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帧率统计为何要先合计帧数和时间:十二帧的时间加权统计·练习23

2026-11-01

看一段游戏画面是否流畅,要先明确统计对象。每一帧各自对应的瞬时帧率直接平均,通常不等于整段播放的总帧数除总耗时;耗时长的帧不能在时间统计中被忽略。

本篇使用一组可以手算或逐行复查的虚构游戏记录。先读清操作顺序与边界,再看完整过程;它不是某一款现有游戏的隐藏公式,也不要求读者安装工具。

规则与输入

给定十二帧的整数毫秒耗时,整体帧率定义为帧数乘一千再除总毫秒。另算每帧一千除该帧耗时的算术平均,两种值都用精确分数表示。没有丢帧、并行显示或等待时间未记入的情况。

十二帧耗时(毫秒):[19, 14, 17, 38, 24, 23, 16, 20, 19, 10, 15, 9]

逐步计算与结果

第1帧用时19毫秒,累计19毫秒,共1帧;累计整体帧率1000/19,瞬时帧率算术平均1000/19。两者分别使用时间权重与等帧权重。

第2帧用时14毫秒,累计33毫秒,共2帧;累计整体帧率2000/33,瞬时帧率算术平均8250/133。两者分别使用时间权重与等帧权重。

第3帧用时17毫秒,累计50毫秒,共3帧;累计整体帧率60,瞬时帧率算术平均413500/6783。两者分别使用时间权重与等帧权重。

第4帧用时38毫秒,累计88毫秒,共4帧;累计整体帧率500/11,瞬时帧率算术平均118250/2261。两者分别使用时间权重与等帧权重。

第5帧用时24毫秒,累计112毫秒,共5帧;累计整体帧率625/14,瞬时帧率算术平均340325/6783。两者分别使用时间权重与等帧权重。

第6帧用时23毫秒,累计135毫秒,共6帧;累计整体帧率400/9,瞬时帧率算术平均45920375/936054。两者分别使用时间权重与等帧权重。

第7帧用时16毫秒,累计151毫秒,共7帧;累计整体帧率7000/151,瞬时帧率算术平均111341875/2184126。两者分别使用时间权重与等帧权重。

第8帧用时20毫秒,累计171毫秒,共8帧;累计整体帧率8000/171,瞬时帧率算术平均126942775/2496144。两者分别使用时间权重与等帧权重。

第9帧用时19毫秒,累计190毫秒,共9帧;累计整体帧率900/19,瞬时帧率算术平均143364775/2808162。两者分别使用时间权重与等帧权重。

第10帧用时10毫秒,累计200毫秒,共10帧;累计整体帧率50,瞬时帧率算术平均34913315/624036。两者分别使用时间权重与等帧权重。

第11帧用时15毫秒,累计215毫秒,共11帧;累计整体帧率2200/43,瞬时帧率算术平均195367775/3432198。两者分别使用时间权重与等帧权重。

第12帧用时9毫秒,累计224毫秒,共12帧;累计整体帧率375/7,瞬时帧率算术平均690109325/11232648。两者分别使用时间权重与等帧权重。

总时间224毫秒,实际整段帧率375/7,不能用另一列的算术平均值替代。

怎样独立复核

累计时间必须等于所有帧耗时之和。整体帧率也等于各瞬时帧率按该帧耗时加权的平均;把每个权重与瞬时值相乘后,恰好都贡献一千除总时间。

平均帧率不能单独描述卡顿。同样总耗时可以分配得均匀,也可以集中在少数很慢的帧上。这里比较的是统计口径,不推断某台设备的性能原因,也不把精确分数当作显示器实际能显示的小数精度。

练习时可以只改变一个输入,再预测哪一步会最先改变。保留中间记录,检查空状态、相等数值和刚好落在边界的情况。最终结果碰巧相同,并不能证明两个过程等价;反过来,采用不同规则得出不同结果,也不应立即视作程序故障。