WOOFY · Laboratorium grania

Ten sam FPS, inny rytm klatek

Licznik FPS podsumowuje tempo. Nie mówi, kiedy pojawia się każda klatka. Te celowo proste sekwencje pokazują, na które pytania odpowie podsumowanie, a które wymagają przebiegu w czasie.

Zadaj inne pytanie tym samym danym

Dlaczego nie zawsze można uśrednić dwie liczby FPS

Wyobraź sobie dwa pełne odstępy: 10 ms i 30 ms. Łącznie zajmują 40 ms. Policz oba odstępy względem tego całego czasu.

Łączna szybkość wynosi 1000 × 2 ÷ 40 = 50 FPS. Odwrotność odstępu 10 ms odpowiada 100 FPS, a odstępu 30 ms około 33.33 FPS.

Średnia z 100 i 33.33 to około 66.67, ale nie jest to łączna szybkość. Wolniejszy odstęp zajmuje trzy razy więcej czasu. Łącz liczbę odstępów z całkowitym czasem; ta sama pułapka dotyczy zapisów różnej długości.

Trzy sekwencje, ten sam łączny czas

Każda sekwencja zawiera 1000 pełnych odstępów między klatkami, łącznie 10000 ms. Odstęp to czas między kolejnymi zdarzeniami klatek. Tutaj średni FPS = 1000 × liczba odstępów ÷ łączna liczba milisekund. Są to dane syntetyczne, bez granic przechwytywania ani brakujących rekordów.

Pozycja pozioma oznacza kolejność odstępów, nie upływ czasu. Wysokość pionowa to czas trwania od 0 do 120 ms. Tekst i liczby poniżej opisują te same dane.

Równe odstępy

Każdy odstęp trwa 10 ms. Żaden nie przekracza czasu odniesienia dla 60 FPS, czyli około 16.67 ms.

Średni FPS
100
Odstęp P99 (ms)
10
Najdłuższy odstęp (ms)
10
Odstępy ponad czasem odniesienia
0
Udział odstępów ponad czasem odniesienia (%)
0
Udział całego czasu w tych odstępach (%)
0
Najdłuższa grupa kolejnych odstępów ponad czasem odniesienia
0
Czas odniesienia (ms)
16,67

Dziesięć oddzielonych długich przerw

Co setny odstęp trwa 109 ms; pozostałe 990 trwają 9 ms. Długie przerwy są oddzielone. Średnia pozostaje 100 FPS, ale P99 wynosi tylko 9 ms.

Średni FPS
100
Odstęp P99 (ms)
9
Najdłuższy odstęp (ms)
109
Odstępy ponad czasem odniesienia
10
Udział odstępów ponad czasem odniesienia (%)
1
Udział całego czasu w tych odstępach (%)
10,9
Najdłuższa grupa kolejnych odstępów ponad czasem odniesienia
1
Czas odniesienia (ms)
16,67

Dziesięć długich przerw razem

Te same dziesięć odstępów po 109 ms występuje teraz kolejno na końcu. Wartości podsumowania są takie jak w sekwencji rozdzielonej, ale najdłuższa grupa kolejnych odstępów ponad czasem odniesienia rośnie z jednego do dziesięciu.

Średni FPS
100
Odstęp P99 (ms)
9
Najdłuższy odstęp (ms)
109
Odstępy ponad czasem odniesienia
10
Udział odstępów ponad czasem odniesienia (%)
1
Udział całego czasu w tych odstępach (%)
10,9
Najdłuższa grupa kolejnych odstępów ponad czasem odniesienia
10
Czas odniesienia (ms)
16,67

Dlaczego P99 może pominąć najdłuższe przerwy

Laboratorium sortuje odstępy od najkrótszego do najdłuższego i wybiera pozycję ceil(0.99 × N), licząc od jednego. Dla 1000 odstępów jest to pozycja 990. W obu nierównych sekwencjach pierwsze 990 wartości to 9 ms; wszystkie dziesięć przerw po 109 ms znajduje się dalej. Niższy P99 nie dowodzi tu równiejszego wrażenia. Inne narzędzia mogą stosować inne metody percentyli.

P99 nie jest uniwersalnym „1% low FPS”

Granica percentyla i średnia najwolniejszych odstępów to różne obliczenia. Sama etykieta „1% low” nie określa wzoru. Przed porównaniem sprawdź definicję narzędzia, rejestrowaną metrykę i wersję. Laboratorium podaje P99 w milisekundach i nie nazywa jego odwrotności 1% low.

Zadaj inne pytanie tym samym danym

Wybierz sekwencję i tempo odniesienia. Czas 1000 ÷ FPS odniesienia daje 33.33 ms przy 30, 16.67 ms przy 60 i 8.33 ms przy 120. Zmiana jedynie inaczej klasyfikuje odstępy; nie zmienia sekwencji ani nie symuluje limitera FPS.

