限制循环帧率

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数据工程师

提问于 2025-04-20 15:31

就像在pygame中一样，我想限制一个循环的帧率。Pygame提供了pygame.time.Clock.tick()这个方法来实现：

如果你传入一个可选的帧率参数，这个函数会延迟执行，以保持游戏的运行速度低于指定的每秒帧数。这可以帮助限制游戏的运行速度。通过每帧调用Clock.tick(40)，程序的帧率永远不会超过每秒40帧。

但是在Python中怎么原生实现呢？

举个例子：

import time

max_frames = 125 # 25*5
current_frame = 1
while current_frame <= max_frames:
    print('frame', time.clock(), current_frame)
    current_frame += 1

产生：

('frame', 0.01, 1)
('frame', 0.01, 2)
('frame', 0.01, 3)
[...]
('frame', 0.01, 124)
('frame', 0.01, 125)

我想要每秒25帧，所以

('frame', 0.01, 1)
('frame', 0.05, 2)
('frame', 0.08, 3)
[...]
('frame', 4.98, 124)
('frame', 5.00, 125)

循环控制游戏开发性能调优时间管理事件循环游戏引擎渲染优化帧率限制

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假设你所说的“在Python中原生实现”是指使用Python的标准库，那么time模块确实提供了一些基本的工具，但这可能并不是你想要的。简单来说，限制帧率就是要等到合适的时间过去：

from time import time, sleep

fps=5
frameperiod=1.0/fps
now=time()
nextframe=now+frameperiod
for frame in range(120):
  print frame, now
  while now<nextframe:
    sleep(nextframe-now)
    now=time()
  nextframe+=frameperiod

之所以说clock在这里不管用，是因为它测量的是处理器时间，而不是实际经过的时间。

不过，这种方法有几个缺点：

它没有和合适的更新事件（比如显示器的帧）同步
内部循环可以弥补时间不足的情况，但无法处理时间过长的情况
这里没有办法对外部事件做出反应

这些都是使用更高级或更紧密结合的框架的好理由。例如，把等待时间放入select或类似的工具中（这些是像asyncore或Twisted这样的主要循环的一部分），可以快速响应事件；Kivy可以帮助你实现基于时间的动画，而不需要处理帧；Pygame可以根据适当的标志与显示器同步，并提供均匀间隔的事件（虽然间隔定时器也能做到这一点，但它们在Windows上不工作，并且需要信号处理）。

回答于 2025-04-20 由 Python大师

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你可以直接用 time.sleep(1./25) 来等待 1/25 秒。

while current_frame <= max_frames:
    # ... do stuff 
    time.sleep(1./25)

请注意，这样做会在循环体执行的时间之外，额外再等待这个时间。或者，你可以记住上一次执行的时间，然后等到 这个时间 + 1/25 秒再继续。

while current_frame <= max_frames:
    start = time.time()
    # ... do stuff that might take significant time
    time.sleep(max(1./25 - (time.time() - start), 0))

回答于 2025-04-20 由 Python大师

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限制循环帧率

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