FPS管理 - frostar@wiki

fpsとは

frame per second(1秒間のフレーム数)のこと。

もっと簡単にいうと、1秒間に何枚の画像を表示しているかということ。

1秒間に画像を少しずつ動かして表示することにより、動画のように見えるので、動画のなめらかさとも直結する。

もちろんfpsが大きいほどなめらかになるが、描画処理というのは時間がかかるもので、徒に大きくしすぎても無駄になる。

だいたい、ゲームだとfps60(1秒間に60回描画)位が普通っぽい。

fpsとは

実際にfpsをどう管理するか。

windowsのAPIにはTimerというものがあり、それを使う方法もあるが、精度が低いため、あまり向かない。

基本的には、マルチスレッド化して、そこでの無限ループで、fpsの管理と描画をすることになると思う。

実装

描画用スレッドの中身の概要。

DWORD ts=timeGetTime();//時間変数
DWORD te=ts;
int count=0;//描画回数
double f = 1000.0/60;//1フレームの時間(1000.0/fps。この場合はfps60の場合)
timeBeginPeriod(1);//timeGetTimeの精度変更
while(TRUE){
	te = timeGetTime();
	if((te-ts)>=f*count){//フレーム処理
		//更新処理
		if(!((te-ts)>=((count+1)*f))){//フレームスキップ処理
			//描画処理
		}
		count++;
	}
	if((te-ts)>=1000){
		//1秒ごとにtsとcountの初期化
		//(FPS描画)
		ts = timeGetTime();
		count=0;
	}
	Sleep(1);
}
timeEndPeriod(1);//timeGetTimeの精度を元に戻す

関数説明

timeGetTime、timeBeginPeriod、timeEndPeriodについては時間計測のページを参照

処理説明

まず、最初の4行で使用する変数の定義と初期化を行い、whileループの中に入る。

また、timeBeginPeriod(1)として、タイマ精度を1msに変更する(精度が低くても問題ないのであれば変更しなくてもよい)。

timeBeginPeriodを使用すると、他のアプリケーションのタイマにも影響を及ぼすらしいので注意。

特に使わなくなった時にはtimeEndPeriodを確実に呼ぶこと(引数はBeginと同じ)

whileループの最初では、変数teに現在の時間を入れる。

次の条件分では(te-ts)>=f*countを条件として、フレームの処理に入る。

te-tsは開始時と現在の時間で、それがf*count、つまりフレーム処理予定の時間よりも大きいときはフレーム処理を行う。

フレーム処理では、画面の更新処理と画面の描画処理を行う。

描画処理、フレームスキップについては後述。

(te-ts)>=1000、つまり1000ms(1秒)経過するごとにtsの値の更新とcountの初期化を行う。

ここで、初期化する前のcountの値はそのままFPSとなっている(厳密にいえばcount/(te-ts)なんだろうが)。

そして、処理が終わったら1msのSleepをかける。

描画処理とフレームスキップ

描画処理は、処理内容によってはその処理だけで1フレームの時間をオーバーし、次の更新タイミングを超える場合がある。

そのような場合には、描画処理を飛ばすことにより、フレームの整合性を保つ。

これをフレームスキップという。

描画処理を飛ばしても、更新処理は行われるため、アニメーション自体の整合性も保たれるのである。

フレームスキップを行う条件は!((te-ts)>=((count+1)*f))となっている。

(count+1)*fは、次の更新タイミングであり、現在の時間が次の更新タイミングよりもオーバーしていないときに描画処理を行う。

つまり、オーバーしているときは描画は行われないため、フレームスキップとなる。