• Фрейм 0 (входной сигнал получен). В какой-то момент фрейма поступает входной сигнал – возможно, нажатие кнопки. Однако его нельзя использовать сразу, так как игра уже начала обработку фрейма. Вместо этого он сохраняется до начала следующего фрейма.
• Фрейм 1 (игровая логика). Процессор считывает входной сигнал, который был сохранен в течение последнего фрейма, и обновляет игровой мир.
• Фрейм 2 (визуализация графики). Визуализатор графики захватывает состояние игрового мира, заданное вычислениями предыдущего фрейма, и использует его для визуализации изображения.
• Фрейм 3 (отображенный фрейм). Отображается изображение на экране.
Каждый этап работает все время. В графическом виде это выглядит так:
Такое расположение обладает очень высокой производительностью, поскольку поддерживает постоянную работу как процессора, так и графического процессора. Без этой системы графическому блоку пришлось бы бездействовать в первой половине каждого фрейма, пока процессор обновлял бы игровую систему.
К сожалению, эта система также вводит три-четыре запаздывания фрейма между входным сигналом и откликом в зависимости от того, когда в течение фрейма был получен входной сигнал. (Большинство телевизоров добавляют еще один или два фрейма, чтобы обработать сигнал, прежде чем на экране появится изображение, но мы не можем контролировать эти задержки, поэтому я их проигнорирую.)
Плохой код может увеличить задержку еще больше, до пяти, шести, семи или более фреймов. Программисты несут ответственность за отсутствие в игре лишних фреймов с задержкой. Как только программисты убедились, что они не допустили ошибок и код не запаздывает, аппаратное обеспечение больше не позволяет снижения задержки ниже трех фреймов.
Единственный вариант – изменить длину каждого фрейма путем изменения общей кадровой частоты игры.
Но какую кадровую частоту нужно выбрать?
Некоторые ориентируются на фильмы или телевидение. Фильмы проигрываются со скоростью 24 к/с (кадра в секунду), а телевидение – со скоростью 30 к/с. Эти кадровые частоты были выбраны потому, что они являются нижними пределами, необходимыми для того, чтобы избежать заметного мерцания или полос изображения. Но мы не можем слепо применять эти стандарты к играм. Важная задержка в телевизоре – между одним кадром и следующим. Важная задержка в игре заключается между входным сигналом и откликом, который, как мы видели, в три-четыре раза длиннее.
Другие ищут ответ во времени реакции человека. Но это тоже не работает. Ответ, который мы ищем, не имеет никакого отношения к скорости, с которой игрок реагирует на игру. Он связан со скоростью, с которой игра реагирует на действия игрока, а также с тем, достаточно ли она быстрая, бесперебойная и синхронизированная.
На самом деле нет единой стандартной кадровой частоты, которая будет правильной для игры. Скорее это компромисс между графикой и откликами. Каждая миллисекунда дополнительной задержки делает игру немного медленнее, в то же время оставляя больше времени для визуализации сложной графики.
Игроки учатся нажимать на кнопки заранее, чтобы компенсировать задержку отклика управления. Длина задержки отклика управления в игре определяет, насколько раньше игроки должны нажимать на кнопки.
Например, представьте, что игрок шутера наводит прицел на цель с постоянной скоростью. Игрок видит, что цель будет под прицелом через 0,5 секунды. Представьте, что игра работает на скорости 30 к/с, а экран добавляет 50 мс запаздывания. Это значит, что общая задержка входного сигнала составляет 183 мс (четыре кадра по 1/30 секунды каждый плюс 50 мс от телевизора).
Если игрок стреляет, когда видит, что его прицел заходит на цель, он промажет, потому что входной сигнал не дойдет на экран еще в течение почти одной пятой секунды. К тому времени его прицел уже пройдет цель (игнорируя помощь при прицеливании). Таким образом, чтобы попасть в цель, он должен научиться нажимать на курок на несколько кадров раньше. Более длительные задержки означают, что игроки должны уметь прогнозировать дальнейшие события, что требует большего мастерства и ощущения меньшей синхронизации.
