WOOFY · Εργαστήριο παιχνιδιού

Ίδια FPS, διαφορετικός χρονισμός των καρέ

Ένας μετρητής FPS συνοψίζει μια συχνότητα. Δεν λέει πότε φτάνει κάθε καρέ. Χρησιμοποίησε αυτές τις σκόπιμα απλές ακολουθίες για να μάθεις ποιες ερωτήσεις απαντά μια σύνοψη και ποιες χρειάζονται τη χρονική ακολουθία.

Άλλαξε το ερώτημα που θέτεις στα ίδια δεδομένα

Γιατί δεν αρκεί πάντα ο μέσος όρος δύο τιμών FPS

Φανταστείτε δύο πλήρη διαστήματα: 10 ms και 30 ms. Συνολικά διαρκούν 40 ms. Μετρήστε και τα δύο διαστήματα ως προς αυτόν τον συνολικό χρόνο.

Ο συνολικός ρυθμός είναι 1000 × 2 ÷ 40 = 50 FPS. Ο αντίστροφος ρυθμός του διαστήματος 10 ms είναι 100 FPS και του διαστήματος 30 ms περίπου 33.33 FPS.

Ο μέσος όρος των 100 και 33.33 είναι περίπου 66.67, όχι ο συνολικός ρυθμός. Το αργό διάστημα καταλαμβάνει τριπλάσιο χρόνο. Κρατήστε μαζί το πλήθος διαστημάτων και τη συνολική διάρκεια· το ίδιο σφάλμα εμφανίζεται όταν συνδυάζονται καταγραφές διαφορετικού μήκους.

Τρεις ακολουθίες, ίδιος συνολικός χρόνος

Κάθε ακολουθία περιέχει 1 000 πλήρη διαστήματα καρέ, συνολικής διάρκειας 10 000 ms. Διάστημα είναι ο χρόνος ανάμεσα σε διαδοχικά συμβάντα καρέ. Εδώ, μέσα FPS = 1 000 × πλήθος διαστημάτων ÷ συνολικά χιλιοστά δευτερολέπτου. Τα διαστήματα είναι συνθετικά, χωρίς όρια καταγραφής ή ελλιπείς εγγραφές.

Η οριζόντια θέση δείχνει τη σειρά του διαστήματος, όχι τον χρόνο που πέρασε. Το κατακόρυφο ύψος είναι η διάρκεια, από 0 έως 120 ms. Το κείμενο και οι αριθμοί παρακάτω περιγράφουν τα ίδια δεδομένα.

Ομοιόμορφα διαστήματα

Κάθε διάστημα είναι 10 ms. Κανένα δεν ξεπερνά τον χρονικό προϋπολογισμό αναφοράς των 60 FPS, περίπου 16.67 ms.

Μέσα FPS
100
Διάστημα P99 (ms)
10
Μεγαλύτερο διάστημα (ms)
10
Διαστήματα πάνω από τον προϋπολογισμό
0
Ποσοστό διαστημάτων πάνω από τον προϋπολογισμό (%)
0
Ποσοστό συνολικού χρόνου σε αυτά τα διαστήματα (%)
0
Μεγαλύτερη συνεχόμενη ομάδα πάνω από τον προϋπολογισμό
0
Προϋπολογισμός αναφοράς (ms)
16,67

Δέκα χωριστά κενά

Κάθε εκατοστό διάστημα είναι 109 ms· τα υπόλοιπα 990 είναι 9 ms. Τα κενά είναι χωριστά. Ο μέσος όρος παραμένει 100 FPS, αλλά το P99 είναι μόλις 9 ms.

Μέσα FPS
100
Διάστημα P99 (ms)
9
Μεγαλύτερο διάστημα (ms)
109
Διαστήματα πάνω από τον προϋπολογισμό
10
Ποσοστό διαστημάτων πάνω από τον προϋπολογισμό (%)
1
Ποσοστό συνολικού χρόνου σε αυτά τα διαστήματα (%)
10,9
Μεγαλύτερη συνεχόμενη ομάδα πάνω από τον προϋπολογισμό
1
Προϋπολογισμός αναφοράς (ms)
16,67

Δέκα κενά μαζί

Τα ίδια δέκα διαστήματα των 109 ms εμφανίζονται τώρα διαδοχικά στο τέλος. Οι συνοπτικές τιμές παραμένουν ίδιες με τη χωριστή ακολουθία, ενώ η μεγαλύτερη συνεχόμενη ομάδα πάνω από τον προϋπολογισμό αναφοράς μεγαλώνει από ένα σε δέκα διαστήματα.

