如何修复 python turtle 中不一致的帧速率（速度）

Question

我按照本教程制作了一个乒乓球游戏https://youtu.be/C6jJg9Zan7w 我遇到的问题是球（乌龟物体）的速度在不同的计算机上是不一样的。例如，在辅导老师的电脑上，ball.dx ball.dy 的值为 2，球速正常，但在我的电脑上非常快，所以我不得不将其设置为 0.1。我认为这个问题是因为不同的计算机可以输出或多或少的帧。 我知道流行的游戏引擎（如统一虚幻引擎）中有一种方法使用时间而不是帧，因此变量在不同的计算机中是全局的。 我遇到的另一个问题是，当我移动球拍时，球的速度会略有变化。不知道是不是和上面一样的问题

import turtle
import winsound

wn = turtle.Screen()
wn.title('Pong')
wn.bgcolor('black')
wn.setup(width=800, height=600)
wn.tracer(0)

# Paddle A
paddle_a = turtle.Turtle()
paddle_a.speed(0)
paddle_a.shape('square')
paddle_a.color('white')
paddle_a.penup()
paddle_a.goto(-350, 0)
paddle_a.shapesize(5, 1)

# Paddle B
paddle_b = turtle.Turtle()
paddle_b.speed(0)
paddle_b.shape('square')
paddle_b.color('white')
paddle_b.penup()
paddle_b.goto(350, 0)
paddle_b.shapesize(5, 1)

# Ball
ball = turtle.Turtle()
ball.speed(0)
ball.shape('square')
ball.color('white')
ball.penup()
ball.dx = 0.15
ball.dy = 0.15

# Pen
pen = turtle.Turtle()
pen.speed(0)
pen.color('white')
pen.penup()
pen.goto(0, 260)
pen.write("Player A: 0  Player B: 0", align='center', font=('Courier', 24, 'bold'))
pen.hideturtle()

# Score
score_a = 0
score_b = 0

def paddle_a_up():
    y = paddle_a.ycor()
    y += 20
    paddle_a.sety(y)

def paddle_b_up():
    y = paddle_b.ycor()
    y += 20
    paddle_b.sety(y)

def paddle_a_down():
    y = paddle_a.ycor()
    y += -20
    paddle_a.sety(y)

def paddle_b_down():
    y = paddle_b.ycor()
    y += -20
    paddle_b.sety(y)

# Keyboard binding
wn.listen()
wn.onkeypress(paddle_a_up, 'w')
wn.onkeypress(paddle_a_down, 's')
wn.onkeypress(paddle_b_up, 'Up')
wn.onkeypress(paddle_b_down, 'Down')


# Main game loop
while True:
    wn.update()

    # Moving Ball
    ball.setx(ball.xcor() + ball.dx)
    ball.sety(ball.ycor() + ball.dy)

    # Border checking
    if ball.ycor() > 290 or ball.ycor() < -290:
        winsound.PlaySound('bounce.wav', winsound.SND_ASYNC)
        ball.dy *= -1

    if ball.xcor() > 390:
        winsound.PlaySound('bounce.wav', winsound.SND_ASYNC)
        ball.goto(0, 0)
        ball.dx *= -1
        score_a += 1
        pen.clear()
        pen.write("Player A: {}  Player B: {}".format(score_a, score_b), align='center', font=('Courier', 24, 'bold'))

    if ball.xcor() < -390:
        winsound.PlaySound('bounce.wav', winsound.SND_ASYNC)
        ball.goto(0, 0)

        ball.dx *= -1
        score_b += 1
        pen.clear()
        pen.write("Player A: {}  Player B: {}".format(score_a, score_b), align='center', font=('Courier', 24, 'bold'))

    # Paddle and ball collisions
    if (ball.xcor() > 340 and ball.xcor() < 350) and (ball.ycor() < paddle_b.ycor() + 60 and ball.ycor() > paddle_b.ycor() -60):
        winsound.PlaySound('bounce.wav', winsound.SND_ASYNC)
        ball.setx(340)
        ball.dx *= -1

    if (ball.xcor() < -340 and ball.xcor() > -350) and (ball.ycor() < paddle_a.ycor() + 60 and ball.ycor() > paddle_a.ycor() -60):
        winsound.PlaySound('bounce.wav', winsound.SND_ASYNC)
        ball.setx(-340)
        ball.dx *= -1

