フレームレートとは?FPS・リフレッシュレートと計測方法を解説

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フレームレートとは?FPS・リフレッシュレートと計測方法を解説

フレームレートとは、動きの錯覚を生み出すために画面が1秒間に表示する静止画の枚数のことです。単位はフレーム毎秒で、FPSと表記します。フレームレートが高いほど1秒間に届く画像が多くなり、目にはより滑らかで流れるような動きとして映ります。本ガイドでは、フレームレートとは何か、リフレッシュレートとの違い、人間の目がどのように滑らかさを感じ取るのか、映画やゲームに適した代表的な数値、そしてハードウェアが到達できる数値を左右する要因について解説します。当サイトの無料のフレームレートテストを使えば、ご自分のディスプレイを数秒で計測できます。

フレームレート(FPS)とは?

フレームとは1枚の完全な画像のことです。あらゆる画面上の動きは、こうしたフレームが高速に連なることで組み立てられる錯覚にすぎません。画像が十分な速さで切り替わると、脳はそれらを連続した動きとして結びつけます。フレームレートは単純に、1秒間に何枚のフレームが表示されるかを数えたものです。60 FPSの映像は毎秒60枚の個別の画像を表示します。30 FPSの映像はその半分の枚数なので、1枚あたりの画像が画面に留まる時間は2倍になります。

この考え方は、映画、テレビ、ストリーミング動画、アニメーション、ビデオゲームなど、画面が動きを表示するあらゆる場面に当てはまります。ゲームではこの数値は動的です。グラフィックスカードは必要に応じて各フレームを描画するため、シーンの複雑さに応じてフレームレートは上下します。録画された動画では、ファイルの撮影またはエンコードの時点でフレームレートが固定されるのが一般的で、再生中は一定に保たれます。いずれの場合も同じ法則が成り立ちます。1秒あたりのフレーム数が多いほど動きは滑らかになり、物体が動いている最中のディテールも鮮明になります。さらにゲームでは、操作に対する視覚的なフィードバックがより速くなります。この数値は解像度ではなく「率」であるため、それ自体は画像の鮮明さについては何も語りません。この計測の仕組みや算出方法をより詳しく知りたい方は、フレーム毎秒に関するガイドをご覧ください。

フレームレートとリフレッシュレート(Hz)の違い

フレームレートとリフレッシュレートは、どちらも1秒あたりの事象を数えるものであるため混同されがちです。しかし両者は同じものではありません。フレームレートは、コンピューターが生成してディスプレイに送り出すフレームの枚数で、FPSで表します。リフレッシュレートは、モニターが物理的に映像を1秒間に何回描き直すかを表し、単位はヘルツ(Hz)です。一方はハードウェアとソフトウェアからの出力であり、もう一方はパネルそのものが持つ固定的な特性です。

この2つは直接影響し合い、低いほうの数値が上限を決めます。60 Hzで動作するモニターは、毎秒60枚の新しい画像しか表示できません。グラフィックスカードが200 FPSを描画しても、画面が表示するのは60枚のままで、余ったフレームは破棄されます。逆に、144 Hzのパネルでハードウェアが40 FPSしか出せない場合、ディスプレイは多くのリフレッシュのタイミングで表示すべき新しい画像を持たず、同じフレームを繰り返し表示します。高いフレームレートの恩恵を受けるには、性能の高いGPUと、120 Hz・144 Hz・240 Hzといった対応するリフレッシュレートを備えたモニターの両方が必要です。ご自分のパネルが何に対応しているか分からない場合は、リフレッシュレートの確認方法に関するガイドで手順を解説しています。この2つの数値が食い違うことは、画面が同時に2つのフレームの一部を表示してしまうスクリーンティアリング(ちらつき)の典型的な原因でもあります。この現象はスクリーンティアリングテストで再現し、観察することができます。

人間の目はどのように滑らかさを感じ取るのか

人間の視覚システムには固定されたフレームレートは存在しません。シャッターを備えたカメラではなく連続したプロセスとして機能するため、知覚が止まる単一の値というものはありません。感度はむしろ、何を見ているかによって変わります。動きの速さ、コントラスト、明るさ、動く物体の大きさなど、すべてが識別できるフレーム数に影響します。だからこそ、明確な「目の限界」があるという主張は誤解を招くのです。

