手っ取り早く知りたい

ガジェットやキャッシュレスのサイトを運営する上での日々の所感を連ねています

follow us in feedly

AQUOS ZERO2の4倍速ディスプレイの効果を予想

f:id:kumabe22:20190927171623j:plain


シャープがフラグシップスマートフォンであるAQUOS ZEROの後継機を発表しました。

セールスポイントについては公式サイトやニュースサイトを見てもらうとしまして、ここでは新開発の有機ELディスプレイに採用されている黒挿入(疑似インパルス駆動)に注目し、ゲームにどのような効果があるのかを想像してみたいと思います。


※あくまでも素人がネットの情報を見て想像で書き上げています。

 

注目すると書きましたが、なにせ有機ELの(疑似)240Hz駆動は世界初らしく、情報がないので全ての部分が想像です。


ちなみに120Hz駆動の液晶ディスプレイを搭載したスマートフォンは以前からありまして、その中のシャープの製品を一時期使っていました。

しかし、120Hzとなると画面をつけているときは常により多くのバッテリー消費になりますので、基本的にはほとんどのアプリでオフに設定していました。

そして効果についてはいまいち感じられませんでした。

さらに、昔買った液晶テレビAQUOSにQS駆動(120Hz)という機能が付いていましたが、こちらは全く違いが感じられませんでした。

 

  

2倍速の120HzはPCのそれとは別物

 

まずテレビにおける2倍速(120Hz)について知っておきたいと思います。


店頭に並ぶ液晶テレビが日本製ばかりだったころ、とにかく付加価値をつけようと色々な無駄機能がてんこ盛りでしたが、倍速液晶については今でも有用な機能だと思っています。

当時から120Hz倍速液晶に疑似インパルス駆動で240Hzを売りにしている製品が存在していましたが、逆に今では全くといっていいほど見かけなくなりました。


そもそもテレビのソース映像のリフレッシュレートは60Hzです。これは1秒間に60枚の画を表示していることになります。

それを2倍速の120Hzにするため、繋がった2コマの画の間に中間の画を計算して描き出します。1秒間に60枚もの画を計算するのだから凄い話です。

ただ、これを行うには2枚目の画が入力されてきてから1枚目との差を見て計算するわけなので、本来なら2枚目を表示にかけるタイミングになってから1.5枚目を描き、表示します。すなわち、他のテレビよりほんの少しだけ遅れて映し出されることになります。

しかし、テレビは基本見ているだけなので、ほんのわずかな遅れは全く問題になりません。


この部分、パソコンのディスプレイの場合は全然違います。パソコンの場合はパソコン本体が性能にものをいわせ120枚だろうが240枚だろうが可能な範囲で画を出してきます。

ただこれが問題で、120Hz対応のディスプレイに60枚描き出すのならいいのですが、処理が追いつかずに105枚などの120から割り切れない枚数になるとスタッタリングというカクツキが起こります。

逆に描く画が多すぎると画面に表示しきる前に次の画が送られてくるのでティアリングという画面上下でのズレが発生します。


それでスマートフォンについてですが、バッテリー持ちに神経を尖らせなくてはならないものなので、ほとんどの状況では最高60枚しか描画していないものと思われます。【情報が見つかったら記載します】

もし、秒60枚の中間の画を補完して120枚にするのであれば先述のようにほんのわずかながら遅延を増やすかもしれません。

しかし、すでにゲーミング・スマホとしていくつもの製品で採用されていますので、このあたりは問題はないのでしょう。

 

素早い動きでの残像について

 

一般的に残像といわれる、ゲームなどで動いているキャラクターが滲んで見えるのは「動きぼやけ」というものが原因で、要因は「液晶の応答時間の長さ」と、「高速なコマ送りで動いている物体の位置と視線移動のズレ」と、「目に受けた光の残像」です。

 

液晶の応答時間の長さ


液晶の応答速度とは、1ドット(ピクセル)の色が変化完了するまでの時間で、一般的なディスプレイで0.001~0.008秒です。

この時間があることで、次の画を表示したとしてもその色に切り替わるまでに色が混ざったように表示されてしまうために滲んで表示されてしまいます。

この現象は切り替える色の明暗の差が大きいほど時間が延び、真っ黒い背景に白い文字が流れていたりする映像では顕著に現れます。

ただし、この時間が0.005秒(5ms)以下であれば知覚できる滲みはほとんど無いそうです。

また、この応答時間を映像入力から実際の表示までの時間だと思っている人がいますが、それは単なる内部遅延です。

内部遅延はPCディスプレイであれば気にする必要はあまりありませんが、もれなく高画質化処理をしているテレビでゲームをする場合はゲーム・モードを重視している機種を選んだ方が良いでしょう。

 

高速なコマ送りで動いている物体の位置と視線移動のズレ


キャラクター等が素早く流れるように移動している場合でも実際はコマ送りでカクカクに連続表示されているわけですが、視線の動きとしては滑らかに動いているので1コマ表示中(ごく短時間の静止中)でも視線は動いています。