Μέσα FPS
100
Διάστημα P99 (ms)
9
Μεγαλύτερο διάστημα (ms)
109
Διαστήματα πάνω από τον προϋπολογισμό
10
Ποσοστό διαστημάτων πάνω από τον προϋπολογισμό (%)
1
Ποσοστό συνολικού χρόνου σε αυτά τα διαστήματα (%)
10,9
Μεγαλύτερη συνεχόμενη ομάδα πάνω από τον προϋπολογισμό
10
Προϋπολογισμός αναφοράς (ms)
16,67

Γιατί το P99 μπορεί να μην δείξει τα μεγαλύτερα κενά

Το εργαστήριο ταξινομεί τα διαστήματα από το μικρότερο στο μεγαλύτερο και παίρνει τη θέση ceil(0.99 × N), μετρώντας από το ένα. Με 1 000 διαστήματα είναι η θέση 990. Και στις δύο ανομοιόμορφες ακολουθίες, οι πρώτες 990 τιμές είναι 9 ms· και τα δέκα κενά των 109 ms βρίσκονται μετά από αυτή τη θέση. Ένα χαμηλότερο P99 εδώ δεν αποδεικνύει πιο σταθερή εμπειρία. Άλλα εργαλεία μπορεί να χρησιμοποιούν διαφορετικές μεθόδους εκατοστημορίων.

Το P99 δεν είναι ένας καθολικός ορισμός του «1% low FPS»

Το όριο ενός εκατοστημορίου και ο μέσος όρος των πιο αργών διαστημάτων είναι διαφορετικοί υπολογισμοί. Η ετικέτα «1% low» δεν αρκεί για να αναγνωρίσεις τον τύπο. Έλεγξε τον ορισμό, τη μετρική καταγραφής και την έκδοση του εργαλείου πριν συγκρίνεις αποτελέσματα. Το εργαστήριο αναφέρει το P99 σε χιλιοστά δευτερολέπτου και δεν ονομάζει το αντίστροφό του 1% low.

Άλλαξε το ερώτημα που θέτεις στα ίδια δεδομένα

Διάλεξε ακολουθία και συχνότητα αναφοράς. Ο προϋπολογισμός 1 000 ÷ FPS αναφοράς δίνει 33.33 ms στα 30, 16.67 ms στα 60 και 8.33 ms στα 120. Η αλλαγή αναταξινομεί τα διαστήματα· δεν αλλάζει την ακολουθία ούτε προσομοιώνει περιοριστή FPS.

Τα τρία παραδείγματα παραπάνω χρησιμοποιούν αναφορά 60 FPS. Τα δεδομένα, οι εξηγήσεις και η μέθοδος παραμένουν αναγνώσιμα χωρίς τους διαδραστικούς ελέγχους.

Μετρούν μόνο τα διαστήματα που είναι αυστηρά μεγαλύτερα από τον προϋπολογισμό αναφοράς. Η ισότητα βρίσκεται εντός προϋπολογισμού.

Το ποσοστό χρόνου αθροίζει ολόκληρη τη διάρκεια κάθε διαστήματος που μετρήθηκε, όχι μόνο την υπέρβασή του. Δεν είναι βαθμός κολλημάτων ούτε μέτρηση καθυστέρησης εισόδου. Μια συνεχόμενη ομάδα περιγράφει γειτονικά διαστήματα, όχι ένα αποδεδειγμένα αντιληπτό κόλλημα.

Κάνε μια αλλαγή ρύθμισης δίκαιη σύγκριση

Χρησιμοποίησε το δικό σου εργαλείο καταγραφής για πραγματικές μετρήσεις. Το εργαστήριο δεν διαβάζει το υλικό σου και δεν εισάγει αρχεία καταγραφής. Σημείωσε τα ακόλουθα πριν αποφασίσεις ότι μια ρύθμιση βοήθησε.

