3d Game Walkman

3d图形渲染,网络引擎 — tonykee's Blog
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转载—网络游戏程序中解决加载卡顿的有效方法

对于3d视频游戏来说,游戏引擎的性能是至关重要的。玩家在体验一款游戏时,游戏的流畅度是最基本的要求。与单机游戏不同,网络游戏更需要考虑性能问题,因为无法像单机游戏那样,控制游戏元素的复杂度来达到效率的要求。大量玩家涌入同一片区域,同屏出现大量的游戏角色是无法避免的,因此游戏帧率的大幅下降,系统资源的大量消耗也很难避免,这是网络游戏引擎最难处理的问题之一。
    这里要讲一下游戏帧率的控制,通常玩家在玩游戏抱怨游戏客户端卡有两个意思,一是游戏平均帧率很低,二是游戏的帧率非常不稳,导致了卡顿。实际上游戏平均帧率低,对玩家心情的影响远不及卡顿造成的影响。平均10帧的游戏,虽然已经很糟糕了,但是依然能玩,但是频繁的卡顿给人的感觉就糟糕透了,平时40帧左右的游戏忽然因为加载个什么东西卡了一下,帧率掉到了零点几,然后又恢复到40帧,这种卡顿给人的感觉就是烦透了。
    游戏引擎首要解决的性能问题就是卡顿的问题。要解决卡顿的话需要做到以下两点:
    第一,不要在主线程去加载资源,最忌讳的操作就是打开文件,这个操作会挂起当前线程,也就是说会让渲染线程停顿。把所有的资源加载操作全放在加载线程去做,毕竟加载线程随便停顿也没什么关系,对主线程的渲染没影响,主线程只需要每帧判断资源是否已经加载上来就可以了。一但发现已经加载上来了,就可以用这个数据去渲染了。
    第二,也是最重要的一点,把加载的操作摊到多帧去做。通常角色走进人堆里以后,或者在战场上魔法漫天飞的时候,服务器会传来大量消息需要处理,最典型的就是创建消息,无论是创建角色还创建特效,就算是采用多线程加载的方式,在一帧内创建对象,通知线程加载底层资源,那么多消息的处理依然会不可避免地造成卡顿。这里有一个非常好的解决办法,就是这些处理消息的操作不要一帧内做完,而是分摊到多帧完成。
    一般说来,处理网络消息的过程是这样一个循环:
while( 消息队列中还有消息 )
{
   从队列中取出第一条消息;
   处理这条消息;
   将这个消息从队列中删除;
}
    在一帧当中,循环遍历整个消息队列,将这一帧收到的消息一个一个处理一遍。
    这样做忽略了最重要的效率问题,当你因为游戏卡顿在焦头烂额地优化资源加载时,不放考虑修改一下消息队列的处理。
    在这里,我可以加入计时:GetTickCount()

 

初始时间 = GetTickCount();
while( 消息队列中还有消息 )
{
   从队列中取出第一条消息;
   处理这条消息;
   当前时间 = GetTickCount();
   经过时间 = 当前时间 - 初始时间;
   if( 经过时间 > 20 )
   {
      break;
   }
}
    如果这一帧的处理时间超过了20ms,则把剩下的消息放到下一帧处理。通过这种计时的方式,你会发现游戏的流畅度简直有了天翻地覆的变化!在优化之前,有个几个人在用群攻魔法攻击大量的怪物,这些家伙忽然涌入到视野中,帧率便一下掉到了零点几,游戏出现了非常严重的卡顿,这种状态持续了很短一段时间,帧率又迅速回升上去。而现在,经过修改以后,你会发现那些家伙很平滑地出现在视野中,没有一丝的卡顿。如此效果简直是奇迹一般,而这一切仅仅是修改了几行代码而已。
    现在考虑这么做所带来的问题。如果消息量非常大,而机器又慢,平均帧率又很低的话,那麻烦可就大了:每帧处理的消息量还没有收到的消息量大。这可是个很严重的问题,这会让客户端的表现与实际情况严重脱节。在这里,就需要有一个机制,保证消息在积攒超过一定数量时,能得到及时的处理:

初始时间 = GetTickCount();
while( 消息队列中还有消息 )
{
   if( 消息队列中的消息数量 > 300 )
   {
      一次性处理所有的消息;
   }
   else
   {
      从队列中取出第一条消息;
      处理这条消息;
      当前时间 = GetTickCount();
      经过时间 = 当前时间 - 初始时间;
      if( 经过时间 > 20 )
      {
         break;
      }
   }   
}
    这样就解决了消息越积攒越多的问题,当消息越攒越多时,会一次性处理所有的消息。但这样也会带来一个问题,那就是在帧率比较低的机器上,当需要处理的消息特别多时会出现周期性的卡顿。卡顿的原因就是那步一次性处理所有消息的操作。优化的目的就是要避免这样的卡顿,而对于低端机器来说,这样的优化不但没有起到效果,反而加重了卡顿现象。为了弥补这个方法带来的弊端,就要对那个经过时间20ms做点手脚:

static 时间阈值 = 20;     //注意时间阈值是static的
if( 消息队列中的消息数量 > 100 )
{
   ++时间阈值;
}
else
{
   --时间阈值;
}
if( 时间阈值 < 20 )
   时间阈值 = 20;
if( 时间阈值 > 40 )
   时间阈值 = 40;

初始时间 = GetTickCount();
while( 消息队列中还有消息 )
{
   if( 消息队列中的消息数量 > 300 )
   {
      一次性处理所有的消息;
   }
   else
   {
      从队列中取出第一条消息;
      处理这条消息;
      当前时间 = GetTickCount();
      经过时间 = 当前时间 - 初始时间;
      if( 经过时间 > 时间阈值 )
      {
         break;
      }
   }   
}
    这里增加了时间阈值这个静态变量,替代了之前代码中的20,使之成为一个由当前帧消息包数量决定的一个可变的值。当前帧消息包的数量超过一个值时,就将这个时间阈值加一,否则减一。这么做的效果就是,消息包来得越多,每帧用于处理消息的时间就越长,也就是说消息处理耗时的比重在逐渐上升。这样就能很大程度上降低消息数量超过上限的可能性。
最差的情况,如果这样做依然有周期性卡顿的话,这台机器真的就不适合运行这个游戏了,退一步讲,不作这个优化的话,这台机器玩这个游戏也依然会卡得要命。:)
   当然,时间阈值的范围,和消息包的数量上限可以调整,以适合于不同的游戏。

posted on 2009-02-28 13:47 李侃 阅读(1401) 评论(2)  编辑 收藏 引用 所属分类: 前台客户端

评论

# re: 转载—网络游戏程序中解决加载卡顿的有效方法  回复  更多评论   

对于分摊到多帧的方案,确实身有体会,记得以前做过一个游戏模板数据查询的工具,是用MFC做的,由于一次性查找到的数据过多,一下子加载到列表控件中会引起很严重的停顿,于是我便学游戏的样子将其放到多个帧中处理,程序仍然是单线程,但立马流畅了很多。
2009-08-10 22:01 | 李现民

# re: 转载—网络游戏程序中解决加载卡顿的有效方法  回复  更多评论   

嗯,不错,学习了。
2010-03-10 09:55 | 月隐

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