WOOFY · Herní laboratoř

Stejné FPS, jiné rozložení snímků

Počítadlo FPS shrnuje frekvenci. Neříká, kdy dorazí každý snímek. Na těchto záměrně jednoduchých posloupnostech zjistíte, které otázky zodpoví souhrn a které potřebují časovou osu.

Ptejte se stejných dat na něco jiného

Proč nelze vždy zprůměrovat dvě hodnoty FPS

Představte si dva úplné intervaly: 10 ms a 30 ms. Dohromady trvají 40 ms. Oba intervaly počítejte vůči tomuto celkovému času.

Celková rychlost je 1000 × 2 ÷ 40 = 50 FPS. Převrácená hodnota intervalu 10 ms odpovídá 100 FPS, u 30 ms přibližně 33.33 FPS.

Průměr hodnot 100 a 33.33 je přibližně 66.67, což není celková rychlost. Pomalý interval zabírá trojnásobek času. Počty intervalů vždy spojujte s celkovou dobou; stejná past vzniká při slučování různě dlouhých záznamů.

Tři posloupnosti, stejný celkový čas

Každá posloupnost obsahuje 1 000 úplných snímkových intervalů o celkové délce 10 000 ms. Interval je čas mezi dvěma po sobě jdoucími snímkovými událostmi. Zde platí průměrné FPS = 1 000 × počet intervalů ÷ celkový počet milisekund. Intervaly jsou syntetické, bez hranic záznamu či chybějících záznamů.

Vodorovná poloha označuje pořadí intervalu, nikoli uplynulý čas. Svislá výška je délka od 0 do 120 ms. Text a čísla níže popisují stejná data.

Rovnoměrné rozestupy

Každý interval trvá 10 ms. Žádný nepřekračuje referenční časový rozpočet pro 60 FPS, přibližně 16.67 ms.

Průměrné FPS
100
Interval P99 (ms)
10
Nejdelší interval (ms)
10
Intervaly nad rozpočtem
0
Podíl intervalů nad rozpočtem (%)
0
Podíl celkového času v těchto intervalech (%)
0
Nejdelší souvislá skupina nad rozpočtem
0
Referenční rozpočet (ms)
16,67

Deset oddělených prodlev

Každý stý interval trvá 109 ms; ostatních 990 trvá 9 ms. Prodlevy jsou oddělené. Průměr zůstává 100 FPS, ale P99 je jen 9 ms.

Průměrné FPS
100
Interval P99 (ms)
9
Nejdelší interval (ms)
109
Intervaly nad rozpočtem
10
Podíl intervalů nad rozpočtem (%)
1
Podíl celkového času v těchto intervalech (%)
10,9
Nejdelší souvislá skupina nad rozpočtem
1
Referenční rozpočet (ms)
16,67

Deset prodlev za sebou

Stejných deset intervalů po 109 ms nyní následuje za sebou na konci. Souhrnné hodnoty zůstávají stejné jako u oddělené posloupnosti, ale nejdelší souvislá skupina nad referenčním rozpočtem se zvětší z jednoho na deset intervalů.

Průměrné FPS
100
Interval P99 (ms)
9
Nejdelší interval (ms)
109
Intervaly nad rozpočtem
10
Podíl intervalů nad rozpočtem (%)
1
Podíl celkového času v těchto intervalech (%)
10,9
Nejdelší souvislá skupina nad rozpočtem
10
Referenční rozpočet (ms)
16,67

Proč P99 může přehlédnout nejdelší prodlevy

Laboratoř seřadí intervaly od nejkratšího po nejdelší a vezme pozici ceil(0.99 × N), počítanou od jedné. Při 1 000 intervalech jde o pozici 990. V obou nerovnoměrných posloupnostech má prvních 990 hodnot 9 ms; všech deset prodlev o 109 ms leží za touto pozicí. Nižší P99 zde nedokazuje rovnoměrnější zážitek. Jiné nástroje mohou používat jiné metody výpočtu percentilů.

P99 není univerzální „1% low FPS“

Hranice percentilu a průměr nejpomalejších intervalů jsou odlišné výpočty. Označení „1% low“ nestačí k určení vzorce. Před porovnáním výsledků ověřte definici nástroje, zaznamenávanou metriku a verzi. Tato laboratoř uvádí P99 v milisekundách a jeho převrácenou hodnotu neoznačuje jako 1% low.

Ptejte se stejných dat na něco jiného

Zvolte posloupnost a referenční frekvenci. Rozpočet 1 000 ÷ referenční FPS dává 33.33 ms při 30, 16.67 ms při 60 a 8.33 ms při 120. Jeho změna překlasifikuje intervaly; nemění posloupnost ani nesimuluje omezovač FPS.

