为Unity编程FPS限制器

Question

首先，我知道Application.targetFrameRate存在，并且做得很好，但是我想要更准确的信息。对我而言，将帧速率设置为60时限制为60.3左右，设置为200时将帧速率限制为204左右。顺便说一句，这些是使用RTSS 7.2在构建中（而不是在编辑器中）进行测量。

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因此，我开始使用低级计时器在Unity中创建我的自定义帧限制器，但是由于某种原因它不能正常工作。这是我的代码：

using System.Collections;
using System.Collections.Generic;
using UnityEngine;
using System.Threading;
using System;

public class FrameLimiter : MonoBehaviour
{
    private FrameLimiter m_Instance;
    public FrameLimiter Instance { get { return m_Instance; } }

    public double FPSLimit = 300.0;

    private long lastTime = HighResolutionDateTime.UtcNow.Ticks;

    void Awake()
    {
        m_Instance = this;
    }

    void OnDestroy()
    {
        m_Instance = null;
    }

    void Update()
    {
        if (FPSLimit == 0.0) return;

        lastTime += TimeSpan.FromSeconds(1.0 / FPSLimit).Ticks;

        var now = HighResolutionDateTime.UtcNow.Ticks;

        if (now >= lastTime)
        {
            lastTime = now;
            return;
        }
        else
        {
            SpinWait.SpinUntil(() => { return (HighResolutionDateTime.UtcNow.Ticks >= lastTime); });
        }
    }
}

基本上，这是一个单例，设置为在脚本执行顺序中的任何其他脚本之前执行，并且它会阻塞执行，直到达到正确的时间为止。

它的工作方式是跟踪上一次允许渲染帧的准确时间（它从非常精确的低电平计时器here's more detail about that获取当前时间）。然后，在每次对其Update()函数的调用中，它会向其添加1.0 / FPSLimit秒，以获取应渲染下一帧的时间，然后，如果当前时间小于此时间，它将阻止执行直到该时间戳已到。

SpinWait基本上只是阻止执行而无需像空的while循环那样固定CPU的有效方法。但是，仅作记录，我也尝试了一个空的while循环，并获得了相同的结果，只是CPU使用率更高。

因此，如果您了解该代码的工作原理，那么应该看到从理论上讲应该非常精确地锁定帧速率，尤其是考虑到该计时器的精度优于1μs（0.001ms）according to Microsoft 。 但是尽管如此，当我将其设置为60时，我还是获得了约58.8 FPS ，我真的不明白。 我正在禁用V-sync的情况下以独家全屏模式运行构建。顺便说一句，我正在不受限制地获得更高的帧频，因此游戏的基本性能不是问题。

任何帮助将不胜感激！

Answer 1

问题比我想的还要奇怪。看来DateTime的这种实现将内部存储的时间舍入为整数毫秒，因此我的帧限制器将帧定为17毫秒而不是设置为60 FPS时的16.6666毫秒。

解决方案是更改我使用的计时器的代码，只获取GetSystemTimePreciseAsFileTime()返回的原始值，而不是将其封装在DateTime对象中。

进行此更改后，如果将限制器设置为60，则RTSS会在构建中显示完美的60.0 FPS锁定，偶尔会降至59.9。

这也是帧时图的样子。我在地图上四处张望，试图锻炼一下帧限制器的一致性。可以说，我做了一个比Unity自己更好的帧限制器：）

Answer 2

如果您的程序运行完美，并且spinwait完全在计算出的时间完成，您将获得60fps。

没有什么是完美的，因此它比计算的时间要多一些，因此帧速率较低。