游戏循环是每个游戏的心跳。 到目前为止，我们仅使用了非常简单的一种（您可以在此处找到），无法控制我们更新游戏状态的速度或速度以及要渲染的帧。

概括地说，最基本的游戏循环是while循环，该循环不断执行一些指令，直到我们发出信号指示完成为止，通常是通过将一个称为running的变量设置为false来完成

boolean running = true;
while (!running)
{updateGameState();displayGameState();
}

上面的代码盲目运行，无需担心时间和资源。 如果您使用的设备较快，则其运行速度将非常快；如果设备较慢，则其运行速度将较慢。

updateGameState（）更新游戏中每个对象的状态，而displayGameState（）将对象渲染为图像，并显示在屏幕上。

我们在这里应该考虑两件事：FPS和UPS。

FPS – 每秒 帧数 – 每秒调用displayGameState（）的次数。
UPS – 每秒更新 – 每秒调用updateGameState（）的次数。

理想情况下，每秒调用更新和渲染方法的次数相同（最好不低于每秒20-25次）。 25 FPS通常在电话上就足够了，因此我们人类不会注意到动画缓慢。

例如，如果我们以25 FPS为目标，则意味着我们必须每40毫秒（ 1000/25 = 40毫秒，1000毫秒= 1 秒）调用displayGameState（）方法。 我们需要记住，在显示方法之前也要调用updateGameState（） ，并且要使我们达到25 FPS，我们必须确保更新– 显示序列恰好在40毫秒内执行。 如果所需时间少于40毫秒，则我们的FPS较高。 如果花费的时间更多，那么我们的游戏运行速度会更慢。

让我们看一些示例，以更好地了解FPS。

下图正好显示了1 FPS。 它需要更新 - 渲染周期恰好执行一秒钟。 这意味着您将看到屏幕上的图像每秒更改一次。

每秒1帧

下图显示了10FPS。 更新 – 渲染周期需要100毫秒。 这意味着图像每十分之一秒发生变化。

10 FPS

但是上述情况意味着更新 – 渲染周期每隔1秒就会执行一次。 这是一个假设，我们无法控制周期执行的实际时间，或者可以吗？ 如果我们有200个敌人，而每个敌人都向我们开枪怎么办？ 我们需要更新每个敌人的状态及其子弹的状态，并在一次更新中检查是否有碰撞。 当我们只有两个敌人时，情况就不同了。 时间显然会有所不同。 渲染方法也是如此。 显然，渲染200个发射机器人比仅渲染2个要花费更多的时间。

那是什么情况呢？ 我们可以有一个更新-渲染周期，它可以在不到100毫秒（1/10秒）的时间内完成，可以在完全100毫秒内完成，也可以在更长的时间内完成。 在功能强大的硬件上，它会比功能较弱的硬件上更快。 让我们看一下图。

该周期在所需的时间范围之前完成，因此在运行下一个周期之前，我们有少量的空闲时间。

有时间的框架

下图显示了一个落后的周期。 这意味着完成更新渲染周期所花费的时间大于所需的时间。 如果花费12毫秒，则意味着我们落后2毫秒（仍考虑10FPS）。 这可能会加剧，并且每个周期我们都会失去时间，游戏将缓慢运行。

过期帧

第一种情况是所需的。 这使我们有一些空闲时间在开始下一个周期之前做某事。 我们不需要做任何事情，所以我们只是告诉游戏循环在剩余时间段内进入睡眠状态，并在下一个周期到期时醒来。 如果我们不这样做，游戏将比预期的运行得更快。 通过引入睡眠时间，我们获得了恒定的帧速率 。

当循环落后时，第二种情况（我跳过了理想情况，因为它几乎从未发生过），需要使用不同的方法。

为了在游戏中达到恒定的速度，我们需要在需要时更新对象的状态。 想象一下，机器人以恒定的速度接近您。 您知道它是否在一秒钟内通过了屏幕的一半，因此还需要一秒钟才能到达屏幕的另一侧。 为了准确地计算位置，我们需要知道自上一个位置以来的时间增量以及机器人的当前速度，或者我们以恒定的间隔更新机器人的位置（状态）。 我将选择第二个，因为在游戏更新中使用三角洲可能会很棘手。 为了达到恒定的游戏速度，我们将不得不跳过显示帧。 游戏速度不是FPS！