ほとんどの人に共通する一般的な傾向はいくつかあります。24 FPSを下回ると、動きはスライドショーのように見え始めます。30 FPS前後では動きは連続して見えますが、速いパン(横移動)の際にはカクつくことがあります。60 FPSでは日常的な動きの大半が滑らかに見え、操作に対する反応も良く感じられます。60から120 FPSへの変化は、特にゲームや素早いカメラの動きなど、動きの速いコンテンツではっきりと分かります。120 FPSを超えると効果の伸びは小さくなりますが、高速なシーンでは240 FPSまでの違いに気づく人も少なくありません。滑らかさは単純な枚数だけで決まるわけではありません。それはモーションクラリティ、すなわちサンプルホールド方式のLCD上で物体が動く際の鮮明さにも左右されます。この種のパネルでは、各フレームは次のフレームが届くまで静止したまま保持され、目が動く物体を追いかけることでその輪郭がにじみ、知覚上のぼやけとなります。フレームレートが高いほど各フレームが保持される時間が短くなるため、このぼやけが軽減されます。この効果はモーションブラーテストで直接確かめることができます。

代表的なフレームレートとその用途

フレームレートによって適した用途は異なります。映画はおよそ1世紀にわたって同じ基準を守り続けている一方、競技性の高いゲームはハードウェアを限界まで押し上げます。以下の表では、最も一般的な目標値とそれぞれの適した用途をまとめています。

フレームレート主な用途備考
24 FPS映画、大半のストリーミング映画長年にわたる映画の標準。わずかなモーションブラーが「映画的」な印象を与える。
30 FPSテレビ放送、旧世代の家庭用ゲーム、ウェブ動画気軽な視聴には滑らかだが、激しいアクションではカクつくことがある。
60 FPS一般的なコンピューター操作、家庭用ゲーム、HD動画滑らかで反応の良い動きを得るための実用的な基準ライン。
120 FPS高リフレッシュレートのゲーム、最新の家庭用ゲーム機明らかに滑らか。120 Hz以上のディスプレイが必要。
144 FPS高リフレッシュレートモニターでのPCゲーム反応の良いプレイのための人気の最適ポイント。
240 FPS競技系・eスポーツ向けゲーム瞬発力が求められるタイトルで入力遅延とぼやけを最小化する。

多くのユーザーにとって、60 FPSは滑らかさと手頃なハードウェアのバランスが取れた目標値です。これを下回ると動きはぎこちなく感じられます。これを上回るには、より高いリフレッシュレートのモニターと、フレームを供給し続けられる強力なグラフィックスカードの両方が必要になります。競技志向のプレイヤーが144 FPS以上を追い求めるのは、低い遅延と鮮明な動きが、瞬発力が求められるタイトルで測定可能な優位性につながるからです。適切な目標値は、ジャンル、ディスプレイ、そして予算によって変わります。こうしたトレードオフについては、ゲームにおけるフレーム毎秒のガイドで詳しく解説しています。

フレームレートを制限する要因

フレームレートは一連のパイプラインの出力であり、最も遅い段階が上限を決めます。いくつかの構成要素がそのボトルネックになり得るため、どれが原因かを見極めることが低いパフォーマンスを改善する鍵となります。

GPU

グラフィックスカードは各フレームを描画するという負荷の高い作業を担います。高解像度の環境や、レイトレーシング、アンチエイリアシング、精細なテクスチャといった負荷の大きい効果を使う場合、通常はGPUが制限要因になります。こうした設定を下げることが、フレームレートを引き上げる最も手っ取り早い方法です。

CPU

プロセッサーは、GPUが描画する前にすべてのフレームを準備し、物理演算、ゲームロジック、描画命令(ドローコール)を処理します。シミュレーション要素の多いゲームや低解像度の環境では、グラフィックスカードにまだ余力がある場合でもCPUがフレームレートの上限になることがあります。この状態はCPUボトルネック(CPUバウンド)と呼ばれます。

