5-The Game Loop

moving th image 跟display差不多，也不翻译了

游戏循环式每个游戏的心跳。我们用过一次非常基础的，它没有控制游戏状态速度的更新，也没有控制哪些帧要渲染。简单的说，大部分的游戏循环都是在循环里面执行一些指令，知道我们发信号通知结束，通常是设置running为false

1 boolean running = true;  2 while (!running)  3 {  4    updateGameState();  5    displayGameState();  6 } 

上面的代码完全没有关注时间和资源。如果是快的设备，它会运行的很快，如果设备很慢，运行的也会很慢

有两个指标是我们必须要关注的 FPS和UPS

FPS 帧每秒 ---displayGameState每秒被调用的次数

UPS 更新每秒 updateGameState每秒被调用的次数

理想情况下 update和render方法每秒被调用的次数英爱是相当的，每秒不少于20-25帧。25帧对于手机来说已经够用了，通常就不会感觉到动画的迟钝了

比如 如果我们目标是25帧，那么意味着我们要每40m调用一次displayGameState方法。我们要知道updateGameState方法是在display方法之前调用的，为了达到25帧，我们必须要保证update-display序列的执行时间是40ms，如果小于40ms，那么FPS会高一点，否则会慢一点

为了更好理解，看几个例子

下面的图示 正好是1FPS，update-render 正好用了1秒来执行。这就意味着我们一秒就会看到一次更新屏幕

1 Frame per Second

The following diagram shows 10FPS. An update – render cycle takes 100ms. This means every tenth of a second the image changes.

下面的图显示的10FPS，update-render花费了100ms，这就意味着0.1秒看到图片发生改变

10 FPS

但是上面的场景意味我们每次的执行时间都是0.1秒吗？上图只是个假设，我们不能控制游戏的循环时间，如果有200个敌人，每个敌人都向我们射击，我们需要更新每个敌人和子弹的状态，还要检测碰撞，这当然是和两个人敌人的更新时间是不同的，同样也适用于渲染方法。

那么真实的场景是什么？我们有循环时间少于100ms的，等于100ms，和大于100ms的，高富帅的机器比屌丝的机器要给力的多，让我们看图

这次循环小于我们设计的时间帧，所以我们有一点休息的时间 然后再干活

Frame with time to spare

下图有点落后了，时间超过了预订的时间，如果花了12ms，就意味我们落后2ms了，然后认为是10FPS，这个可以叠加，每个循环我们的时间都不准确，我们的游戏会很慢

Overdue Frame

第一种情况很好，下次干活之前 给了我们一点休息时间。我们啥也不要干就直接告诉循环休息一会，下次干活的时间醒来就行了，如果不这么干 游戏会运行的快一些，下面介绍我们要获得睡眠时间

 

不变的帧率

第二种落后的情况，我们需要点其他的办法

为了完成游戏不变的帧率，想象一下，敌人以常速靠近你，如果一秒走了半屏，那么下一秒就会走完一个屏幕，为了计算位置，我们需要知道时间的增量和速率，或者直接更新敌人的位置，我选择后者，因为前者很复杂。为了完成不变的游戏速度，我们会丢掉一些显示帧，游戏速度不等于帧率。

看下面的图，循环时间超过了设计的时间，所以我们要赶上，我们跳过这帧，做另外一个update，游戏速度就不会受影响，我们会有一个正常帧，甚至可以让CPU休息一会

Constant Game Speed with Variable FPS

上面场景有很多的变量，想象一下游戏的更新超过了一整个帧，这种情况下我们没有办法让游戏速度保持不变。我们不能让跳过的帧太多，否则的游戏就不能玩了

The MainThread.java‘s run() looks like this:

01 // desired fps  02 private final static int    MAX_FPS = 50;  03 // maximum number of frames to be skipped  04 private final static int    MAX_FRAME_SKIPS = 5;  05 // the frame period  06 private final static int    FRAME_PERIOD = 1000 / MAX_FPS;    07 @Override 08 public void run() {  09     Canvas canvas;  10     Log.d(TAG, "Starting game loop");  11     long beginTime;     // the time when the cycle begun  12     long timeDiff;      // the time it took for the cycle to execute  13     int sleepTime;      // ms to sleep (<0 if we're behind)  14     int framesSkipped;  // number of frames being skipped   15     sleepTime = 0;  16     while (running) {  17         canvas = null;  18         // try locking the canvas for exclusive pixel editing  19         // in the surface  20         try {  21             canvas = this.surfaceHolder.lockCanvas();  22             synchronized (surfaceHolder) {  23                 beginTime = System.currentTimeMillis();  24                 framesSkipped = 0;  // resetting the frames skipped  25                 // update game state  26                 this.gamePanel.update();  27                 // render state to the screen  28                 // draws the canvas on the panel  29                 this.gamePanel.render(canvas);  30                 // calculate how long did the cycle take  31                 timeDiff = System.currentTimeMillis() - beginTime;  32                 // calculate sleep time  33                 sleepTime = (int)(FRAME_PERIOD - timeDiff);  34                 if (sleepTime > 0) {  35                     // if sleepTime > 0 we're OK  36                     try {  37                         // send the thread to sleep for a short period  38                         // very useful for battery saving  39                         Thread.sleep(sleepTime);  40                     } catch (InterruptedException e) {}  41                 }  42                 while (sleepTime < 0 && framesSkipped < MAX_FRAME_SKIPS) {  43                     // we need to catch up  44                     // update without rendering  45                     this.gamePanel.update();  46                     // add frame period to check if in next frame  47                     sleepTime += FRAME_PERIOD;  48                     framesSkipped++;  49                 }  50             }  51         } finally {  52             // in case of an exception the surface is not left in  53             // an inconsistent state  54             if (canvas != null) {  55                 surfaceHolder.unlockCanvasAndPost(canvas);  56             }  57         }   // end finally  58     }  59 } 

看一下上面的code，它对应图形中的逻辑

还有另外一种方法，最大帧率的不变游戏速率，它 用插值法来画状态，在快速的硬件上被使用，它可以加强游戏效果，使动画更平滑，因为我们是移动设备，给CPU一点休息，还是可以省不少电的