フレームレートとリフレッシュレートの違いが引き起こすテアリングとスタッタリングについて

フレームレート (fps) とは？

まず「テアリング」と「スタッタリング」について話す前に「フレームレート」についておさらいしておく。

ディスプレイの用語として使われるfpsとは「frames per second」の略称で、単純に訳すと「1秒間あたりのフレーム数(画面描画数)」となる。無論このfpsは一人称視点シューティングゲームのFPSとは別物である。本記事ではディスプレイ用語のfpsとゲームのFPSを区別するため、大文字と小文字で記載する。

フレームとは？

まずfpsについて説明するのに不可欠な言葉として「フレーム」がある。そもそも今、この記事を読んでいる読者の方はPCであったりスマートフォンであったり、何かしらディスプレイを見ていると思うが、これらは静止画が高速で変化していくことによって画面の描画をしている。「アニメ」や「パラパラ漫画」と言えば分かりやすいだろうか。これらの原理はアニメに留まらず、動画やディスプレイなど様々な場面で活用されている。そして、この静止画の1つをフレームと呼ぶ。

上記でフレームについて理解できたなら、fpsについても理解できてくるのではないだろうか。上記の参考GIF動画は0.5秒で4枚の画像を動かしているため、1秒間に描画できるフレーム数は2枚。つまり2fpsの動画となる。

この参考動画をより滑らかに動かそうと思ったら、フレーム間により細かい動きを挟み、フレーム数を増やして更に高速で動かせば良い。動きが滑らかになるほど「高fps」だと言えるが、PCの環境で高いfpsを出すには「グラフィックボード(ビデオカード/GPU)」と「ディスプレイ」といったハードウェアの性能が必要となる。特に、ディスプレイが1秒間に描画できるフレーム数をリフレッシュレート(Hz)と呼ぶ。

リフレッシュレートって？

リフレッシュレートは「ディスプレイが1秒間に描画(リフレッシュ)できるフレーム数」とそのままの意味だ。描画する瞬間をリフレッシュと呼ぶ。高性能なディスプレイには大体リフレッシュレート、またはHzで周波数が記載されている。が、特に記載の無いものは大体60Hzだ。

注意したいのは144fpsを出力できる性能を持つグラフィックボードを持っていても、ディスプレイが144fpsを描画できる性能を持っていないと、全く意味がないということだ。一般的なディスプレイは60fpsまでしか描画出来ない(=60Hz)ため、高性能なグラフィックボードを持っている場合は宝の持ち腐れになってしまう可能性がある。

高fps環境は「テアリング」が発生しやすい

「テアリング」とはディスプレイの画面が描画されてる最中に次のフレームが表示され、一つ前のフレームと現在のフレームが混ざってしまう現象である。使用しているディスプレイのリフレッシュレート以上のフレームレートが出ていると発生する。

とはいえ見たことない方はテアリングの想像がしにくいと思う。あくまで筆者の体感で言うと、fpsは出ててぬるぬる動くにも関わらず、画面が分断されるイメージだ。参考動画も用意したので、FullHD60fpsで再生してほしい。

テアリングの反対「スタッタリング」(カクツキ)

描画が速すぎる「テアリング」とは反対に、ディスプレイにフレームの描画が遅れてしまった時に発生するのが「スタッタリング」だ。いわゆるカクツキと同じ。

次のフレームを表示する時に、PCの性能が低いとフレームのデータが遅れてくるため、ディスプレイが前のフレームを維持してしまう。そのため、前のフレームが他フレームと比較して長時間表示される(画像赤の部分)ためガタついてみえる。 テアリングと同じく参考動画を用意したので、FullHD60fpsで再生してほしい。