WOOFY · Laboratório de jogo

Mesmo FPS, cadência de quadros diferente

Um contador de FPS resume uma taxa. Ele não informa quando cada quadro chega. Use estas sequências deliberadamente simples para entender quais perguntas um resumo responde e quais exigem observar a sequência ao longo do tempo.

Mude a pergunta feita aos mesmos dados

Por que nem sempre basta tirar a média de dois valores de FPS

Imagine dois intervalos completos: 10 ms e 30 ms. Juntos, eles ocupam 40 ms. Conte os dois intervalos ao longo desse tempo total.

A taxa geral é 1000 × 2 ÷ 40 = 50 FPS. O inverso do intervalo de 10 ms corresponde a 100 FPS, e o do intervalo de 30 ms, a cerca de 33.33 FPS.

A média de 100 e 33.33 é cerca de 66.67, mas essa não é a taxa geral. O intervalo lento ocupa três vezes mais tempo. Considere a contagem de intervalos junto com a duração total; a mesma armadilha aparece ao combinar registros de durações diferentes.

Três sequências, o mesmo tempo total

Cada sequência contém 1000 intervalos completos entre quadros, somando 10000 ms. Um intervalo é o tempo entre eventos de quadro consecutivos. Aqui, FPS médio = 1000 × número de intervalos ÷ total de milissegundos. São intervalos sintéticos, sem limites de captura nem registros ausentes.

A posição horizontal indica a ordem dos intervalos, não o tempo decorrido. A altura vertical indica a duração, de 0 a 120 ms. O texto e os números abaixo descrevem os mesmos dados.

Espaçamento uniforme

Todos os intervalos duram 10 ms. Nenhum ultrapassa o orçamento de referência de aproximadamente 16.67 ms para 60 FPS.

FPS médio
100
Intervalo P99 (ms)
10
Maior intervalo (ms)
10
Intervalos acima do orçamento
0
Proporção de intervalos acima do orçamento (%)
0
Proporção do tempo total nesses intervalos (%)
0
Maior grupo consecutivo acima do orçamento
0
Orçamento de referência (ms)
16,67

Dez pausas separadas

Cada centésimo intervalo dura 109 ms; os outros 990 duram 9 ms. As pausas ficam separadas. A média continua em 100 FPS, mas o P99 é de apenas 9 ms.

FPS médio
100
Intervalo P99 (ms)
9
Maior intervalo (ms)
109
Intervalos acima do orçamento
10
Proporção de intervalos acima do orçamento (%)
1
Proporção do tempo total nesses intervalos (%)
10,9
Maior grupo consecutivo acima do orçamento
1
Orçamento de referência (ms)
16,67

Dez pausas juntas

Os mesmos dez intervalos de 109 ms agora aparecem consecutivamente no final. Os valores do resumo são iguais aos da sequência separada, enquanto o maior grupo consecutivo acima do orçamento de referência cresce de um para dez.

FPS médio
100
Intervalo P99 (ms)
9
Maior intervalo (ms)
109
Intervalos acima do orçamento
10
Proporção de intervalos acima do orçamento (%)
1
Proporção do tempo total nesses intervalos (%)
10,9
Maior grupo consecutivo acima do orçamento
10
Orçamento de referência (ms)
16,67

Por que o P99 pode não revelar as pausas mais longas

Este laboratório ordena os intervalos do menor para o maior e usa a posição ceil(0.99 × N), contando a partir de um. Com 1000 intervalos, essa é a posição 990. Nas duas sequências irregulares, os primeiros 990 valores são 9 ms; todas as dez pausas de 109 ms ficam depois dessa posição. Um P99 menor aqui não comprova uma experiência mais regular. Outras ferramentas podem usar métodos de percentil diferentes.

P99 não é um “1% low FPS” universal

Um limite percentil e a média dos intervalos mais lentos são cálculos diferentes. O rótulo “1% low” não basta para identificar uma fórmula. Confira a definição da ferramenta, a métrica capturada e a versão antes de comparar resultados. Este laboratório informa o P99 em milissegundos e não chama seu inverso de 1% low.

