WOOFY · Laboratoire du jeu

Mêmes FPS, régularité différente

Un compteur de FPS résume une fréquence. Il ne dit pas quand chaque image arrive. Utilisez ces séquences volontairement simples pour comprendre quelles questions un résumé peut résoudre et lesquelles nécessitent une chronologie.

Posez une autre question aux mêmes données

Pourquoi on ne peut pas toujours moyenner deux valeurs de FPS

Imaginez deux intervalles complets : 10 ms et 30 ms. Ils occupent ensemble 40 ms. Comptez les deux intervalles sur cette durée totale.

Le débit global est de 1000 × 2 ÷ 40 = 50 FPS. Le débit réciproque de l'intervalle de 10 ms est de 100 FPS, celui de 30 ms d'environ 33.33 FPS.

La moyenne de 100 et 33.33 vaut environ 66.67, ce qui n'est pas le débit global. L'intervalle lent occupe trois fois plus de temps. Gardez ensemble le nombre d'intervalles et la durée totale ; le même piège apparaît quand on combine des enregistrements de durées différentes.

Trois séquences, la même durée totale

Chaque séquence contient 1 000 intervalles d'image complets totalisant 10 000 ms. Un intervalle est le temps entre deux événements d'image consécutifs. Ici, FPS moyens = 1 000 × nombre d'intervalles ÷ total des millisecondes. Ces intervalles sont synthétiques, sans limites de capture ni enregistrements manquants.

La position horizontale indique l'ordre des intervalles, pas le temps écoulé. La hauteur verticale représente leur durée, de 0 à 120 ms. Le texte et les chiffres ci-dessous décrivent les mêmes données.

Espacement régulier

Chaque intervalle dure 10 ms. Aucun ne dépasse le budget temporel de référence à 60 FPS, soit environ 16.67 ms.

FPS moyens
100
Intervalle P99 (ms)
10
Intervalle le plus long (ms)
10
Intervalles au-dessus du budget
0
Part des intervalles au-dessus du budget (%)
0
Part du temps total dans ces intervalles (%)
0
Plus long groupe consécutif au-dessus du budget
0
Budget de référence (ms)
16,67

Dix pauses séparées

Chaque centième intervalle dure 109 ms ; les 990 autres durent 9 ms. Les pauses sont séparées. La moyenne reste à 100 FPS, mais le P99 n'est que de 9 ms.

FPS moyens
100
Intervalle P99 (ms)
9
Intervalle le plus long (ms)
109
Intervalles au-dessus du budget
10
Part des intervalles au-dessus du budget (%)
1
Part du temps total dans ces intervalles (%)
10,9
Plus long groupe consécutif au-dessus du budget
1
Budget de référence (ms)
16,67

Dix pauses à la suite

Les dix mêmes intervalles de 109 ms se succèdent maintenant à la fin. Les valeurs résumées restent identiques à celles de la séquence dispersée, tandis que le plus long groupe consécutif au-dessus du budget de référence passe d'un à dix intervalles.

FPS moyens
100
Intervalle P99 (ms)
9
Intervalle le plus long (ms)
109
Intervalles au-dessus du budget
10
Part des intervalles au-dessus du budget (%)
1
Part du temps total dans ces intervalles (%)
10,9
Plus long groupe consécutif au-dessus du budget
10
Budget de référence (ms)
16,67

Pourquoi le P99 peut manquer les pauses les plus longues

Ce laboratoire trie les intervalles du plus court au plus long et prend la position ceil(0.99 × N), en comptant à partir de un. Avec 1 000 intervalles, c'est la position 990. Dans les deux séquences irrégulières, les 990 premières valeurs sont de 9 ms ; les dix pauses de 109 ms se trouvent après cette position. Un P99 inférieur ne prouve donc pas une expérience plus régulière. D'autres outils peuvent employer des méthodes de percentile différentes.

Le P99 n'est pas une définition universelle du « 1% low FPS »

Une limite de percentile et une moyenne des intervalles les plus lents sont deux calculs différents. L'étiquette « 1% low » ne suffit pas à identifier une formule. Vérifiez la définition de l'outil, la métrique capturée et sa version avant de comparer des résultats. Ce laboratoire exprime le P99 en millisecondes et ne nomme pas son inverse 1% low.

Posez une autre question aux mêmes données

Choisissez une séquence et une fréquence de référence. Un budget de 1 000 ÷ FPS de référence donne 33.33 ms à 30, 16.67 ms à 60 et 8.33 ms à 120. Le modifier reclasse les intervalles ; cela ne change pas la séquence et ne simule pas un limiteur de FPS.