检查下图。 在这种情况下， 更新 – 渲染周期花费的时间比所需时间长，因此我们必须赶上。 为此，我们将跳过此帧的渲染并进行另一次更新，以免影响游戏速度。 我们将在下一帧进行正常循环，甚至需要一些时间来让CPU休息。

可变FPS的恒定游戏速度

上面的场景有很多变体。 您可以想象游戏更新需要一个以上的全帧。 在这种情况下，我们无法采取任何措施来保持游戏速度恒定，并且游戏运行速度会变慢。 我们可能必须跳过多个渲染以保持速度恒定，但是我们必须确保设置允许跳过的最大帧数，因为它可能需要花费很多更新才能赶上，并且如果我们跳过15帧，则意味着我们从游戏中损失了很多东西，这将是无法玩的。

MainThread.java的run（）如下所示：

// desired fps
private final static int    MAX_FPS = 50;
// maximum number of frames to be skipped
private final static int    MAX_FRAME_SKIPS = 5;
// the frame period
private final static int    FRAME_PERIOD = 1000 / MAX_FPS; @Override
public void run() {Canvas canvas;Log.d(TAG, "Starting game loop");long beginTime;     // the time when the cycle begunlong timeDiff;      // the time it took for the cycle to executeint sleepTime;      // ms to sleep (<0 if we're behind)int framesSkipped;   // number of frames being skipped sleepTime = 0;while (running) {canvas = null;// try locking the canvas for exclusive pixel editing// in the surfacetry {canvas = this.surfaceHolder.lockCanvas();synchronized (surfaceHolder) {beginTime = System.currentTimeMillis();framesSkipped = 0; // resetting the frames skipped// update game statethis.gamePanel.update();// render state to the screen// draws the canvas on the panelthis.gamePanel.render(canvas);// calculate how long did the cycle taketimeDiff = System.currentTimeMillis() - beginTime;// calculate sleep timesleepTime = (int)(FRAME_PERIOD - timeDiff);if (sleepTime > 0) {// if sleepTime > 0 we're OKtry {// send the thread to sleep for a short period// very useful for battery savingThread.sleep(sleepTime);} catch (InterruptedException e) {}}while (sleepTime < 0 && framesSkipped < MAX_FRAME_SKIPS) {// we need to catch up// update without renderingthis.gamePanel.update();// add frame period to check if in next framesleepTime += FRAME_PERIOD;framesSkipped++;}}} finally {// in case of an exception the surface is not left in// an inconsistent stateif (canvas != null) {surfaceHolder.unlockCanvasAndPost(canvas);}} // end finally}
}

请仔细检查以上代码，因为它实现了图表背后的逻辑。 您可以在可下载的项目中找到完整的代码。

我喜欢另一种方法。 它是恒定的游戏速度，每秒最大帧数。 它使用插值法绘制状态，并且在下一次游戏更新之前还有剩余渲染时间的情况下，它会在快速硬件上发生。 这可以增强游戏的视觉效果，因为它可以使动画更加流畅，但是由于我们使用移动设备，因此给CPU休息可以节省大量电池。

有在游戏圈的真棒文章在这里 。 我个人理解游戏循环阅读本文，因此我强烈推荐它。 我能找到的最好的。

请注意，我还修改了Speed.java类中的默认值。 速度以单位/秒为单位。 因为我们将所需的FPS设置为50，这意味着速度将在每次更新时增加50 * speed.value。 若要具有40像素/秒的速度，则需要将每个刻度的速度增量设置为2（40 /（1000/50）= 2）。 换句话说，您需要机器人在每次游戏更新时（如果您每秒更新50个游戏）前进2个像素，以覆盖每秒40个像素。

在此处下载代码并使用它。

检查它，您将获得具有恒定帧速率的恒定游戏速度。

参考： “ 反对谷物 ”博客中我们JCG合作伙伴Tamas Jano的《 游戏循环 》。

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