Làm cách nào để tăng tốc độ khung hình của tôi ở tốc độ 60 khung hình/giây trong Java?

Question

Tôi đang viết một trò chơi đơn giản, và tôi muốn giới hạn tốc độ khung hình của tôi ở tốc độ 60 khung hình/giây mà không làm cho vòng lặp ăn cpu của tôi. Làm thế nào tôi sẽ làm điều này?

Answer 1

Bạn có thể đọc số Game Loop Article. Điều quan trọng là trước tiên bạn phải hiểu các phương pháp khác nhau cho vòng lặp trò chơi trước khi cố gắng triển khai bất kỳ điều gì.

Answer 2

Câu trả lời đơn giản là đặt java.util.Timer để kích hoạt mỗi 17 ms và thực hiện công việc của bạn trong sự kiện hẹn giờ.

Answer 3

Đây là cách tôi đã làm trong C++ ... Tôi chắc rằng bạn có thể điều chỉnh nó.

void capFrameRate(double fps) { 
    static double start = 0, diff, wait; 
    wait = 1/fps; 
    diff = glfwGetTime() - start; 
    if (diff < wait) { 
     glfwSleep(wait - diff); 
    } 
    start = glfwGetTime(); 
} 

Chỉ cần gọi với capFrameRate(60) một lần trên mỗi vòng lặp. Nó sẽ ngủ, vì vậy nó không lãng phí chu kỳ quý giá. glfwGetTime() trả về thời gian kể từ khi chương trình bắt đầu tính bằng giây ... Tôi chắc rằng bạn có thể tìm thấy tương đương trong Java ở đâu đó.

Answer 4

Trong java bạn có thể làm System.currentTimeMillis() để nhận thời gian bằng mili giây thay vì glfwGetTime().

Thread.sleep(time in milliseconds) làm cho chuỗi chờ trong trường hợp bạn không biết và nó phải nằm trong khối try.

Answer 5

Điều tôi đã làm là tiếp tục lặp lại và theo dõi thời điểm tôi thực hiện hoạt ảnh lần cuối. Nếu nó đã được ít nhất 17 ms sau đó đi qua các chuỗi hình ảnh động.

Bằng cách này tôi có thể kiểm tra mọi đầu vào của người dùng và bật/tắt ghi chú nhạc nếu cần.

Nhưng, đây là một chương trình giúp dạy nhạc cho trẻ em và ứng dụng của tôi đang cài đặt máy tính ở chế độ toàn màn hình, vì vậy nó không hoạt động tốt với người khác.

Answer 6

Nếu bạn đang sử dụng Java Swing cách đơn giản nhất để đạt được một fps 60 là bằng cách thiết lập một javax.swing.Timer như thế này và là một cách phổ biến để làm cho trò chơi:

public static int DELAY = 1000/60; 

Timer timer = new Timer(DELAY,new ActionListener() { 
    public void actionPerformed(ActionEvent event) 
    { 
     updateModel(); 
     repaintScreen(); 
    } 
}); 

Và đâu đó trong bạn mã bạn phải thiết lập bộ đếm thời gian này để lặp lại và bắt đầu nó:

timer.setRepeats(true); 
timer.start(); 

Mỗi giây phút có 1.000 ms và bằng cách chia này với fps của bạn (60) và thiết lập bộ đếm thời gian với sự chậm trễ này (1000-1060 = 16 ms tròn xuống) bạn sẽ nhận được một tốc độ khung hình cố định. Tôi nói "hơi" bởi vì điều này phụ thuộc rất nhiều vào những gì bạn làm trong các cuộc gọi updateModel() và repaintScreen() ở trên.

Để nhận kết quả dự đoán được nhiều hơn, hãy thử thời gian hai cuộc gọi trong bộ hẹn giờ và đảm bảo kết thúc trong vòng 16 mili giây để duy trì 60 khung hình/giây. Với preallocation thông minh của bộ nhớ, tái sử dụng đối tượng và những thứ khác bạn có thể làm giảm tác động của Garbage Collector cũng. Nhưng đó là một câu hỏi khác.

Answer 7

Bộ đếm thời gian không chính xác để điều khiển FPS trong java. Tôi đã tìm thấy rằng trong tay thứ hai. Bạn sẽ cần phải thực hiện bộ đếm thời gian của riêng bạn hoặc làm FPS thời gian thực với những hạn chế. Nhưng không sử dụng Timer vì nó không chính xác 100%, và do đó không thể thực thi các tác vụ đúng cách.

Answer 8

Tôi đã Game Loop Article rằng @cherouvim được đăng, và tôi đã chiến lược "tốt nhất" và cố gắng viết lại nó cho một java Runnable, dường như được làm việc cho tôi

double interpolation = 0; 
final int TICKS_PER_SECOND = 25; 
final int SKIP_TICKS = 1000/TICKS_PER_SECOND; 
final int MAX_FRAMESKIP = 5; 

@Override 
public void run() { 
    double next_game_tick = System.currentTimeMillis(); 
    int loops; 

    while (true) { 
     loops = 0; 
     while (System.currentTimeMillis() > next_game_tick 
       && loops < MAX_FRAMESKIP) { 

      update_game(); 

      next_game_tick += SKIP_TICKS; 
      loops++; 
     } 

     interpolation = (System.currentTimeMillis() + SKIP_TICKS - next_game_tick 
       /(double) SKIP_TICKS); 
     display_game(interpolation); 
    } 
} 

Answer 9

Đây là một mẹo để sử dụng Swing và nhận được FPS chính xác hợp lý mà không cần sử dụng Bộ hẹn giờ.