Tři příklady výše používají referenci 60 FPS. Jejich data, vysvětlení i metoda zůstávají čitelné bez interaktivních ovládacích prvků.

Počítají se pouze intervaly přísně delší než referenční rozpočet. Stejně dlouhé intervaly jsou v rozpočtu.

Časový podíl sčítá celou délku každého započteného intervalu, nejen jeho přesah nad rozpočet. Nejde o skóre zadrhávání ani měření vstupní latence. Souvislá skupina popisuje sousední intervaly, nikoli prokázanou vnímatelnou epizodu zadrhnutí.

Proměňte změnu nastavení ve férové porovnání

Pro skutečná měření použijte vlastní záznamový nástroj. Laboratoř nečte váš hardware ani neimportuje záznamové soubory. Než usoudíte, že nastavení pomohlo, zaznamenejte následující.

  1. Určete jednu otázku

    Například: sníží změna jednoho grafického nastavení opakované dlouhé intervaly na stejné trase? Zachovejte verzi hry, scénu, rozlišení, limit snímků, synchronizaci a ostatní nastavení. Každou výjimku zaznamenejte.

  2. Zaznamenejte srovnatelné průchody

    Zahřívací část provádějte stejně a používejte stejnou trasu i délku záznamu. Každou podmínku opakujte a podle možností střídejte jejich pořadí. Oddělte úvodní načítání či práci se shadery od zahřátého testu; nemažte nepohodlné špičky bez zdokumentování důvodu.

  3. Čtěte souhrny společně s časovou osou

    Porovnejte průměrnou frekvenci, hodnoty na konci rozdělení, nejdelší interval a místa dlouhých intervalů. Pokud se opakované průchody výrazně překrývají, označte výsledek za nejasný místo výběru nejlepšího průchodu. Stejný průměr může doprovázet užitečnou změnu rozložení snímků.

  4. Vymezte platnost závěru

    Zapište změněné nastavení, pevné podmínky, opakované výsledky a zbývající nejistotu. Intervaly předávání snímků aplikací, zobrazené snímky a generované snímky se mohou lišit. Porovnávejte stejnou metriku; jen z těchto čísel nevyvozujte vstupní latenci ani závadu CPU/GPU.

Od tabulky výsledků k podloženému závěru

Každý případ klade jinou otázku: opakovala se výhoda, zlepšil se zvolený ukazatel a byly záznamy správně sloučeny? Než rozhodnete, co výsledky podporují, přečtěte si pozorování.

Všechny následující záznamy jsou sestavená výuková data z úplných intervalů, nikoli skutečná měření výkonu. A a B jsou označení, ne doporučená nastavení. Příklady neurčují minimální počet opakování ani pravidlo statistické významnosti.

Nejlepší záznam naznačuje vítěze; celá sada nikoli

V tomto sestaveném příkladu se A a B střídají na stejné trase po 60 sekundách se stejnou metrikou záznamu, zahřátím, rozlišením a ostatními podmínkami. Otázkou je, zda B v těchto třech dvojicích vykazuje opakovatelnou výhodu v průměrné rychlosti.

Dvojice opakováníA · Průměrné FPSB · Průměrné FPSRozdíl B − A (FPS)
11001033
210299-3
31011010

A

Celkové FPS za celou dobu
101
Nejnižší průměrné FPS ze záznamů
100
Nejvyšší průměrné FPS ze záznamů
102

B

Celkové FPS za celou dobu
101
Nejnižší průměrné FPS ze záznamů
99
Nejvyšší průměrné FPS ze záznamů
103

Výběr pouze nejvyššího výsledku dává A 102 a B 103 FPS. Zachování všech stejně dlouhých záznamů dává oběma celkem 101 FPS. Rozdíly ve dvojicích jsou +3, −3 a 0 FPS: směr se mění.

Co můžete vyvodit

Tato sada neukazuje soustavnou výhodu B v průměrných FPS. Ani nedokazuje rovnocennost nastavení; malý sestavený vzorek takové tvrzení nerozhodne.

Co ověřit dále

Opakujte srovnatelná pozorování a posuzujte rozdíly spolu s podmínkami záznamu. Uchovejte všechny platné záznamy a zdokumentujte vyřazení. Pokud výsledek může vysvětlit pořadí nebo práce na pozadí, zlepšete porovnání před výběrem vítěze.

Meze závěru

Překrytí rozsahů je popis, nikoli test významnosti. Jeden nejlepší záznam ani pevný počet opakování nejsou univerzální rozhodovací pravidla.

