WOOFY · Spiellabor

Gleiche FPS, anderes Frame-Pacing

Ein FPS-Zähler fasst eine Rate zusammen. Er zeigt nicht, wann jedes einzelne Bild ankommt. An diesen bewusst einfachen Folgen lernst du, welche Fragen eine Zusammenfassung beantworten kann und welche einen zeitlichen Verlauf brauchen.

Stelle eine andere Frage an dieselben Daten

Warum sich zwei FPS-Werte nicht immer einfach mitteln lassen

Stell dir zwei vollständige Intervalle vor: 10 ms und 30 ms. Zusammen dauern sie 40 ms. Zähle beide Intervalle über diese gesamte Zeit.

Die Gesamtrate ist 1000 × 2 ÷ 40 = 50 FPS. Die umgerechnete Kehrwertrate des 10-ms-Intervalls beträgt 100 FPS, die des 30-ms-Intervalls etwa 33.33 FPS.

Der Mittelwert aus 100 und 33.33 ist ungefähr 66.67, aber nicht die Gesamtrate. Das langsame Intervall beansprucht dreimal so viel Zeit. Behalte Intervallanzahl und Gesamtdauer zusammen im Blick; dieselbe Falle entsteht beim Zusammenfassen unterschiedlich langer Aufzeichnungen.

Drei Folgen, dieselbe Gesamtdauer

Jede Folge enthält 1 000 vollständige Frame-Intervalle mit insgesamt 10 000 ms. Ein Intervall ist die Zeit zwischen aufeinanderfolgenden Frame-Ereignissen. Hier gilt: Durchschnitts-FPS = 1 000 × Intervallanzahl ÷ gesamte Millisekunden. Die Intervalle sind synthetisch, ohne Aufnahmegrenzen oder fehlende Einträge.

Die horizontale Position zeigt die Reihenfolge der Intervalle, nicht die vergangene Zeit. Die vertikale Höhe zeigt ihre Dauer von 0 bis 120 ms. Text und Zahlen darunter beschreiben dieselben Daten.

Gleichmäßige Abstände

Jedes Intervall dauert 10 ms. Keines überschreitet das Referenzzeitbudget für 60 FPS von ungefähr 16.67 ms.

Durchschnitts-FPS
100
P99-Intervall (ms)
10
Längstes Intervall (ms)
10
Intervalle über dem Budget
0
Anteil der Intervalle über dem Budget (%)
0
Anteil der Gesamtzeit in diesen Intervallen (%)
0
Längste zusammenhängende Gruppe über dem Budget
0
Referenzbudget (ms)
16,67

Zehn getrennte Pausen

Jedes hundertste Intervall dauert 109 ms; die übrigen 990 dauern 9 ms. Die Pausen liegen auseinander. Der Durchschnitt bleibt bei 100 FPS, doch P99 beträgt nur 9 ms.

Durchschnitts-FPS
100
P99-Intervall (ms)
9
Längstes Intervall (ms)
109
Intervalle über dem Budget
10
Anteil der Intervalle über dem Budget (%)
1
Anteil der Gesamtzeit in diesen Intervallen (%)
10,9
Längste zusammenhängende Gruppe über dem Budget
1
Referenzbudget (ms)
16,67

Zehn Pausen am Stück

Dieselben zehn Intervalle von 109 ms folgen jetzt am Ende direkt aufeinander. Die Kennzahlen bleiben wie bei der verteilten Folge, während die längste zusammenhängende Gruppe über dem Referenzbudget von einem auf zehn Intervalle wächst.

Durchschnitts-FPS
100
P99-Intervall (ms)
9
Längstes Intervall (ms)
109
Intervalle über dem Budget
10
Anteil der Intervalle über dem Budget (%)
1
Anteil der Gesamtzeit in diesen Intervallen (%)
10,9
Längste zusammenhängende Gruppe über dem Budget
10
Referenzbudget (ms)
16,67

Warum P99 die längsten Pausen übersehen kann

Das Labor sortiert Intervalle vom kürzesten zum längsten und wählt die Position ceil(0.99 × N), gezählt ab eins. Bei 1 000 Intervallen ist das Position 990. In beiden ungleichmäßigen Folgen betragen die ersten 990 Werte 9 ms; alle zehn Pausen von 109 ms liegen dahinter. Ein niedrigeres P99 beweist hier kein gleichmäßigeres Spielerlebnis. Andere Werkzeuge können andere Perzentilmethoden verwenden.

