FPS(フレーム毎秒)とは?ゲームや動画での意味と測定方法を解説
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FPSとはフレーム毎秒(frames per second)の略で、システムが動きの錯覚を生み出すために1秒間に描画する静止画像の枚数を指します。画面が本当の意味で動いているわけではありません。実際には固定された画像を高速で連続表示しており、脳がそれらを1つの連続した映像として融合させているのです。1秒あたりに届くフレームが多いほど、その動きはより滑らかで説得力のあるものになります。FPSはゲーム、動画、ディスプレイのレビューで最も頻繁に引用される数値ですが、誤解されることも少なくありません。本ガイドでは、FPSが実際に何を測定しているのか、なぜ数値が高いほど滑らかに感じられるのか、モニターのリフレッシュレートとどう違うのか、そして画面に表示される平均値がなぜ深刻なカクつきを覆い隠してしまうのかを解説します。FPSテストのホームページにある無料のブラウザツールを使えば、今すぐご自身のディスプレイを測定できます。
FPSの意味と測定方法
フレームとは1枚の完全な画像のことです。フレーム毎秒は、それらの画像が1秒間に何枚生成され表示されるかを数えたものです。60 FPSでは、1秒間に60枚の異なる画像があなたの目に届きます。この用語は「速さ(レート)」を表すため、より広い概念であるフレームレート、つまりフレームが次々と続く頻度と密接に結びついています。日常的な使い方では、この2つの言葉は同じ意味で使われます。FPSは単位であり、フレームレートは概念です。ちょうど速さが時速(マイル毎時)で測られるのと同じ関係です。
測定とは、一定の時間枠でフレーム数を数える作業です。ツールは短い時間の間にグラフィックプロセッサが完了したフレーム数を記録し、それを1秒あたりに換算して報告します。処理する負荷は刻一刻と変化するため、この数値が完全に一定になることはありません。激しい爆発のあるシーンは、何もないメニュー画面よりもレンダリングが遅くなります。そのためFPSは通常、1秒間に数回更新される移動平均として表示され、固定された1つの値ではなく、パフォーマンスをリアルタイムで感じ取れるようになっています。あなたが目にする数値は、システムがどれだけ懸命に働いているかと、どれだけ描画しなければならないかとのバランスを切り取ったスナップショットなのです。
なぜFPSが高いほど滑らかに見えるのか
滑らかさは、互いに関連する2つの効果から生まれます。1つ目は視覚の残像(残像効果)です。人間の視覚システムは、各画像が消えた後も一瞬それを保持するため、素早く切り替わるフレームがスライドショーではなく連続した動きとしてぼやけてつながります。動きが一連の静止画ではなく「動作」として認識されるための下限は、一般に24 FPS前後とされています。それを下回ると、目は個々のコマの飛びを感知します。それを上回ると錯覚が保たれ、レートが上がるにつれてその効果は強まります。
2つ目の効果は、フレーム間で物体がどれだけ跳ぶかということです。低いレートでは、素早く動く物体は1つのフレームから次のフレームへと大きな距離を跳び、目はその隙間をカクつきやブレとして知覚します。高いレートでは、同じ物体がより小さく近い間隔で動くため、動きは連続的に見え、目で追っている間も輪郭がくっきりと保たれます。だからこそ、激しいアクションは、静止した人物のトーク映像よりも追加フレームの恩恵をはるかに大きく受けるのです。FPSが高いほど入力遅延も減ります。新しいフレームは、ゲームやインターフェースの最新の状態を伝えるからです。新しい画像1枚1枚が、たった今何が起きたかを示し、あなたがたった今行った操作を反映するもう1つの機会となります。この効果は現実のものですが、比例して増えるわけではありません。30から60 FPSへの変化は劇的です。60から120では、激しい動きの中でその違いが明確に分かります。240を超えると、ほとんどの人にとって得られる効果は小さくなりますが、訓練を積んだプレイヤーは依然としてその恩恵を計測できます。
FPS対リフレッシュレート:システムが描画するものと画面が表示するもの