  1. Όρισε ένα ερώτημα

    Για παράδειγμα: μειώνει η αλλαγή μίας ρύθμισης γραφικών τα επαναλαμβανόμενα μεγάλα διαστήματα στην ίδια διαδρομή; Κράτησε σταθερά την έκδοση του παιχνιδιού, τη σκηνή, την ανάλυση, το όριο καρέ, τον συγχρονισμό και τις άλλες ρυθμίσεις. Κατέγραψε κάθε εξαίρεση.

  2. Κατάγραψε συγκρίσιμες δοκιμές

    Κάνε την ίδια προθέρμανση και χρησιμοποίησε την ίδια διαδρομή και διάρκεια καταγραφής. Επανάλαβε κάθε συνθήκη και εναλλάσσε τη σειρά τους όπου γίνεται. Ξεχώρισε την αρχική φόρτωση ή την εργασία των shaders από μια δοκιμή μετά την προθέρμανση· μην αφαιρείς ανεπιθύμητες αιχμές χωρίς να τεκμηριώνεις τον λόγο.

  3. Διάβασε τις συνόψεις μαζί με τη χρονική ακολουθία

    Σύγκρινε τη μέση συχνότητα, τις τιμές στην ουρά της κατανομής, το μέγιστο διάστημα και πού εμφανίζονται τα μεγάλα διαστήματα. Αν οι επαναλήψεις επικαλύπτονται σημαντικά, ανέφερε το αποτέλεσμα ως ασαφές αντί να επιλέξεις την καλύτερη δοκιμή. Ένας αμετάβλητος μέσος όρος μπορεί να συνυπάρχει με χρήσιμη αλλαγή στον χρονισμό των καρέ.

  4. Δήλωσε τα όρια του συμπεράσματος

    Γράψε τη ρύθμιση που άλλαξε, τις σταθερές συνθήκες, τα επαναλαμβανόμενα αποτελέσματα και την αβεβαιότητα που παραμένει. Τα διαστήματα υποβολής καρέ της εφαρμογής, τα προβαλλόμενα και τα παραγόμενα καρέ μπορεί να διαφέρουν. Σύγκρινε την ίδια μετρική· μην συμπεραίνεις καθυστέρηση εισόδου ή βλάβη CPU/GPU μόνο από αυτούς τους αριθμούς.

Από τον πίνακα αποτελεσμάτων σε τεκμηριωμένο συμπέρασμα

Κάθε περίπτωση θέτει άλλο ερώτημα: επαναλήφθηκε το πλεονέκτημα, βελτιώθηκε ο επιλεγμένος δείκτης και συνδυάστηκαν σωστά οι καταγραφές; Διαβάστε τις παρατηρήσεις πριν αποφασίσετε τι στηρίζουν.

Όλες οι παρακάτω καταγραφές είναι κατασκευασμένα διδακτικά δεδομένα από πλήρη διαστήματα, όχι πραγματικές μετρήσεις επιδόσεων. Τα A και B είναι ετικέτες, όχι προτεινόμενες ρυθμίσεις. Τα παραδείγματα δεν ορίζουν ελάχιστο αριθμό επαναλήψεων ή κανόνα στατιστικής σημαντικότητας.

Η καλύτερη καταγραφή υποδεικνύει νικητή· το πλήρες σύνολο όχι

Σε αυτό το κατασκευασμένο παράδειγμα, A και B εναλλάσσονται στην ίδια διαδρομή για 60 δευτερόλεπτα το καθένα, με ίδιο δείκτη καταγραφής, προθέρμανση, ανάλυση και άλλες συνθήκες. Το ερώτημα είναι αν το B έχει επαναλήψιμο πλεονέκτημα μέσου ρυθμού σε αυτά τα τρία ζεύγη.

Ζεύγος επαναλήψεωνA · Μέσος όρος FPSB · Μέσος όρος FPSB μείον A (FPS)
11001033
210299-3
31011010

A

Συνολικά FPS για ολόκληρη τη διάρκεια
101
Χαμηλότερος μέσος όρος FPS μεταξύ των καταγραφών
100
Υψηλότερος μέσος όρος FPS μεταξύ των καταγραφών
102

B

Συνολικά FPS για ολόκληρη τη διάρκεια
101
Χαμηλότερος μέσος όρος FPS μεταξύ των καταγραφών
99
Υψηλότερος μέσος όρος FPS μεταξύ των καταγραφών
103

Επιλέγοντας μόνο το υψηλότερο αποτέλεσμα παίρνουμε A 102 και B 103 FPS. Διατηρώντας όλες τις ισόχρονες καταγραφές παίρνουμε συνολικά 101 FPS και για τα δύο. Οι διαφορές ανά ζεύγος είναι +3, −3 και 0 FPS: η κατεύθυνση αλλάζει.