Mude a pergunta feita aos mesmos dados

Escolha uma sequência e uma taxa de referência. O orçamento de 1000 ÷ FPS de referência é 33.33 ms a 30, 16.67 ms a 60 e 8.33 ms a 120. Alterá-lo reclassifica os intervalos; não muda a sequência nem simula um limitador de FPS.

Os três exemplos acima usam a referência de 60 FPS. Os dados, as explicações e o método continuam legíveis sem os controles interativos.

São contados apenas os intervalos estritamente maiores que o orçamento de referência. Um intervalo igual ao orçamento está dentro dele.

A proporção de tempo soma a duração completa de cada intervalo contado, não apenas o que excede o orçamento. Não é uma pontuação de travamentos nem uma medida de latência de entrada. Um grupo consecutivo descreve intervalos vizinhos, não um travamento perceptível comprovado.

Transforme uma mudança de configuração em uma comparação justa

Use sua ferramenta de captura para medições reais. Este laboratório não lê seu hardware nem importa arquivos de captura. Registre o seguinte antes de concluir que uma configuração ajudou.

  1. Defina uma pergunta

    Por exemplo: mudar uma configuração gráfica reduz intervalos longos repetidos no mesmo percurso? Mantenha fixos a versão do jogo, a cena, a resolução, o limite de quadros, a sincronização e as demais configurações. Registre qualquer exceção.

  2. Capture execuções comparáveis

    Faça o aquecimento de maneira consistente e use o mesmo percurso e duração de gravação. Repita cada condição e alterne a ordem quando for viável. Separe o carregamento inicial ou o trabalho com shaders do teste já aquecido; não apague picos inconvenientes sem documentar o motivo.

  3. Leia os resumos junto com a linha do tempo

    Compare a taxa média, os valores da cauda da distribuição, o maior intervalo e onde ocorrem os intervalos longos. Se os resultados das repetições se sobrepõem muito, considere o resultado inconclusivo em vez de escolher a melhor execução. A média pode continuar igual mesmo com uma melhora útil na cadência.

  4. Delimite sua conclusão

    Anote a configuração alterada, as condições fixas, os resultados repetidos e as incertezas restantes. Intervalos de apresentação da aplicação, quadros exibidos e quadros gerados podem diferir. Compare a mesma métrica; não deduza latência de entrada nem defeito de CPU/GPU apenas desses números.

Da tabela de resultados a uma conclusão sustentada pelos dados

Cada caso traz uma pergunta diferente: a vantagem se repetiu, a métrica escolhida melhorou e os registros foram combinados corretamente? Leia as observações antes de decidir o que elas sustentam.

Todos os registros abaixo são dados didáticos construídos com intervalos completos, não capturas reais de testes de desempenho. A e B são rótulos, não configurações recomendadas. Os exemplos não estabelecem uma quantidade mínima de repetições nem uma regra de significância estatística.

O melhor registro sugere um vencedor; o conjunto completo não

Neste exemplo construído, A e B se alternam na mesma rota por 60 segundos cada, com a mesma métrica de captura, aquecimento, resolução e demais condições. A pergunta é se B apresenta uma vantagem de taxa média que se repete nesses três pares.

Par de repetiçõesA · Média de FPSB · Média de FPSB menos A (FPS)
11001033
210299-3
31011010

A

FPS geral ao longo da duração completa
101
Menor FPS médio entre os registros
100
Maior FPS médio entre os registros
102

B

FPS geral ao longo da duração completa
101
Menor FPS médio entre os registros
99
Maior FPS médio entre os registros
103

Escolher apenas o maior resultado dá 102 FPS para A e 103 para B. Manter todos os registros de mesma duração resulta em 101 FPS gerais para ambos. As diferenças por par são +3, −3 e 0 FPS: a direção muda.

O que você pode concluir

Este conjunto não mostra uma vantagem consistente de média de FPS para B. Também não prova que as configurações são equivalentes; uma pequena amostra construída não resolve essa questão.

O que verificar em seguida

Repita observações comparáveis e examine as diferenças junto com as condições de captura. Mantenha todos os registros válidos e documente as exclusões. Se a ordem das repetições ou tarefas em segundo plano puderem explicar um resultado, melhore a comparação antes de escolher um vencedor.

Limites da conclusão

A sobreposição entre faixas é uma descrição, não um teste de significância. Um único melhor registro e uma quantidade fixa de repetições não são regras universais de decisão.

