垂直同期オンとオフで勝率は何%変わる？1000万回の撃ち合いで測った

垂直同期（V-Sync）はオンとオフ、どっちがいいのか。遅延・画面の裂け目（ティアリング）・カクつきを、フレーム1枚ずつ再現する計算で確かめて、腕前が同じ2人を1040万回撃ち合わせました。
※この動画のナレーションは、僕の声を学習したAIです。

▼わかったこと（パソコンがモニターより速い場合）
・144Hzで垂直同期オンにすると、クリックから画面までが27→40ミリ秒（+13ミリ秒）。60Hzなら+30ミリ秒、240Hzなら+8ミリ秒
・遅れの大部分は「次の描き直しを待つ時間」ではなく、パソコンが先に作って待たせている絵の列（だいたい3枚）。映っているのは数枚前に読んだマウスの位置で作った絵
・同じ腕前でオフの相手と撃ち合うと、オンの勝ちは100回中46回（60Hzで41回、240Hzで48回）。1発で決まる撃ち合いだと45回
・オフにすると、288fpsを144Hzで映したとき画面の裂け目が1秒に約272本
・fpsの上限をリフレッシュレートの3つ下（144Hzなら141）にすると列ができない。G-SYNC／FreeSync＋垂直同期オン＋上限141で25ミリ秒：オフ（27ミリ秒）より速く、裂け目ゼロ。オフの相手に100回中51勝
・G-SYNC／FreeSyncがなくても、垂直同期オン＋上限で28ミリ秒（1秒に3回ほど同じ絵が2回続く）。低遅延モード（先に作る絵を1枚に）なら26ミリ秒
・パソコンがモニターに追いつかないとき（60Hzで51fps）、垂直同期オンでは32fpsくらいに落ちることがある（ダブルバッファの場合）。これが「垂直同期でカクつく」の正体
・上限をリフレッシュレートぴったりや143にすると、実測でもまだ遅い（144Hz・上限143で36.5ミリ秒）

0:00 垂直同期オンで、撃ち合いは何回負ける？
0:48 垂直同期は何を合わせているのか（ティアリング）
1:33 遅れの正体は「待たされる絵の列」
2:36 60Hz・144Hz・240Hzでの遅れ／カクつく原因
3:36 撃ち合いの結果
4:19 fps上限で列を消す（G-SYNC・FreeSync）
5:17 上限はリフレッシュレート−3／低遅延モード
6:11 まとめ

【計算の条件】
・CPUがマウスを読んで絵を作り始める→グラフィックボードが描く→画面に出す、をフレーム1枚ずつ再現（各設定30秒ぶん、クリック10万回ずつの平均）。画面の真ん中（照準）が新しい絵に変わるまでを遅延とした
・パソコンが先に用意できる絵は3枚（この値で下の実測の39.5ミリ秒を再現できた。2枚だと32.8ミリ秒）。低遅延モードは1枚
・固定の遅れ（マウス・OS・モニター内部など）11.8ミリ秒は、実測の「オフ・fps上限300＝24ミリ秒」に合わせた。ほかの実測（G-SYNC上限120：25.5ミリ秒→計算26.3、オフ上限143：25.5→25.4）で確認
・「普通の場面」はグラフィックボードがフル回転で、モニターの2倍のfpsが出るパソコン（144Hzなら288fps）
・撃ち合いは「240Hzは意味ない」の回と同じ計算：同時に相手が見えて、反応→照準を合わせる→先に5発当てたほうの勝ち。遅延が増えると撃ち始めが遅れ、動く相手への命中率も下がる（Liu ほか 2021）。1組20万回×52通り＝1040万回（自作シミュレーター、Python、乱数シード固定）
・ティアリングが狙いに与える影響、フレーム生成、通信の遅れは入れていない

【参考】
・Blur Busters "Total Input Lag Measurements - via High Speed Camera & Modified Mouse"（2014、ASUS VG248QE 144Hz G-SYNC、CS:GO）https://static.blurbusters.com/wp-content/uploads/2014/01/blur_busters_input_lag_tests.pdf
・S. Liu ほか "Lower is Better? The Effects of Local Latencies on Competitive First-Person Shooter Game Players", CHI 2021
・撃ち合いの計算の元：Toth ほか(2026)、Ramcharitar & Teather(2017)（「240Hzは意味ない」の回の説明欄も参照）

映像・BGM・効果音：オリジナル（Blender／自作ツール）。ゲーム画面は使用していません。
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