FPSとリフレッシュレートはよく混同されますが、両者はパイプラインの異なる2つの側面を表しています。FPSはハードウェアが描画するものです。これはグラフィックプロセッサの出力です。ヘルツ(Hz)で測られるリフレッシュレートは、ディスプレイが物理的に表示するものです。60 Hzのパネルは、システムがどれだけ多くのフレームを送り込もうと、1秒間に60回自らを描き直します。144 Hzのパネルは1秒間に144回描き直します。実際の滑らかさは、この2つの数値のうち低い方によって頭打ちになります。60 Hzの画面で300 FPSを描画しても、表示されるのは60枚の異なるフレームだけで、残りは破棄されます。144 Hzの画面で40 FPSを動かせば、リフレッシュを埋めるだけのフレームがないため、見た目は40 FPSのままです。ご自身のパネルが何に対応しているかを知るには、リフレッシュレートの調べ方のガイドをご覧ください。
描画されたフレームと画面のリフレッシュがずれると、アーティファクト(画像の乱れ)が現れます。ティアリング(画面の裂け)は、リフレッシュの途中で新しいフレームが到着し、画像が一致しない2つの部分に分割されることで発生します。VSyncはGPUをディスプレイに合わせて待たせることでティアリングを解消しますが、FPSをリフレッシュレートに制限し、遅延を増やす場合があります。G-SyncやFreeSyncといった可変リフレッシュレート技術は、この問題をより洗練された形で解決し、幅広い範囲にわたってパネルが描画された各フレームと歩調を合わせてリフレッシュできるようにします。
なぜ平均FPSはカクつきを隠すのか:フレームタイムと1%ロー
単一の平均FPSという数値は、ゲームが実際にどう感じられるかを測る指標としては不十分です。なぜなら、体験を台無しにするまさにその瞬間をならして覆い隠してしまうからです。より優れた指標はフレームタイム、つまり個々のフレームのレンダリングにかかるミリ秒数です。フレームタイムはFPSの逆数で、60 FPSは16.7 msのフレームタイムに相当します。フレームタイムが一定であれば滑らかに感じられます。ばらつきがあれば、たとえ平均が健全に見えてもカクついて感じられます。
平均60 FPSのゲームを想像してみてください。ほとんどのフレームは16 msで描画されますが、時折1枚だけ50 msに跳ね上がります。平均は依然として60近くを示しますが、その長いフレームが来るたびに目に見える引っかかりを感じます。だからこそレビュアーは1%ローと0.1%ロー、つまり最も遅い1パーセントおよび0.1パーセントのフレームの平均を報告するのです。これらの数値は、見出しの平均が覆い隠している最悪のカクつきを浮き彫りにします。1%ローが40 FPSで平均120 FPSのグラフィックカードは、平均100でローが90のものよりも安定していないと感じられるでしょう。スタッターテストでご自身のディスプレイのフレームペーシングを検証し、フレームスキップテストでフレーム落ちを確認できます。
| フレームレート | フレームタイム | 体感と主な用途 |
|---|---|---|
| 24 FPS | 41.7 ms | 映画的な映像。物語には滑らかだが、速い動きはぼやける |
| 30 FPS | 33.3 ms | テレビ放送やカジュアルなプレイ。速いパンでカクつきが見える |
| 60 FPS | 16.7 ms | ゲームや動画向けの滑らかで応答性の高い標準ライン |
| 120 FPS | 8.3 ms | 非常に滑らかな動きと低遅延。120 Hzのパネルが必要 |
| 144 FPS | 6.9 ms | 高リフレッシュモニターでのゲーマー御用達の標準 |
| 240 FPS | 4.2 ms | 競技eスポーツ向け。遅延は最小限で、追従性は最も明瞭 |
一般的なFPSの目標値:動画、ゲーム、eスポーツ
適切な目標値は、コンテンツによって完全に異なります。動画では、高ければ自動的に良いというわけではなく、フレームレートは創造的かつ技術的な選択です。映画や質の高いドラマは、見慣れた映画的な質感と自然なモーションブラーのために24 FPSを使います。放送テレビやニュースは30 FPSで動作し、旧来の理由から技術的には29.97であることも多いです。ライブスポーツは、速いプレイを明瞭で追いやすく保つために50または60 FPSへと移行します。ゆったりとしたドラマを60 FPSに引き上げると、安っぽいスタジオ収録のように見えてしまうことがあり、多くの視聴者がこれを「ソープオペラ効果」と呼びます。
ゲームではその論理が逆転します。フレームが応答性も担うからです。30 FPSは、のんびりとしたシングルプレイ作品でプレイ可能な最低ラインです。60 FPSは主流の目標値で、ほとんどの人にとって十分に滑らかで応答性も高いです。120~144 FPSは高リフレッシュモニターでのゲーマーにとって理想的な範囲で、動きが目に見えてくっきりします。競技eスポーツのプレイヤーは240 FPS以上を追い求めますが、それは映像美のためだけではなく、可能な限り低い遅延と、素早く動く標的を最も明瞭に追従するためです。それらのタイトルでは、わずか数ミリ秒が誰が先に弾を当てるかを決めます。ジャンルごとの必要性については、専用のガイドゲームにおけるフレーム毎秒でより詳しく取り上げています。
