看一段游戏画面是否流畅,要先明确统计对象。每一帧各自对应的瞬时帧率直接平均,通常不等于整段播放的总帧数除总耗时;耗时长的帧不能在时间统计中被忽略。
本篇使用一组可以手算或逐行复查的虚构游戏记录。先读清操作顺序与边界,再看完整过程;它不是某一款现有游戏的隐藏公式,也不要求读者安装工具。
规则与输入
给定十二帧的整数毫秒耗时,整体帧率定义为帧数乘一千再除总毫秒。另算每帧一千除该帧耗时的算术平均,两种值都用精确分数表示。没有丢帧、并行显示或等待时间未记入的情况。
十二帧耗时(毫秒):[20, 20, 16, 10, 20, 18, 13, 15, 60, 9, 21, 23]
逐步计算与结果
第1帧用时20毫秒,累计20毫秒,共1帧;累计整体帧率50,瞬时帧率算术平均50。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第2帧用时20毫秒,累计40毫秒,共2帧;累计整体帧率50,瞬时帧率算术平均50。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第3帧用时16毫秒,累计56毫秒,共3帧;累计整体帧率375/7,瞬时帧率算术平均325/6。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第4帧用时10毫秒,累计66毫秒,共4帧;累计整体帧率2000/33,瞬时帧率算术平均525/8。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第5帧用时20毫秒,累计86毫秒,共5帧;累计整体帧率2500/43,瞬时帧率算术平均125/2。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第6帧用时18毫秒,累计104毫秒,共6帧;累计整体帧率750/13,瞬时帧率算术平均6625/108。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第7帧用时13毫秒,累计117毫秒,共7帧;累计整体帧率7000/117,瞬时帧率算术平均14875/234。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第8帧用时15毫秒,累计132毫秒,共8帧;累计整体帧率2000/33,瞬时帧率算术平均119725/1872。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第9帧用时60毫秒,累计192毫秒,共9帧;累计整体帧率375/8,瞬时帧率算术平均123625/2106。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第10帧用时9毫秒,累计201毫秒,共10帧;累计整体帧率10000/201,瞬时帧率算术平均3325/52。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第11帧用时21毫秒,累计222毫秒,共11帧;累计整体帧率5500/111,瞬时帧率算术平均375125/6006。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第12帧用时23毫秒,累计245毫秒,共12帧;累计整体帧率2400/49,瞬时帧率算术平均9173875/150696。两者分别使用时间权重与等帧权重。
总时间245毫秒,实际整段帧率2400/49,不能用另一列的算术平均值替代。
怎样独立复核
累计时间必须等于所有帧耗时之和。整体帧率也等于各瞬时帧率按该帧耗时加权的平均;把每个权重与瞬时值相乘后,恰好都贡献一千除总时间。
平均帧率不能单独描述卡顿。同样总耗时可以分配得均匀,也可以集中在少数很慢的帧上。这里比较的是统计口径,不推断某台设备的性能原因,也不把精确分数当作显示器实际能显示的小数精度。
练习时可以只改变一个输入,再预测哪一步会最先改变。保留中间记录,检查空状态、相等数值和刚好落在边界的情况。最终结果碰巧相同,并不能证明两个过程等价;反过来,采用不同规则得出不同结果,也不应立即视作程序故障。
