高リフレッシュレートとは？スマホ、テレビ、モニターの120Hzについて解説

人気のテレビやモニターの多くは、高リフレッシュレートのディスプレイを搭載しており、画面上の動きがより滑らかで、より鮮明な画像を実現します。これは、人気のAndroidスマートフォンや、AppleのiPhone Pro全モデル（13 Pro以降）にも当てはまります。現在、iPhone 17の全モデルは120Hzのリフレッシュレートに対応しており、あらゆる機種で標準となっています。

高いリフレッシュレートはゲーム業界でよく話題になります。素早い反応と画面の瞬時更新が勝敗を分けるからです。ゲーミングモニターやゲーミングスマートフォンも例外ではなく、通常は144Hz、165Hz、あるいはそれ以上のリフレッシュレートを実現しています。しかし、画面のリフレッシュレートとは一体何を意味するのでしょうか？詳しく解説します。

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スマートフォンでもパソコンのモニターでも、ディスプレイに表示されるすべてのコンテンツは、個々の静止画像（写真）で構成されており、非常に高速に連続して表示されます。リフレッシュレートはヘルツ（Hz）で測定され、フレームが切り替わる頻度を表します。120Hzのリフレッシュレートでは、1秒間に最大120回新しいフレームを表示できます。60Hzのディスプレイでは、1秒間に60回しか画面を更新できません。90Hzの画面では、何回更新できるかはご想像に難くありません。

フレームレートはどうですか?

高い画面リフレッシュレートの潜在的なメリットは、画面に表示されるコンテンツのフレームレートによって制限されます。動画やビデオゲームのグラフィックでは、フレームレートは1秒あたりのフレーム数（fps）で表されます。映画は通常、劇場の標準規格である24フレーム/秒で再生されますが、多くのゲームは120fpsで再生できます。

タッチ応答速度はどうですか?

さらに混乱を招くのが、メーカーがタッチスクリーンディスプレイのタッチレスポンスレート（またはタッチサンプルレート）を記載している場合があることです。これもヘルツ単位で測定されます。この数値は、タッチスクリーンが指のタッチをスキャンする頻度に関係しています。タッチレスポンスレートが高いほど、タッチへの反応が速くなります。

リフレッシュレートが携帯電話に与える影響

2台のAndroidスマートフォンのリフレッシュレート設定メニューのスクリーンショット

リフレッシュレートが高いほど、スマートフォンのディスプレイはゲームの動きに追従し、動画のモーションブラーを軽減できます。また、低いリフレッシュレートのディスプレイよりもインターフェースの操作性が向上します。激しいアクションシーンでもカクツキが少なくなり、テンポの速いスポーツの動画はより滑らかに表示され、長いウェブページをスクロールする際のぎこちなさも軽減されます。高いリフレッシュレートのメリットを最大限に得るには、高いフレームレートも必要であり、理想的にはこの2つが一致している必要があります。

多くの場合、その代償はバッテリー寿命です。ディスプレイ上の画像を1秒間に何度も更新すると、より多くのバッテリー電力が必要になります。また、グラフィックスをより高いフレームレートで動作させるには、処理能力も必要です。プロセッサは飛躍的に向上しましたが、スマートフォンのバッテリー寿命は依然として限られています。そのため、高リフレッシュレートのスマートフォンの多くは、常に最高レートで動作しているわけではありません。

スマートフォンに高リフレッシュレートが初めて導入されたのは、2017年にゲーミングに特化したRazer Phoneでした。その後、Apple、Samsung、OnePlus、Googleなどのメーカーが、iPhoneシリーズ、Galaxyシリーズ、Pixelシリーズなどのフラッグシップデバイスに採用しました。Appleはこれを「ProMotion」と呼んでいます。

アダプティブリフレッシュレートとLTPO

AppleのProMotion iPhoneを含む多くのスマートフォンは、「アダプティブ」な120Hzリフレッシュレートを搭載しており、ユーザーが違いに気づきやすい特定のタイミングでリフレッシュレートを上げます。例えば、常時表示のディスプレイで静止画像を表示している場合や、24fpsで映画を視聴している場合などです。1秒間に120回ディスプレイをリフレッシュする意味はほとんどありません。このような状況で高いリフレッシュレートを使用すると、バッテリーの消耗が早くなるだけで、メリットはありません。そのため、現在、多くの人気スマートフォンのディスプレイには、低温多結晶シリコン（LTPO）技術が採用されています。

LTPOの利点は、ディスプレイが真の適応型リフレッシュレートを適用できることです。このリフレッシュレートは、静的コンテンツを最小限の電力で表示するために1Hzまで下げる可能性があり、必要に応じて120Hz以上にスケールアップできます。AppleはApple Watch Series 4でLTPOの採用を開始し、Samsungは2020年にこの技術をスマートフォンに導入しました。現在では、ほとんどの主要メーカーのフラッグシップモデルでLTPOが一般的に採用されています。ただし、すべての適応型リフレッシュレートが1Hzから120Hzまでの範囲で動作するわけではありません。例えば、GoogleのPixel 10は60Hzから120Hzまで適応しますが、Pixel 10 Proは1Hzから120Hzまでの全範囲で動作可能です。

LTPO技術は急速に進歩してきました。最初のバージョンでは10Hzから120Hzまで対応可能となり、LTPO 2.0では下限がわずか1Hzにまで低減され、LTPO 3.0ではさらに効率が向上しました。この技術は現在も進化を続けています。

テレビやモニターはどうですか?

