在OpenGL中设置每秒最大帧数

Question

在OpenGL中设置每秒最大帧数

c++performanceopengl

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有没有一种方法可以计算需要进行多少次更新才能达到所需的帧率，而不是针对特定的系统？我找到了 Windows 的解决方案，但我想知道在 OpenGL 中是否存在这样的东西。应该是一种计时器。

或者还有什么其他方法可以防止 FPS 大幅下降或上升？这次我正在测试绘制大量线条顶点，并使用 Fraps 可以看到帧率从 400 FPS 下降到 200 FPS，绘制明显变慢。

- Raven

7个回答

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规则1：不要让update()或loop()等函数依赖于被调用的频率。

你无法真正得到你想要的FPS。你可以尝试通过跳过一些昂贵的操作来提高它，或者通过调用sleep()等函数来减慢它。然而，即使使用这些技术，FPS也几乎总是与你想要的精确FPS不同。

解决这个问题的常见方法是使用从上次更新开始经过的时间。例如：

// Bad
void enemy::update()
{
  position.x += 10; // this enemy moving speed is totally up to FPS and you can't control it.
}

// Good
void enemy::update(elapsedTime)
{
  position.x += speedX * elapsedTime; // Now, you can control its speedX and it doesn't matter how often it gets called.
}

- young

基本上你说的和爱迪生一样，但这段代码演示让每个人都清楚了。谢谢。 - Raven

不客气~ :) 是的，我的代码和 Edison 的第二个答案一样。只是想指出第一个代码的缺点。 - young

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有没有办法计算需要进行多少次更新才能达到所需的帧率，而不是系统特定的？

没有。

无法精确计算需要调用多少次更新才能达到所需的帧率。

但是，您可以测量自上一帧以来经过了多长时间，根据它计算当前帧速率，将其与所需帧速率进行比较，然后引入一些睡眠来将当前帧速率降低到所需值。这不是一个精确的解决方案，但它会起作用。

我在Windows中找到了这个方法，但我想知道OpenGL本身是否存在类似的东西。应该是某种计时器。

OpenGL只关心渲染内容，与计时器无关。此外，使用Windows计时器并不是一个好主意。使用QueryPerformanceCounter、GetTickCount或SDL_GetTicks来测量经过了多长时间，并使用睡眠来达到所需的帧率。

还有什么其他方法可以防止FPS大幅度下降或上升吗？

通过睡眠来防止FPS上升。

至于防止FPS下降...

这是一个非常广泛的话题。让我们看看。大致上是这样的：使用顶点缓冲对象或显示列表，应用程序档案，不要使用过大的纹理，不要使用过多的透明度混合，避免“原始”的OpenGL（glVertex3f），不要渲染不可见的对象（即使没有绘制任何多边形，处理它们也需要时间），考虑学习BSP或OCTrees来呈现复杂场景，在参数曲面和曲线中，不要不必要地使用太多基元（如果您将使用一百万个多边形渲染圆圈，没有人会注意到差异），禁用垂直同步。简而言之-将渲染调用数量、渲染多边形数量、渲染像素数量、读取纹理像素数量减少到绝对可能的最小值，阅读来自NVidia的所有可用性能文档，您应该可以获得性能提升。

- SigTerm

我发现即使是OGL也有自己的计时器，就像这样： glutTimerFunc(40, Timer, 0); 无论如何，当我谈到Windows的计时器时，我认为QueryPerformanceCounter和QueryPerformanceFrequency仅在Windows上可用。 - Raven

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@Raven：“glutTimerFunc”不是OpenGL函数，glut不属于OpenGL的一部分。“仅适用于Windows”的确如此。如果您需要跨平台解决方案，请使用SDL_GetTicks。 - SigTerm

但是如果你正在使用glut（在我的情况下是freeglut），那么你仍然有跨平台的解决方案，对吗？当然，这时需要freeglut库，但是glut在那个文件中提供了有价值的函数（如计时器）... - Raven

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您绝对需要限制帧速率，这完全取决于渲染循环中发生的情况以及您的应用程序所做的事情。特别是涉及物理/网络方面的应用，或者如果您正在使用外部工具包（如Cairo, QPainter, Skia, AGG等）进行任何类型的图形处理，除非您希望结果不同步或100％的CPU使用率。

- zester

1

你问错了问题。你的显示器只能以60 fps（欧洲为50 fps，或者如果你是职业玩家可能为75 fps）的速度显示。

相反，你应该寻求将fps锁定在60或30。有一些OpenGL扩展可以让你这样做。然而，这些扩展不是跨平台的（幸运的是它们不是特定于视频卡的，否则会变得非常可怕）。

windows: wglSwapIntervalEXT
x11 (linux): glXSwapIntervalSGI
max os x: ?