FPSを制限したり低下させたりする要因
達成可能なフレームレートは、ハードウェアとソフトウェアの一連の要因によって決まり、最も遅い部分が結果を左右します。GPUは、すべてのフレームのすべてのピクセルを描画するため、通常は主な制限要因となります。CPUはゲームのロジック、物理演算、ドローコールを処理し、シミュレーションの重いタイトルや低解像度でボトルネックになります。RAMの不足やストレージの遅さは、アセットの読み込み時に引っかかりを引き起こします。ディスプレイ側では、モニターのリフレッシュレートと、有効になっているVSyncが、実際に見えるフレーム数を制限します。
設定は、ハードウェアの性能そのものと同じくらい重要です。解像度は最も重いレバーです。4Kでのレンダリングは、GPUに1080pのおよそ4倍のピクセルを描画させるため、フレームレートは急激に低下します。レイトレーシング、高解像度の影、アンチエイリアス、描画距離といった負荷の高いオプションは、それぞれフレームを消費します。これらを下げたり解像度を落としたりするのが、苦戦しているシステムでFPSを上げる最も手っ取り早い方法です。バックグラウンドで動くアプリケーション、古いGPUドライバー、冷却不足による熱によるスロットリング(サーマルスロットリング)、ノートパソコンの省電力モードなども、いずれも密かにこの数値を下げます。よく最適化されたゲームはそこそこのハードウェアでも滑らかに動作しますが、最適化の甘いゲームはハイエンドの構成でも苦しめることがあります。だからこそ、ハードウェアのアップグレードに手を出す前に、ドライバーの更新とゲーム内設定に目を向ける価値があるのです。
自分のFPSを測定する方法
フレームレートを確認するのに特別な機材は必要ありません。最も手早い方法は、当サイトのホームページにあるようなブラウザベースのツールで、ダウンロード不要で、ディスプレイとシステムが実際に出しているフレームレートを測定します。モニターが本当に公称のリフレッシュレートに達しているかを確認する最も簡単な方法です。ゲームについては、ほとんどのタイトルが映像設定に内蔵のFPSカウンターを備えています。プラットフォームのオーバーレイは、システム全体に1つ追加します。NVIDIAのアプリ、AMDのAdrenalinソフトウェア、Steamのゲーム内オーバーレイ、Windows Game BarはいずれもライブのFPSを表示し、いくつかはフレームタイムのグラフも表示するので、カクつきを直接見つけられます。生の数値ではなく動きの明瞭さを判断するには、当サイトのモーションブラーテストが、パネルが動きをどれだけくっきり描画するかを示します。これはフレームレートとピクセルの応答速度の両方に左右されます。
よくある質問
ゲームに適したFPSはどれくらいですか?
60 FPSが、滑らかで応答性の高いプレイのための一般的な基準ラインです。愛好家は対応する高リフレッシュモニターで120または144 FPSを目指し、競技プレイヤーは240 FPS以上を狙います。30 FPSは、のんびりとした映画的なシングルプレイゲームでは依然として許容範囲です。
人間の目は60 FPSより多くを見分けられますか?
はい。ほとんどの人は、特に激しい動きの中で、60と120 FPSをはっきりと区別できます。その違いはレートが上がるにつれて縮小し続け、およそ240 FPSを超えると知覚するのが非常に難しくなりますが、訓練を積んだゲーマーは依然として低遅延による計測可能な恩恵を報告しています。
FPSとHzの違いは何ですか?
FPSは、システムが1秒間にレンダリングするフレーム数です。Hzは、モニターが1秒間にリフレッシュする回数です。実効的な滑らかさは、このうち低い方の値によって制限されるため、高速なGPUと、それに見合った高リフレッシュディスプレイを組み合わせるのが最良の結果を生みます。
FPSが高いのに、なぜゲームがカクつくのですか?
高い平均値は、フレーム供給のばらつきを覆い隠します。1%ローの悪さに表れる時折の長いフレームは、平均が良好に見えても目に見える引っかかりを引き起こします。ティアリング、VSyncの欠如、あるいはフレームレートとリフレッシュレートの不一致も、カクつきの原因になり得ます。
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