ゲームエンジンと最適化

ソフトウェアはハードウェアと同じくらい重要です。最適化の不十分なエンジン、メモリリーク、未修正の不具合などは、本来お使いの構成要素が出せるはずのフレームレートを押し下げてしまいます。ドライバーの更新やゲームのパッチによって、新しいパーツを追加しなくても失われた性能を取り戻せることがよくあります。

VSyncとフレームレート上限

VSyncは、ティアリングを防ぐためにフレームレートをリフレッシュレートに合わせて意図的に制限します。わずかな入力遅延と引き換えに、きれいに整合した映像を得るものです。ユーザー自身、ゲーム、あるいはG-SyncやFreeSyncといった可変リフレッシュレート技術によって設定されるフレームレート上限も、同じように機能します。これらは不具合ではなく意図的な制限であり、強力なシステムがちょうど60 FPSに留まっている理由を説明してくれます。

フレームレートとフレームタイム、そして一貫性

平均フレームレートは分かりやすい指標ですが、そこには重要な要素が隠れています。それは一貫性です。フレームタイムは、各フレーム1枚ごとの描画にかかる時間をミリ秒単位で測ったものです。均等な間隔で安定して届くフレームの流れは滑らかに感じられます。一方、不均等な流れは、平均FPSが高く見えてもカクつきとして感じられます。だからこそ、同じ平均値を示す2つのシステムが、実際には全く違う体感になることがあるのです。

両者の関係は単純です。フレームタイムはフレームレートの逆数です。フレームが完全に均等な間隔で届く場合、60 FPSは1フレームあたり16.7 msに、120 FPSは8.3 msに相当します。問題が生じるのは、フレームタイムが突発的に跳ね上がったときです。周囲のフレームが16 msで届く中で1枚だけ50 msかかると、1秒あたりの平均値がどうであれ、目に見えるひっかかりが生じます。以下の表は、代表的な各フレームレートと、均等な間隔を前提としたときのフレームタイムを対応させたものです。

フレームレートフレームタイム(均等間隔)
30 FPS33.3 ms
60 FPS16.7 ms
120 FPS8.3 ms
144 FPS6.9 ms
240 FPS4.2 ms

平均値はこうしたスパイクを覆い隠してしまうため、一貫したフレームペーシングは高いピーク値以上に重要になることがよくあります。フレームが不均等に届くとカクつきやジャダー(震え)を感じ、どれだけ高いFPSを出してもそれを完全には隠せません。不均等なペーシングがどのように見え、どう感じられるかは、スタッターテストで確認できます。このテストを使えば、より大きな平均値を追い求める前に、ひっかかりを簡単に見つけ出せます。

よくある質問

60 FPSは十分ですか?

はい。60 FPSは、ゲーム・動画・一般的な用途において、滑らかで反応の良い動きを得るための基準ラインとして広く受け入れられています。大半の標準的なモニターに搭載されている60 Hzのリフレッシュレートとも自然に組み合わさります。競技志向のプレイヤーはさらに高い値を目指しますが、大多数の用途では60 FPSで流れるように快適に感じられます。

フレームレートは高ければ高いほど良いのですか?

フレームレートが高いほど動きは滑らかになり入力遅延も小さくなりますが、その効果はモニターのリフレッシュレートまでに限られます。60 Hzの画面で200 FPSを描画しても、目に見える恩恵はないまま電力を浪費し発熱を生むだけです。目標とするフレームレートは、実際にお持ちのパネルに合わせましょう。

FPSとHzの違いは何ですか?

FPSは、コンピューターが1秒間に画面へ送るフレームの枚数を数えたものです。Hzは、画面が1秒間に何回自らを描き直せるかを数えたものです。実際に体感できる滑らかさは、この2つの数値のうち低いほうによって制限されます。

フレームレートはどうやって計測しますか?

最も手軽な方法はブラウザベースのツールを使うことです。当サイトのフレームレートテストは、ダウンロードもインストールも不要で、リアルタイムのFPSをその場で計測します。お使いのディスプレイが実際にどれだけの性能を発揮しているかを確認できます。

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