Trzy powyższe przykłady używają odniesienia 60 FPS. Dane, wyjaśnienia i metoda pozostają czytelne bez interaktywnych kontrolek.

Liczone są tylko odstępy ściśle dłuższe od czasu odniesienia. Równa wartość mieści się w granicy.

Udział czasu sumuje pełne trwanie każdego liczonego odstępu, a nie tylko nadwyżkę ponad granicę. To nie ocena przycięć ani pomiar opóźnienia wejścia. Grupa kolejnych odstępów opisuje sąsiadujące odstępy, nie udowodnione odczuwalne przycięcie.

Uczciwie porównaj zmianę ustawień

Do prawdziwych pomiarów użyj narzędzia rejestrującego. Laboratorium nie odczytuje sprzętu ani nie importuje plików pomiarowych. Zapisz poniższe informacje, zanim uznasz, że ustawienie pomogło.

  1. Określ jedno pytanie

    Na przykład: czy zmiana jednego ustawienia grafiki ogranicza powtarzające się długie odstępy na tej samej trasie? Zachowaj wersję gry, scenę, rozdzielczość, limit klatek, synchronizację i pozostałe ustawienia. Zapisz wyjątki.

  2. Zarejestruj porównywalne próby

    Za każdym razem przygotuj grę tak samo, użyj tej samej trasy i czasu nagrania. Powtórz każdy warunek i, jeśli to wykonalne, przeplataj kolejność. Oddziel ładowanie pierwszego uruchomienia lub pracę shaderów od próby po przygotowaniu; nie usuwaj niewygodnych skoków bez zapisania powodu.

  3. Czytaj podsumowania wraz z przebiegiem w czasie

    Porównuj średnie tempo, wartości z ogonów rozkładu, największy odstęp i miejsca długich odstępów. Jeśli powtórzone wyniki mocno się nakładają, zgłoś niejednoznaczność zamiast wybierać najlepszą próbę. Stałej średniej może towarzyszyć użyteczna zmiana rytmu.

  4. Określ zakres wniosku

    Zapisz zmienione ustawienie, stałe warunki, powtórzone wyniki i pozostałą niepewność. Odstępy zgłaszania klatek przez aplikację, klatki wyświetlone i wygenerowane mogą się różnić. Porównuj tę samą metrykę; z samych tych liczb nie wnioskuj o opóźnieniu wejścia ani awarii CPU/GPU.

Od tabeli wyników do uzasadnionego wniosku

Każdy przypadek stawia inne pytanie: czy przewaga się powtórzyła, czy wybrana miara się poprawiła i czy zapisy połączono poprawnie? Przeczytaj obserwacje, zanim zdecydujesz, co uzasadniają.

Wszystkie poniższe zapisy to skonstruowane dane dydaktyczne z pełnych odstępów, a nie rzeczywiste pomiary benchmarków. A i B to etykiety, nie zalecane ustawienia. Przykłady nie wyznaczają minimalnej liczby powtórzeń ani reguły istotności statystycznej.

Najlepszy zapis sugeruje zwycięzcę; pełny zestaw nie

W tym skonstruowanym przykładzie A i B występują naprzemiennie na tej samej trasie po 60 sekund, z tą samą metryką, rozgrzewką, rozdzielczością i innymi warunkami. Pytanie brzmi, czy w tych trzech parach B ma powtarzalną przewagę średniej szybkości.

Para powtórzeńA · Średni FPSB · Średni FPSRóżnica B − A (FPS)
11001033
210299-3
31011010

A

Łączny FPS w całym czasie
101
Najniższa średnia FPS spośród zapisów
100
Najwyższa średnia FPS spośród zapisów
102

B

Łączny FPS w całym czasie
101
Najniższa średnia FPS spośród zapisów
99
Najwyższa średnia FPS spośród zapisów
103

Wybranie tylko najwyższego wyniku daje A 102 i B 103 FPS. Zachowanie wszystkich zapisów o tej samej długości daje obu łącznie 101 FPS. Różnice w parach wynoszą +3, −3 i 0 FPS: kierunek się zmienia.

Co można wywnioskować

Ten zestaw nie pokazuje konsekwentnej przewagi średniego FPS dla B. Nie dowodzi też równoważności ustawień; mała skonstruowana próbka nie rozstrzyga takiego twierdzenia.

Co sprawdzić dalej

Powtarzaj porównywalne obserwacje i analizuj różnice wraz z warunkami rejestracji. Zachowaj wszystkie prawidłowe zapisy i dokumentuj wykluczenia. Jeśli kolejność lub zadania w tle mogą wyjaśniać wynik, popraw porównanie przed wskazaniem zwycięzcy.

Granice wniosku

Nakładanie się zakresów to opis, nie test istotności. Jeden najlepszy zapis i stała liczba powtórzeń nie są uniwersalnymi regułami decyzji.

