Как ограничить частоту кадров в 60 кадров в секунду на Java?

Я пишу простую игру, и я хочу ограничить скорость кадров в 60 кадров в секунду, не заставляя цикл съедать мой процессор. Как мне это сделать?

Ответы

Ответ 1

Вы можете прочитать статью об игре.. Очень важно, чтобы вы сначала поняли разные методологии для игрового цикла, прежде чем пытаться что-либо реализовать.

Ответ 2

Я взял статью об игровой статье, которую опубликовал @cherouvim, и я взял "лучшую" стратегию и попытался переписать ее для java Runnable, кажется, работает для меня

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);
    }
}

Ответ 3

Простым ответом является установка java.util.Timer для запуска каждые 17 мс и выполнения вашей работы в событии таймера.

Ответ 4

Вот как я это сделал на С++... Я уверен, что вы можете его адаптировать.

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

Просто назовите его capFrameRate(60) один раз за цикл. Он будет спать, поэтому он не тратит драгоценные циклы. glfwGetTime() возвращает время с момента запуска программы в секундах... Я уверен, что вы можете найти эквивалент в Java где-нибудь.

Ответ 5

Вот совет для использования Swing и получения достаточно точного FPS без использования таймера.

Во-первых, не запускайте игровой цикл в потоке диспетчера событий, он должен работать в своем потоке, выполняя тяжелую работу и не мешая интерфейсу.

Компонент Swing, отображающий игру, должен сам переопределить этот метод:

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

Ловушка заключается в том, что игровой цикл не знает, когда поток диспетчера событий фактически обернулся, чтобы выполнить действие краски, потому что в игровом цикле мы просто вызываем component.repaint(), который запрашивает только краску, которая может произойти позже.

Используя wait/notify, вы можете получить метод перерисовывания, чтобы дождаться, пока запрошенная краска не произойдет, а затем продолжите.

Здесь полный рабочий код из https://github.com/davidmoten/game-exploration, который делает простое перемещение строки в JFrame с использованием вышеописанного метода:

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);
            }
        });
    }

}

Ответ 6

Таймер является неточным для управления FPS в java. Я нашел это из вторых рук. Вам нужно будет реализовать свой собственный таймер или сделать FPS в реальном времени с ограничениями. Но не используйте Таймер, так как он не на 100% точнее и поэтому не может выполнять задачи должным образом.

Ответ 7

В java вы можете сделать System.currentTimeMillis(), чтобы получить время в миллисекундах вместо glfwGetTime().

Thread.sleep(time in milliseconds) заставляет поток ждать в случае, если вы не знаете, и он должен находиться в блоке try.

Ответ 8

То, что я сделал, - это просто продолжить цикл и отслеживать, когда я последний раз делал анимацию. Если это было не менее 17 мс, то выполните последовательность анимации.

Таким образом, я мог проверять любые пользовательские входы и включать/отключать музыкальные ноты.

Но это было в программе, которая помогала преподавать музыку детям, и мое приложение заставляло компьютер зависеть от того, что он был в полноэкранном режиме, поэтому он не хорошо играл с другими.

Ответ 9

Если вы используете Java Swing, самый простой способ достичь 60 кадров в секунду - это настроить javax.swing.Timer, как это, и является распространенным способом создания игр:

public static int DELAY = 1000/60;

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

И где-нибудь в вашем коде вы должны установить этот таймер, чтобы повторить и запустить его:

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

Каждая секунда имеет 1000 мс и деля ее с помощью fps (60) и настраивая таймер с этой задержкой (1000/60 = 16 мс округляется вниз), вы получите несколько фиксированную частоту кадров. Я говорю "несколько", потому что это сильно зависит от того, что вы делаете в вызовах updateModel() и repaintScreen() выше.

Чтобы получить более предсказуемые результаты, попробуйте время двух вызовов таймера и убедитесь, что они закончили в течение 16 мс, чтобы отстоять 60 кадров в секунду. Благодаря интеллектуальному предопределению памяти, повторному использованию объекта и другим вещам вы также можете уменьшить влияние сборщика мусора. Но это еще один вопрос.

Ответ 10

Здесь уже много полезной информации, но я хотел поделиться одной проблемой, с которой я столкнулся с этими решениями, и решением этого. Если, несмотря на все эти решения, ваша игра/окно, кажется, пропускает (особенно в X11), попробуйте позвонить Toolkit.getDefaultToolkit().sync() один раз за кадр.