子供の頃、ページめくりアニメーションの本を遊んだことがあるでしょう——本の隅に少し異なる小さな人間が描かれていて、親指で素早くページをめくると、人間が動きます。めくる速さが速いほど、動きはスムーズに；めくるのが遅すぎると、一枚一枚の静止画に分かれてしまいます。
ディスプレイがやっていることは、本質的にこのページめくり本と同じです：毎秒何回「めくって」見せるかがリフレッシュレートで、単位はヘルツ（Hz）。60Hzなら毎秒60ページをめくる計算です。
単純に聞こえますが、「每秒何回めくるか」という些細なことの裏には、興味深い生理学的・物理学的な問題が隠されています。例えば、広く信じられている説として、人間の目は毎秒24フレームしか区別できないため、映画は24フレームで作られ、それ以上は無駄というもの。これは本当でしょうか？
まず迷思を解く：人間の目はカメラではない
「人間の目は24フレームしか見えない」というのは、繰り返し語られる誤解です。その起源は実用的なもの——1920年代のトーキー映画の登場時、24フレームはフィルムコストと音声同期品質の妥協点であり、「人間の目の限界」とは何の関係もありません。
人間の目はシャッターを切って写真を撮るカメラではなく、常に流れ作業で作業する感光パイプに似ています。光が網膜に当たると、光受容細胞が反応し、信号が脳に伝わります。この過程には数十ミリ秒かかり、「リセット」してやり直すことはありません——前のフレームの像が完全に消えないうちに、新しいフレームが重なってきます。この現象は視覚残留と呼ばれ、残留時間は約1/16秒です。
視覚残留のおかげで、ページめくり本や映画、ディスプレイの離散的な画像が、私たちの目には連続した動きとして映ります。十分に速くめくれば（およそ毎秒15フレーム以上）、脳は「これは二枚の画像だ」と区別する手間を省き、動きとして補完します。
ただし、「連続した動きに見える」と「よりスムーズに区別できる」は別問題です。研究によると、訓練された人は60Hzを大幅に超える差異を感じ取ることができ、戦闘機のパイロットは1/200秒の閃光で機種を識別できるほどです。したがって、高リフレッシュレートは迷信ではありません——あなたの目は確かに感じ取れるのです。「一フレーム一フレーム見える」というほど単純ではなく、「スムーズさ」「手に馴染む」「残像がない」といった微妙な感覚として現れます。
ついでに別の疑問を解消：映画の24フレームはカクつかないのに、ゲームの24フレームはカクつくのはなぜ？
人が疑問に思うかもしれません：人間の目が高リフレッシュを感じ取れるなら、なぜ映画は24フレームでスムーズに見えるのに、ゲームが24フレームだとスライドショーのようにカクつくのか？
答えは「ブラー（ぼかし）」に隠されています。映画カメラで撮影する際、シャッターは各フレームの露光期間中に開いており、動く物体はフィルム上に自然なぼかしの軌跡を残します。このぼかしがフレーム間の隙間を埋め、脳にスムーズに映ります。一方、ゲーム画像はフレームごとにレンダリングされ、各フレームがシャープで明瞭です。動きの過程は「空白」であり、24フレーム間には一連のジャンプが残り、自然とカクつきが目立ちます。同じ24フレームでも、映画は「本物のぼかし」で目を騙せるのに対し、ゲームは不連続性を丸出しにしているのです。これが、ゲームがリフレッシュレートやフレームレートに対して映画以上に高い要求を持つ理由を説明しています。
では、なぜ60Hzでも問題なく見えるのか？
高ければ高いほどスムーズなら、なぜ何十年も60Hzの画面を使ってきたのに、世界がカクついていると感じないのでしょうか？これには、リフレッシュレートのもう半分——モーションブラー（動きのぼかし）が関係します。
現実世界では、物体の移動は真に連続的で、光信号が絶えず目に流れ込みます。しかし、画面は離散的です：フレーム間にごく短い隙間があり、物体はこのフレームと次のフレームの間で「ジャンプ」します。このジャンプが網膜上に一瞬のぼかしの痕跡を残します。
フレームレートが高くなるほど、ジャンプは小さくなり、ぼかしは短くなり、画像はシャープになります。これが、60Hzから120Hzに切り替えたとき、「大して変わらない気がするけど、なんだか心地よい」と感じる理由です——その心地よさは、ぼかしが短くなり、欠落した中間フレームを脳で補完する手間が省けることから来ています。
より直感的な例を挙げましょう：白い点が黒い画面を一定速度で横切るとします。60Hzでは一秒に60回ジャンプし、各ジャンプの距離が比較的長く、目立つ尾を引きます。240Hzでは一秒に240回ジャンプし、各ジャンプはほんの少し移動するだけなので、尾はほぼ消え、点は「実体」があるように見えます。これがUFOテストで見てもらおうとしているものです。
ちなみに、「リフレッシュ（更新）」という言葉自体に由来があります。初期のCRT（ブラウン管）ディスプレイは、電子ビームが蛍光面を一行ずつ走査してピクセルを点灯させ、蛍光体は一瞬光った後すぐに暗くなります。そのため、電子ビームは画面を維持するために絶えず「再描画」する必要があり、refresh（リフレッシュ）という名前がつきました。今日の液晶やOLEDディスプレイはもはや電子ビームを使用していませんが、この呼び方は残り、「毎秒何回描画するか」という論理も今に至ります——ただし、現在はパネル全体のピクセル状態を描画しているだけです。