それによって、目で追っているキャラクターがわずかに震えているように見えてしまいます。

 

f:id:kumabe22:20190927171833p:plain


上の画像は■■■をキャラクターに見立てて、連続したフレームごと(F)のキャラクターの位置と、視線の位置(●)を表したものです。時間とともに上から1段ずつ下がりますが、フレームは3段分の時間ごとに更新されるものとします。

1段目ではキャラクターの真ん中を視線が捉えています。

視線はキャラの移動を予測して滑らかに移動するので2段目では一つ左の位置を見ていますが、まだフレームが変わっていないためにキャラクターの左を見てしまっています。

3段目になると、視線は同じ動きでもう一つ左を見ますが、キャラクターは遅れていた分を取り戻すように三つ左に表示されるので、キャラクターの右を見てしまっています。

4段目で視線が追いつき、5段目では追い越してキャラクターの左を見てしまいます。

これにより、目はキャラクターの右・真ん中・左・右・真ん中・左を見ることになってしまうので、キャラクターが震えて見えてしまいます。

 

動画ブレの確認動画(モノクロ) - YouTube

 上の動画は黒い背景の上を白い文字が流れるものですが、文字を目で追っているとかなり文字が震えて見えます。しかし、画面の少し向こうやズレた位置に視線を固定して見ると、本当は滑らかに動いていることがわかります(大きい画面の方がわかりやすい)。


この現象により、どんなに高精細なディスプレイでも描画のコマが多くないと動体が震えて見えてしまいます。

 

目に受けた光の残像


目に受けた光の残像とは時間残像のことで、網膜と脳のどちらによるものなのかははっきりしていませんが、0.05秒より短い光の点滅は繋がって感じるそうです。映画は約0.04秒ごとの光の連続なので静止画の連続が動画に見えます。

この現象により、液晶や有機ELディスプレイのような常時表示している「ホールド型表示」において、直前の映像の残像がわずかに重なってブレて見えてしまいます。

 

通常の液晶ディスプレイの表示方法

 

ゲームなどで背景の映像にキャラクターが横切るシーンがあります。そのとき、ディスプレイ上では一部のピクセルが「背景の色→キャラの端の色→キャラの中央の色→キャラの反対の端の色→背景の色」のように変化することでキャラクターが移動しているように見えます。

 

f:id:kumabe22:20190927172130p:plain


上の画像は、例としてリフレッシュレート120Hzのディスプレイに秒間フレームレート120コマの映像を映し出しているときに、1つのピクセルの色の変化を簡易的に表したものです。

縦線間の幅を1/120秒の1フレームとして、時間とともに少しずつ右方向に進んでいくと思ってください。

一番左のフレームが黒から水色に変わりきるのに半フレームくらいかかっています。時間にして約0.004秒。これが応答速度4msです。今回は簡易的に表していますが、実際には黒から明るい色へは中間色から中間色(GtoG)よりも長い時間がかかります。

その右のフレームへ移ると、水色からやや赤みがかった水色に変わるのにも0.004秒かかっています。そのため、前の色が少し混ざったように見えてしまうので滲んだ残像のように見えます。

ただし、先ほども言ったように切り替わるまでの時間が5ms以下であればほとんどわかりません。なぜならば、そもそもにして知覚が「物体の位置と視線移動のズレ」と「目に受けた光の残像」の影響を受けてしまうからです。

 

では映像を補完するなどして秒240コマにした場合や、パソコンで240フレーム(コマ)の映像をリフレッシュレート240Hzのディスプレイに出力した場合はどうなるのでしょうか。

 

f:id:kumabe22:20190927172157p:plain


残像のグラデーションがきめ細やかになるだけで、斜めの角度(応答時間)は変わりません。フレームが増えれば「物体の位置と視線移動のズレ」は減りますが、ディスプレイ自体が発生させる残像は減りません。

 

ならば、応答時間を短くすればいいのかというと、やはり知覚への影響があるので、たとえ0秒に出来たとしても動きぼやけを感じてしまうそうです。

パソコンのディスプレイにはオーバードライブという機能がついていて、これにより強引に応答速度を短縮することが出来ますが、やりすぎるとオーバーシュートとアンダーシュートという現象で光る残像が出て余計に目立ってしまいます。


これらが輝度が安定しているホールド型表示の限界です。

 

残像と残像感を打ち消す高速明滅

 

動きぼやけの3つの原因に全て効果的なのがAQUOS ZERO 2にも似たものが採用される黒挿入(疑似インパルス駆動)で、CRT(ブラウン管)のような高速明滅するインパルス発光型方式を疑似的に再現するものです。

今回の話では黒挿入による120→疑似240枚なので、120枚中の1枚の画を表示する時間、すなわち、1秒÷120≒0.0083秒の前半0.004秒ほどの間、バックライトを消してしまい、画と画の間を暗い状態にします。

 

f:id:kumabe22:20190927172303p:plain


上の画像は1枚目の画像の各フレームの前半を真っ暗にしてしまったものです。

まず、色が変化している最中の部分が見えなくなることで「液晶の応答時間の長さ」による滲みを無くしています。

それに加え、カクカクとした高速コマ送りの各コマの間を見えなくすることで、その部分に直前の画の時間残像を(動いている視線の位置に合わせて)無意識にはめ込ませます。これにより、コマの表示始め直後と表示終わり直前の視線の位置のズレを減少させます。

