如何为游戏循环制作计时器？

Posted 2023-03-10

【中文标题】如何为游戏循环制作计时器？

【英文标题】：How to make timer for a game loop?

【发布时间】：2011-03-26 09:30:53

【问题描述】：

我想计时 fps 计数，并将其限制设置为 60，但是我一直在通过谷歌查看一些代码，我完全不明白。

【问题讨论】：

出于兴趣，假设 fps 限制为 60，在 75Hz 屏幕上会是什么样子？

您可能希望在 DirectX 中打开 VSync，这会将渲染限制为屏幕刷新率的倍数。从上一帧开始花费时间并以此增加游戏状态（独立于 FPS 的世界）通常要简单得多。

【参考方案1】：

如果您想要 60 FPS，您需要计算出每帧有多少时间。在本例中，为 16.67 毫秒。因此，您需要一个每 16.67 毫秒完成一次的循环。

通常情况下（简单地说）：获取输入、执行物理操作、渲染、暂停，直到 16.67 毫秒过去。

它通常通过在循环顶部保存时间，然后在结束时计算差异并在此期间休眠或循环不做任何事情来完成。

This article 描述了几种不同的游戏循环方式，包括您想要的方式，尽管我将使用本文中更高级的替代方式之一。

【讨论】：

我知道这是旧的......但链接已损坏。

【参考方案2】：

增量时间是最后的时间，减去原来的时间。

dt= t-t0

不过，这个增量时间只是速度变化时经过的时间量。

一个函数的导数代表一个无穷小的变化 在函数中关于其变量之一。 函数对变量的导数定义为

                f(x + h) - f(x)
f'(x) = lim    -----------------
        h->0           h

http://mathworld.wolfram.com/Derivative.html

#include<time.h>
#include<stdlib.h>
#include<stdio.h>
#include<windows.h>
#pragma comment(lib,"winmm.lib")

void gotoxy(int x, int y);
void StepSimulation(float dt);

int main()

  int NewTime = 0;
  int OldTime = 0;
  float dt = 0;
  float TotalTime = 0;
  int FrameCounter = 0;
  int RENDER_FRAME_COUNT = 60;

  while(true)

        NewTime = timeGetTime();    
        dt = (float) (NewTime - OldTime)/1000; //delta time
        OldTime = NewTime;

        if (dt > (0.016f)) dt = (0.016f);  //delta time
        if (dt < 0.001f) dt = 0.001f;

        TotalTime += dt;

        if(TotalTime > 1.1f) 
            TotalTime=0;
            StepSimulation(dt);
            

        if(FrameCounter >= RENDER_FRAME_COUNT)           
            // draw stuff
            //Render(); 

            gotoxy(1,2);
            printf(" \n");
            printf("OldTime      = %d \n",OldTime);
            printf("NewTime      = %d \n",NewTime);
            printf("dt           = %f  \n",dt);
            printf("TotalTime    = %f  \n",TotalTime);
            printf("FrameCounter = %d fps\n",FrameCounter);
            printf("   \n");
            FrameCounter = 0;

         
        else
            gotoxy(22,7);
            printf("%d  ",FrameCounter);
            FrameCounter++;

        


    

    return 0;


void gotoxy(int x, int y)
    COORD coord;
    coord.X = x; coord.Y = y;
    SetConsoleCursorPosition(GetStdHandle(STD_OUTPUT_HANDLE), coord);
    return;


void StepSimulation(float dt)
    // calculate stuff
   //vVelocity += Ae * dt;

【参考方案3】：

您不应该尝试限制 fps。这样做的唯一原因是如果您不使用增量时间并且您希望每个帧的长度相同。即使是最简单的游戏也无法保证。

但是，您可以将增量时间切成固定大小，然后保留剩余部分。

这是我最近写的一些代码。它没有经过彻底的测试。

void GameLoop::Run()

    m_Timer.Reset();

    while(!m_Finished())
    
        Time delta = m_Timer.GetDelta();
        Time frameTime(0);
        unsigned int loopCount = 0;

        while (delta > m_TickTime && loopCount < m_MaxLoops)
        
            m_SingTick();
            delta -= m_TickTime;
            frameTime += m_TickTime;
            ++loopCount;
        
        m_Independent(frameTime);

        // add an exception flag later.
        // This is if the game hangs
        if(loopCount >= m_MaxLoops)
        
            delta %= m_TickTime;
        

        m_Render(delta);
        m_Timer.Unused(delta);
    

成员对象是 Boost 插槽，因此不同的代码可以使用不同的计时方法注册。独立插槽用于诸如键映射或更改音乐之类的不需要如此精确的事物。 SingTick 对物理学有好处，如果您知道每个滴答声都是相同的，但您不想穿过墙壁，这会更容易。渲染采用增量，因此动画运行流畅，但必须记住在下一个 SingTick 中考虑它。

希望对您有所帮助。

【参考方案4】：

您不应该以这种方式限制帧速率的原因有很多。正如 stijn 指出的那样，一个原因是，并非每个显示器都可以精确地以 60fps 运行，另一个原因是计时器的分辨率不够，另一个原因是即使给定足够的分辨率，两个单独的计时器（显示器刷新和你的）也在运行由于随机的不准确，parallel 总是会与时间不同步（它们必须！），最重要的原因是它根本没有必要。

请注意，Windows 下的默认计时器分辨率是 15 毫秒，而您可以获得的最佳分辨率（通过使用 timeBeginPeriod）是 1 毫秒。因此，您可以（最多）等待 16 毫秒或 17 毫秒。 60fps 的一帧是 16.6666ms 你怎么等到 16.6666ms？

如果您想将游戏速度限制为显示器的刷新率，请启用垂直同步。这将精确地完成您想要的操作，并且不会出现同步问题。垂直同步也有其特殊性（例如当一帧需要 16.67 毫秒时您会得到有趣的惊喜），但它是迄今为止最好的解决方案。

如果您这样做的原因是为了让您的模拟适应渲染循环，那么this 是您的必读之物。

【参考方案5】：

看看这个：

//Creating Digital Watch in C++
#include<iostream>
#include<Windows.h>
using namespace std;

struct time

int hr,min,sec;
;
int main()

time a;
a.hr = 0;
a.min = 0;
a.sec = 0;

for(int i = 0; i<24; i++)

    if(a.hr == 23)
    
        a.hr = 0;
    

    for(int j = 0; j<60; j++)
    
        if(a.min == 59)
        
            a.min = 0;
        

        for(int k = 0; k<60; k++)
        
            if(a.sec == 59)
            
                a.sec = 0;
            

            cout<<a.hr<<" : "<<a.min<<" : "<<a.sec<<endl;
            a.sec++;
            Sleep(1000);
            system("Cls");
        
    a.min++;



    a.hr++;

【讨论】：

看起来像一个将精确运行 24 小时的程序，并且将每秒打印小时 : 分钟 : 秒。这对游戏循环有什么好处？