Python GUI 以固定速率刷新

Posted 2023-03-25

【中文标题】Python GUI 以固定速率刷新

【英文标题】：Python GUI refreshing at a fixed rate

【发布时间】：2020-11-17 00:34:42

【问题描述】：

我对此感到很困惑。我需要创建一个基于 Python 的 GUI，它应该以固定的速率更改对象。理想情况下，此频率应为 60 Hz（显示器刷新率）。

到目前为止，我有一个 PyQt GUI，它显示我想要的内容，由一个 QThread 控制，它监视经过的时间并在 0.016 秒（理想情况下为 60 Hz）后将 PyQtSignals 发送到主 GUI 以更新内容。我的问题是 PyQt 信号持续几毫秒才能到达主 GUI，因此我无法达到 60 Hz。而且帧率不是恒定的，而是在50-55ms之间变化……

这对我的应用程序来说太糟糕了。我想要的 GUI 应该以 固定 的速率更新。最好在 55Hz 下运行它而不会有偏差，因为 FPS 在 50-60 之间具有非恒定值。

所以我听说过 PyGame 和 PyOpenGL，但是关于这个主题的文档对我来说几乎是不可读的。我想知道最好的方法是什么：PyO​​penGL、PyQt、PyGame、Unity？当然，如果有人能给我一些关于这个的信息，甚至是一个虚拟的 1 分钟脚本来演示要遵循的一般框架，我将不胜感激。

【问题讨论】：

为什么需要固定帧率？在视频游戏中，FPS 会根据系统资源和系统负载而变化，但游戏玩法保持不变。对于您的 gui 更新，您需要查看每一帧还是允许跳过（对于慢速系统）？

PyGame 是低级库，您必须自己编写事件循环。它可能会尝试尽可能快地运行，并且您可以使用pygame.clock 将速度减慢到 60 FPS。但它不能保证固定速度 60 FPS。许多游戏使用循环，它不会尝试保持固定速率，而是使用dt（“增量时间” - 用于绘制前一帧的时间）来计算对象在下一帧中的位置。这样即使 FPS 从 60 变为 15 再回到 60，它也可以流畅运行。我希望Unity 也不能保证固定速度，它使用dt 来制作流畅的动画。

在这种情况下，此 GUI 不打算成为视频游戏的一部分。这将是一项心理学研究的一部分。这就是为什么我需要固定费率:(

您的代码是否有 0.016 秒的显式延迟（即睡眠）？

@Mike67 是的！我知道前面几行会消耗一些毫秒，因此睡眠会使时间变化。我根据先前计算所消耗的时间使用变量 sleep 对其进行了纠正，但它一直在做同样的事情，所以我认为它是由 pyqtsignal 延迟引起的

【参考方案1】：

QTimer 似乎只有 1ms 的事件触发分辨率。我目前的解决方案是使用 PyQt5 QTimer 进行近似计时，然后使用 time.perf_counter() 进行精度：

class Widget1(Qwidget):
  def __init__():
    self.tick_timer = QTimer(self)
    self.tick_timer.singleShot(16, self.tick)
    self.t0 = time.perf_counter()

  def tick(self):
    t1 = time.perf_counter()
    while (t1 - self.t0) > 0.016666:
      t1 = time.perf_counter()
      QApplication.processEvents()
    self.t0 = t1
    self.tick_timer.singleShot(16, self.tick)
    self.update() # or repaint()

 def paintEvent(self, event):
    ....