Game loop, игровая петля и ограничение FPS

@Gypnori · Регистрация: 28.10.2015

Студворк — интернет-сервис помощи студентам

Здравствуйте, решил параллельно с xna/monogame'ом, поковырять LWJGL и познакомится с java. Посмотрел серию замечательных уроков по созданию простого 3d движка на джаве, и к своему стыду встал в самом начале. Во втором уроке показывалось создание "главной петли" с ограничением числа кадров до 60, но на видео видно что фреймрейт намного выше 200 - 500 кадров с секунду, пытался велосипедить, нарыл в гугле кучу примеров, не сработал ни один. Кто это делал поделитесь опытом как сделать петлю с верхним ограничением кадров и выделением дельты времени.
Вот текущее решение найденное в интернете:

Кликните здесь для просмотра всего текста

Java
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
public void Start()
    {
        long lastLoopTime = System.nanoTime();
        int targetFPS = 60;
        int fps = 0;
        long optimalTime = 1000000000 / targetFPS;
        long lastFPS = 0;
        
        while(Window.open) 
        {   
            
            long nowTime = System.nanoTime();
            long updateLenght = nowTime - lastLoopTime;
            lastLoopTime = nowTime;
            double delta = updateLenght / (double)optimalTime;
            lastFPS += updateLenght;
            fps++;
            
            if(lastFPS > 1000000000)
            {
                System.out.println(fps);
                fps = 0;
                lastFPS = 0;
            }
            
            try 
            {
                Thread.sleep(lastLoopTime - System.nanoTime() + optimalTime / 1000000);
            } 
            catch (Exception e) 
            {
                
            }
            
            Window.events();
        }
    }

@godmode · 18.10.2016, 10:00

Ну если вас оно устраивает пользуйтесь на здоровье. От себя добавлю, что нужно учитывать особенности игры
при проектировании игрового цикла.

@Gypnori · 18.10.2016, 14:03 **[ТС]**

Да в том то и проблема что она меня не устраивает. Во первых нету верхнего ограничения, во вторых недавно заметил что скачет GC из-за заморозки треда, ничего страшного, но всё равно напрягает.

От себя добавлю, что нужно учитывать особенности игры
при проектировании игрового цикла.

Проблема номер два: перелистал с десяток статей и одна противоречит другой. В одной говорится что нужно ограничивать обновление логики а рендер пусть молотит сколько сможет, во второй наоборот, нужно ограничить рендер 60 обновлениями за секунду, а логика пусть обновляется сколько сможет, в третьей что они должны обновляться с равной частотой, но зачем тогда разбивать "апдейт" на логику и рендер. Плюс писалось что отдельно нужно обрабатывать ввод с максимально возможной частотой, а потом зашла речь об отдельном обновлении физ движка. В общем меня это окончательно загнало в ступор.

@godmode · 18.10.2016, 14:14

Сообщение от Gypnori

рендер пусть молотит сколько сможет

Глупость прочел.

Сообщение от Gypnori

В общем меня это окончательно загнало в ступор.

Сообщение от godmode

нужно учитывать особенности игры
при проектировании игрового цикла.

Что у вас гонки, обилие физики, симулятор сборщика пасьянсов?

@Gypnori · 18.10.2016, 16:06 **[ТС]**

Я не делаю конкретную игру, я хочу разобраться со внутреннем устройством игрового движка, но думаю одним из итогов работы хотел бы видеть такую сцену, т.е. отображение большого количества простых объектов с неким подобием физики.

@BOGG ART · 18.10.2016, 16:36

Сообщение от godmode

рендер пусть молотит сколько сможет

Это глупо. Но увы много кто так делает, и зря.

Сообщение от Gypnori

нужно ограничить рендер, а логика пусть обновляется сколько сможет

Что за логика такая должна быть, чтоб её так вот пускать в свободное плавание?

Добавлено через 1 минуту
Что-то перемещалось? Нет? Зачем тогда дёргать Collision Detection?

@godmode · 18.10.2016, 23:47

Сообщение от Gypnori

Я не делаю конкретную игру, я хочу разобраться со внутреннем устройством игрового движка, но думаю одним из итогов работы хотел бы видеть такую сцену, т.е. отображение большого количества простых объектов с неким подобием физики.

Отлично, задержкой в физике можно принебречь.
Дрежите алгоритм, перепишите себе на языки какие вам надо.

