解决MV游戏明明FPS为60但运行时不流畅、有抖动感的问题

逸豫

不知道以前有没有人提出过，MV的游戏有时候明明FPS没有降低，但是游戏玩起来就是卡卡的，尤其是在地图滚动时。

最近终于下定决心去研究这个问题，发现问题出在MV的以帧为基础的刷新机制上。

给不懂代码的人：

命名为JitterFix.js，然后放到plugin文件夹中，直接启用。

代码发布到public domain，你可以随意不署名甚至署你自己的名字使用（当然你愿意署我的名更好）。
[pre lang="javascript"]/*:
* @plugindesc Fix the graphics jitter mostly noticeable when scrolling maps.
* @author Zumi Kua
*
* @help just enable this plugin, no need to do anything.
*/
/*: zh
* @plugindesc 修复游戏地图在滚动时不定时出现的卡顿感
* @author Zumi Kua
*
* @help 实际原因为performance.now返回的数值似乎会有误差，导致两帧之间的deltaTime在1/60上下来回横跳，进而导致在一次
* requestAnimationFrame回调中一次updateScene也没调用，然后在下一次requestAnimationFrame回调中连续调用两次updateScene
* 无法解决在非60Hz的显示器上的卡顿问题
*
* 使用requestAnimationFrame作为参数提供的DOMHighResTimeStamp似乎不会有该问题
*
*/

SceneManager.update = function(stamp) {
    try {
        this.tickStart();
        if (Utils.isMobileSafari()) {
            this.updateInputData();
        }
        this.updateManagers();
        this.updateMain(stamp);
        this.tickEnd();
    } catch (e) {
        this.catchException(e);
    }
};

const DEBUG = false;

SceneManager.updateMain = function(stamp) {
    if (Utils.isMobileSafari()) {
        this.changeScene();
        this.updateScene();
    } else {
        let fTime = (stamp - this._currentTime) / 1000;
        if (fTime > 0.25) fTime = 0.25;

        this._currentTime = stamp;
        this._accumulator += fTime;
        const old_ftime = fTime;
        const old_accu = this._accumulator;
        let i = 0;
        while (this._accumulator >= this._deltaTime) {
            i++;
            this.updateInputData();
            this.changeScene();
            this.updateScene();
            this._accumulator -= this._deltaTime;
        }
        if(DEBUG && i !== 1){
            console.log(i, old_ftime, old_accu);
        }
    }
    this.renderScene();
    this.requestUpdate();
};[/pre]

致对原因感兴趣的人：

首先来看MV的游戏主循环代码：
[pre lang="javascript"]SceneManager.updateMain = function() {
    if (Utils.isMobileSafari()) {
        this.changeScene();
        this.updateScene();
    } else {
        var newTime = this._getTimeInMsWithoutMobileSafari();
        var fTime = (newTime - this._currentTime) / 1000;
        if (fTime > 0.25) fTime = 0.25;
        this._currentTime = newTime;
        this._accumulator += fTime;
        const old_accu = this._accumulator;
        let i = 0;
        while (this._accumulator >= this._deltaTime) {
            ++i;
            this.updateInputData();
            this.changeScene();
            this.updateScene();
            this._accumulator -= this._deltaTime;
        }
        if(i !== 1){
            console.log(i, fTime, old_accu);
        }
    }
    this.renderScene();
    this.requestUpdate();
};[/pre]

关于MV的刷新代码为什么这么写，可以参考：
https://gafferongames.com/post/fix_your_timestep/
如果你有Unity的使用经验的话也可以回忆一下Unity的Update和fixedUpdate。

这个updateMain函数每次窗口重绘时都会被调用，可以理解为一般游戏的gameLoop循环体。

理想状态下，每次重绘距离上次的时间应该都为1/60（假设我们的显示器刷新率为60hz），那么，每次重绘都会对应一次updateScene。

当此次重绘距离上次的时间大于1/60，则此次调用updateScene后，多余的时间会记录在accumulator中，供下次使用

而当此次重绘距离上次的时间小于1/60，则该帧不会进行updateScene调用，全部的时间会记录在accumulator中，供下次使用

那么，如果每次重绘距离上次重绘的时间在1/60左右反复横跳，即每次重绘的时间大概是这样呢：

[pre lang=""]2 0.01699999999254942 0.033333333612730484
0 0.015999999828636646 0.01633333343391655
2 0.018000000156462193 0.03433333359037874
0 0.016000000294297934 0.01633333371331332
2 0.01699999999254942 0.033333333705862736
0 0.015999999828636646 0.016333333527048802
2 0.018000000156462193 0.03433333368351099
0 0.015999999828636646 0.016333333340784285
2 0.01699999999254942 0.0333333333333337[/pre]
（请看中间列，它代表了每次重绘距离上次重绘的时间，顺带一提，第一列是该帧调用updateScene的次数）

