Плавность при любой частоте кадров

Часть раздела Звук и игровые ощущения путешествия по Pygame на Coddy. Урок 19 из 23.

x += (target_x - x) * 0.1 перемещает на десятую часть пути за кадр. При 60 кадрах в секунду это 60 шагов в секунду; на медленном компьютере, который справляется только с 30 кадрами, это 30 шагов, и кругу требуется вдвое больше времени, чтобы добраться до цели. Нажми F, чтобы увидеть это: игра работает со скоростью 30 кадров в секунду, и всё движется медленнее.

Решение — измерять время. clock.tick() возвращает количество миллисекунд с момента предыдущего кадра. Разделив это значение на 1000, получим dt — длительность кадра в секундах: около 0.017 при 60 кадрах в секунду и 0.033 при 30.

dt = 1 / 60          # перед циклом
...
step = min(1, 6 * dt)
x += (target_x - x) * step
...
dt = clock.tick(fps) / 1000

За более длинный кадр делается больший шаг, поэтому круг проходит то же расстояние за то же время при любой частоте кадров. Число 6 задаёт скорость: при 60 кадрах в секунду 6 * dt равно примерно 0.1 — той же десятой части, что и раньше. min(1, ...) не позволяет за очень длинный кадр проскочить мимо цели.

То же правило относится и к обычному перемещению: player_x += 240 * dt означает 240 пикселей в секунду при любой частоте кадров. В большинстве небольших игр частоту кадров фиксируют с помощью tick(60), и тогда это не требуется; используй dt, если частота может меняться.

Задание

Средне

Клавиша F переключает игру между 60 и 30 кадрами в секунду. Сделай так, чтобы сглаживание занимало одинаковое время при обоих значениях:

Перед циклом задай dt = 1 / 60.
В конце цикла задай dt = clock.tick(fps) / 1000.
Перемещай объект с помощью step = min(1, 6 * dt) вместо 0.1: x += (target_x - x) * step, и то же самое для y.

Попробуйте сами

import pygame

pygame.init()
screen = pygame.display.set_mode((480, 360))
pygame.display.set_caption("Any Frame Rate")
clock = pygame.time.Clock()
font = pygame.font.Font(None, 28)

x, y = 240, 180
target_x, target_y = 240, 180
fps = 60

running = True
while running:
    for event in pygame.event.get():
        if event.type == pygame.QUIT:
            running = False
        elif event.type == pygame.MOUSEBUTTONDOWN:
            target_x, target_y = event.pos
        elif event.type == pygame.KEYDOWN and event.key == pygame.K_f:
            fps = 30 if fps == 60 else 60

    x += (target_x - x) * 0.1
    y += (target_y - y) * 0.1

    screen.fill((30, 30, 46))
    pygame.draw.circle(screen, (80, 200, 220), (x, y), 12)
    label = font.render(f"{fps} FPS (F to change)", True, (240, 240, 240))
    screen.blit(label, (10, 10))
    pygame.display.flip()
    clock.tick(fps)

pygame.quit()