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14
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):[13, 9, 24, 14, 20, 65, 24, 10, 16, 24, 22, 23]
逐步计算与结果
第1帧用时13毫秒,累计13毫秒,共1帧;累计整体帧率1000/13,瞬时帧率算术平均1000/13。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第2帧用时9毫秒,累计22毫秒,共2帧;累计整体帧率1000/11,瞬时帧率算术平均11000/117。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第3帧用时24毫秒,累计46毫秒,共3帧;累计整体帧率1500/23,瞬时帧率算术平均26875/351。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第4帧用时14毫秒,累计60毫秒,共4帧;累计整体帧率200/3,瞬时帧率算术平均246625/3276。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第5帧用时20毫秒,累计80毫秒,共5帧;累计整体帧率125/2,瞬时帧率算术平均57515/819。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第6帧用时65毫秒,累计145毫秒,共6帧;累计整体帧率1200/29,瞬时帧率算术平均300175/4914。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第7帧用时24毫秒,累计169毫秒,共7帧;累计整体帧率7000/169,瞬时帧率算术平均334300/5733。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179毫秒,共8帧;累计整体帧率8000/179,瞬时帧率算术平均52025/819。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第9帧用时16毫秒,累计195毫秒,共9帧;累计整体帧率600/13,瞬时帧率算术平均934775/14742。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第10帧用时24毫秒,累计219毫秒,共10帧;累计整体帧率10000/219,瞬时帧率算术平均200605/3276。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第11帧用时22毫秒,累计241毫秒,共11帧;累计整体帧率11000/241,瞬时帧率算术平均11852275/198198。两者分别使用时间权重与等帧权重。
第12帧用时23毫秒,累计264毫秒,共12帧;累计整体帧率500/11,瞬时帧率算术平均290620325/4972968。两者分别使用时间权重与等帧权重。
总时间264毫秒,实际整段帧率500/11,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。