Τι μπορείτε να συμπεράνετε

Αυτό το σύνολο δεν δείχνει σταθερό πλεονέκτημα μέσων FPS για το B. Δεν αποδεικνύει ούτε ισοδυναμία ρυθμίσεων· ένα μικρό κατασκευασμένο δείγμα δεν αρκεί για αυτόν τον ισχυρισμό.

Τι να ελέγξετε μετά

Επαναλάβετε συγκρίσιμες παρατηρήσεις και εξετάστε τις διαφορές μαζί με τις συνθήκες καταγραφής. Κρατήστε όλες τις έγκυρες καταγραφές και τεκμηριώστε τις εξαιρέσεις. Αν η σειρά ή εργασίες παρασκηνίου μπορεί να εξηγούν αποτέλεσμα, βελτιώστε τη σύγκριση πριν επιλέξετε νικητή.

Όριο του συμπεράσματος

Η επικάλυψη εύρων είναι περιγραφή, όχι έλεγχος σημαντικότητας. Η μία καλύτερη καταγραφή και ένας σταθερός αριθμός επαναλήψεων δεν είναι καθολικοί κανόνες απόφασης.

Ο μέσος όρος βελτιώνεται, ο δείκτης μεγάλων διαστημάτων χειροτερεύει

Και οι δύο κατασκευασμένες καταγραφές διαρκούν δέκα δευτερόλεπτα. Το A περιέχει 980 διαστήματα των 10 ms και δέκα των 20 ms. Το B περιέχει 1180 διαστήματα των 8 ms και είκοσι των 28 ms. Χρησιμοποιήστε και στα δύο αναφορά 60 FPS, περίπου 16.67 ms.

A

Διάρκεια (s)
10
Πλήρη διαστήματα
990
Μέσος όρος FPS
99
Διαστήματα πάνω από την αναφορά των 60 FPS
10
Ποσοστό χρόνου σε αυτά τα διαστήματα (%)
2

B

Διάρκεια (s)
10
Πλήρη διαστήματα
1.200
Μέσος όρος FPS
120
Διαστήματα πάνω από την αναφορά των 60 FPS
20
Ποσοστό χρόνου σε αυτά τα διαστήματα (%)
5,6

Το A έχει συνολικά 990 διαστήματα και το B 1200: 99 έναντι 120 FPS. Τα μετρημένα διαστήματα καταλαμβάνουν 200 ms στο A και 560 ms στο B, δηλαδή 2% έναντι 5.6% του συνολικού χρόνου. Τα ποσοστά αφορούν χρόνο, όχι το μερίδιο του πλήθους διαστημάτων.

Τι μπορείτε να συμπεράνετε

Το B έχει υψηλότερο μέσο ρυθμό εδώ, αλλά περισσότερος χρόνος βρίσκεται σε διαστήματα πάνω από την επιλεγμένη αναφορά. Οι αριθμοί δείχνουν αντιστάθμισμα, όχι συνολικό νικητή ομαλότητας.

Τι να ελέγξετε μετά

Διευκρινίστε αν το πραγματικό ερώτημα αφορά μέσο ρυθμό, επαναλαμβανόμενα μεγάλα διαστήματα ή άλλο μετρούμενο αποτέλεσμα. Συγκρίνετε επαναλαμβανόμενες καταγραφές της ίδιας σκηνής και εξετάστε πού εμφανίζονται τα μεγάλα διαστήματα πριν κρατήσετε τη ρύθμιση.

Όριο του συμπεράσματος

Ένα ζεύγος A/B δεν τεκμηριώνει επαναλήψιμη επίδραση. Το όριο είναι επιλεγμένη αναφορά· το παράδειγμα δεν μετρά αντίληψη ή καθυστέρηση εισόδου και δεν εντοπίζει την αιτία ενός μεγάλου διαστήματος.