Průměr se zlepšuje, ukazatel dlouhých intervalů se zhoršuje

Oba sestavené záznamy trvají deset sekund. A obsahuje 980 intervalů po 10 ms a deset po 20 ms. B obsahuje 1180 intervalů po 8 ms a dvacet po 28 ms. Pro oba použijte stejnou referenci 60 FPS, přibližně 16.67 ms.

A

Délka (s)
10
Úplné intervaly
990
Průměrné FPS
99
Intervaly nad referencí 60 FPS
10
Podíl času v těchto intervalech (%)
2

B

Délka (s)
10
Úplné intervaly
1 200
Průměrné FPS
120
Intervaly nad referencí 60 FPS
20
Podíl času v těchto intervalech (%)
5,6

A má celkem 990 intervalů, B 1200: 99 oproti 120 FPS. Započtené intervaly zabírají u A 200 ms a u B 560 ms, tedy 2% oproti 5.6% celkového času. Tato procenta popisují čas, ne podíl počtu intervalů.

Co můžete vyvodit

B má v tomto příkladu vyšší průměrnou rychlost, ale více času připadá na intervaly nad zvolenou referencí. Čísla ukazují výměnu jedné výhody za jinou nevýhodu, nikoli celkového vítěze v plynulosti.

Co ověřit dále

Určete, zda se vaše skutečná otázka týká průměrné rychlosti, opakovaných dlouhých mezer či jiného měřeného výsledku. Než nastavení ponecháte, porovnejte opakované záznamy stejné scény a místa výskytu mezer.

Meze závěru

Jedna dvojice A/B neprokazuje opakovatelný účinek. Práh je zvolená reference; příklad neměří vnímání ani zpoždění vstupu a neurčuje příčinu mezery.

Nestejné délky záznamů mohou obrátit naivní pořadí

A spojuje deset sekund při 120 FPS s devadesáti sekundami při 60 FPS. B spojuje dva padesátisekundové záznamy při 80 FPS. Každé označení tedy pokrývá 100 sekund. Délky záznamů A se liší, u B jsou stejné.

ZáznamDélka (s)Úplné intervalyPrůměrné FPS
A1101 200120
B1504 00080
A2905 40060
B2504 00080

A

Celkové FPS za celou dobu
66
Aritmetický průměr FPS jednotlivých záznamů
90

B

Celkové FPS za celou dobu
80
Aritmetický průměr FPS jednotlivých záznamů
80

A obsahuje 1200 + 5400 = 6600 intervalů: 66 FPS za 100 sekund. B obsahuje 4000 + 4000 = 8000: 80 FPS. Průměr dvou zobrazených FPS u A je 90, což jej chybně řadí nad B, pokud se hodnota vydává za celkovou rychlost.

Co můžete vyvodit

Za celé doby dávají sestavená data A 66 a B 80 FPS. Zkratka s výsledkem 90 FPS přisuzuje velmi různě dlouhým záznamům stejnou váhu.

Co ověřit dále

Pro celkovou rychlost slučte počty intervalů a jejich délky. Při porovnávání účinku nastavení srovnejte také skladbu scén, zahřátí a metriku záznamu; správná aritmetika nenapraví nesrovnatelné podmínky.

Meze závěru

Průměr FPS jednotlivých záznamů odpovídá na jinou otázku a není sám o sobě neplatný. Nesmí se označit za celkovou rychlost. Samotné agregované hodnoty nedokazují, že zlepšení způsobilo B.

Změňte souhrn, zachovejte záznamy

U stejných sestavených dat porovnejte výpočet za celou dobu se zkratkou daného případu. Mění se jen souhrn. Záznamy a jejich podmínky zůstávají.

Užitečný závěr může obsahovat nejistotu

„Oba příklady mají průměr 100 FPS, ale jiné rozložení intervalů“ z těchto dat vyplývá. „Tento počítač bude působit plynule“ nikoli. U vlastních průchodů si nastavení ponechte až po kontrole opakovaných srovnatelných měření a zážitku, který jste chtěli zlepšit.

Co vám toto cvičení neřekne

Posloupnosti ilustrují aritmetiku, nikoli lidské vnímání. Nezahrnují chování obnovování displeje, proměnlivou obnovovací frekvenci, generování snímků, vstupní či síťové zpoždění ani příčinu dlouhého intervalu. Referenční rozpočet je zvolená srovnávací čára, ne univerzální hranice dobrého a špatného. Příklady nedoporučují žádnou hru, nákup hardwaru ani opravu.