超過最大FPS

Question

我想計算我的程序的FPS。儘管給定的最大FPS超出範圍，我無法解釋原因。我用MAX_FPS設置爲60進行測試，我總是得到約63顯示。

{...} 
int frameCount = 0; 
long time = System.currentTimeMillis(); 
while(running) { 
    try { 
     {...} // do something 
     Thread.sleep(1000/MAX_FPS); 
     frameCount++; 
     if (System.currentTimeMillis() - time >= 1000) { 
      {...} // display FPS w/ frameCount 
      frameCount = 0; 
      time = System.currentTimeMillis(); 
     } 
    } catch (InterruptedException ex) { 
     System.err.println(ex.toString()); 
    } 
} 
{...} 

Answer 1

基於NESPowerGlove的答案，您在達到目標FPS時遇到的問題是您必須選擇一個整數值才能撥打Thread.sleep() - 如果您選擇16，則會獲得約63fps;如果你選擇17，你會得到約58fps。

有兩種解決方案，我能想到的是：

1. 實施某種形式的負反饋迴路來控制FPS的。例如，我發現以下PI（比例+積分）控制器保持在FPS 周圍 60：通過試錯法找到

   final long sleepTime = (long) (1000.0/TARGET_FPS); 
   
   System.out.println("Sleep time is " + sleepTime); 
   long time = System.nanoTime(); 
   long delta = 0; 
   double cumulativeFpsError = 0.0; 
   for (int frameCount = 0; true; ++frameCount) { 
       Thread.sleep((long) (sleepTime + delta)); 
       long elapsed = System.nanoTime() - time; 
       if (elapsed >= 1_000_000_000) { 
       double fps = (double) frameCount/elapsed * 1e9; 
       System.out.println(fps); 
   
       cumulativeFpsError += (fps - 60); 
       delta += (fps - TARGET_FPS) * 0.55 + 0.14 * cumulativeFpsError; 
       frameCount = 0; 
       time += elapsed; 
       } 
   } 
   

的0.55和0.14的值。可能有更好的值（但至少看起來大致穩定）。 FPS輸出：

61.08042479827653 
61.817816897275485 
58.42717726642977 
62.0654826347193 
58.43759367657694 
62.07263954479402 
58.444556146850026 
62.05489635777375 
58.4438970272065 
62.05784933619571 
58.45590905841833 
62.069491426232766 
58.44381852435569 
62.07438904528996 
... 

實際上，積分項沒有做太多在所有 - 大概是因爲睡眠值的尺寸的步驟1.

僅改變

使用不同的方法可以更精確地睡眠。例如，How to suspend a java thread for a small period of time, like 100 nanoseconds?建議了一些替代選項，例如輪詢System.nanoTime()，直到超過某個截止日期。例如

long time = System.nanoTime(); 
for (int frameCount = 0; true; ++frameCount) { 
    long end = System.nanoTime() + (long) (1_000_000_000.0/TARGET_FPS); 
    while (System.nanoTime() < end); 
    long elapsed = System.nanoTime() - time; 
    if (elapsed >= 1_000_000_000) { 
    double fps = (double) frameCount/elapsed * 1e9; 
    System.out.println(fps); 

    frameCount = 0; 
    time = System.nanoTime(); 
    } 
} 

這似乎更好地工作，與FPS不到60徘徊：

58.99961555850502 
59.99966304189236 
59.99942898543434 
59.99968068169941 
59.99968770162551 
59.99919595077507 
59.99945862488483 
59.999679241714766 
59.99753134157542 
59.99963898217224 
59.999265728986 
... 

此方法的缺點可能是while循環將是相當火爆。

當然，您可以採用某種混合方法，在大部分等待時使用Thread.sleep，然後使用熱門while循環獲得更精確的延遲。

Answer 2

1000/60在整數數學中爲16，1000/16爲大致62.5。假設線程的睡眠時間接近16毫秒（可能稍微少一點），並且如果你的循環不需要很長時間來執行一個迭代，並且倒數第二幀在999毫秒內通過，允許另一個更新潛入，那麼這個循環經常可以每秒達到63次迭代是有意義的。

Answer 3

您可能想用System.nanoTime()代替。不是爲了任何額外的精度，而是因爲它是一種更準確的測量流逝時間的方法。請參閱Kevin Bourillion對How do I measure time elapsed in Java?的回答。