Laboratorio Delta Time e Timestep Fisso per Giochi

Confronta i cicli di gioco a delta variabile e timestep fisso con picchi di frame ripetibili, movimento simulato, passi di recupero e deriva temporale visibile.

Costruisci il ritmo dei frame

Frame renderizzati al secondo

Tempo extra aggiunto ai frame di picco

Dimensione del passo di simulazione

Il campo di prova

Due orologi, un oggetto in movimento

Le barre mostrano gli hitch, le linee seguono le due posizioni e la traccia inferiore isola la deriva che i valori finali possono nascondere.

Esperimento aggiornato

Il registro del movimento

Posizione rispetto al tempo reale trascorso. Una linea tratteggiata indica passi fissi uguali.

Percorso a delta variabilePercorso a timestep fissoPicco di frame

Il modello variabile applica la velocità una volta usando la durata del frame attuale. Il modello fisso accumula tutto il tempo reale e avanza a passi uguali. Nessun percorso è una misura delle prestazioni.

I tuoi valori vengono salvati solo in questo browser, così l esperimento è pronto quando ritorni. Nessun dato di gioco o telemetria viene inviato.

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Domande frequenti

Che cosa dimostra questo laboratorio sul timestep fisso?

Esegue lo stesso oggetto in movimento con un ciclo a delta variabile e con un accumulatore a timestep fisso. I picchi di frame ripetibili rendono visibili tempo simulato, deriva della posizione e passi di recupero senza avviare un motore di gioco.

Qual è la differenza tra delta variabile e timestep fisso?

Il modello variabile avanza una volta per ogni frame renderizzato usando la sua durata. Il modello fisso avanza con passi di simulazione uguali e usa un accumulatore per elaborare i passi richiesti dal tempo reale trascorso. I passi fissi riducono la dipendenza dal frame rate, ma un frame lungo può richiedere lavoro di recupero.

Che cosa rappresenta l input del picco di frame?

Aggiunge millisecondi extra a ogni frame scelto come picco. Il campo della frequenza decide ogni quanti frame compare, così puoi creare un hitch ripetibile invece di usare una traccia casuale.

Che cosa cambia il limite del delta?

Il limite restringe il delta usato dal modello variabile quando un frame supera il tetto scelto. Può evitare uno spostamento enorme, ma fa restare quell orologio simulato indietro rispetto al tempo reale. L accumulatore fisso continua a considerare tutta la durata del frame.

È un profiler o sostituisce i test del gioco?

No. È un laboratorio deterministico per imparare e progettare usando numeri dichiarati. Non misura il tuo dispositivo, non diagnostica un motore, non simula il costo del rendering e non dimostra che un ciclo sia corretto per ogni gioco.

# Capire l orologio dentro un ciclo di gioco

Ogni frame renderizzato fornisce al gioco un nuovo tempo trascorso. In un ciclo a delta variabile, il movimento viene spesso aggiornato come position += velocity × frameTime. Quando i frame sono regolari, la velocità media resta vicina a quella desiderata, ma un singolo aggiornamento diventa grande quanto il frame che lo ha prodotto. Un hitch quindi non è solo una pausa visiva: cambia la quantità di tempo di gioco consumata da quell aggiornamento.

# Confrontare l integrazione variabile con un accumulatore fisso

Un ciclo a timestep fisso somma ogni durata di frame a un accumulatore, poi consuma ripetutamente un passo scelto come 16,667 ms. La simulazione riceve aggiornamenti uguali mentre il rendering può mantenere un ritmo diverso. La frazione residua resta nell accumulatore per il frame successivo. Quando arriva un frame lungo, il ciclo fisso esegue più aggiornamenti piccoli per coprire il tempo trascorso. Il passo resta stabile, ma può comparire un picco di lavoro di recupero.
Situazione Percorso a delta variabile Percorso a timestep fisso Decisione da valutare
Rendering regolareUn aggiornamento usa ogni durata normalePassi uguali consumano il tempo accumulatoI due percorsi dovrebbero restare vicini.
Frame lungoUn aggiornamento grande può spostare troppo un oggettoPiù aggiornamenti fissi recuperano il tempoOsserva deriva e numero di passi insieme.
Frame rate diversoLa dimensione dell aggiornamento cambiaIl passo di simulazione resta ugualeI passi fissi riducono la dipendenza dal rendering.
Tetto del deltaIl tempo oltre il limite viene ignoratoL accumulatore riceve la durata completaLimita solo se perdere tempo è accettabile.

# Vedere l effetto reale di un picco di frame

A 60 frame al secondo, un frame regolare dura circa 16,667 ms. Con un picco aggiuntivo di 80 ms, un frame dura circa 96,667 ms. Il modello variabile consuma tutta questa durata in un aggiornamento. Il modello fisso consuma invece circa sei passi da 16,667 ms. Il tempo totale trascorso può coincidere, anche se il percorso nella simulazione è diverso.

# Leggere insieme deriva della posizione e recupero

La differenza di posizione è il percorso variabile meno quello fisso. Mostra quanto si sono separate le due politiche di integrazione, non quale sia automaticamente corretta. Il conteggio del recupero mostra quanto lavoro fisso è servito in un solo frame renderizzato. Una differenza grande indica una divergenza di movimento visibile; molti passi indicano un possibile problema di budget CPU. Sono segnali collegati, ma non la stessa diagnosi.

# Trattare il limite del delta come una politica

Un limite può impedire che una scheda in pausa, un breakpoint o un hitch grave teletrasporti un personaggio o faccia attraversare la geometria a un corpo fisico. Il costo è che l orologio variabile resta indietro rispetto al tempo reale. Se il gioco deve conservare i tempi, usa un accumulatore fisso o un altra politica di recupero. Se deve mantenere salti limitati e restare reattivo, il limite può essere valido, ma il tempo perso deve essere intenzionale.

# Scegliere il ciclo in base a ciò che protegge

Lavoro del ciclo Scelta utile di base Motivo
Fisica, collisioni o gameplay deterministicoTimestep fissoI passi uguali rendono la simulazione meno dipendente dal ritmo di rendering.
Movimento visivo semplice senza stato accumulatoDelta variabileL aggiornamento è piccolo e di solito non richiede una coda di recupero.
Simulazione di gameplay con rendering fluidoUpdate fisso con interpolazioneLa simulazione conserva il passo mentre la presentazione nasconde la frazione restante.
Recupero dopo un blocco gravePolitica di recupero limitataEvita di trasformare un frame cattivo in lavoro di simulazione illimitato.

# Usare un flusso di regolazione ripetibile

Inizia senza picchi e verifica che i due percorsi coincidano. Aggiungi un hitch ripetibile e cambia la sua frequenza per vedere se l errore visibile cresce o si stabilizza. Regola il passo fisso e osserva il recupero prima di cambiare la velocità. Infine attiva il limite e confronta il tempo simulato variabile con il tempo reale. Questa sequenza separa la causa di una divergenza dalla politica usata per contenerla.
Che cosa non può dimostrare questo esperimento
Il laboratorio usa durate di frame dichiarate e velocità costante, quindi spiega il comportamento temporale ma non misura un dispositivo né valida un motore. Fisica reale, campionamento degli input, rete, interpolazione e budget di frame possono cambiare la scelta migliore. Usa il risultato per formulare un ipotesi e poi verificala nel gioco reale.