秒間60フレーム - OpenGLプログラミングメモ【10/12更新】

※(2026年10月12日追記)このページはFull-HD解像度基準のプログラムです。

『秒間60フレーム』です。

バーチャファイター2等で有名になったこの処理、簡単に言うと
1秒間に60コマの静止画でアニメーションを表示しますよって事。
ちなみにテレビは約30フレームです。(29.97フレーム)
30フレームより60フレームの方がコマ数が多いので滑らかに
アニメーションしているように見えます。
パラパラ漫画の原理です。

何で60フレームなの？と、疑問を持つ方もいるでしょう。
それは、人間が認識できる限界が、せいぜい秒間60フレーム程度だからです。
※Full-HD解像度の場合、4Kモニターやゲーミングモニターでアニメーションを
表示再生すると60フレームでは滑らかな表示にはなりません。
(120～144フレーム、人によっては240フレームが必要になる場合もあります。)
※間違った認識で書いていました。すみません。

やろうと思えば120FPSでも、それ以上でも今のPCならできます。
でも、人間の認識できる限界が秒間60フレーム程度(Full-HD解像度の場合)なんだから、
それ以上のタイミングでの描画というのはハッキリ言って無駄です。

その無駄を省いて描画回数は1秒間に60回を最大として、
それ以外の時間はフレームアップデートやメッセージループ処理、その他の
雑務をCPUにやらせますよっていう処理が『秒間60フレーム』なのです。

つまり、描画回数を最小限に抑える事でメインループ部や並列処理を
CPUがやり易いようにしますよって事。
実際のところは、節約法の一つであった訳です。

今回のプログラムは可変SleepによるCPUに優しい『秒間60フレーム』です。
用途にも依りますが、Sleepの値は1で固定するのも良いかもしれません。

※古い時代の話なので、今の基準に合わせて秒間〇〇〇フレームという風に
調整するのが良いですね。

ファイル

main.cpp

FPS.h

FPS.h

#pragma once #pragma comment(lib, "winmm.lib") #include <Windows.h> #include <string> #include <mmsystem.h> using namespace std; #define CPUMax 30000 #define CPUMin 10000 //FPS管理クラス class FPS{     public:         //ループカウンタ,現在のフレーム,スリープ値,現在のフレームスキップ数,一秒おきのフレームスキップ数,一秒おきのループカウンタ,現在のFPS値         int LoopCount,Frame,sleep,Skip,FrameSkip,Fps,LoopMax,CurrentFps;         bool draw;         DWORD Time,Oldtime;//現在の時間,前回の時間         float FrameTime,FrameTimeO;         FPS(int);         void SetFPS(int);         void GetFPS();     private:         string str;         char buf[255]; }; //コンストラクタ FPS::FPS(int fps){     draw=false;     LoopCount=0;     Frame=0;     sleep=15;     Skip=0;     Fps=fps;     FrameSkip=0;     LoopMax=0;     CurrentFps=0;     FrameTime=1000.0f/fps-0.000001f;//1フレームの時間     FrameTimeO=1000.0f/fps+0.000001f; } void FPS::SetFPS(int fps){     Fps=fps;     FrameTime=1000.0f/fps-0.000001f;//1フレームの時間     FrameTimeO=1000.0f/fps+0.000001f; } void FPS::GetFPS() {     draw=false;     LoopCount++;     Time=timeGetTime();     if(Time-Oldtime>Frame*FrameTime){         Frame++;         if(Time-Oldtime<Frame*FrameTimeO){//描画タイミングに間に合った場合             str="LOOP_MAX:[";str+=_ltoa(LoopMax,buf,10);str+="] FPS:[";str+=_ltoa(CurrentFps-FrameSkip,buf,10);             str+="] FRAME:[";str+=_ltoa(Frame,buf,10);str+="] FRAMESKIP:[";str+=_ltoa(FrameSkip,buf,10);             str+="] SLEEP:[";str+=_ltoa(sleep,buf,10);str+="]";             glutSetWindowTitle(str.c_str());             draw=true;             Sleep(sleep);         }else{//描画タイミングに間に合わなかった場合：フレームスキップ             if(sleep>1)sleep--;//ウェイトを減らす             Skip++;         }     }     if(Time-Oldtime>1000-FrameTime){//一秒おきの処理         LoopMax=LoopCount;         if(LoopMax>CPUMax){if(sleep<15)sleep++;}//十分に余力がある場合ウェイトを増やす         if(LoopMax<CPUMin){if(sleep>1)sleep--;}//余裕が無い場合ウェイトを減らす         CurrentFps=Frame;         FrameSkip=Skip;         Skip=0;         LoopCount=0;         Frame=0;         Oldtime=Time;     } }

main.cpp

#pragma comment(linker, "/SUBSYSTEM:WINDOWS /ENTRY:mainCRTStartup") #pragma comment(lib,"glew32.lib") #include <stdlib.h> #include <string> #include <GL/glew.h> #include <GL/wglew.h> #include <GL/freeglut/freeglut.h> #include "FPS.h" using namespace std; #define WIDTH 640 #define HEIGHT 480 FPS *fps = new FPS(60);//秒間60フレーム(可変sleep) //回転用 float anglex = 0.0f; //灰色 GLfloat gray[] = { 0.8f, 0.8f, 0.8f, 1.0f }; //ライトの位置 GLfloat lightpos[] = { 200.0f, 150.0f, -500.0f, 1.0f }; void display(void){  anglex+=0.2f;  glClear(GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT);  glViewport(0, 0, WIDTH, HEIGHT);  glMatrixMode(GL_PROJECTION);  glLoadIdentity();  //視野角,アスペクト比(ウィンドウの幅/高さ),描画する範囲(最も近い距離,最も遠い距離)  gluPerspective(30.0, (double)WIDTH / (double)HEIGHT, 1.0, 1000.0);  glMatrixMode(GL_MODELVIEW);  glLoadIdentity();  //視点の設定  gluLookAt(150.0,100.0,-200.0, //カメラの座標      0.0,0.0,0.0, // 注視点の座標     0.0,1.0,0.0); // 画面の上方向を指すベクトル  //ライトの設定  glLightfv(GL_LIGHT0, GL_POSITION, lightpos);  //マテリアルの設定  glMaterialfv(GL_FRONT, GL_DIFFUSE, gray);  //回転  glRotatef(anglex,0.8f,0.5f,0.3f);//X軸を回転  glutSolidTorus(20.0,40.0,16,16);  glutSwapBuffers(); } void idle(void){     fps->GetFPS();//FPSを得る     if(fps->draw){//秒間60フレームのタイミングで描画         glutPostRedisplay();     } } void Init(){  glClearColor(0.3f, 0.3f, 0.3f, 1.0f);  glEnable(GL_DEPTH_TEST);  glEnable(GL_LIGHTING);  glEnable(GL_LIGHT0);  glewInit();  wglSwapIntervalEXT(0);//垂直同期オフ } void main(int argc, char *argv[]){  glutInit(&argc, argv);  glutInitWindowSize(WIDTH, HEIGHT);  glutInitDisplayMode(GLUT_DOUBLE | GLUT_RGB | GLUT_DEPTH);  glutCreateWindow(argv[0]);  glutDisplayFunc(display);  Init();  glutIdleFunc(idle);  glutMainLoop();  return; }