计算帧率/FPS的方法
[转自：http://www.programmer-club.com.tw/ShowSameTitleN/opengl/1324.html]
當我們要比較 3D 程式的效率, frame rate 是一個很重要的資料.
但是, 算 frame rate 也算得正確才有意思呀. 這次, 我就介紹一下如何算 frame rate.
首先, 讀者們, 你要先了解一件事, 現代的顯示卡, 已經不再是純粹把 digital 資料 轉成 analog 資料的低檔硬體, 它, 已經變成了一個 精密 而 架構複雜的系統. 因此, 算 frame rate 時, 也得了解它多一些.
算 frame rate, 最直接的想法, 就是把 display() 重複呼叫器一定的次數, 把 次數 除以 所需時間 就是 frame rate. 但是, 這是不正確的, 因為 glutSwapBuffers() 會等待 顯示器 完成最近一次更新, 才會完結的. 結果, 如果你的程式比 顯示器更新率 跑得更快, 所算出來的 frame rate 再多也只可能是 顯示器更新率. 舉例說, 在顯示器的更新率, 一般是 75 fps, 如上述算 frame rate, 最快也只會是 75 fps.
又說, 如果我們把 glutSwapBuffers() 拿掉, 就不用等待 顯示器 完成更新呀. 但是, 這樣算 frame rate 也不正確. 因為, 顯示卡是有一個指令緩衝的機制, 就是說, 你給 顯示卡 下繪圖指令時, 指令並不會被立即執行, 指令會先儲存在 顯示卡的指令緩衝區, 直到 緩衝區爆滿 或是 被特別地指令 緩衝區內的指令才會被執行. 因此, 只把 glutSwapBuffers() 拿掉, 所算出來的 frame rate, 只反映指令由 主記憶體 傳到 顯示卡緩衝區 的速度而已.
說到這裡, 聰明的讀者們大概也估計到要甚麼做, 就是, 把 glutSwapBuffers() 換成為 強制顯示卡執行指令. 這個指令, 就是 glFinish(). 只要把 glutSwapBuffers() 換成為 glFinish(), 所有繪令指令就會被執行, 又不用被 顯示器更新率 限制. 這樣算出來的 frame rate, 才能有效的反映 3D 程式效能.
好, 我們去寫程式算 frame rate 吧...
1 #include <stdio.h>
2 #include <time.h>
3
4 #include "glut.h"
5
6 void display();
7 void keyboard( unsigned char key, int x, int y );
8
9 float g_fps( void (*func)(void), int n_frame );
10
11 bool finish_without_update = false;
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13 void main()
14 {
15 glutInitDisplayMode( GLUT_DOUBLE | GLUT_DEPTH | GLUT_RGB );
16 glutInitWindowSize( 640, 640 );
17 glutCreateWindow( "glutTest10" );
18
19 glutDisplayFunc(display);
20 glutKeyboardFunc(keyboard);
21
22 glutMainLoop();
23 }
24
25 void keyboard( unsigned char key, int x, int y )
26 {
27 switch( key )
28 {
29 case \'F\':
30 case \'f\':
31 finish_without_update = true;
32 printf( "%f fps\n", g_fps( display, 100 ) );
33 finish_without_update = false;
34 break;
35 }
36 }
37
38 void display()
39 {
40 glClear( GL_COLOR_BUFFER_BIT | GL_DEPTH_BUFFER_BIT );
41
42 glMatrixMode(GL_PROJECTION);
43 glLoadIdentity();
44 gluPerspective( 20, 1, 0.1, 10 );
45
46 glMatrixMode(GL_MODELVIEW);
47 glLoadIdentity();
48 gluLookAt(
49 0,0,1,
50 0,0,0,
51 0,1,0 );
52
53 glEnable( GL_LIGHTING );
54 glEnable( GL_LIGHT0 );
55 glEnable( GL_DEPTH_TEST );
56 glutSolidTeapot( .1 );
57
58 if( finish_without_update )
59 glFinish();
60 else
61 glutSwapBuffers();
62 }
63
64 float g_fps( void (*func)(void), int n_frame )
65 {
66 clock_t start, finish;
67 int i;
68 float fps;
69
70 printf( "Performing benchmark, please wait" );
71 start = clock();
72 for( i=0; i<n_frame; i++ )
73 {
74 func();
75 }
76 printf( "done\n" );
77 finish = clock();
78
79 fps = float(n_frame)/(finish-start)*CLOCKS_PER_SEC;
80 return fps;
81 }
void display()
{
// ...
if( finish_without_update )
glFinish();
else
glutSwapBuffers();
}
display() function 最後的幾行, 就是用來選擇用 glFinish() 還是用 glutSwapBuffers(), 算 frame rate 時, 我們用 glFinish(), 其他時間我們用 glutSwapBuffers().