.NET每秒重绘60次？

Question

我有一些在OpenGL上下文窗口中运行的动画，所以我需要不断地重绘它。因此，我想出了以下代码：

private void InitializeRedrawTimer()
{
    var timer = new Timer();
    timer.Interval = 1000 / 60;
    timer.Tick += new EventHandler(timer_Tick);
    timer.Start();
}

private void timer_Tick(object sender, EventArgs e)
{
   glWin.Draw();
}

然而，这只能让我获得40 FPS。如果我将间隔设置为1毫秒，我可以达到60 FPS。那么其他的20毫秒去了哪里？这只是计时器精度不足吗？如果我想让我的程序尽可能快地运行，有没有一种方法可以持续调用绘制函数？

- mpen

Answer 1

你可以尝试实现一个游戏循环。

参考链接：https://learn.microsoft.com/archive/blogs/tmiller/my-last-post-on-render-loops-hopefully 以下是基本循环（稍作修改以便更易读取）：

public void MainLoop()
{
        // Hook the application’s idle event
        System.Windows.Forms.Application.Idle += new EventHandler(OnApplicationIdle);
        System.Windows.Forms.Application.Run(myForm);
}    

private void OnApplicationIdle(object sender, EventArgs e)
{
    while (AppStillIdle)
    {
         // Render a frame during idle time (no messages are waiting)
         UpdateEnvironment();
         Render3DEnvironment();
    }
}

private bool AppStillIdle
{
     get
    {
        NativeMethods.Message msg;
        return !NativeMethods.PeekMessage(out msg, IntPtr.Zero, 0, 0, 0);
     }
}
    
//And the declarations for those two native methods members:        
[StructLayout(LayoutKind.Sequential)]
public struct Message
{
    public IntPtr hWnd;
    public WindowMessage msg;
    public IntPtr wParam;
    public IntPtr lParam;
    public uint time;
    public System.Drawing.Point p;
}

[System.Security.SuppressUnmanagedCodeSecurity] // We won’t use this maliciously
[DllImport(“User32.dll”, CharSet=CharSet.Auto)]
public static extern bool PeekMessage(out Message msg, IntPtr hWnd, uint messageFilterMin, uint messageFilterMax, uint flags);

简单、优雅、有效。没有额外的分配，没有额外的集合，它只是起作用。当队列中没有消息时，Idle事件触发，然后处理程序持续循环直到出现消息，在这种情况下停止。一旦处理所有消息，再次触发空闲事件，过程重新开始。 此链接描述了使用应用程序的Idle事件的方法。它可能有用。你可以简单地执行时间测试或睡眠来减慢到所需的帧速率。尝试使用System.Diagnostics.StopWatch类获得最准确的计时器。 希望这能有所帮助。

- Nanook

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不错！使用Application.Idle似乎比1毫秒计时器更优雅。我明天也要试试这个StopWatch。谢谢！ 编辑：实际上，我撒了谎。当你调整大小或移动窗口时，它似乎停止了空闲状态，因此停止了重绘。这基本上降低了绘图的优先级。也许我会坚持使用计时器来强制执行最小重绘率...没有理由不能结合两种方法。 - mpen

停表只适用于计时，不能用于回调事件。 - mpen

当空闲事件结束时，您可以尝试开始计时器，然后在空闲事件触发时停止/再次检查它。通过这种方法，您可以接近所需的效果。 - Nanook

给定的URL似乎已经过时了。 博客文章已经移动到这里：https://learn.microsoft.com/en-us/archive/blogs/tmiller/my-last-post-on-render-loops-hopefully - Couitchy

我更新了链接。旧的链接是http://blogs.msdn.com/tmiller/archive/2005/05/05/415008.aspx，如果有人想查看/验证它。 - Xonatron

Answer 2

根据您所做的事情，可以查看WPF及其动画支持，这可能是比在WinForms中编写自己的动画更好的解决方案。此外，请考虑使用DirectX，因为它现在有一个.NET包装器并且非常快，但是它比WPF或WinForms更难使用。

要连续调用绘图函数： - 在repaint方法中进行绘制 - 在repaint方法的末尾添加BeginInvoke - 在传递给BeginInvoke的委托中，使正在绘制的控件无效

但是，您的用户可能不喜欢您杀死他们的计算机！Application.Idle也是另一个很好的选择，但我喜欢Windows在需要时减慢发送WmPaint消息的速率的事实。

- Ian Ringrose

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我还发现，在绘制后立即使其失效比定时器方法产生更高的帧速率（65 fps是定时器的最高值，出于某种原因）。 - Markus Meyer

Answer 3

Windows Forms计时器的分辨率最终受限于计算机标准系统时钟的分辨率。这个分辨率因计算机而异，但通常介于1毫秒和20毫秒之间。

在WinForms中，无论何时您在代码中请求计时器间隔，Windows只保证您的计时器被调用的频率不会超过指定的毫秒数。它不能保证您的计时器将在您指定的确切毫秒数调用。

这是因为Windows是一种时间共享操作系统，而不是实时操作系统。其他进程和线程将被安排同时运行，因此您的线程将经常被迫等待处理器的使用。因此，您不应编写依赖于毫秒级别的精确间隔或延迟的WinForms计时器代码。

在您的情况下，将间隔设置为1毫秒实际上只是告诉Windows尽可能频繁地触发此计时器。正如您所见，这显然比1毫秒（60fps约为17毫秒）要少得多。

如果您需要更准确和更高分辨率的计时器，Windows API提供了高分辨率/性能计时器（如果硬件支持），请参见如何使用高分辨率计时器。不足之处是您的应用程序CPU使用率将增加以支持更高的性能。

总的来说，我认为最好实现一个独立于硬件/系统的游戏循环。这样，您场景的视觉动画看起来是恒定的，而不管实际帧速率达到多少。有关更多信息，请参见这些文章。

- Ash

Answer 4

我注意到在给定的示例代码中，有一行是：

timer.Interval = 1000 / 60;

它使用整数除法操作，因此结果将被舍入为整数，而不是精确的16.6666毫秒，而是17毫秒。因此计时器会产生比屏幕刷新更大的滴答声。

- Dennis

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整数除法截断而不是四舍五入。因此，1000/60为16（证明）。如果计时器准确，我应该得到约62.5 FPS。 - mpen

哦，我忘记了。 但是无论如何，如果是16毫秒，时钟与显示器不同步。 - Dennis

那取决于显示器。我很确定这不是gsync/freesync的问题，但无论如何，我相信timer.Interval在这里不是答案。 - mpen