Les trois exemples ci-dessus utilisent la référence de 60 FPS. Leurs données, explications et méthode restent lisibles sans les commandes interactives.

Seuls les intervalles strictement plus longs que le budget de référence sont comptés. Une valeur égale reste dans le budget.

La part de temps additionne la durée complète de chaque intervalle compté, pas seulement son dépassement du budget. Ce n'est ni un score de saccades ni une mesure de latence d'entrée. Un groupe consécutif décrit des intervalles adjacents, pas un épisode de saccade dont la perception a été démontrée.

Transformez un changement de réglage en comparaison équitable

Utilisez votre outil de capture pour les mesures réelles. Ce laboratoire ne lit pas votre matériel et n'importe pas de fichiers de capture. Notez les éléments suivants avant de conclure qu'un réglage a aidé.

  1. Définissez une question

    Par exemple : modifier un seul réglage graphique réduit-il les longs intervalles répétés sur le même parcours ? Gardez la même version du jeu, la scène, la résolution, la limite d'images, la synchronisation et les autres réglages. Notez toute exception.

  2. Capturez des essais comparables

    Prévoyez le même échauffement et utilisez le même parcours et la même durée d'enregistrement. Répétez chaque condition et alternez leur ordre si possible. Séparez le chargement initial ou le travail des shaders d'un test déjà préparé ; ne supprimez pas les pics gênants sans en documenter la raison.

  3. Lisez les résumés avec la chronologie

    Comparez la fréquence moyenne, les valeurs en queue de distribution, l'intervalle maximal et l'emplacement des longs intervalles. Si les essais répétés se recouvrent fortement, signalez un résultat incertain plutôt que de retenir le meilleur essai. Une moyenne inchangée peut accompagner une amélioration utile de la régularité.

  4. Précisez la portée de votre conclusion

    Notez le réglage modifié, les conditions fixes, les résultats répétés et l'incertitude restante. Les intervalles de présentation de l'application, les images affichées et les images générées peuvent différer. Comparez la même métrique ; ne déduisez pas une latence d'entrée ou une panne CPU/GPU de ces seuls chiffres.

Du tableau de résultats à une conclusion étayée

Chaque cas pose une question différente : l'avantage s'est-il répété, la mesure choisie s'est-elle améliorée et les enregistrements ont-ils été correctement combinés ? Lisez les observations avant de décider ce qu'elles permettent d'affirmer.

Tous les enregistrements ci-dessous sont des données pédagogiques construites à partir d'intervalles complets, pas de véritables captures de performance. A et B sont des étiquettes, pas des réglages recommandés. Les exemples ne fixent ni nombre minimal de répétitions ni règle de significativité statistique.

Le meilleur enregistrement suggère un gagnant ; l'ensemble ne le fait pas

Dans cet exemple construit, A et B alternent sur le même parcours pendant 60 secondes chacun, avec la même mesure de capture, le même échauffement, la même résolution et les mêmes autres conditions. La question est de savoir si B montre un avantage reproductible du débit moyen dans ces trois paires.

Paire de répétitionsA · FPS moyensB · FPS moyensB moins A (FPS)
11001033
210299-3
31011010

A

FPS globaux sur toute la durée
101
Moyenne de FPS la plus basse parmi les enregistrements
100
Moyenne de FPS la plus haute parmi les enregistrements
102

B

FPS globaux sur toute la durée
101
Moyenne de FPS la plus basse parmi les enregistrements
99
Moyenne de FPS la plus haute parmi les enregistrements
103

Ne retenir que le maximum donne A 102 et B 103 FPS. Conserver tous les enregistrements de même durée donne 101 FPS globaux pour chacun. Les différences par paire sont de +3, −3 et 0 FPS : leur sens change.

Ce que vous pouvez conclure

Cet ensemble ne montre pas d'avantage constant de B en FPS moyens. Il ne prouve pas non plus l'équivalence des réglages ; un petit échantillon construit ne permet pas de trancher cette affirmation.

Quoi vérifier ensuite

Répétez des observations comparables et examinez les écarts avec les conditions de capture. Conservez tous les enregistrements valides et documentez les exclusions. Si l'ordre ou des tâches en arrière-plan peuvent expliquer un résultat, améliorez la comparaison avant de choisir un gagnant.

Limite de la conclusion

Le chevauchement des plages est une description, pas un test de significativité. Un seul meilleur enregistrement et un nombre fixe de répétitions ne sont pas des règles de décision universelles.