「生産」と「表示」：一つの流れ作業の二つのステーション
ここまで来れば、リフレッシュレートとフレームレートのよく知られた違いについて話せるでしょう。多くの人がこの二つは同じものだと思っていますが、実はこれらは流れ作業の前後二つのステーションです。
フレームレート（FPS）は、グラフィックカードという「生産ステーション」が毎秒何枚の画像を作れるかを示します。リフレッシュレート（Hz）は、ディスプレイという「表示ステーション」が毎秒何枚の画像を並べられるかを示します。一方は作る役割を担い、もう一方は並べる役割を担います。
理想的には、作る枚数と並べる枚数が完全に一致します。しかし現実では、それぞれ独立して動作するため、二つの厄介な状況が生じます：グラフィックカードが速く作りすぎてディスプレイが並べられず、余分な画像が捨てられるか、二枚の画像がそれぞれ半分ずつ表示され、画面が中央でずれて断裂します——这就是ティアリング（画面の断裂）。グラフィックカードが遅く作りすぎてディスプレイに並べるものがない場合、前の画像を再度表示するしかなく、画面がカクついたように見えます——这就是スタッタリング（カクつき）。
垂直同期（VSync）は、グラフィックカードを強制的にディスプレイに「待たせ」、作ってから並べることでティアリングを防ぎますが、追加の遅延が生じる可能性があります。後に登場したG-SyncやFreeSyncはより賢い：ディスプレイに固定リズムで待たせるのではなく、グラフィックカードの生産に合わせてリフレッシュ周波数を動的に調整します——80枚作れば80回描画します。这就是可変リフレッシュレート（VRR）で、現在のハイエンド画面の主要なセールスポイントの一つです。
ブラウザはどのようにあなたのリフレッシュレートを「数え」るか
原理を説明したところで、実際の問題に戻りましょう：ウェブページのテストは、なぜあなたの画面が何Hzで動作しているかを知ることができるのでしょうか？
ここでは、ブラウザの巧妙なインターフェースであるrequestAnimationFrameが使われます。その設計目的は、アニメーションと画面のリフレッシュを同期させることです：「次のフレームを描く」指示を渡すと、画面が更新される直前にきっちり呼び出されます。换句话说、このインターフェースはディスプレイの同期信号に「溶接」されているのです。
于是、テストの論理は単純です：ストップウォッチを始め、このインターフェースが一秒間に何回呼び出されるかを数えます。60回呼び出されれば60Hz、144回呼び出されれば144Hzです。一度や二度のカクつきで数字が偏るのを避けるため、通常は数百フレーム分を溜めてから平均を計算し、最終的に60、120、144、240といった人々に馴染みのある段階にまとめます。
興味深いことに、この「数え」の過程で、画面以外の問題も露呈することがあります。例えば、測定中に数字が突然30に下がった場合、画面が変わったのではなく、ブラウザが他のタブに切り替えたと判断して、省電力のためにリフレッシュを制限している可能性が高いです。また、マルチスクリーン環境では、ブラウザが時折リフレッシュレートの最も低い画面に合わせるため、高リフレッシュの画面の読み取り値も下がることがあります。这些都是「数え」の副産物であり、むしろ表示チェーン全体の状況を明らかにしてくれるのです。
ついでに、見えない「閃光」について
最後に、リフレッシュレートの数字の裏にありながら、しばしば見落とされるものについて触れます：バックライトのフリッカー（点滅）です。
画面は安定して発光しているように思えますが、多くの画面のバックライトは「明るくなったり消えたり」を高速で繰り返しており、輝度が低いほど消えている時間が長くなります。これはPWM調光と呼ばれ、特に多くのOLED画面で一般的です。そのため、極めて速く点滅する（数百から数千ヘルツ）ため、意識的には「閃光」を感知しませんが、視神経や毛様体筋はこの明暗の切り替えに絶えず微細な反応を示します。
这也是为什么有些人长时间低辉度のOLED画面を見つめると、目の乾燥や眼精疲労を感じるのに、原因がはっきり言えないのです。フリッカーテストでは、白と黒の全体画面が交互に表示され、この現象が誇張され、日常では見えないフリッカーを「見える」ようにします。これはリフレッシュレート自体を測定するのではなく、リフレッシュレートの裏にある調光メカニズムがあなたの目にどう作用するかを測定するものです。
だから、次に「144Hz」や「240Hz」といった数字を見たときは、単なるメーカーのマーケティング文句だとは考えないでください。その裏には、視覚残留、モーションブラー、生産と表示のリズムの一致に関する精巧な設計があり、あなたはウェブページのテストで、この設計があなたの画面でちゃんと機能しているかを実感できます。
これが、科学普及の最も魅力的なところかもしれません：日常のスムーズさの裏に隠された小さな仕組みを理解すると、世界が少しだけ違って見えるのです。