Trước hết không chạy vòng lặp trò chơi trong chuỗi điều phối sự kiện, nó sẽ chạy trong chuỗi của riêng nó làm việc chăm chỉ và không cản trở giao diện người dùng.

Các thành phần Swing hiển thị các trò chơi nên vẽ tự trọng phương pháp này:

@Override 
public void paintComponent(Graphics g){ 
    // draw stuff 
} 

Việc nắm bắt được rằng trò chơi vòng lặp không biết khi nào event dispatcher đã thực sự có vòng để thực hiện hành động vì sơn trong vòng lặp trò chơi, chúng ta chỉ cần gọi component.repaint() yêu cầu chỉ vẽ mà có thể xảy ra sau đó.

Sử dụng chờ/thông báo cho bạn có thể lấy lại phương pháp vẽ lại cho đến khi sơn được yêu cầu xảy ra và sau đó tiếp tục.

Dưới đây là hoàn chỉnh mã làm việc từ https://github.com/davidmoten/game-exploration mà không một chuyển động đơn giản của một chuỗi trên một JFrame sử dụng các phương pháp trên:

import java.awt.BorderLayout; 
import java.awt.Component; 
import java.awt.Graphics; 
import java.awt.Image; 

import javax.swing.JFrame; 
import javax.swing.JPanel; 

/** 
* Self contained demo swing game for stackoverflow frame rate question. 
* 
* @author dave 
* 
*/ 
public class MyGame { 

    private static final long REFRESH_INTERVAL_MS = 17; 
    private final Object redrawLock = new Object(); 
    private Component component; 
    private volatile boolean keepGoing = true; 
    private Image imageBuffer; 

    public void start(Component component) { 
     this.component = component; 
     imageBuffer = component.createImage(component.getWidth(), 
       component.getHeight()); 
     Thread thread = new Thread(new Runnable() { 
      @Override 
      public void run() { 
       runGameLoop(); 
      } 
     }); 
     thread.start(); 
    } 

    public void stop() { 
     keepGoing = false; 
    } 

    private void runGameLoop() { 
     // update the game repeatedly 
     while (keepGoing) { 
      long durationMs = redraw(); 
      try { 
       Thread.sleep(Math.max(0, REFRESH_INTERVAL_MS - durationMs)); 
      } catch (InterruptedException e) { 
      } 
     } 
    } 

    private long redraw() { 

     long t = System.currentTimeMillis(); 

     // At this point perform changes to the model that the component will 
     // redraw 

     updateModel(); 

     // draw the model state to a buffered image which will get 
     // painted by component.paint(). 
     drawModelToImageBuffer(); 

     // asynchronously signals the paint to happen in the awt event 
     // dispatcher thread 
     component.repaint(); 

     // use a lock here that is only released once the paintComponent 
     // has happened so that we know exactly when the paint was completed and 
     // thus know how long to pause till the next redraw. 
     waitForPaint(); 

     // return time taken to do redraw in ms 
     return System.currentTimeMillis() - t; 
    } 

    private void updateModel() { 
     // do stuff here to the model based on time 
    } 

    private void drawModelToImageBuffer() { 
     drawModel(imageBuffer.getGraphics()); 
    } 

    private int x = 50; 
    private int y = 50; 

    private void drawModel(Graphics g) { 
     g.setColor(component.getBackground()); 
     g.fillRect(0, 0, component.getWidth(), component.getHeight()); 
     g.setColor(component.getForeground()); 
     g.drawString("Hi", x++, y++); 
    } 

    private void waitForPaint() { 
     try { 
      synchronized (redrawLock) { 
       redrawLock.wait(); 
      } 
     } catch (InterruptedException e) { 
     } 
    } 

    private void resume() { 
     synchronized (redrawLock) { 
      redrawLock.notify(); 
     } 
    } 

    public void paint(Graphics g) { 
     // paint the buffered image to the graphics 
     g.drawImage(imageBuffer, 0, 0, component); 

     // resume the game loop 
     resume(); 
    } 

    public static class MyComponent extends JPanel { 

     private final MyGame game; 

     public MyComponent(MyGame game) { 
      this.game = game; 
     } 

     @Override 
     protected void paintComponent(Graphics g) { 
      game.paint(g); 
     } 
    } 

    public static void main(String[] args) { 
     java.awt.EventQueue.invokeLater(new Runnable() { 
      @Override 
      public void run() { 
       MyGame game = new MyGame(); 
       MyComponent component = new MyComponent(game); 

       JFrame frame = new JFrame(); 
       // put the component in a frame 

       frame.setTitle("Demo"); 
       frame.setSize(800, 600); 

       frame.setLayout(new BorderLayout()); 
       frame.getContentPane().add(component, BorderLayout.CENTER); 
       frame.setDefaultCloseOperation(JFrame.EXIT_ON_CLOSE); 
       frame.setVisible(true); 

       game.start(component); 
      } 
     }); 
    } 

} 

Answer 10

Có rất nhiều thông tin tốt ở đây đã có, nhưng tôi muốn chia sẻ một vấn đề mà tôi đã có với các giải pháp này và giải pháp cho điều đó. Nếu, mặc dù tất cả các giải pháp này, trò chơi/cửa sổ của bạn dường như bị bỏ qua (đặc biệt là dưới X11), hãy thử gọi Toolkit.getDefaultToolkit().sync() một lần trên mỗi khung hình.