La moyenne s'améliore tandis qu'une mesure des intervalles longs se dégrade

Les deux enregistrements construits durent dix secondes. A contient 980 intervalles de 10 ms et dix de 20 ms. B contient 1180 intervalles de 8 ms et vingt de 28 ms. Utilisez pour les deux la même référence de 60 FPS, soit environ 16.67 ms.

A

Durée (s)
10
Intervalles complets
990
FPS moyens
99
Intervalles dépassant la référence de 60 FPS
10
Part du temps dans ces intervalles (%)
2

B

Durée (s)
10
Intervalles complets
1 200
FPS moyens
120
Intervalles dépassant la référence de 60 FPS
20
Part du temps dans ces intervalles (%)
5,6

A totalise 990 intervalles et B 1200 : 99 contre 120 FPS. Les intervalles comptés occupent 200 ms dans A et 560 ms dans B, soit 2% contre 5.6% du temps total. Ces pourcentages décrivent le temps, pas la proportion du nombre d'intervalles.

Ce que vous pouvez conclure

B présente ici un débit moyen supérieur, mais davantage de temps se trouve dans les intervalles dépassant la référence choisie. Les chiffres montrent un compromis, pas un gagnant global en fluidité.

Quoi vérifier ensuite

Précisez si votre question réelle concerne le débit moyen, des intervalles longs répétés ou un autre résultat mesuré. Comparez des captures répétées de la même scène et examinez où surviennent les intervalles longs avant de conserver le réglage.

Limite de la conclusion

Une seule paire A/B n'établit pas un effet reproductible. Le seuil est une référence choisie ; cet exemple ne mesure ni la perception ni le délai d'entrée et n'identifie pas la cause d'un intervalle long.

Des durées inégales peuvent inverser un classement naïf

A combine dix secondes à 120 FPS et quatre-vingt-dix secondes à 60 FPS. B combine deux enregistrements de cinquante secondes à 80 FPS. Chaque étiquette couvre donc 100 secondes. Les durées des enregistrements A diffèrent, celles de B sont égales.

EnregistrementDurée (s)Intervalles completsFPS moyens
A1101 200120
B1504 00080
A2905 40060
B2504 00080

A

FPS globaux sur toute la durée
66
Moyenne arithmétique des FPS des enregistrements
90

B

FPS globaux sur toute la durée
80
Moyenne arithmétique des FPS des enregistrements
80

A contient 1200 + 5400 = 6600 intervalles : 66 FPS sur 100 secondes. B contient 4000 + 4000 = 8000 : 80 FPS. La moyenne des deux FPS affichés pour A donne 90, ce qui le place à tort devant B si on la présente comme débit global.

Ce que vous pouvez conclure

Sur les durées complètes, les données construites donnent A 66 et B 80 FPS. Le raccourci à 90 FPS donne le même poids à des enregistrements de durées très différentes.

Quoi vérifier ensuite

Pour le débit global, combinez les nombres d'intervalles et les durées. Pour comparer les effets des réglages, faites aussi correspondre la composition des scènes, l'échauffement et la mesure capturée ; une arithmétique correcte ne répare pas des conditions différentes.

Limite de la conclusion

Une moyenne de FPS par enregistrement répond à une autre question et n'est pas invalide en soi. Elle ne doit pas être rebaptisée débit global. Ces seuls agrégats ne montrent pas que B a causé une amélioration.

Changer le résumé, garder les enregistrements

Avec les mêmes données construites, comparez le calcul sur toute la durée au raccourci de chaque cas. Seul le résumé change. Les enregistrements et leurs conditions restent identiques.

Une conclusion utile peut inclure de l'incertitude

« Les deux exemples ont une moyenne de 100 FPS, mais leurs motifs d'intervalles diffèrent » découle de ces données. « Ce PC semblera fluide » n'en découle pas. Pour vos essais, ne conservez les réglages qu'après avoir vérifié des mesures répétées comparables et l'expérience que vous souhaitiez améliorer.

Ce que cet exercice ne peut pas vous dire

Ces séquences illustrent l'arithmétique, pas la perception humaine. Elles excluent le comportement de rafraîchissement de l'écran, la fréquence variable, la génération d'images, le retard d'entrée, le retard réseau et la cause d'un intervalle long. Le budget de référence est une ligne de comparaison choisie, pas une frontière universelle entre bon et mauvais. Ces exemples ne recommandent aucun jeu, achat de matériel ou réparation.