可以看出，当距离上次重绘的时间小于1/60时，因为目前距离上一逻辑帧经过的时间不足一逻辑帧的时间，所以这次重绘不会调用updateScene。

当距离上次重绘的时间大于1/60时，加上上一帧小于1/60所留下的时间，我们现在有了两逻辑帧所需要的时间，这次重绘会调用两次updateScene。

而这样重绘时间在大于1/60与小于1/60之间来回横跳，正是卡顿感的成因。

而至于原因，目前我还没法给出一个确切的答案，不过解决方法倒是有：
requestAnimationFrame也会传一个当前时间作为参数，它传回的这个当前时间比我们用_getTimeInMsWithoutMobileSafari获得的要准确的多，将我们通过_getTimeInMsWithoutMobileSafari获取的时间戳改为requestAnimationFrame传回的时间戳，卡顿的情况也的确消失了。
（这也引出了一个这个现象可能的原因，MV在调用updateMain之前也调用了一些其他的函数，而这些函数执行消耗的时间不固定，且消耗的时间长到无法忽略）

另：如果你的显示器刷新率不是60hz，那么卡顿感应该是无法解决的。（以144hz为例，3帧中必然有2帧是不会调用updateScene的）。

这个也发布于rpgmakerweb，作者也是我：https://forums.rpgmakerweb.com/i ... -stuttering.144992/

青衣blackcloth

下载试试  感谢大佬分享

nhycs01

感谢大佬的分享和讲解，不过我用了一下，感觉好像没有什么区别，是不是地图元素多的时候效果才明显？

微笑的迪妮莎

感谢大佬分享,拿来先备着

小怪兽奇奇侠

真是胸怀宽广，实力高强之人呀！

逸豫

nhycs01 发表于 2022-2-28 12:04
感谢大佬的分享和讲解，不过我用了一下，感觉好像没有什么区别，是不是地图元素多的时候效果才明显？ ...

你没有感觉很有可能是……你并没有遇到这种情况？
实际上这种情况的出现本身就带有一定的随机性，从我的经验来说，可能多进行几次地图的切换会增加触发概率？
而触发了这种情况的主要表现是在地图在滚动时的抖动感，即地图上一些边界明显的地方看上去似乎在来回抖动，实际游玩时可能并不是那么明显。

如果你有一台刷新率大于60hz的显示器的话也许能够体会到这种抖动感（虽然高刷新率屏幕下的抖动碍于MV引擎的限制并不是我这个脚本能轻易解决的）。

https://forums.rpgmakerweb.com/i ... t-fps-drops.125067/
这个链接中5楼的视频（来自YouTube，需要翻墙）展示了我说的抖动感是一种什么样的情况。

nhycs01

逸豫 发表于 2022-2-28 19:01
你没有感觉很有可能是……你并没有遇到这种情况？
实际上这种情况的出现本身就带有一定的随机性，从我的 ...

感谢大佬解释，我确实目前没有感觉到这种抖动感，但不排除可能是我自己没有意识到的原因。
我想最后问一下的是，我把这个插件放在工程里开启，是否起到“有总比没有好”这类的效果？
也就是说，如果别人玩我的游戏，在不同的显示器上或许能够有更明显的效果改善，
即便没有，这个插件放着也没有任何副作用，不占资源，以及没有起冲突的隐患。

逸豫

nhycs01 发表于 2022-2-28 19:14
感谢大佬解释，我确实目前没有感觉到这种抖动感，但不排除可能是我自己没有意识到的原因。
我想最后问一 ...

冲突的话……还是有产生的风险，毕竟我覆写了一些MV自带的函数。
不过添加这个脚本应该是不会引入效率问题的。

river12

谢谢大佬，之前一直以为是灯光插件造成的原因。
之前了解到分辨率不能整除也会造成抖动，现在用上插件之后瞬间平滑起来。

RPG筱咲工作室

最近在用MV3D插件做游戏，事件多一点地图大一点就变得相当卡。感觉可以试试