P99 ist kein universeller Wert für „1% low FPS“

Eine Perzentilgrenze und der Durchschnitt der langsamsten Intervalle sind unterschiedliche Berechnungen. Die Bezeichnung „1% low“ verrät die Formel nicht. Prüfe Definition, erfasste Metrik und Version des Werkzeugs, bevor du Ergebnisse vergleichst. Dieses Labor gibt P99 in Millisekunden an und bezeichnet dessen Kehrwert nicht als 1% low.

Stelle eine andere Frage an dieselben Daten

Wähle eine Folge und eine Referenzrate. Das Budget 1 000 ÷ Referenz-FPS ergibt 33.33 ms bei 30, 16.67 ms bei 60 und 8.33 ms bei 120. Eine Änderung ordnet die Intervalle neu ein; sie verändert die Folge nicht und simuliert keinen FPS-Begrenzer.

Die drei Beispiele oben verwenden die Referenz von 60 FPS. Daten, Erklärungen und Methode bleiben auch ohne interaktive Bedienelemente lesbar.

Gezählt werden nur Intervalle, die strikt länger als das Referenzbudget sind. Gleich lange Intervalle liegen innerhalb des Budgets.

Der Zeitanteil addiert die volle Dauer jedes gezählten Intervalls, nicht nur die Überschreitung des Budgets. Er ist weder ein Ruckelwert noch eine Messung der Eingabelatenz. Eine zusammenhängende Gruppe beschreibt benachbarte Intervalle, kein nachgewiesenes wahrnehmbares Ruckelereignis.

Mache aus einer Einstellungsänderung einen fairen Vergleich

Nutze dein Aufzeichnungswerkzeug für echte Messungen. Dieses Labor liest deine Hardware nicht aus und importiert keine Aufzeichnungen. Halte Folgendes fest, bevor du entscheidest, dass eine Einstellung geholfen hat.

  1. Formuliere eine Frage

    Zum Beispiel: Verringert eine geänderte Grafikeinstellung wiederkehrende lange Intervalle auf derselben Strecke? Halte Spielversion, Szene, Auflösung, Framelimit, Synchronisierung und andere Einstellungen konstant. Dokumentiere jede Ausnahme.

  2. Zeichne vergleichbare Durchläufe auf

    Verwende dieselbe Aufwärmphase, Strecke und Aufzeichnungsdauer. Wiederhole jede Bedingung und wechsle nach Möglichkeit ihre Reihenfolge. Trenne erstmaliges Laden oder Shader-Arbeit von einem bereits aufgewärmten Test; entferne unpassende Spitzen nicht ohne dokumentierten Grund.

  3. Lies Kennzahlen zusammen mit dem zeitlichen Verlauf

    Vergleiche Durchschnittsrate, Werte am Verteilungsrand, längstes Intervall und die Stellen mit langen Intervallen. Überschneiden sich wiederholte Durchläufe stark, bezeichne das Ergebnis als unklar, statt den besten Durchlauf auszuwählen. Ein unveränderter Durchschnitt kann mit einer nützlichen Veränderung des Frame-Pacings einhergehen.

  4. Grenze deine Schlussfolgerung ein

    Notiere geänderte Einstellung, feste Bedingungen, wiederholte Ergebnisse und verbleibende Unsicherheit. Present-Intervalle der Anwendung, angezeigte Frames und generierte Frames können sich unterscheiden. Vergleiche dieselbe Metrik; leite aus den Zahlen allein weder Eingabelatenz noch einen CPU/GPU-Defekt ab.

Von der Ergebnistabelle zu einer begründbaren Schlussfolgerung

Jeder Fall stellt eine andere Frage: Wiederholt sich ein Vorteil, verbessert sich die gewählte Kennzahl und wurden die Aufzeichnungen richtig zusammengefasst? Lies die Beobachtungen, bevor du entscheidest, was sie belegen.