VB.NET
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
61
62
63
64
65
66
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
77
78
79
80
81
82
83
84
85
86
87
88
89
90
91
92
93
94
95
96
97
98
99
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
110
111
112
113
114
115
116
117
118
119
Imports Microsoft.DirectX
Public Class Form1
 
    Private render_th As System.Threading.Thread = Nothing
 
    Private Sub Form1_Load(sender As Object, e As EventArgs) Handles MyBase.Load
 
        Me.Show()
 
        Me.render_th = New System.Threading.Thread(AddressOf Me.Render)
        Me.render_th.Start(Me.Handle)
 
    End Sub
 
    Private Function Fix_FPS(ByRef Max As Int32) As Boolean
 
        Static save_tc As Int32 = -1
        Static accum_div As Int32 = 0, div As Double = 0.0R
        Static accum As Double = 0
        Static accum_fps As Int32 = 0
 
        Dim tc As Int32 = System.Environment.TickCount
 
        accum_div += 1
        accum += div
 
        If ((tc - save_tc) >= 1000) Then
 
            div = Fix(accum_div / Max)
            save_tc = tc
            accum_div = 0.0R
            accum_fps = 0
            accum = 0.0R
 
            Return True
 
        End If
 
        If (div > 0.0R) AndAlso ((accum \ div) >= 1.0R) AndAlso (accum_fps <= Max) Then
 
            accum -= (accum \ div) * div
 
            accum_fps += 1
 
            Return False
 
        Else
 
            Return True
 
        End If
 
    End Function
 
    Private Sub Render(ByVal handle As IntPtr)
 
        Dim d3dpp As Direct3D.PresentParameters = New Direct3D.PresentParameters
 
        Dim device As Direct3D.Device = Nothing
 
        d3dpp.Windowed = True
        d3dpp.SwapEffect = Direct3D.SwapEffect.Discard
 
        d3dpp.EnableAutoDepthStencil = True
        d3dpp.AutoDepthStencilFormat = Direct3D.DepthFormat.D24S8
 
        d3dpp.PresentationInterval = Direct3D.PresentInterval.Immediate
        d3dpp.BackBufferWidth = 1024
        d3dpp.BackBufferHeight = 768
 
        d3dpp.BackBufferFormat = Direct3D.Manager.Adapters.Default.CurrentDisplayMode.Format
        '____________________________________________________
 
        device = New Direct3D.Device(0, Direct3D.DeviceType.Hardware, handle, Direct3D.CreateFlags.HardwareVertexProcessing, d3dpp)
 
        Dim save_tc As Int32 = System.Environment.TickCount
        Dim fps As Int32 = 0
 
        Do
 
            System.Threading.Thread.Sleep(1)
 
            If (Me.Fix_FPS(60) = True) Then Continue Do
 
            Dim tc As Int32 = System.Environment.TickCount
 
            fps += 1
 
            If ((tc - save_tc) >= 1000) Then
 
                save_tc = tc
                Me.Invoke(Sub() Me.Text = "FPS: " & fps.ToString)
 
                fps = 0
 
            End If
 
            Try
 
                device.BeginScene()
 
                device.Clear(Direct3D.ClearFlags.Target Or Direct3D.ClearFlags.Stencil Or Direct3D.ClearFlags.ZBuffer, Color.Orange.ToArgb, 1.0F, 0)
 
                device.EndScene()
                device.Present()
 
            Catch ex As Exception
 
                Debug.Print(ex.ToString)
 
                Exit Do
 
            End Try
 
        Loop
 
    End Sub
 
End Class

Дерзайте, творите, все в ваших руках.

@Gypnori · 19.10.2016, 01:01 **[ТС]**

godmode Большое спасибо, сегодня с утра буду разбираться.
BOGG ART Вот я про то и говорю что одна статья противоречит другой, я замерял fps в xna там и в update и в draw везде 60.

@godmode · 20.10.2016, 14:29

Сообщение от Gypnori

godmode Большое спасибо, сегодня с утра буду разбираться.

Сначала разберитесь, а потом благодарите.
Перепишите функцию, а то полета не будет.

