使用 C++ 在游戏循环中模拟时间

Question

我的业余爱好是在 C++ 中使用 OpenGL 和 SDL 在 C++ 中构建一个 3d 游戏，并希望了解更多关于这个编程领域的信息。

想知道在游戏运行时模拟时间的最佳方式。显然我有一个看起来像这样的循环：

void main_loop()
{
    while(!quit)
    {
         handle_events();
         DrawScene();
         ...
         SDL_Delay(time_left());
    }
}

我正在使用 SDL_Delay 和 time_left() 来保持大约 33 fps 的帧速率。

我原以为我只需要一些全局变量，比如

int current_hour = 0;
int current_min = 0;
int num_days = 0;
Uint32 prev_ticks = 0;

然后是这样的函数：

void handle_time()
{
    Uint32 current_ticks;
    Uint32 dticks;
    current_ticks = SDL_GetTicks();
    dticks = current_ticks - prev_ticks; // get difference since last time

    // if difference is greater than 30000 (half minute) increment game mins
    if(dticks >= 30000) {
         prev_ticks = current_ticks;
         current_mins++;
         if(current_mins >= 60) {
            current_mins = 0;
            current_hour++;
         }
         if(current_hour > 23) {
            current_hour = 0;
            num_days++;
         }
    }
 }

然后在主循环中调用handle_time()函数。

它编译并运行（此时使用 printf 将时间写入控制台）但我想知道这是否是最好的方法。有没有更简单或更有效的方法？

Answer 1

我之前在其他游戏相关的帖子中提到过这一点。与往常一样，请遵循 Glenn Fiedler 在其Game Physics series

中的建议

您想要做的是使用您通过累积时间增量获得的恒定时间步长。如果你想要每秒 33 次更新，那么你的恒定时间步长应该是 1/33。您也可以将其称为更新频率。您还应该将游戏逻辑与渲染分离，因为它们不属于一起。您希望能够使用较低的更新频率，同时尽可能快地进行渲染。下面是一些示例代码：

running = true;
unsigned int t_accum=0,lt=0,ct=0;
while(running){
    while(SDL_PollEvent(&event)){
        switch(event.type){
            ...
        }
    }
    ct = SDL_GetTicks();
    t_accum += ct - lt;
    lt = ct;
    while(t_accum >= timestep){
        t += timestep; /* this is our actual time, in milliseconds. */
        t_accum -= timestep;
        for(std::vector<Entity>::iterator en = entities.begin(); en != entities.end(); ++en){
            integrate(en, (float)t * 0.001f, timestep);
        }
    }
    /* This should really be in a separate thread, synchronized with a mutex */
    std::vector<Entity> tmpEntities(entities.size());
    for(int i=0; i<entities.size(); ++i){
        float alpha = (float)t_accum / (float)timestep;
        tmpEntities[i] = interpolateState(entities[i].lastState, alpha, entities[i].currentState, 1.0f - alpha);
    }
    Render(tmpEntities);
}

这可以处理欠采样和过采样。如果您使用此处所做的整数运算，您的游戏物理应该接近 100% 确定性，无论机器有多慢或多快。这是以固定时间间隔增加时间的优点。用于渲染的状态是通过在先前状态和当前状态之间进行插值计算的，其中时间累加器内的剩余值用作插值因子。这确保了渲染是平滑的，无论时间步长有多大。

Answer 2

除了已经指出的问题（您应该使用时间结构并将其传递给 handle_time() 并且您的分钟将每半分钟递增一次），您的解决方案可以很好地跟踪游戏中运行的时间。

但是，对于需要经常发生的大多数游戏事件，您可能应该将它们基于主游戏循环而不是实际时间，以便它们以不同的 fps 以相同的比例发生。

Answer 3

您真正想阅读的 Glenn 的帖子之一是 Fix Your Timestep!。在查看此链接后，我注意到Mads 将您引导到他的answer 中的同一个地方。

Answer 4

我不是 Linux 开发人员，但您可能想看看使用计时器而不是轮询滴答声。

http://linux.die.net/man/2/timer_create

编辑：
SDL好像支持Timers：SDL_SetTimer