【2020】レンダリング前最大フレーム数を変更する影響とは?


by Render Pool

6月 10, 2020

オンラインゲームを楽しむとき、3DCGをリアルタイムで作製するレンダリングは不可欠な要素です。

高精度なレンダリングによりリアルな映像を楽しむことができ、没入感が高まります。

同時に、レンダリングはゲームの操作性にも影響を与えるのです。

この記事では、レンダリングがゲームにどんな影響を与えるのかについて解説し、よく利用されているNVIDIAのレンダリング設定について紹介します。

レンダリングでのフレームとは

フレームとは、動画に使用される静止画のことで、フレーム数が変わることで動画のなめらかさが変化します。

動画の内容に合わせてフレーム数を最適化することで、価値を高めることが可能です。

動画は静止画の集まり

動画と静止画の関係については、パラパラ漫画をイメージするとわかりやすく、連続した静止画が集まって構成されたものが動画です。

レンダリングで作られる動画も、静止画の集まりに音楽や映像効果を重ね合わせたものです。

1秒間に映す静止画の数はフレームレートで決まる

1秒間に使用されるフレーム数(静止画の枚数)は「フレームレート」と呼ばれ、「fps(frames per second)」という単位が使われます。

フレームレートが高いほど1秒間の静止画数が多いため、動画の動きはなめらかになるのです。

一般的に、テレビは29.97fps、映画は24fpsほどとされています。

動画のコンテンツにより適したフレームレートは異なり、スポーツなど動きが速く激しい動画は、フレームレートが高いほど違和感なく楽しむことができます。

フレーム数が多いほどなめらかだが問題も起きる

静止画数が多いほど動画がなめらかになるなら、フレームレートは高いほうが良いと言えますよね。

しかし、フレームレートを高くするデメリットも理解しなくてはなりません。

具体的には、次のどちらかを妥協する必要があるのです。

  • 画質の低下
  • 容量の増加

容量が一定のとき、静止画の数が増えると1コマあたりで使える容量が小さくなるため、画質が劣化してしまいます。

劣化を避けるために静止画の画質を維持すると1コマの容量が増えるため、動画全体の容量は増加してしまうのです。

 

フレーム数が多いほど動画のレンダリング時間も長くなります。

フレームレートを上げすぎると、視聴する際にも問題が起こります。

低スペックのパソコンやメモリが少ないスマートフォンでは再生できない場合が出てくるのです。

なお、YouTubeなどネット上の動画は、視聴する際にフレームレートを変更することが可能です。

動画やゲームのレンダリングで考慮する必要がある

レンダリングで動画を作製する際には、フレームレートの高低による影響を把握しておく必要があります。

ゲームアニメーションでは、フレームレートが高くなるほどメリットがあります。

スムーズな動きを楽しめるだけでなく、「ゴースト」と呼ばれる動く物体の残像や、画像のズレなどを軽減することが可能です。

フレームレートが変わると映像内の動く物体の位置も変わるため、緻密な操作が必要なオンラインゲームでは高いフレームレートの方が優位だと考えられています。

レンダリング前最大フレーム数とは

「レンダリング前最大フレーム数(Maximum pre-rendered frames)」は、NVIDIA製のGPUを利用してオンラインゲームを楽しんでいる人にとって、操作性に影響する重要な設定です。

ゲーム画面も静止画を連続して描画することで動画として表示されます。

NVIDIAで使用される設定

NVIDIA

画像引用元:NVIDIA

 

NVIDIA(エヌビディア)は、GPUのメーカーとして知られています。

GPUとは、3DCGなどの画像描写の際に必要な計算処理を行う半導体チップで、オンラインゲームに不可欠な存在です。

GeForceのブランド名で知られるNVIDIAのGPUは、高いシェアを持っています。

 

GeForceを使用するユーザーが各自で変更できる「レンダリング前最大フレーム数」は、GPUでレンダリングされる前に準備するフレームの最大数を指します。

レンダリング前最大フレーム数は、コントロールパネルの「3D設定の管理」から変更が可能です。

この数値が低いほど、操作遅延を低減できます。

事前レンダリングを行わない設定も可能

最新のGeForceでは、「レンダリング前最大フレーム数」の設定は消え、「低遅延モード(Ultra-Low Latency Mode」が搭載されました。

これはレンダリング前最大フレーム数をゼロにできる機能で、事前レンダリングを行わないモードです。

低遅延モードをオフにすることで、操作遅延を最大33%削減できると公式に発表されています。

「CPUレンダリング」と「GPUレンダリング」の違い

CPUはCentral Processing Unitのことで、コンピュータの中心である処理装置です。

CPUを使ったレンダリングは、GPUレンダリングと比べてノイズが少なく、高精度な描写が可能です。

 

一方で、GPUレンダリングと比べ速度が遅いという欠点があります。

PGUは画像描写に特化した計算処理を行うため、CPUに比べて数倍から100倍以上の計算速度を出すことが可能だからです。

オンラインゲームのように速度を重視したレンダリングが必要な場合は、GPUレンダリングの方が適していると言えます。

レンダリング前最大フレーム数を変更するメリット・デメリット

レンダリング前最大フレーム数の設定を変える場合、メリットとデメリットを把握する必要があります。

また、ゲームによって設定変更による効果が変わってきます。

数値が低いほど遅延がなくなる

レンダリング前最大フレーム数を変えることで、GPUレンダリング前にバッファされる画像の数が変わります。

画像をバッファする目的は、画像をスムーズに動かすためです。

 

前のフレームから次のフレームに移行するとき、都度描画をすると画面のチラつきが起こります。

これを防ぐのが「ダブルバッファリング」という手法で、垂直同期とも呼ばれます。

バッファ画像を用意し、あらかじめ読み込んでいることでスムーズな映像を映し出せるのです。

 

レンダリング前最大フレーム数は、このバッファ画像が何枚用意されているかを意味します。

操作内容が画面に反映されるのは、バッファ画像が描画されたあとなので、そのぶんだけ遅延が生じます。

バッファされているフレームの数だけ、GPUで描写される画像に遅延が発生すると言えるのです。

CPU使用率が高くなる

レンダリング前最大フレーム数を減らすことによって、CPUの使用率が高まります。

CPUの処理が重くなることで、フレームレートが下がり動画がカクついてしまうなどのデメリットが発生します。

 

CPUの計算速度が遅くなれば、GPUレンダリングをおこなう際の遅延がなくなっても、パフォーマンスが下がってしまいます。

改善するためには、高性能なGPUとCPUが必要になるのです。

まとめ

オンラインゲームは、事前レンダリングの設定を調整することで操作性が上がり、成績を向上させることが期待できます。

ただし、CPUとGPUの処理能力によってはパフォーマンスが下がることも考えられます。

最新の高解像度・高画質な品質の高いゲームほど、性能が高いCPUやGPUが必要になるのです。

しかし、高性能なほど金額も高額になるため、コストパフォーマンスを検討し、自分に合ったものを選択すべきです。

 

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ぜひ、快適なレンダリングをお楽しみください!