Answer 1

您的while True: 在像turtle 这样的事件驱动环境中没有位置。第一级替换是将循环体放入您使用ontimer() 调用的函数中。这将以固定的时间间隔调用您的例程（确保将ontimer() 调用作为最后一步，因为它是一次性的。）类似于：

def move_balls():
    global score_a, score_b

    wn.update()

    # Moving Ball
    ball.setx(ball.xcor() + ball.dx)
    ball.sety(ball.ycor() + ball.dy)

    # Border checking
    if ball.ycor() > 290 or ball.ycor() < -290:
        winsound.PlaySound('bounce.wav', winsound.SND_ASYNC)
        ball.dy *= -1

    if ball.xcor() > 390:
        winsound.PlaySound('bounce.wav', winsound.SND_ASYNC)
        ball.goto(0, 0)
        ball.dx *= -1
        score_a += 1
        pen.clear()
        pen.write("Player A: {}  Player B: {}".format(score_a, score_b), align='center', font=('Courier', 24, 'bold'))

    elif ball.xcor() < -390:
        winsound.PlaySound('bounce.wav', winsound.SND_ASYNC)
        ball.goto(0, 0)
        ball.dx *= -1
        score_b += 1
        pen.clear()
        pen.write("Player A: {}  Player B: {}".format(score_a, score_b), align='center', font=('Courier', 24, 'bold'))

    # Paddle and ball collisions
    if (340 < ball.xcor() < 350) and (paddle_b.ycor() - 60 < ball.ycor() < paddle_b.ycor() + 60):
        winsound.PlaySound('bounce.wav', winsound.SND_ASYNC)
        ball.setx(340)
        ball.dx *= -1

    elif (-350 < ball.xcor() < -340) and (paddle_a.ycor() - 60 < ball.ycor() < paddle_a.ycor() + 60):
        winsound.PlaySound('bounce.wav', winsound.SND_ASYNC)
        ball.setx(-340)
        ball.dx *= -1

    wn.ontimer(move_balls, 100)

move_balls()

但是，计时器仅控制对move_balls() 的一次调用结束与另一次调用开始之间的时间。它不考虑方法本身所花费的时间。如果您需要更精确的控制，那么high precision frames per second code 之类的内容可能就是您想要的。

Answer 2

在制作动画的时候，尤其是想要控制动画的速度，需要坚持模型-视图分离的原则。这意味着您有一部分程序控制对象的状态（模型），而另一部分则绘制对象（视图）。对象的状态可能包括位置、航向、颜色和其他属性。这部分改变对象状态的程序与对象的绘制无关。绘图是由程序的单独部分完成的，该部分检查对象的状态并将它们呈现在屏幕上。

cdlane's answer混合模型和视图。在一个定时器函数中，对象的状态被改变并被渲染（这可能需要大量的 CPU 时间）。这将导致下一次调用此函数的时间延迟。

我的解决方案是让move_balls() 函数仅更改球的位置（不绘制它），这将几乎没有延迟地返回，保持时间间隔一致。然后，您将用于绘制对象的代码以尽可能小的延迟放入计时器处理程序中。为避免不必要的绘图，请创建一个 should_draw 全局变量，并在其为 false 时立即返回，而不会浪费 CPU 时间。 move_balls() 函数执行后，对象将需要绘制。因此，在从move_balls() 返回之前，请确保将 should_draw 设置为 true。另外，绘制完成后，确保将should_draw 设置为False。 （此部分在与 cdlane 讨论后编辑）

这应该允许您绘制许多具有流畅动画的对象。看看这个 Youtube 视频，它每（几乎精确地）第 5 秒就会有数百只萤火虫发光。视频说明中还有教程。

https://www.youtube.com/watch?v=K9D-wO4w_k0

这里是完整代码的教程： https://pythonturtle.academy/tutorial-fireflies/