在 SDL 中实现恒定帧速率答案

【问题标题】：Achieving a constant frame rate in SDL在 SDL 中实现恒定帧速率
【发布时间】：2010-03-30 20:38:20
【问题描述】：

我正在尝试制作一个以恒定帧速率运行的 SDL 程序。但是我发现即使我的程序滞后很多并且跳过了很多帧（即使它以低帧运行并且渲染不多）。

你们有什么建议可以让我的程序运行得更顺畅吗？

#include "SDL.h"
#include "SDL/SDL_ttf.h"

//in milliseconds
const int FPS = 24;
const int SCREENW = 400;
const int SCREENH = 300;
const int BPP = 32;

void apply_surface(int x, int y, SDL_Surface* source, SDL_Surface* destination) {

    SDL_Rect offset;

    offset.x = x;

    offset.y = y;



    if(SDL_BlitSurface(source, NULL, destination, &offset) < 0) {
        printf("%s\n", SDL_GetError());
    }

}

int main(int argc, char* argv[]) {
    //calculate the period
    double period = 1.0 / (double)FPS;
    period = period * 1000;
    int milliPeriod = (int)period;
    int sleep;

    SDL_Init(SDL_INIT_EVERYTHING);
    TTF_Init();

    TTF_Font* font = TTF_OpenFont("/usr/share/fonts/truetype/freefont/FreeMono.ttf", 24);
    SDL_Color textColor = { 0x00, 0x00, 0x00 };

    SDL_Surface* screen = SDL_SetVideoMode(SCREENW, SCREENH, BPP, SDL_SWSURFACE);
    SDL_Surface* message = NULL;

    Uint32 white = SDL_MapRGB(screen->format, 0xFF, 0xFF, 0xFF);

    SDL_Event event;

    char str[15];

    Uint32 lastTick;
    Uint32 currentTick;
    while(1) {
        while(SDL_PollEvent(&event)) {
            if(event.type == SDL_QUIT) {
                return 0;
            }
            else {
                lastTick = SDL_GetTicks();

                sprintf(str, "%d", lastTick);
                message = TTF_RenderText_Solid(font, str, textColor);
                if(message == NULL) { printf("%s\n", SDL_GetError()); return 1; }

                //the actual blitting
                SDL_FillRect(screen, &screen->clip_rect, white);
                apply_surface(SCREENW / 2, SCREENH / 2, message, screen);

                currentTick = SDL_GetTicks();

                //wait the appropriate amount of time
                sleep = milliPeriod - (currentTick - lastTick);
                if(sleep < 0) { sleep = 0; }
                SDL_Delay(sleep);

                SDL_Flip(screen);
            }
        }
    }

    TTF_CloseFont(font);
    TTF_Quit();
    SDL_Quit();

    return 0;
}

【问题讨论】：

标签： sdl frame-rate

【解决方案1】：

http://www.libsdl.org/release/SDL-1.2.15/docs/html/guidetimeexamples.html 有一个小例子说明如何做到这一点：

#define TICK_INTERVAL    30

static Uint32 next_time;

Uint32 time_left(void)
{
    Uint32 now;

    now = SDL_GetTicks();
    if(next_time <= now)
        return 0;
    else
        return next_time - now;
}


/* main game loop */

    next_time = SDL_GetTicks() + TICK_INTERVAL;
    while ( game_running ) {
        update_game_state();
        SDL_Delay(time_left());
        next_time += TICK_INTERVAL;
    }

【讨论】：

@Jjpx：不再是了，但我想这是一个仅限链接的答案，所以我想我会把它粘贴在这里......

【解决方案2】：

别睡了。

相反，在每次通过主循环时，在给定当前时间的情况下，使用线性插值函数计算您的位置。这样做可以保证无论硬件如何，太空船都会同时到达目的地（尽管在速度很快的机器上，您会看到更多的中间步骤）。

还有其他插值/混合功能（如线性缓入、缓出、二次缓入/出、三次等）用于其他很酷的效果。

查看此链接： Frame Rate Independent Linear Interpolation

【讨论】：

我认为睡觉以节省电池可能是个好主意。插值很好，在某些游戏中无论如何都可以这样做，但是如果我的游戏在使用 20% 的 CPU 时可以达到 60FPS，那么绝对不需要运行得更快，因为显示器很可能以 60Hz 运行无论如何，所以我只是在笔记本电脑和设备上浪费电池寿命。
@TomA SDL 不做垂直同步来限制帧率吗？
您可以在 SDL 2.x 的 3 种 V-Sync 类型中进行选择。见 SDL_GL_SetSwapInterval()
“这样做将保证无论硬件如何，太空船都会同时到达它们的目的地”——如果浮点计算具有无限分辨率，这将是真的。事实是，事物会以不同的帧速率以不同的速度（或不那么轻微 - 这取决于）轻微移动。在浮点数学中，0.1 * 10 != 10。这种技术可能有用，但要小心处理。

【解决方案3】：

正如 dicroce 所说，不要睡觉。为什么？因为大多数桌面操作系统都不是硬实时系统，因此sleep(10) 并不意味着 “在 10 毫秒内唤醒我”，而是意味着 “确保我在至少 10 毫秒”。这意味着有时您的睡眠时间比您想要的要长得多。这很少是你想要的。如果流畅的游戏玩法很重要，那么通常您只想尽可能频繁地渲染 - SDL_Flip 会为您处理，前提是您的视频驱动程序没有禁用 VSync。

dicroce 建议使用线性插值算法来计算实体在任何给定时间的正确位置，而不是休眠。虽然这对于许多游戏来说是一种合理的策略，而且我自己也经常使用这种策略，但如果不小心处理，在某些情况下可能会导致问题：“Integration Basics”文章解释了其中的一部分。同一作者的下一篇文章中提供了一个替代方案，称为“Fix Your Timestep”。

【讨论】：