テレビやモニターにおける高リフレッシュレートのメリットは、スマートフォンの場合とほぼ同じです。画面上の動きはより滑らかに、画像はより鮮明に表示されます。ここでも、コンテンツのフレームレートが重要です。フレームレートがリフレッシュレートと一致しない場合があり、テレビ番組や映画の画質が劣化することがあります。

「ソープオペラ効果」

テレビやモニターの中には、フレームレートとリフレッシュレートの差への対応が優れている機種があります。多くの機種はフレームレートに合わせてリフレッシュレートを下げるだけで済みますが、リフレッシュレートが固定されているディスプレイでは、この差に対処するために別の方法を見つける必要があります。

例えば、映画が24フレーム/秒で再生されているにもかかわらず、リフレッシュレートがそれよりも高い場合、テレビはギャップを埋めるためにフレームを追加で挿入することがあります。リフレッシュレートがフレームレートで割り切れる場合、テレビは同じフレームを複数回表示できるため、これは比較的簡単に行えます。例えば、120Hzのリフレッシュレートで24fpsのコンテンツを表示する場合、各フレームを5回表示できます。しかし、60Hzのリフレッシュレートで24fpsの映像を表示すると、表示されるフレーム数が不均等になり、一部の視聴者には画面が揺れたり、カクカクしたりすることがあります。

一部のテレビでは、モーションスムージング（またはフレーム補間）を採用しています。これは、周囲のフレームを処理・合成することで新しいフレームを生成・挿入する技術です。メーカーによってこの技術の精度は異なりますが、「ソープオペラ効果」と呼ばれる、不自然な滑らかさに見える現象が発生することがあります。

少なくとも映画ではフレームレートは固定されています。しかし、ゲームではフレームレートは大きく変動することがあります。例えば、閉ざされたトンネルから広い景色に切り替わったり、爆発シーンがあったりすると、ハードウェアが処理負荷の増加に対処しきれず、フレームレートが60fpsから20fpsへと簡単に低下することがあります。フレームレートがリフレッシュレートと一致しない場合、複雑な問題が発生し、結果として映像にスタッタリングやティアリングが発生することがあります。

多くのモニターは可変リフレッシュレートを使用しています

フレームレートとリフレッシュレートの差を埋めるこの解決策は、PCゲーム業界では長年存在してきました。最も人気のあるフォーマットは大手グラフィックカードメーカーの製品で、AMDのFreeSyncやNvidiaのG-Syncなどが挙げられますが、汎用的な可変リフレッシュレート（VRR）もあります。これは、テレビでコンソールゲームをプレイするゲーマーにとって重要です。VRRはHDMI 2.1規格でサポートされているため、テレビにHDMI 2.1ポートが搭載されているかどうかが話題になるのもそのためです。（HDMI 2.1では、4K 120Hzと自動低遅延モードもサポートされます。）

最新のスマートフォンやタブレットのディスプレイの中には、何らかのVRR（バーチャルリアリティ）に対応しているものがあります。例えば、AppleのProMotionは2017年モデルのiPad Proに120Hzのリフレッシュレートをもたらしましたが、これはコンテンツに合わせて自動的に調整されます。このようにリフレッシュレートを変更することで、画面のカクツキなどの不要な効果を軽減し、消費電力も削減できます。Apple Pencilを使用したりゲームをプレイしたりするとリフレッシュレートが120Hzに急上昇しますが、メニューやウェブページで画面が静止しているときは大幅に低下します。LTPOはVRRを可能にするディスプレイ技術です。

リフレッシュレートについて心配する必要はあるでしょうか?

高いリフレッシュレートの差は人によって異なります。違いを実感するには、リフレッシュレートの異なるディスプレイを並べて比較する必要があるかもしれません。ペースの速いゲームをプレイするゲーマーが最も大きな恩恵を受けますが、誰でもこのアップグレードを楽しめます。リフレッシュレートを高くすると、モーションブラーが軽減され、アクションがより滑らかになり、画像がより鮮明になり、スマートフォンの応答性とスピードが向上します。とはいえ、既にかなり滑らかに感じられる場合もあり、もし気づかないとしても、心配する必要はありません。

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