Pro Motionでは反応速度が上がる

Pro Motionでは60Hz対応のスマホよりも反応速度が8ミリ秒早くなります。

反応速度というのは、端末をタッチしてからそれをシステムが認識するまでのラグです。

普通のiPadは60Hzのディスプレイなので16.67ミリ秒、Pro Motion搭載の端末は120Hzなので8.33ミリ秒になります。

反応速度の図

実際は、チップの性能やゲームのサーバーにも左右されるので、絶対に8ミリ秒で反応するということはないけど、1ミリ秒でも左右されるゲームをやっている人にとってはかなり重要になります。

さっきも書いたとおり、大体のゲームは120Hz対応していないので映像で見る分には60fpsのままです。

ただ、応答速度や反応速度をみるとPro Motionでも他の60Hz端末よりは、なめらかに動いて遅延も少なくなります

まとめ

今回は、自分の疑問解消のために書いた部分もあってわかりにくいところもあるかと思いますが、フレームレート、リフレッシュレートとゲームの関係性についてはだいたいこのとおりだと思います。

フレームレートは、ゲームで重要なのを大体の人は知っているとは思うけど、改めてどういうメリットが有るのか、PCやスマホを選ぶときはどこに注意すれば良いのかを考えてみましょう。

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