这些扩展与您的显示器v-sync密切相关。一旦启用，调用交换OpenGL后缓冲区的操作将被阻塞，直到监视器准备就绪。这就像在您的代码中放置一个睡眠以强制执行60 FPS（或30、15或其他数字，如果您不使用以60 Hz显示的显示器）。不同之处在于，“睡眠”始终是完美定时的，而不是基于上一帧所需时间的猜测。

- deft_code

1

你正在问错问题。这是一个非常合理的游戏开发问题。“你的显示器只能显示”没错，但一个应用程序很容易就可以产生每秒600帧的高帧率。而且，非常高的帧率对于捕捉视频并在之后放慢播放速度非常有用。 - SigTerm

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相反，你应该寻求将帧率锁定在60或30。如果你这样做，游戏在硬件不够强大的情况下将无法运行。一个正确完成的游戏应该能够在任何帧率下运行（从5到1000）。 "wglSwapIntervalEXT"与帧率几乎没有关系。 - SigTerm

我有点含糊不清。当然，如果系统无法达到每秒30帧的速度，你应该优雅地降级。但是，为了更好的用户体验，最好将帧率“锁定”在某个一致的值上，而不是在20-200之间跳来跳去。 - deft_code

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@Caspin：“推动高帧率的有效原因”，我已经看到足够多的关于这个主题的激烈讨论，有两个主要的观点 - 通过更高的帧率，你可以获得更流畅的控制。即使fps高于显示器刷新率。另一个观点是为了制作视频游戏视频（比如使用Fraps）- 当帧率超过200时，你可以轻松地从中制作出很好的慢动作视频。 - SigTerm

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-1是因为欧洲的显示器与世界其他地方的显示器完全相同。50/60帧率只存在于模拟显示器的黑暗时代，对于数字显示器来说不再适用。 - Clearer

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这段代码大致可以完成工作。

static int redisplay_interval;

void timer(int) {
    glutPostRedisplay();
    glutTimerFunc(redisplay_interval, timer, 0);
}

void setFPS(int fps)
{
    redisplay_interval = 1000 / fps;
    glutTimerFunc(redisplay_interval, timer, 0);
}

- leoly

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这里有一个类似的问题，附带我的答案和实例

我也喜欢deft_code的答案，并且会考虑将他的建议添加到我的解决方案中。

我的答案的关键部分是:

如果您考虑减慢和加速帧，则必须仔细考虑在每种情况下是否指的是渲染或动画帧。在本示例中，简单动画的渲染节流与动画加速相结合，以处理可能出现缓慢动画的情况。

该示例是针对动画代码的，无论基准测试模式或固定FPS模式是否处于活动状态，都会以相同速度进行渲染。即使在更改之前触发的动画也保持恒定的速度。

- Thomas Poole

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可以查看英文原文，
原文链接

- Gustavo Muenz · Accepted Answer

你有两种不同的方式来解决这个问题:

假设你有一个名为maximum_fps的变量，其中包含你想要显示的最大帧数。

然后你测量最后一帧花费的时间(用计时器即可)

现在假设你说你想在你的应用程序中最多有60FPS。那么你希望所测量的时间不低于1/60。如果测量的时间较低，则调用sleep()来达到帧留下的时间。
或者你可以有一个名为tick的变量，它包含应用程序的当前“游戏时间”。使用相同的计时器，你将在应用程序的每个主循环中递增它。然后，在你的绘图例程中，你根据tick变量计算位置，因为它包含应用程序的当前时间。

选项2的重大优点是，你的应用程序将更容易进行调试，因为你可以玩弄tick变量，随时向前和向后移动时间。这是一个巨大的优势。