Alle folgenden Aufzeichnungen sind konstruierte Lehrdaten aus vollständigen Intervallen, keine echten Benchmark-Aufnahmen. A und B sind Bezeichnungen, keine empfohlenen Einstellungen. Die Beispiele legen weder eine Mindestzahl an Wiederholungen noch eine Regel für statistische Signifikanz fest.

Die beste Aufzeichnung deutet einen Sieger an; der vollständige Satz nicht

In diesem konstruierten Beispiel wechseln A und B auf derselben Strecke jeweils 60 Sekunden lang ab. Aufzeichnungsmetrik, Aufwärmen, Auflösung und weitere Bedingungen sind gleich. Gefragt ist, ob B in diesen drei Paaren einen wiederholbaren Vorteil der mittleren Rate zeigt.

WiederholungspaarA · Durchschnittliche FPSB · Durchschnittliche FPSDifferenz B − A (FPS)
11001033
210299-3
31011010

A

Gesamt-FPS über die vollständige Dauer
101
Niedrigster durchschnittlicher FPS-Wert unter den Aufzeichnungen
100
Höchster durchschnittlicher FPS-Wert unter den Aufzeichnungen
102

B

Gesamt-FPS über die vollständige Dauer
101
Niedrigster durchschnittlicher FPS-Wert unter den Aufzeichnungen
99
Höchster durchschnittlicher FPS-Wert unter den Aufzeichnungen
103

Nur das höchste Ergebnis auszuwählen ergibt A 102 und B 103 FPS. Mit allen gleich langen Aufzeichnungen ergeben beide insgesamt 101 FPS. Die paarweisen Unterschiede sind +3, −3 und 0 FPS: Die Richtung wechselt.

Was du folgern kannst

Dieser Satz zeigt keinen durchgängigen Vorteil für B bei den durchschnittlichen FPS. Er beweist auch keine Gleichwertigkeit der Einstellungen; eine kleine konstruierte Stichprobe kann diese Behauptung nicht entscheiden.

Was du als Nächstes prüfen solltest

Wiederhole vergleichbare Beobachtungen und prüfe die Unterschiede zusammen mit den Aufnahmebedingungen. Behalte alle gültigen Aufzeichnungen und dokumentiere Ausschlüsse. Können Reihenfolge oder Hintergrundarbeit ein Ergebnis erklären, verbessere den Vergleich, bevor du einen Sieger wählst.

Grenze der Schlussfolgerung

Überlappende Wertebereiche sind eine Beschreibung, kein Signifikanztest. Eine einzelne beste Aufzeichnung und eine feste Wiederholungszahl sind keine universellen Entscheidungsregeln.

Der Durchschnitt steigt, eine Kennzahl für lange Intervalle verschlechtert sich

Beide konstruierten Aufzeichnungen dauern zehn Sekunden. A enthält 980 Intervalle zu 10 ms und zehn zu 20 ms. B enthält 1180 Intervalle zu 8 ms und zwanzig zu 28 ms. Verwende für beide dieselbe 60-FPS-Referenz von ungefähr 16.67 ms.

A

Dauer (s)
10
Vollständige Intervalle
990
Durchschnittliche FPS
99
Intervalle über der 60-FPS-Referenz
10
Zeitanteil in diesen Intervallen (%)
2

B

Dauer (s)
10
Vollständige Intervalle
1.200
Durchschnittliche FPS
120
Intervalle über der 60-FPS-Referenz
20
Zeitanteil in diesen Intervallen (%)
5,6

A enthält insgesamt 990 Intervalle, B 1200: 99 gegenüber 120 FPS. Die gezählten Intervalle beanspruchen bei A 200 ms und bei B 560 ms, also 2% gegenüber 5.6% der Gesamtzeit. Diese Prozente beschreiben Zeit, nicht den Anteil der Intervalle.

Was du folgern kannst

B hat hier die höhere Durchschnittsrate, doch mehr Zeit entfällt auf Intervalle über der gewählten Referenz. Die Zahlen zeigen einen Zielkonflikt, keinen Gesamtsieger bei der wahrgenommenen Flüssigkeit.