Οι άνισες διάρκειες μπορούν να αντιστρέψουν μια απλοϊκή κατάταξη

Το A συνδυάζει δέκα δευτερόλεπτα στα 120 FPS με ενενήντα στα 60 FPS. Το B συνδυάζει δύο καταγραφές πενήντα δευτερολέπτων στα 80 FPS. Κάθε ετικέτα καλύπτει επομένως 100 δευτερόλεπτα. Οι διάρκειες του A διαφέρουν, ενώ του B είναι ίσες.

ΚαταγραφήΔιάρκεια (s)Πλήρη διαστήματαΜέσος όρος FPS
A1101.200120
B1504.00080
A2905.40060
B2504.00080

A

Συνολικά FPS για ολόκληρη τη διάρκεια
66
Αριθμητικός μέσος των FPS των καταγραφών
90

B

Συνολικά FPS για ολόκληρη τη διάρκεια
80
Αριθμητικός μέσος των FPS των καταγραφών
80

Το A περιέχει 1200 + 5400 = 6600 διαστήματα: 66 FPS σε 100 δευτερόλεπτα. Το B περιέχει 4000 + 4000 = 8000: 80 FPS. Ο μέσος των δύο εμφανιζόμενων FPS του A δίνει 90 και το τοποθετεί λανθασμένα πάνω από το B, αν παρουσιαστεί ως συνολικός ρυθμός.

Τι μπορείτε να συμπεράνετε

Στις πλήρεις διάρκειες, τα κατασκευασμένα δεδομένα δίνουν A 66 και B 80 FPS. Η συντόμευση των 90 FPS δίνει ίδιο βάρος σε καταγραφές πολύ διαφορετικής διάρκειας.

Τι να ελέγξετε μετά

Για συνολικό ρυθμό συνδυάστε πλήθη διαστημάτων και διάρκειες. Για σύγκριση επίδρασης ρυθμίσεων ταιριάξτε επίσης τη σύνθεση σκηνών, την προθέρμανση και τον δείκτη καταγραφής· η σωστή αριθμητική δεν διορθώνει ανόμοιες συνθήκες.

Όριο του συμπεράσματος

Ο μέσος FPS ανά καταγραφή απαντά σε άλλη ερώτηση και δεν είναι εγγενώς άκυρος. Δεν πρέπει να ονομάζεται συνολικός ρυθμός. Μόνα τους αυτά τα συγκεντρωτικά μεγέθη δεν δείχνουν ότι το B προκάλεσε βελτίωση.

Αλλάξτε τη σύνοψη, κρατήστε τις καταγραφές

Με τα ίδια κατασκευασμένα δεδομένα συγκρίνετε τον υπολογισμό ολόκληρης της διάρκειας με τη συντόμευση κάθε περίπτωσης. Αλλάζει μόνο η σύνοψη. Οι καταγραφές και οι συνθήκες τους παραμένουν ίδιες.

Ένα χρήσιμο συμπέρασμα μπορεί να περιέχει αβεβαιότητα

Το «και τα δύο παραδείγματα έχουν μέσο όρο 100 FPS, αλλά διαφορετικά μοτίβα διαστημάτων» προκύπτει από τα δεδομένα. Το «αυτός ο υπολογιστής θα φαίνεται ομαλός» όχι. Στις δικές σου δοκιμές, κράτησε τις ρυθμίσεις μόνο αφού ελέγξεις επαναλαμβανόμενες συγκρίσιμες μετρήσεις και την εμπειρία που ήθελες να βελτιώσεις.

Τι δεν μπορεί να σου πει η άσκηση

Οι ακολουθίες δείχνουν αριθμητική, όχι ανθρώπινη αντίληψη. Δεν περιλαμβάνουν συμπεριφορά ανανέωσης οθόνης, μεταβλητή συχνότητα ανανέωσης, παραγωγή καρέ, καθυστέρηση εισόδου ή δικτύου ούτε την αιτία ενός μεγάλου διαστήματος. Ο προϋπολογισμός αναφοράς είναι επιλεγμένη γραμμή σύγκρισης, όχι καθολικό όριο καλού και κακού. Τα παραδείγματα δεν συνιστούν κανένα παιχνίδι, αγορά υλικού ή επισκευή.