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。
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):[10, 11, 20, 9, 9, 9, 15, 16, 65, 12, 12, 22]
第1帧用时10毫秒,累计10毫秒,共1帧;累计整体帧率100,瞬时帧率算术平均100。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第2帧用时11毫秒,累计21毫秒,共2帧;累计整体帧率2000/21,瞬时帧率算术平均1050/11。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第3帧用时20毫秒,累计41毫秒,共3帧;累计整体帧率3000/41,瞬时帧率算术平均2650/33。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第4帧用时9毫秒,累计50毫秒,共4帧;累计整体帧率80,瞬时帧率算术平均17425/198。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第5帧用时9毫秒,累计59毫秒,共5帧;累计整体帧率5000/59,瞬时帧率算术平均9170/99。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第6帧用时9毫秒,累计68毫秒,共6帧;累计整体帧率1500/17,瞬时帧率算术平均9475/99。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第7帧用时15毫秒,累计83毫秒,共7帧;累计整体帧率7000/83,瞬时帧率算术平均7050/77。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第8帧用时16毫秒,累计99毫秒,共8帧;累计整体帧率8000/99,瞬时帧率算术平均15475/176。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第9帧用时65毫秒,累计164毫秒,共9帧;累计整体帧率2250/41,瞬时帧率算术平均68525/858。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第10帧用时12毫秒,累计176毫秒,共10帧;累计整体帧率625/11,瞬时帧率算术平均137645/1716。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第11帧用时12毫秒,累计188毫秒,共11帧;累计整体帧率2750/47,瞬时帧率算术平均759725/9438。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第12帧用时22毫秒,累计210毫秒,共12帧;累计整体帧率400/7,瞬时帧率算术平均798725/10296。两者分别使用时间权重与等帧权重。
总时间210毫秒,实际整段帧率400/7,不能用另一列的算术平均值替代。
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。