为啥游戏循环渲染的次数多于更新的次数

Posted 2023-03-10

【中文标题】为啥游戏循环渲染的次数多于更新的次数

【英文标题】：Why gameloops render more times than updating为什么游戏循环渲染的次数多于更新的次数

【发布时间】：2019-08-29 12:23:21

【问题描述】：

许多游戏循环使用滴答和渲染，每 X 毫秒完成一次滴答并尽可能渲染。为什么不打勾然后渲染？ 在我看来，在滴答声之间渲染将绘制相同的东西，那么为什么要多次调用它呢？ （如果不解释为什么请）

典型的游戏循环是：

public void run() 

        long lastTime = System.nanoTime();
        double amountOfTicks = 60.0;
        double nsBetweenTicks = 1000000000 / amountOfTicks;
        double delta = 0;
        long timer = System.currentTimeMillis();
        while(running)
            long now = System.nanoTime();
            delta += (now - lastTime) / nsBetweenTicks;
            lastTime = now;
            while(delta >=1)
                tick();
                delta--;
            
            render();
       

我的问题是为什么不：

public void run() 

        long lastTime = System.nanoTime();
        double amountOfTicks = 60.0;
        double nsBetweenTicks = 1000000000 / amountOfTicks;
        double delta = 0;
        long timer = System.currentTimeMillis();
        while(running)
            long now = System.nanoTime();
            delta += (now - lastTime) / nsBetweenTicks;
            lastTime = now;
            while(delta >=1)
                tick();
                render();
                delta--;
            
       

【问题讨论】：

while 循环可以让滴答声赶上经过的时间。通过这种方式，对象以真实的速度移动，即使出于某种原因，UI 无法为每个刻度进行渲染。由于包括渲染在内的整个循环太慢而试图在这里追赶，如果您每次都在追赶循环中渲染，您可能永远赶不上。

@Erwin 说得好，但如果游戏更新多次，然后图像才发生变化（与之前的图像相比发生巨大变化），这不是一件坏事吗？如果我不能同时勾选和渲染，也许我应该降低 fps。此外，在大多数情况下，我可以在每秒 60 次的情况下渲染 150-200 次。即使在这种情况下，我也不应该一起勾选和渲染？

我不知道它背后的理论，但我认为如果物体移动缓慢，大多数人会感知到更好的体验。如果有一个很大的差距（也许 Java 做了一个非常大的垃圾收集）它可能会成为一个问题（如果你愿意，你可以检查差距是否变得太大）但大多数情况下只会有几个跳过的渲染帧（除非你的帧率太高），用户仍然会觉得流畅。

【参考方案1】：

游戏逻辑不应与帧率绑定。

有些游戏不使用每秒 60 个滴答声，有些游戏（如 Minecraft）以每秒 20 个滴答声运行。这将有效地将游戏锁定在 20 fps。

即使所有游戏都以每秒 60 个滴答的速度运行，如果有人拥有 144 Hz 显示器会怎样？他会被卡在 60 fps 的播放速度。

如果您渲染游戏的频率高于滴答声，您仍然可以在渲染逻辑中运行动画和其他内容，而无论游戏逻辑停止多久，即使它的滴答声频率也会使游戏流畅比显示器的刷新率慢。

【讨论】：

显然我不理解“更新”的概念。在 Minecraft 中，更新做什么？开启播放器视图是在render方法上吗？

计算游戏逻辑的时间是一个滴答声。以 Minecraft 为例，它可以是任何东西，从开门到方块破坏再到红石电路更新。为了更加流畅，玩家视图与刻度分离。

【参考方案2】：

tick 和 render 方法有什么作用？

勾选（或更新，但我更喜欢勾选）方法只是更新游戏对象的状态。例如，它更新玩家坐标、处理输入、检查当前状态（菜单、游戏、暂停）并更新它等等。 渲染方法只是将它绘制到屏幕上。它就像一个画家，根据感觉来画东西。但在我们的案例中，他基于一些变量和其他信息。

他们是如何工作的？

Tick 方法每秒更新特定次数（例如，20、60 等）。我称这个数字为 UPS（代表每秒更新）。让我们考虑一下玩家的移动。他的速度是每秒 20 像素。因此，如果我们想以这种速度移动播放器，我们需要了解 UPS。例如，UPS 是 20。所以我们的播放器每刻将移动 20 个像素。这是错误的。如果是我们的 20 个滴答声，那么在 1 秒内，我们的玩家将移动 20*20 像素（每秒 400 像素）。所以我们播放器的速度将是每刻 20 * (1 / UPS)。我们可以改变我们的 UPS 并且每刻玩家移动的像素数也会改变。但他仍会每秒移动 20 个像素。为了清楚起见，假设我们的 UPS 为 1，这意味着每秒一个滴答声。那么速度将是 20 * (1 / 1) = 20 像素每刻（一秒是一个刻）= 30 像素每秒。和我们想要的一样。 渲染只是绘制我们更新的内容。它可以以与我们更新相同的速度完成，我也可以更快地完成。但这没关系，因为我们只会看到我们更新的内容。 UPS 可以是 1，但 FPS 是 160。你会看到每一秒都在移动。但这并不意味着我们每秒渲染 1 次，而是意味着我们在一秒钟内渲染同一张图片。 1 秒后我们更新游戏，我们将看到另一张图片。

回答你的问题，你可以一起使用 tick() 和 render()。