Średnia rośnie, a miara długich odstępów się pogarsza

Oba skonstruowane zapisy trwają dziesięć sekund. A zawiera 980 odstępów po 10 ms i dziesięć po 20 ms. B zawiera 1180 odstępów po 8 ms i dwadzieścia po 28 ms. Dla obu użyj tego samego odniesienia 60 FPS, około 16.67 ms.

A

Czas (s)
10
Pełne odstępy
990
Średni FPS
99
Odstępy ponad odniesieniem 60 FPS
10
Udział czasu w tych odstępach (%)
2

B

Czas (s)
10
Pełne odstępy
1200
Średni FPS
120
Odstępy ponad odniesieniem 60 FPS
20
Udział czasu w tych odstępach (%)
5,6

A ma łącznie 990 odstępów, a B 1200: 99 wobec 120 FPS. Zliczane odstępy zajmują 200 ms w A i 560 ms w B, czyli 2% wobec 5.6% całego czasu. Te procenty opisują czas, a nie udział liczby odstępów.

Co można wywnioskować

B ma w tym przykładzie wyższą średnią szybkość, ale więcej czasu przypada na odstępy ponad wybranym odniesieniem. Liczby pokazują kompromis, nie ogólnego zwycięzcę pod względem płynności.

Co sprawdzić dalej

Określ, czy rzeczywiste pytanie dotyczy średniej szybkości, powtarzających się długich odstępów czy innego mierzonego wyniku. Porównaj powtarzane zapisy tej samej sceny i sprawdź, gdzie występują odstępy, zanim zachowasz ustawienie.

Granice wniosku

Jedna para A/B nie wykazuje powtarzalnego efektu. Próg jest wybranym odniesieniem; przykład nie mierzy percepcji ani opóźnienia wejścia i nie identyfikuje przyczyny odstępu.

Różne długości zapisów mogą odwrócić naiwny ranking

A łączy dziesięć sekund przy 120 FPS z dziewięćdziesięcioma sekundami przy 60 FPS. B łączy dwa zapisy po pięćdziesiąt sekund przy 80 FPS. Każda etykieta obejmuje więc 100 sekund. Zapisy A mają różne długości, a B równe.

ZapisCzas (s)Pełne odstępyŚredni FPS
A1101200120
B150400080
A290540060
B250400080

A

Łączny FPS w całym czasie
66
Średnia arytmetyczna FPS poszczególnych zapisów
90

B

Łączny FPS w całym czasie
80
Średnia arytmetyczna FPS poszczególnych zapisów
80

A zawiera 1200 + 5400 = 6600 odstępów: 66 FPS przez 100 sekund. B zawiera 4000 + 4000 = 8000: 80 FPS. Średnia dwóch wyświetlonych wartości FPS dla A wynosi 90 i błędnie stawia A nad B, jeśli nazwać ją łączną przepustowością.

Co można wywnioskować

Dla pełnych czasów skonstruowane dane dają A 66 i B 80 FPS. Skrót dający 90 FPS przypisuje jednakową wagę zapisom o bardzo różnych długościach.

Co sprawdzić dalej

Jeśli pytasz o łączną przepustowość, połącz liczby odstępów i czasy. Porównując efekty ustawień, dopasuj też skład scen, rozgrzewkę i metrykę rejestracji; poprawna arytmetyka nie naprawi różnych warunków.

Granice wniosku

Średnia FPS poszczególnych zapisów odpowiada na inne pytanie i nie jest z zasady błędna. Nie wolno przemianować jej na łączną szybkość. Same te agregaty nie pokazują, że B spowodowało poprawę.

Zmień podsumowanie, zachowaj zapisy

Użyj tych samych skonstruowanych danych, by porównać obliczenie dla pełnego czasu ze skrótem omawianym w każdym przypadku. Zmienia się tylko podsumowanie, nie zapisy ani ich warunki.

Użyteczny wniosek może zawierać niepewność

Z danych wynika: „Oba przykłady mają średnio 100 FPS, ale inne wzorce odstępów”. Nie wynika: „Ten komputer będzie sprawiał wrażenie płynnego”. We własnych próbach zachowuj ustawienia dopiero po sprawdzeniu powtarzanych porównywalnych pomiarów i doświadczenia, które chcesz poprawić.

Czego nie powie to ćwiczenie

Sekwencje pokazują arytmetykę, nie ludzką percepcję. Nie obejmują zachowania odświeżania ekranu, zmiennej częstotliwości odświeżania, generowania klatek, opóźnienia wejścia, opóźnienia sieci ani przyczyny długiego odstępu. Czas odniesienia jest wybraną linią porównania, nie uniwersalną granicą dobrego i złego. Przykłady nie zalecają gry, zakupu sprzętu ani naprawy.