Was du als Nächstes prüfen solltest

Benenne, ob es dir um die Durchschnittsrate, wiederholte lange Abstände oder ein anderes gemessenes Ergebnis geht. Vergleiche wiederholte Aufzeichnungen derselben Szene und prüfe, wo die Abstände auftreten, bevor du die Einstellung beibehältst.

Grenze der Schlussfolgerung

Ein A/B-Paar belegt keinen wiederholbaren Effekt. Die Schwelle ist eine gewählte Referenz; das Beispiel misst weder Wahrnehmung noch Eingabeverzögerung und bestimmt keine Ursache eines langen Abstands.

Unterschiedliche Aufzeichnungslängen können eine naive Rangfolge umkehren

A kombiniert zehn Sekunden bei 120 FPS mit neunzig Sekunden bei 60 FPS. B kombiniert zwei Aufzeichnungen von je fünfzig Sekunden bei 80 FPS. Jede Bezeichnung umfasst somit 100 Sekunden. Bei A unterscheiden sich die Aufzeichnungslängen, bei B sind sie gleich.

AufzeichnungDauer (s)Vollständige IntervalleDurchschnittliche FPS
A1101.200120
B1504.00080
A2905.40060
B2504.00080

A

Gesamt-FPS über die vollständige Dauer
66
Arithmetisches Mittel der FPS je Aufzeichnung
90

B

Gesamt-FPS über die vollständige Dauer
80
Arithmetisches Mittel der FPS je Aufzeichnung
80

A enthält 1200 + 5400 = 6600 Intervalle: 66 FPS über 100 Sekunden. B enthält 4000 + 4000 = 8000: 80 FPS. Der Mittelwert der zwei angezeigten FPS-Werte von A ist 90 und ordnet A fälschlich über B ein, wenn er als Gesamtrate ausgegeben wird.

Was du folgern kannst

Über die vollständigen Zeiträume ergeben die konstruierten Daten A 66 und B 80 FPS. Die Abkürzung zu 90 FPS gewichtet sehr unterschiedlich lange Aufzeichnungen gleich.

Was du als Nächstes prüfen solltest

Für den Gesamtdurchsatz fasse Intervallanzahlen und Dauern zusammen. Beim Vergleich von Einstellungseffekten müssen auch Szenenzusammensetzung, Aufwärmen und Aufzeichnungsmetrik übereinstimmen; korrekte Rechnung behebt keine ungleichen Bedingungen.

Grenze der Schlussfolgerung

Ein Mittelwert der FPS je Aufzeichnung beantwortet eine andere Frage und ist nicht an sich ungültig. Er darf nicht als Gesamtrate bezeichnet werden. Diese aggregierten Werte allein zeigen nicht, dass B eine Verbesserung verursacht hat.

Die Zusammenfassung ändern, die Aufzeichnungen behalten

Vergleiche mit denselben konstruierten Daten eine Berechnung über die vollständige Dauer mit der Abkürzung des jeweiligen Falls. Nur die Zusammenfassung ändert sich. Aufzeichnungen und Bedingungen bleiben gleich.

Eine hilfreiche Schlussfolgerung darf unsicher bleiben

„Beide Beispiele erreichen durchschnittlich 100 FPS, aber ihre Intervallmuster unterscheiden sich“ folgt aus diesen Daten. „Dieser PC wird sich flüssig anfühlen“ nicht. Behalte bei eigenen Tests Einstellungen erst nach Prüfung wiederholter vergleichbarer Messungen und des Spielerlebnisses, das du verbessern wolltest.

Was diese Übung nicht verrät

Die Folgen veranschaulichen Arithmetik, keine menschliche Wahrnehmung. Sie berücksichtigen weder Bildschirmaktualisierung, variable Bildwiederholrate, Frame-Generierung, Eingabe- oder Netzwerkverzögerung noch die Ursache eines langen Intervalls. Das Referenzbudget ist eine gewählte Vergleichslinie, keine universelle Gut-Schlecht-Grenze. Die Beispiele empfehlen weder ein Spiel noch Hardwarekauf oder Reparatur.