游戲跑分新視角：細(xì)看一秒內(nèi)幀數(shù)變化
毋庸置疑，幾乎所有的游戲硬件測(cè)試都采用同一種評(píng)估方法，那就是大家公認(rèn)的FPS（Frames per Second，每秒幀數(shù)）。毫無(wú)疑問(wèn)的是，F(xiàn)PS是一個(gè)出色的即時(shí)性能匯總，表達(dá)準(zhǔn)確而且簡(jiǎn)單易懂。不只是游戲，F(xiàn)PS的概念還常見(jiàn)于我們所熟知電影及電視，比如電影/電視分別以每秒24/30張畫(huà)面的速度播放，也就是一秒鐘內(nèi)在屏幕上連續(xù)投射出24/30張靜止畫(huà)面，所以播放速率就是24/30FPS，游戲畫(huà)面也與之同理。（通常每秒播放24張畫(huà)面以上，根據(jù)“視覺(jué)惰性”，即視覺(jué)暫留現(xiàn)象，人眼就認(rèn)為是連續(xù)的。）
當(dāng)然，關(guān)于利用FPS進(jìn)行測(cè)試的爭(zhēng)論一直存在，尤其是我們常見(jiàn)的平均FPS更是受到很多質(zhì)疑，因?yàn)槠浜饬康奶珡V泛了。事實(shí)上我們也從這些討論中汲取了一些有用的東西并付諸實(shí)施，比如在游戲測(cè)試的時(shí)候同時(shí)獲取平均FPS和最低FPS，甚至可能的時(shí)候還提供了單位時(shí)間內(nèi)的FPS變化圖表。相比干巴巴的平均FPS，我相信這些信息更能夠幫助讀者更好的理解游戲性能表現(xiàn)。
即便如此，這種方法仍舊有一些明顯的缺點(diǎn)。因?yàn)榻?jīng)歷多次的測(cè)試之后，我們發(fā)現(xiàn)有些時(shí)候這些結(jié)果和我們的直覺(jué)體驗(yàn)并不完全一致。最根本的問(wèn)題在于，無(wú)論對(duì)于電腦時(shí)間還是人類(lèi)視覺(jué)感知來(lái)說(shuō)，一秒都太長(zhǎng)了。一秒內(nèi)的平均結(jié)果可能會(huì)掩蓋一些系統(tǒng)性能突發(fā)變化，而這對(duì)于游戲體驗(yàn)來(lái)說(shuō)非常重要。
為了說(shuō)明，我們先來(lái)看兩個(gè)例子。雖然經(jīng)過(guò)加工，但這些結(jié)果卻是基于我們多年來(lái)的游戲測(cè)試真實(shí)數(shù)據(jù)。下面的圖表縱軸以毫秒（ms）為單位表示所需要的時(shí)間，而橫軸則表示一秒內(nèi)兩款不同顯卡所提供的一系列幀數(shù)。
顯而易見(jiàn)，GPU1在大多數(shù)情況下跑得更快，每幀所用的時(shí)間較短（絕大多數(shù)都在25ms以下），而CPU2要慢一些，因?yàn)槊繋瑫r(shí)間一直穩(wěn)定在30ms左右。
但是，我們可以看到GPU1在運(yùn)行這個(gè)游戲的時(shí)候有一個(gè)明顯的問(wèn)題（假定說(shuō)是由于驅(qū)動(dòng)里糟糕的顯存管理引起的紋理載入毛病造成的，也可能是硬件方面的原因），那就是其中一幀所耗費(fèi)的時(shí)間出奇的長(zhǎng)，幾乎達(dá)到了將近500ms，像是被卡在那兒了。如果你是這個(gè)游戲的玩家而碰巧遇到這個(gè)問(wèn)題，一瞬間肯定會(huì)卡的要死。而如果這個(gè)問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)，游戲也就基本不能玩了。
而這方面GPU2就要好了不少，雖然平均FPS可能要比GPU1少，每幀耗費(fèi)的時(shí)間都差不多，并且能夠提供一個(gè)持續(xù)穩(wěn)定的游戲畫(huà)面輸出。那兩款顯卡的平均FPS到底是多少呢？
可以看到，在我們統(tǒng)計(jì)的時(shí)間內(nèi)，兩款GPU的平均FPS幾乎相同。如果就此而言，那么兩款顯卡的性能表現(xiàn)本質(zhì)上沒(méi)有區(qū)別。而正是我們使用了平均FPS，才使得GPU1中的一個(gè)致命缺陷被掩蓋了起來(lái)。
以上只是一小段時(shí)間內(nèi)的反映，如果說(shuō)GPU1在整個(gè)測(cè)試中的其它場(chǎng)景也時(shí)不時(shí)遇到類(lèi)似的延遲，但耗費(fèi)時(shí)間可能沒(méi)有這么大，那整體幀數(shù)可能會(huì)達(dá)到50FPS的樣子，最低幀數(shù)也有35FPS。而根據(jù)我們傳統(tǒng)的思維，這是一個(gè)看起來(lái)相當(dāng)不錯(cuò)的成績(jī)，但是實(shí)際游戲體驗(yàn)的糟糕程度就可想而知了。
回歸到主題，F(xiàn)PS對(duì)于性能評(píng)估的意義雖然重大，但短板也是明顯的。而解決以上問(wèn)題最簡(jiǎn)單有效的方法就是將單位時(shí)間放大細(xì)化，就像我們剛才做的那樣，把每幀所耗費(fèi)的時(shí)間獨(dú)立呈現(xiàn)。事實(shí)上這么做并沒(méi)有什么難度，想必那些游戲開(kāi)發(fā)商們已經(jīng)研習(xí)多年。
所以，對(duì)于我們自己來(lái)說(shuō)，也是時(shí)候轉(zhuǎn)化一下認(rèn)知理念了。下面表格里的數(shù)據(jù)可能會(huì)有一些幫助，詳細(xì)列舉了部分以毫秒為單位的幀時(shí)間（越低越好）所對(duì)應(yīng)的FPS速率，這里的條件是假定完整的統(tǒng)計(jì)時(shí)間為1秒。這個(gè)表已經(jīng)包含了許多閾值，比如其中16.7ms相當(dāng)于穩(wěn)定的60FPS。打個(gè)比方來(lái)說(shuō)，目前大多數(shù)LCD的的刷新率就是每秒60次（60Hz），所以每次刷新的時(shí)間高于16.7ms的閾值就不能提供穩(wěn)定的畫(huà)面輸出。
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Frame time in milliseconds |
FPS rate |
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8.3 |
120 |
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10 |
100 |
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16.7 |
60 |
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20 |
50 |
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25 |
40 |
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33 |
30 |
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42 |
24 |
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50 |
20 |
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60 |
17 |
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70 |
14 |
經(jīng)過(guò)以上幾點(diǎn)介紹，下面我們就來(lái)看一下實(shí)際游戲測(cè)試中的一些數(shù)據(jù)，看看我們能夠從中獲得什么。
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