モニターのリフレッシュレートが重要なのはなぜですか？

コンピューターのモニターと携帯電話の画面の両方でますます一般的になっている機能は、高いリフレッシュレートです。モニターは実際には動画を表示せず、一連の静止画像を表示します。コンセプトはパラパラマンガのコンセプトに似ています。十分な速さで十分な画像を表示すると、目はその結果を動画として認識します。

モニターのリフレッシュレートと動画のフレームレートは、Hz（ヘルツ）またはFPS（フレーム/秒）で測定されます。単位は「1秒あたりの変化」の同じ尺度であるため、本質的に交換可能です。単位は同じですが、モニターのリフレッシュレートは通常ヘルツで測定されますが、動画では通常両方の単位が使用されます。

研究によると、1秒あたり10〜12フレーム未満のフレームレートでは、人間の目が個々の画像を認識します。1秒あたりに表示されるフレームが増えると、画像は動いているように認識されますが、視聴者は動きがぎくしゃくしていると見なす場合があります。

一般的なリフレッシュレート

最新のテレビ映像は通常、50Hzまたは59.94Hzで記録および表示されます。これは、テレビカメラが主電源の周波数にロックするように開発されたためです。世界のほとんどでは、これは50 Hzですが、米国、カナダ、日本、韓国では、送電網は60Hzで動作します。

60 Hzの主電源を使用している国では、カラーテレビが導入されたときにカラーテレビ信号を受信する白黒テレビで「ドットクロール」と呼ばれる視覚的な問題が確認されました。カラーTV信号のフレームレートを0.1％下げて59.94 FPSにすると、問題が大幅に軽減されることがわかりました。それ以来、フレームレートの低下は、もはや必要ではなくなったにもかかわらず、行き詰まっています。

フレームレートが低いほど、画像が更新される頻度が低くなり、すべてのモーションがジャダリングまたはスタッターのように見えます。この効果は、映画が通常24 FPSで記録されるため、非常に速い動きまたは急速にパンするショットのいずれかを表示する映画シーンで特に顕著です。

ヒント：これの比較的よく知られている例は、ビデオでのヘリコプターのローターブレードの外観です。適切なリフレッシュレートが与えられると、ヘリコプターのローターブレードは非常にゆっくりと動くか、静止しているように見えます。これは、ローターブレードの回転速度がカメラのフレームレートと完全にまたはほぼ完全に同期するために発生します。より高いリフレッシュレートでビデオを録画および表示すると、この影響を軽減して根絶することができます。

競争力のあるPCゲームの場合、リフレッシュレートモニターを高速化すると、パフォーマンスが向上します。これは、リフレッシュレートが高くなると、敵が角を曲がるなどの重要なイベントが、リフレッシュレートの低いモニターよりも数分の1秒速く表示されるためです。スムーズな動きにより、ターゲットを狙う必要のある場所を正確に予測することも容易になります。

高いリフレッシュレートのモニターに対するこの需要を可能にするために、最大120、144、および240Hzのリフレッシュレートをサポートするモニターを見つけることは比較的一般的です。2020年のCESで、最速のモニターのリフレッシュレートは360Hzであると発表されました。

高リフレッシュレートモニターに関連する問題

モニターのリフレッシュレートは、通常、最高の結果を達成するために、再生しているフッテージが同じ高いリフレッシュレートである必要があります。ビデオやフィルムのアーカイブでは、より高いフレームレートでコンテンツを再撮影することは不可能であるため、フレーム補間と呼ばれる手法が使用されることがあります。フレーム補間は、各画像の間に新しいフレームを挿入することにより、基本的にフレームレートを2倍にします。この新しいフレームは、前後の元のフレームに基づいています。これにより、古いビデオの外観がはるかにスムーズになりますが、フッテージの前処理、またはリアルタイムで処理を実行するためのディスプレイデバイスでの十分な処理能力が必要です。

フレーム補間は、新しい表示フレームレートが元のフレームレートの倍数である場合に最適に機能します。たとえば、元のフッテージが30 fpsで記録され、60 fpsに補間された場合、実際のフレームごとに簡単な単一フレームを補間する必要があります。ただし、ターゲットフレームレートが50 fpsの場合、補間されたフレームが必要なのは3フレームのうち2フレームのみであるため、プロセスは非常に難しくなり、結果が途切れます。

非常に高いリフレッシュレートのモニターを使用するPCゲームでは、一般的な問題は、グラフィックカードがモニターのフレームレートと一貫して一致しないだけでなく、一貫したフレームレートをまったく提供できないことです。この問題を解決するために、多くの最新のゲームモニターには、可変リフレッシュレート（VFR）と呼ばれる機能が含まれています。VFRを使用すると、モニターはリフレッシュレートを、グラフィックカードが表示するフレームを生成している速度と同期させることができます。

VFRは、画面のティアリングと呼ばれる問題を防ぎます。モニターは、画像全体を一度に画面に表示するのではなく、画像を上から下に表示し始めます。画面のティアリングは、モニターが古いフレームの表示を開始し、その途中で表示する新しいフレームを取得し、画像の残りの部分を新しいフレームで完成させる場所です。これにより、画面上の1つの画像が、カメラの移動によって互いにわずかにずれた2つのフレームで構成されます。

高リフレッシュレートモニターの利点

全体的に、高いリフレッシュレートは、低いリフレッシュレートのモニターよりも高品質のエクスペリエンスを提供します。これは、表示できるコンテンツの滑らかさが増したためです。フレーム補間や可変リフレッシュレートモニターなどの最新の技術は、古いコンテンツや弱いハードウェアに対してよりスムーズな結果を提供し、改善されたエクスペリエンスの範囲を拡大します。

競争の激しいゲームなど、反応時間に基づくシナリオでは、リフレッシュレートの高いモニターは、対戦相手よりも真の利点を提供できます。これは2つの部分に分かれており、重要な変更にすぐに気付くほど新しい画像が表示される頻度が高くなるほど、画像の滑らかさが増し、より正確なアクションを実行しやすくなります。