 

f:id:kumabe22:20190927172358p:plain


各フレームの前半を真っ暗にすることで、前のフレームの残像が視線の動きに都合よく合わせて見えています。というか、見えている錯覚を起こしています。

※画像では1フレームを3つの時間に分けてしまったので三分の二の時間が黒いことになってしまってます。


同時に、目に受けた光の残像が次の画に重なって見えた現象も、真っ暗な時間があることで起きなくなります。真っ暗な時間に前の画の時間残像を知覚し、次の画が表示されたときには時間残像が消えてしまっているということです。

 

実際、120HzのPC用ディスプレイで120FPS(フレーム/秒)のゲームをしているときに、オーバードライブで応答速度を変えてもあまり残像感に変化がありません。それどころか、スペック通りに1msに設定すると光の残像が現れて加工映像のようになってしまいます。

しかし、黒挿入でモーションブラーを低減するモードにするとモヤッと動いていた部分がシャープになります。

他にもパソコンのブラウザでAmazonの商品ページなどの縦長のページを一定速度でスクロールしているとき、たとえ高FPSでも字が滲みますが、黒挿入すると(大袈裟に言えば)プリントアウトした紙を流してるかのように字が鮮明になります。


FPSや高精細は残像自体を滑らかにして目立たなくしますが、黒挿入の疑似インパルス駆動は残像表示自体を見えなくし、生体的に発生する残像感も低減させます。

 

ただし、黒挿入にも欠点はあります。

まず、半分の時間がバックライト・オフなので全体的に暗くなります。ただし、よほど明るい部屋でなければ大丈夫でしょう。

あと、高速で明滅しているので人によっては違和感を感じるかもしれません。しかし、それを感じさせないために120コマまで上げてから黒挿入しているので、よほどの長時間でなければ問題ないでしょう。

 

本題のAQUOS ZERO 2について

 

ここまでは液晶ディスプレイ(LCD)の話です。AQUOS ZERO 2は有機EL(OLED)なので勝手が違うと思います。

 

f:id:kumabe22:20190927172518p:plain


有機ELはもともと応答速度が速いので、それが起因による残像表示はほぼありません。

しかし、液晶ディスプレイと同じように「物体の位置と視線移動のズレ」と「目に受けた光の残像」の影響は受けます。

 

f:id:kumabe22:20190927172558p:plain


ゆえにシャープは今回、黒を挿入したのでしょう。有機ELの場合はバックライトがないので映像自体を真っ黒にします。

上の画像ではフレームの半分よりも短い時間しか黒くしていませんが、このあたりは明るさと残像感のバランスを見て調整するのでしょう。


AQUOS ZERO 2の場合は60Hzと240Hzの2択でアプリごとに切り替えられるそうです。おそらく、ゲームだと世界が変わったかのように見えると予想されます。

ただ、240Hzだと尋常でなくバッテリーを消費すると思うので、デフォルトでは60Hzになっているでしょう。個人的には店頭デモ機しか触る機会がなさそうなので、この有機ELの実力を見ることはなさそうです。

 

それ以外にゲームに強い部分はタッチパネルも秒240スキャンなので反応が速いようです。スマートフォンのゲームもシビアなのですね。

あとは充電中にゲームをプレイしても熱くなりにくい構造だと謳っています。


少し気になったのはAQUOS R3の公式ページに「リズムゲームなどの音ズレの心配がないイヤフォンジャック搭載」と書いてありますが、ZERO 2には搭載されていないことです。

今更ながら変換コネクタで十分と判断したのでしょうか。

 


2019年10月から回線契約を伴う携帯電話の大幅値引きが規制され、ハイエンドのスマートフォンがどれほど売れるのかわかりません。

しかし、勝つためにお金をかけるゲーマーのニッチな需要はある程度あると思います。


いつかこれほどの性能が低価格化し、それを持続させる大容量バッテリーが実用化されたら、ゲーム以外でも面白い使われ方が生み出されると思います。

 

※この記事は素人が集めたネットの情報を自分なりに解釈して書いています。記事の品質向上に繋がるご指摘がございましたら、コメントかご連絡用フォームからお知らせ願います。

 

あのOCNモバイルONEにてAQUOS ZERO2取扱い開始! 今なら発売記念セールでオトクです 
※2020年4月1日 11:00までです。

 

 

旧機種でも良い人にはこちらを推奨! ただいまセール中です。
(2020年2月12日11時まで)

AQUOS zero SH-M10

セール 税別33,200円から更にMNPで5,000円引・オプション加入で3,000円引

SDM845と有機ELと6GB RAMでこの価格!

 

AQUOS R2 compact SH-M09

セール 税別17,800円から更にMNPで5,000円引・オプション加入で3,000円引

SDM845と倍速120Hz液晶でこの価格は安すぎます。

 

セールについて詳しくはOCN モバイル ONEからスマホセットを選択

 

 

docomo AQUOS zero2 SH-01M dポイント 5,000ポイントプレゼント!

 

プライバシーポリシー