帧率统计为何要先合计帧数和时间:十二帧的时间加权统计·练习03
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。
规则与输入
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):[21, 15, 13, 41, 16, 19, 11, 10, 12, 10, 14, 11]
逐步计算与结果
第1帧用时21毫秒,累计21毫秒,共1帧;累计整体帧率1000/21,瞬时帧率算术平均1000/21。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第2帧用时15毫秒,累计36毫秒,共2帧;累计整体帧率500/9,瞬时帧率算术平均400/7。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第3帧用时13毫秒,累计49毫秒,共3帧;累计整体帧率3000/49,瞬时帧率算术平均5800/91。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第4帧用时41毫秒,累计90毫秒,共4帧;累计整体帧率400/9,瞬时帧率算术平均201100/3731。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第5帧用时16毫秒,累计106毫秒,共5帧;累计整体帧率2500/53,瞬时帧率算术平均415035/7462。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第6帧用时19毫秒,累计125毫秒,共6帧;累计整体帧率48,瞬时帧率算术平均46890325/850668。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第7帧用时11毫秒,累计136毫秒,共7帧;累计整体帧率875/17,瞬时帧率算术平均657571575/10916906。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第8帧用时10毫秒,累计146毫秒,共8帧;累计整体帧率4000/73,瞬时帧率算术平均813527375/12476464。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第9帧用时12毫秒,累计158毫秒,共9帧;累计整体帧率4500/79,瞬时帧率算术平均2830471625/42108066。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第10帧用时10毫秒,累计168毫秒,共10帧;累计整体帧率1250/21,瞬时帧率算术平均659667805/9357348。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第11帧用时14毫秒,累计182毫秒,共11帧;累计整体帧率5500/91,瞬时帧率算术平均3632530025/51465414。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第12帧用时11毫秒,累计193毫秒,共12帧;累计整体帧率12000/193,瞬时帧率算术平均4057864025/56144088。两者分别使用时间权重与等帧权重。
总时间193毫秒,实际整段帧率12000/193,不能用另一列的算术平均值替代。
怎样独立复核
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。