フレームレートとは？高いとどうなるか、数値と動画への影響などもわかりやすく解説

このような映像のなめらかさに影響する要素が「フレームレート（fps）」です。
今回は、フレームレートとはどのようなものなのかをわかりやすく解説します。フレームレートの数値による違いや注意点などを紹介するので、ぜひ参考にしてください。

フレームレートとは？

フレームレートとは、1秒間の動画を構成する画像（フレーム）の数で、単位は「fps（frames per second）」です。

たとえば、1fpsは「1秒間に1枚の画像が使用されること」を、60fpsは「1秒間に60枚の画像が使用されること」を意味します。

フレームレートが高いほど、1秒間あたりに表示される画像数が多く、なめらかな映像に感じられます。

フレームレート（fps）とリフレッシュレート（Hz）の違い

フレームレートは、パソコンやゲーム機などが1秒間に生成・出力できる映像フレームの数を示す数値で、シーンの複雑さに応じて数値が変化します。

たとえば、アクションゲームなどで戦闘が発生していない場面では、映像処理の負荷が少ないため、フレームレートが下がらない場合が多いでしょう。

しかし、戦闘が発生すると、激しくキャラクターなどが動き回るため、処理が追いつかず、フレームレートが下がるかもしれません。

リフレッシュレートは、1秒間に画面が切り替わる回数です。ディスプレイ・モニターの表示の更新頻度を示す数値で、単位は「Hz（ヘルツ）」です。

フレームレートとリフレッシュレートの上限数値に差がある場合は、自動的に低い方の数値に調整されて表示されます。そのため、映像を高いフレームレートで見るためには、高いリフレッシュレートのディスプレイが必要です。

リフレッシュレートは、従来固定値が主流でしたが、近年は可変リフレッシュレートに対応したスマホやモニターが増えています。可変リフレッシュレートの場合は、ゲームや動画のフレームレートにあわせて画面の更新タイミングを自動調整してくれるため、映像のカクつきが減ります。

フレームレートの歴史

1880年代～1910年代の映画業界では、手動でフィルムロールを回転させて映像を映し出していたため、フレームレートが一定ではありませんでした。

しかし、機械的に回転させる仕組みが導入され、1920年代後半には約24fpsが映画業界の標準として確立します。

第二次世界大戦後にテレビが一般家庭に普及したことで、1950年代以降の北米や日本では約30fpsがテレビ放送の主流となりました。

その後、高速度カメラなどの新しい撮影技術が登場しました。製造工程の解析などでは500～1,000fps、燃焼・爆発の解析や研究分野の実験・観察などでは5,000～100,000fps以上が選択されることがあります。

近年、アナログからデジタルへの移行により、映画業界でも標準の変化が進みつつあります。3D映画では約24fpsよりも高いフレームレートが用いられます。

「インターレース」と「プログレッシブ」の違い

ディスプレイは、複数の走査線（画面を構成する水平方向の線）を順番に描画する（画面上に線を表示する）ことで画像を表示します。

映像のなめらかさを決める要素は、フレームレートだけではありません。走査方式（走査線をスキャンする方式）も関係しており、同じフレームレートでも、以下で紹介する2種類の走査方式によって見え方が異なります。

・インターレース方式：走査線を1本おきに交互に走査し、2回の走査で1枚の映像を構成する方式

・プログレッシブ方式：走査線を上から下まで順番にすべて走査する方式

インターレース方式は「飛び越し走査方式」、プログレッシブ方式は「順次走査方式」とも呼ばれます。「1本おきに走査するのか、順番に走査するのか」という点が両者の違いです。

プログレッシブ方式のディスプレイに表示される映像は、インターレース方式に比べてちらつきが少ない傾向にあります。

フレームレートの数値が高いとどうなる？

前述のとおり、フレームレートの数値が高いほど、映像の動きはなめらかになります。実際にどのように見え方が変わるのか、簡単な例で考えてみましょう。

人間の歩く速度は、秒速1メートル前後です。1fps（1秒間に1枚の画像）の場合、10秒間の動画は10枚の画像で構成されます。

1秒（1メートル進む）ごとに1枚の画像が映し出され、カクカクとした動きに感じられるでしょう。

一方、10fps（1秒間に10枚の画像）であれば、1秒（1メートル進む）ごとに10枚の画像が表示され、スムーズな動きに感じられます。

このように、フレームレートが高いほど被写体の動きがなめらかに見えますが、高くするほどデータ量が増大します。一般的には、120fpsを超えると、それ以上フレームレートを上げても違いを感じにくい人が多いといわれています。

