简单的 C++ SFML 程序 CPU 使用率高

Question

我目前正在开发一个平台游戏并尝试实现一个时间步长，但是对于大于 60 的帧速率限制，CPU 使用率会从 1% 上升到 25% 甚至更多。

我制作了这个最小的程序来演示这个问题。代码中有两个 cmets（第 10-13 行、第 26-30 行）描述了问题和我测试过的内容。

请注意，FPS 的内容与问题无关（我认为）。

我尽量保持代码简短：

#include <memory>
#include <sstream>
#include <iomanip>
#include <SFML\Graphics.hpp>

int main() {
  // Window
  std::shared_ptr<sf::RenderWindow> window;
  window = std::make_shared<sf::RenderWindow>(sf::VideoMode(640, 480, 32), "Test", sf::Style::Close);
  /*
  When I use the setFramerateLimit() function below, the CPU usage is only 1% instead of 25%+
  (And only if I set the limit to 60 or less. For example 120 increases CPU usage to 25%+ again.)
  */
  //window->setFramerateLimit(60);

  // FPS text
  sf::Font font;
  font.loadFromFile("font.ttf");
  sf::Text fpsText("", font, 30);
  fpsText.setColor(sf::Color(0, 0, 0));

  // FPS
  float fps;
  sf::Clock fpsTimer;
  sf::Time fpsElapsedTime;
  /*
  When I set framerateLimit to 60 (or anything less than 60) 
  instead of 120, CPU usage goes down to 1%.
  When the limit is greater, in this case 120, CPU usage is 25%+
  */
  unsigned int framerateLimit = 120;
  sf::Time fpsStep = sf::milliseconds(1000 / framerateLimit);
  sf::Time fpsSleep;
  fpsTimer.restart();

  while (window->isOpen()) {
    // Update timer
    fpsElapsedTime = fpsTimer.restart();
    fps = 1000.0f / fpsElapsedTime.asMilliseconds();

    // Update FPS text
    std::stringstream ss;
    ss << "FPS: " << std::fixed << std::setprecision(0) << fps;
    fpsText.setString(ss.str());

    // Get events
    sf::Event evt;
    while (window->pollEvent(evt)) {
      switch (evt.type) {
      case sf::Event::Closed:
        window->close();
        break;
      default:
        break;
      }
    }

    // Draw
    window->clear(sf::Color(255, 255, 255));
    window->draw(fpsText);
    window->display();

    // Sleep
    fpsSleep = fpsStep - fpsTimer.getElapsedTime();
    if (fpsSleep.asMilliseconds() > 0) {
      sf::sleep(fpsSleep);
    }

  }

  return 0;
}

我不想使用 SFML 的 setFramerateLimit()，而是我自己的 sleep 实现，因为我将使用 fps 数据来更新我的物理和东西。

我的代码中是否存在逻辑错误？我看不到它，因为它的帧速率限制为例如 60（或更少）。是因为我有一个 60 Hz 的显示器吗？

PS：使用 SFML 的 window->setVerticalSync() 不会改变结果

Answer 1

我用这个answer回答了另一个similar question。

问题是，它并不能完全帮助您降低 CPU 使用率，但我尝试了您的代码，它在 120 FPS（甚至更多）的 1% cpu 使用率下运行良好。当您使用“游戏循环”制作游戏或交互式媒体时，您不想因睡眠而损失性能，您希望使用计算机可以提供的尽可能多的 CPU 时间。除了休眠，您还可以处理其他数据，例如加载内容、寻路算法等，或者只是不限制渲染。

我提供了一些有用的链接和代码，这里是：

---

类似问题：Movement Without Framerate Limit C++ SFML。

您真正需要的是固定时间步长。看看SFML游戏 开发书source code。这是有趣的 sn-p Application.cpp:

const sf::Time Game::TimePerFrame = sf::seconds(1.f/60.f);

// ...

sf::Clock clock;
sf::Time timeSinceLastUpdate = sf::Time::Zero;
while (mWindow.isOpen())
{
    sf::Time elapsedTime = clock.restart();
    timeSinceLastUpdate += elapsedTime;
    while (timeSinceLastUpdate > TimePerFrame)
    {
        timeSinceLastUpdate -= TimePerFrame;

        processEvents();
        update(TimePerFrame);

    }

    updateStatistics(elapsedTime);
    render();
}

如果这不是您真正想要的，请参阅“Fix your timestep!” Laurent Gomila 本人在 SFML 论坛中链接。

Answer 2

我建议使用 setFrameRate 限制，因为它是在 SFML 中本地实现的，并且会更好地工作。 要获得经过的时间，您必须这样做：

fpsElapsedTime = fpsTimer.getElapsedTime();

如果我必须实现类似的东西，我会这样做：

/* in the main loop */
fpsElapsedTime = fpsTimer.getElapsedTime();
if(fpsElapsedTime.asMillisecond() >= (1000/framerateLimit))
{
   fpsTimer.restart();
  // All your content
}

其他的，用 sf::Color::White 或 sf::Color::Black 代替 (sf::Color(255,255,255))

希望得到帮助:)