VB.NET
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
    Private Function Fix_FPS(ByRef Max As Int32) As Boolean
 
        Static save_tc As Int32 = -1
        Static accum_add As Int32 = 0, add As Single = 0.0F
        Static accum As Single = 0.0F
        Static accum_fps As Int32 = 0
 
        Dim tc As Int32 = System.Environment.TickCount
 
        accum_add += 1
        accum += add
 
        If ((tc - save_tc) >= 1000) Then
 
            If (accum_add = 0) Then accum_add = 1
 
            add = (Max / accum_add)
 
            save_tc = tc
            accum_add = 0.0F
            accum_fps = 0
            accum = 0.0F
 
            Return True
 
        End If
 
        If (accum >= 1.0F) AndAlso (accum_fps <= Max) Then
 
            accum -= 1.0F
 
            accum_fps += 1
 
            Return False
 
        Else
 
            Return True
 
        End If
 
    End Function

Вот так правильно ограничивает.

@mxs89 · 26.10.2016, 09:45

https://habrahabr.ru/post/136878/

Новые блоги и статьи Все статьи Все блоги /
SDL3 для Web (WebAssembly): сборка C/C++ проекта из консоли 8Observer8 30.01.2026 Содержание блога Если вы откроете примеры для начинающих на официальном репозитории SDL3 в папке: examples, то вы увидите, что все примеры используют следующие четыре обязательные функции, а. . .	Установка Emscripten SDK (emsdk) и CMake на Windows для сборки C и C++ приложений в WebAssembly (Wasm) 8Observer8 30.01.2026 Чтобы скачать Emscripten SDK (emsdk) необходимо сначало скачать и уставить Git: Install for Windows. Следуйте стандартной процедуре установки Git через установщик. Система контроля версиями Git. . .	Подключение Box2D v3 к SDL3 для Android: физика и отрисовка коллайдеров 8Observer8 29.01.2026 Содержание блога Box2D - это библиотека для 2D физики для анимаций и игр. С её помощью можно определять были ли коллизии между конкретными объектами. Версия v3 была полностью переписана на Си, в. . .	Инструменты COM: Сохранение данный из VARIANT в файл и загрузка из файла в VARIANT bedvit 28.01.2026 Сохранение базовых типов COM и массивов (одномерных или двухмерных) любой вложенности (деревья) в файл, с возможностью выбора алгоритмов сжатия и шифрования. Часть библиотеки BedvitCOM Использованы. . .
Загрузка PNG с альфа-каналом на SDL3 для Android: с помощью SDL_LoadPNG (без SDL3_image) 8Observer8 28.01.2026 Содержание блога SDL3 имеет собственные средства для загрузки и отображения PNG-файлов с альфа-каналом и базовой работы с ними. В этой инструкции используется функция SDL_LoadPNG(), которая. . .	Загрузка PNG с альфа-каналом на SDL3 для Android: с помощью SDL3_image 8Observer8 27.01.2026 Содержание блога SDL3_image - это библиотека для загрузки и работы с изображениями. Эта пошаговая инструкция покажет, как загрузить и вывести на экран смартфона картинку с альфа-каналом, то есть с. . .	Влияние грибов на сукцессию anaschu 26.01.2026 Бифуркационные изменения массы гриба происходят тогда, когда мы уменьшаем массу компоста в 10 раз, а скорость прироста биомассы уменьшаем в три раза. Скорость прироста биомассы может уменьшаться за. . .	Воспроизведение звукового файла с помощью SDL3_mixer при касании экрана Android 8Observer8 26.01.2026 Содержание блога SDL3_mixer - это библиотека я для воспроизведения аудио. В отличие от инструкции по добавлению текста код по проигрыванию звука уже содержится в шаблоне примера. Нужно только. . .

@godmode 47 / 47 / 7 Регистрация: 26.12.2014 Сообщений: 189
	18.10.2016, 10:00
	Ну если вас оно устраивает пользуйтесь на здоровье. От себя добавлю, что нужно учитывать особенности игры при проектировании игрового цикла. 0

@Gypnori 4 / 4 / 0 Регистрация: 28.10.2015 Сообщений: 51
	18.10.2016, 16:06 [ТС]
	Я не делаю конкретную игру, я хочу разобраться со внутреннем устройством игрового движка, но думаю одним из итогов работы хотел бы видеть такую сцену, т.е. отображение большого количества простых объектов с неким подобием физики. 0

@Gypnori 4 / 4 / 0 Регистрация: 28.10.2015 Сообщений: 51
	19.10.2016, 01:01 [ТС]
	godmode Большое спасибо, сегодня с утра буду разбираться. BOGG ART Вот я про то и говорю что одна статья противоречит другой, я замерял fps в xna там и в update и в draw везде 60. 0

@mxs89 11 / 11 / 8 Регистрация: 13.04.2015 Сообщений: 159
	26.10.2016, 09:45
	https://habrahabr.ru/post/136878/ 1