JAVA游戏开发之FPS精准控制

2013年7月18日

1 概述

前半年一直想用JAVA Swing做一个冒险岛（盛大的一款网络游戏）的模拟器，于是就开始了长达半年左右的开发，由于以前根本不知道盛大游戏的数据文件格式，以及一些关键技术，so 各种Goole，终于将数据文件能够完整的解析，并且可以将数据文件中的音乐、图像、动画等资源展示出来，到这里最为关键的东西搞定了，那么就只剩下JAVA方面拿的东西了，然后又用了一段事件搭建游戏框架，期间遇到各种难缠问题，不过还是完美解决了，最终这个模拟器基本完成。

1.1 编写目的

在开发冒险岛模拟器的期间，遇到了一个游戏开发较关键的技术FPS精准控制，FPS如果不能精准控制，那么将会引发一系列问题，首当其冲的就是游戏画面无法流畅的展示出来，我们都知道，游戏画面及操作是否流畅是我们继续玩下去的最基本动力（最起码我是这么想的），如果一个游戏都不能够流畅的表现出来，那么我们也不会有基情继续玩下去。

OK，罗里吧嗦了这么久，下面直入主题-- FPS精准控制。

2 FPS精准控制

2.1 FPS描述

所谓的FPS其实就是指游戏画面刷新帧频（游戏画面刷新频率），也就是说游戏中每秒钟能够绘制多少次图像，如果FPS控制不精确那么游戏界面的动画会出现时快时慢，阅读本博的读者应该都是有一定的游戏开发基础，知道其实控制每秒的刷新帧数可以通过线程对象的sleep(long time)方法来控制每次绘制完图像的休眠时间，从而达到FPS的控制。

2.2 大众版FPS控制

以下是大众版的FPS控制代码：

public void run() {// 计算出指定FPS数值中，每帧需要多少时间long fpsTime = (long) ((Double.valueOf(1000) / Double.valueOf(DEFAULT_FPS)) * 1000000);// 绘制图像前的时间戳long now = 0;// 每次绘制图像耗时（毫秒）long total = 0;while (true) {now = System.nanoTime();// 绘制图像draw(stageDrawCallback);try {// 除去绘制之后还需要休眠的时间total = System.nanoTime() - now;if (total > fpsTime){// 如果本次绘制时间超过每帧需要绘制的时间，则直接继续绘制continue;}Thread.sleep((fpsTime - (System.nanoTime() - now)) / 1000000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}}
}

2.3 大众版效果展示

以上就是大众化的FPS控制关键代码，该run()方法是一个线程内的方法，其中fpsTime是计算出每帧需要绘制的毫秒数公式：fpsTime= 1000（毫秒） / 定制的FPS数值。大家可以看到我是使用System.nanoTime()来获得当前时间的（纳秒，1毫秒=1000000纳秒），具体休眠多少事件已经计算我都加了注释，大家应该是可以看懂的，好了，上面的代码就是大众版的FPS控制，让我们看一下运行结果图（三张）：

FPS数值：61

FPS数值：78

FPS数值：71

2.4 精准FPS控制

如此，大家可以看到上面的代码虽然可以做到FPS控制，但是这个FPS数值是有区间的（时快时慢），大家可能会问，到底问题出在哪里呢？答案就是sleep(long time)方法，线程是可以帮助我们休眠指定的毫秒时间的，但是大家不要忘记，代码的执行速度那可是比毫秒要快几个量级的啊，那么又会有人问那该要如何精确控制休眠事件呢？

大家看一下代码：

publicvoid run() {// 计算出指定FPS数值中，每帧需要多少时间longfpsTime = (long) ((Double.valueOf(1000) / Double.valueOf(DEFAULT_FPS)) * 1000000);// 绘制图像前的时间戳longnow = 0;// 每次绘制图像耗时（毫秒）longtotal = 0;while(true) {now= System.nanoTime();// 绘制图像draw(stageDrawCallback);try{// 除去绘制之后还需要休眠的时间total= System.nanoTime() - now;if(total > fpsTime){// 如果本次绘制时间超过每帧需要绘制的时间，则直接继续绘制continue;}Thread.sleep((fpsTime - (System.nanoTime()- now)) / 1000000);} catch (InterruptedException e) {e.printStackTrace();}while((System.nanoTime()- now) < fpsTime){// 使用循环，精确控制每帧绘制时长System.nanoTime();}}}

比较两次的代码，其实无非就是加了以下代码：

while((System.nanoTime() - now) < fpsTime){// 使用循环，精确控制每帧绘制时长System.nanoTime();}

看到这里，大家应该会恍然大悟吧！其实关键点就是在绘制图像休眠后，再看一下是否达到了每帧需要绘制的指定时间，如果还没有达到，那么——循环吧！

2.5 精准效果图

FPS数值：59

FPS数值：60

FPS数值：61

大家可以看到，三张图的FPS数值区间一直都保持在59-61左右，这样应该就达到了大家的要求了吧。

3 谢幕

非常感谢大家能够看完本博文，有什么不足之处敬请指出，非常感谢！！！

最后补一句，本来我是在Word文档写的，打算直接贴过来，没想到，样式这么难看~~ 大家凑活这看吧，呵呵。

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