游戲跑分新視角：細看一秒內幀數變化

    毋庸置疑，幾乎所有的游戲硬件測試都采用同一種評估方法，那就是大家公認的FPS（Frames per Second，每秒幀數）。毫無疑問的是，FPS是一個出色的即時性能匯總，表達準確而且簡單易懂。不只是游戲，FPS的概念還常見于我們所熟知電影及電視，比如電影/電視分別以每秒24/30張畫面的速度播放，也就是一秒鐘內在屏幕上連續投射出24/30張靜止畫面，所以播放速率就是24/30FPS，游戲畫面也與之同理。（通常每秒播放24張畫面以上，根據“視覺惰性”，即視覺暫留現象，人眼就認為是連續的。）

    當然，關于利用FPS進行測試的爭論一直存在，尤其是我們常見的平均FPS更是受到很多質疑，因為其衡量的太廣泛了。事實上我們也從這些討論中汲取了一些有用的東西并付諸實施，比如在游戲測試的時候同時獲取平均FPS和最低FPS，甚至可能的時候還提供了單位時間內的FPS變化圖表。相比干巴巴的平均FPS，我相信這些信息更能夠幫助讀者更好的理解游戲性能表現。

    即便如此，這種方法仍舊有一些明顯的缺點。因為經歷多次的測試之后，我們發現有些時候這些結果和我們的直覺體驗并不完全一致。最根本的問題在于，無論對于電腦時間還是人類視覺感知來說，一秒都太長了。一秒內的平均結果可能會掩蓋一些系統性能突發變化，而這對于游戲體驗來說非常重要。

    為了說明，我們先來看兩個例子。雖然經過加工，但這些結果卻是基于我們多年來的游戲測試真實數據。下面的圖表縱軸以毫秒（ms）為單位表示所需要的時間，而橫軸則表示一秒內兩款不同顯卡所提供的一系列幀數。

    顯而易見，GPU1在大多數情況下跑得更快，每幀所用的時間較短（絕大多數都在25ms以下），而CPU2要慢一些，因為每幀時間一直穩定在30ms左右。

    但是，我們可以看到GPU1在運行這個游戲的時候有一個明顯的問題（假定說是由于驅動里糟糕的顯存管理引起的紋理載入毛病造成的，也可能是硬件方面的原因），那就是其中一幀所耗費的時間出奇的長，幾乎達到了將近500ms，像是被卡在那兒了。如果你是這個游戲的玩家而碰巧遇到這個問題，一瞬間肯定會卡的要死。而如果這個問題經常出現，游戲也就基本不能玩了。

    而這方面GPU2就要好了不少，雖然平均FPS可能要比GPU1少，每幀耗費的時間都差不多，并且能夠提供一個持續穩定的游戲畫面輸出。那兩款顯卡的平均FPS到底是多少呢？

    可以看到，在我們統計的時間內，兩款GPU的平均FPS幾乎相同。如果就此而言，那么兩款顯卡的性能表現本質上沒有區別。而正是我們使用了平均FPS，才使得GPU1中的一個致命缺陷被掩蓋了起來。

    以上只是一小段時間內的反映，如果說GPU1在整個測試中的其它場景也時不時遇到類似的延遲，但耗費時間可能沒有這么大，那整體幀數可能會達到50FPS的樣子，最低幀數也有35FPS。而根據我們傳統的思維，這是一個看起來相當不錯的成績，但是實際游戲體驗的糟糕程度就可想而知了。

    回歸到主題，FPS對于性能評估的意義雖然重大，但短板也是明顯的。而解決以上問題最簡單有效的方法就是將單位時間放大細化，就像我們剛才做的那樣，把每幀所耗費的時間獨立呈現。事實上這么做并沒有什么難度，想必那些游戲開發商們已經研習多年。

    所以，對于我們自己來說，也是時候轉化一下認知理念了。下面表格里的數據可能會有一些幫助，詳細列舉了部分以毫秒為單位的幀時間（越低越好）所對應的FPS速率，這里的條件是假定完整的統計時間為1秒。這個表已經包含了許多閾值，比如其中16.7ms相當于穩定的60FPS。打個比方來說，目前大多數LCD的的刷新率就是每秒60次（60Hz），所以每次刷新的時間高于16.7ms的閾值就不能提供穩定的畫面輸出。

    經過以上幾點介紹，下面我們就來看一下實際游戲測試中的一些數據，看看我們能夠從中獲得什么。