A média melhora enquanto uma medida dos intervalos longos piora

Os dois registros construídos duram dez segundos. A contém 980 intervalos de 10 ms e dez de 20 ms. B contém 1180 intervalos de 8 ms e vinte de 28 ms. Use a mesma referência de 60 FPS, cerca de 16.67 ms, para ambos.

A

Duração (s)
10
Intervalos completos
990
Média de FPS
99
Intervalos acima da referência de 60 FPS
10
Parcela do tempo nesses intervalos (%)
2

B

Duração (s)
10
Intervalos completos
1.200
Média de FPS
120
Intervalos acima da referência de 60 FPS
20
Parcela do tempo nesses intervalos (%)
5,6

A soma 990 intervalos e B, 1200: 99 contra 120 FPS. Os intervalos contados ocupam 200 ms em A e 560 ms em B, ou 2% contra 5.6% do tempo total. Essas porcentagens descrevem tempo, não a proporção de intervalos.

O que você pode concluir

B tem a maior taxa média neste exemplo, mas mais tempo está em intervalos acima da referência escolhida. Os números mostram uma troca entre resultados, não um vencedor em fluidez geral.

O que verificar em seguida

Defina se sua pergunta real diz respeito à taxa média, a intervalos longos recorrentes ou a outro resultado medido. Compare registros repetidos da mesma cena e examine onde os intervalos longos ocorrem antes de manter a configuração.

Limites da conclusão

Um único par A/B não estabelece um efeito que se repete. O limite é uma referência escolhida; este exemplo não mede percepção nem atraso de entrada e não identifica a causa de um intervalo longo.

Durações diferentes podem inverter uma classificação simplista

A combina dez segundos a 120 FPS com noventa segundos a 60 FPS. B combina dois registros de cinquenta segundos a 80 FPS. Cada rótulo cobre, portanto, 100 segundos. Os registros de A têm durações diferentes; os de B, iguais.

RegistroDuração (s)Intervalos completosMédia de FPS
A1101.200120
B1504.00080
A2905.40060
B2504.00080

A

FPS geral ao longo da duração completa
66
Média aritmética dos FPS de cada registro
90

B

FPS geral ao longo da duração completa
80
Média aritmética dos FPS de cada registro
80

A contém 1200 + 5400 = 6600 intervalos: 66 FPS ao longo de 100 segundos. B contém 4000 + 4000 = 8000: 80 FPS. Tirar a média dos dois valores de FPS exibidos para A dá 90, colocando-o incorretamente acima de B se isso for apresentado como taxa geral.

O que você pode concluir

Ao longo das durações completas, os dados construídos dão 66 FPS para A e 80 para B. O atalho de 90 FPS atribui o mesmo peso a registros de durações muito diferentes.

O que verificar em seguida

Quando a pergunta for a taxa geral, combine as contagens de intervalos e as durações. Ao comparar efeitos de configurações, iguale também a composição das cenas, o aquecimento e a métrica de captura; a aritmética correta não corrige condições incompatíveis.

Limites da conclusão

A média dos FPS por registro responde a outra pergunta e não é inválida por si só. Ela não deve ser renomeada como taxa geral. Esses valores agregados, isoladamente, não mostram que B causou uma melhora.

Mude o resumo, mantenha os registros

Use os mesmos dados construídos para comparar um cálculo da duração completa com o atalho de cada caso. Só o resumo muda. Os registros e suas condições permanecem os mesmos.

Uma conclusão útil pode incluir incerteza

“Os dois exemplos têm média de 100 FPS, mas padrões de intervalo diferentes” decorre destes dados. “Este PC parecerá fluido” não. Nas suas próprias execuções, só mantenha as configurações após conferir medições repetidas e comparáveis e a experiência que queria melhorar.

O que este exercício não pode revelar

Estas sequências ilustram a aritmética, não a percepção humana. Excluem o comportamento de atualização da tela, taxa de atualização variável, geração de quadros, atraso de entrada, atraso de rede e a causa de um intervalo longo. O orçamento de referência é uma linha de comparação escolhida, não um limite universal entre bom e ruim. Estes exemplos não recomendam nenhum jogo, compra de hardware ou reparo.