「データ量を抑える」という観点を踏まえると、人間が差を感じられる水準を超えて、過剰にフレームレートを上げる必要はないかもしれません。

フレームレートの数値と主な用途

用途によって、適切なフレームレートは異なります。

たとえば、一般的な防犯カメラや監視カメラであれば、フレームレートが高くなくても充分に役割を果たせます。フレームレートを過剰に高くしても、コストが増大するだけです。

下表は、フレームレートの数値と主な用途の関係を示したものです。

上表の内容は、あくまでも一般的なケースであり、60fpsに対応したドライブレコーダーなど、例外は存在します。

高いフレームレートでゲームを楽しむ方法

ゲームでは、フレームレートがプレイに大きな影響をおよぼします。

たとえば、格闘ゲームやシューティングゲームでは、敵キャラクターの動きに対して1秒未満で反応することを求められる場合があります。

高いフレームレートでゲームをプレイする方法は以下のとおりです。

・高リフレッシュレート対応のスマホやゲーミングモニターなどを利用する

・ゲーム内の設定を調整する

・画質を下げる

120Hz以上のリフレッシュレートに対応したスマホやゲーミングモニターを利用すると、表示できるフレーム数が増え、動きがよりスムーズに見えます。

端末の性能が低いと、描画処理が追いつかずフレームレートが下がってしまうため、ハードウェア性能の底上げが最も効果的な方法です。

また、多くのゲームには「フレームレート優先モード」や「パフォーマンス優先モード」が用意されています。これを選ぶことで、グラフィックよりも動作の軽快さを優先する設定に切り替えることができます。

画質を下げると、1フレームあたりの情報量（ピクセルの細かさや質感の処理）が減るため、描画負荷が軽くなります。その分、端末がより多くのフレームを処理できるようになり、結果としてフレームレートが向上します。

フレームレートを高く設定する際の注意点

ゲームの設定画面などでフレームレートを高くすれば、映像がなめらかに動き、スムーズにプレイしやすいでしょう。

ただし、オンラインプレイや配信を行う場合は、やり取りするデータ量が増加するため、従量制料金で契約している場合には通信料金が高くなる可能性があります。

また、フレームレートの高い動画の画質を低下させずに保存するためには、大きな内部ストレージ容量を確保しなければなりません。

動画ファイルの容量を変更せずにフレームレートを上げると、1フレームあたりの情報量が減り、画質が劣化します。

そのほか、リフレッシュレートが低いディスプレイを利用している場合は、自動的にフレームレートの数値が制限されます。

なめらかな映像を楽しみたいのであれば、フレームレートだけではなく、リフレッシュレートの数値も確認することが重要です。

フレームレートの意味を正しく理解して用途に適した数値で利用しよう

フレームレートとは、1秒間の動画が、いくつの画像（フレーム）で構成されているかを示す値です。フレームレートが高いほど、映像がなめらかに感じられます。

なめらかさは、ディスプレイのリフレッシュレート（1秒間に画面が切り替わる回数）にも左右されます。

フレームレートとリフレッシュレートの数値に差がある場合、自動的に低い方の数値にあわせて表示されます。そのため、リフレッシュレートが低いディスプレイでは、映像のフレームレートも低い数値に制限されます。

リフレッシュレートが高いディスプレイを対応機器と組み合わせて利用すれば、高いフレームレートの映像を表示することが可能です。

動画をストリーミング視聴したり、オンラインゲームをプレイしたりする機会が多い場合、データ利用量が気になるかもしれません。スマホでの利用が多い人は、データ利用量を確認し、料金プランの見直しや携帯電話会社の乗り換えも検討しましょう。

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