重要的类 - 时间和帧率管理

Time 类

Unity 的 Time 类提供许多重要的基本属性，允许您在项目中使用与时间相关的值。

时间脚本参考页面每个成员的描述是不言自明的，这是了解它们的最佳场所。

这里列出了一小部分示例，以提供常见和典型用途的概念：

Time.time 返回自项目开始播放以来的时间量。

Time.deltaTime 返回自上一帧完成以来经过的时间量。

Time.timeScale 表示时间流逝的速率。您可以读取此值，或将其设置为控制时间流逝的速度，从而创建慢动作效果。

有关时间相关属性的完整列表，请参阅时间脚本参考页面。

帧率管理

借助 Update 函数，可定期通过脚本监控输入和其他事件，并采取适当的操作。例如，可在按下“forward”键时移动一个角色。在处理这种基于时间的动作时要记住的一项重要规则是，游戏的帧率不是恒定的，并且 Update 函数调用之间的时间长度也不是恒定的。

举例来说，假设在一项任务中需要逐步向前移动某个对象，一次一帧。起初看起来好像可以在每帧将对象移动一个固定距离：

//C# 脚本示例
using UnityEngine;
using System.Collections;

public class ExampleScript : MonoBehaviour {
    public float distancePerFrame;
    
    void Update() {
        transform.Translate(0, 0, distancePerFrame);
    }
}

但是，如果帧时间不是恒定的，那么对象看起来会以不规则的速度移动。如果帧时间为 10 毫秒，那么对象将以 distancePerFrame 的距离每秒前进一百次。但如果帧时间增加到 25 毫秒（比如由于 CPU 负载的原因），那么对象每秒只会前进四十次，因此移动的总距离更短。解决方案是通过可从 Time.deltaTime 属性读取的帧时间来缩放移动距离大小：

//C# 脚本示例
using UnityEngine;
using System.Collections;

public class ExampleScript : MonoBehaviour {
    public float distancePerSecond;
    
    void Update() {
        transform.Translate(0, 0, distancePerSecond * Time.deltaTime);
    }
}

请注意，此移动距离现在为 distancePerSecond 而不是 distancePerFrame。随着帧率的变化，移动步长大小也会相应改变，因此对象的速度将保持不变。

固定时间步长

与主帧更新不同，Unity 的物理系统_会_工作到固定的时间步长，这对于模拟的准确性和一致性很重要。在物理更新开始时，Unity 通过将固定的时间步长值添加到上次物理更新结束的时间来设置“警报”时间。然后，物理系统将执行计算，直到警报响起。

可从 Time 窗口中更改固定时间步长的大小，并可使用 Time.fixedDeltaTime 属性从脚本中读取该值。请注意，较低的时间步长值将产生更频繁的物理更新和更精确的模拟，但代价是更大的 CPU 负载。除非要对物理引擎提出很高的要求，否则可能不需要更改默认的固定时间步长。

Maximum Allowed Timestep

固定的时间步长使物理模拟能够实时保持准确，但是在游戏大量使用物理系统并且游戏帧率也变低的情况下（例如，由于游戏中存在大量对象），可能会导致问题。必须在常规物理更新之间“挤压”主帧更新处理；如果要进行大量处理，则可在单个帧期间进行多个物理更新。由于帧时间、对象位置和其他属性在帧开始时被冻结，因此图形可能与更频繁更新的物理系统不同步。

当然，只有这么多的 CPU 处理能力，但 Unity 可以选择让您有效地减慢物理时间，让帧处理能够赶上来。Maximum Allowed Timestep 设置（位于 Time 窗口中）可限制 Unity 在指定的帧更新期间处理物理系统和 FixedUpdate 调用所花费的时间。如果帧更新花费的时间超过 Maximum Allowed Timestep 设置，则物理引擎将“让时间停止”并让帧处理赶上。一旦帧更新完成，物理引擎将恢复，就好像让时间停止后没有流逝一样。这种情况下的结果是刚体不会像正常情况下那样实时完美移动，而会稍微减慢。然而，物理“时钟”仍将跟踪它们，就像它们正常移动一样。物理时间的减慢通常是不明显的，并且是针对游戏性能的合理折衷。

时间尺度

对于特殊效果，例如“子弹时间”，有时减慢游戏时间的流逝会很有用，能够使动画和脚本响应以较低的速率发生。此外，有时可能希望完全冻结游戏时间，就像游戏暂停时一样。Unity 有一个 Time Scale 属性可以控制游戏时间相对于实时时间的进展速度。如果该标度设置为 1.0，则游戏时间与实时时间匹配。值为 2.0 会使 Unity 中的时间流逝速度加倍（即，动作将加速），而值为 0.5 则会将游戏速度减半。值为零将使时间完全“停止”。请注意，时间标度实际上并不会降低执行速度，而只是更改了通过 Time.deltaTime 和 Time.fixedDeltaTime 报告给 Update 和 FixedUpdate 函数的时间步长。当游戏时间减慢时，调用 Update 函数的频率可能高于平常，但每帧报告的 deltaTime 步长将会缩短。其他脚本函数不受时间标度的影响，因此您可以在游戏暂停时显示具有正常交互的 GUI。

Time 窗口有一个属性可用于全局设置时间标度，但使用 Time.timeScale 属性从脚本设置该值通常更有用：

//C# 脚本示例
using UnityEngine;
using System.Collections;

public class ExampleScript : MonoBehaviour {
    void Pause() {
        Time.timeScale = 0;
    }
    
    void Resume() {
        Time.timeScale = 1;
    }
}

Capture Framerate

一个非常特殊的时间管理案例是您希望将游戏过程录制为视频。由于保存屏幕图像的任务需要相当长的时间，因此如果在正常游戏过程中尝试执行此操作，则游戏的常规帧率将大幅降低。这将导致视频无法反映游戏的真实性能。

幸运的是，Unity 提供了一个 Capture Framerate 属性可用于解决该问题。该属性的值设置为零以外的任何值时，游戏时间将减慢，而帧更新将以精确的定期时间间隔发出。帧之间的时间间隔等于 1 / Time.captureFramerate，因此如果该值设置为 5.0，则每五分之一秒更新一次。随着对帧率的要求有效降低，在 Update 函数中便有了时间保存截屏或采取其他操作：

//C# 脚本示例
using UnityEngine;
using System.Collections;

public class ExampleScript : MonoBehaviour {
    // 捕获帧作为截屏序列。图像
    //以 PNG 文件的形式存储在文件夹中 - 这些可以
    //使用图像实用程序软件（例如 QuickTime Pro）组合成电影。
    // 该文件夹将包含我们的截屏。
    // 如果该文件夹存在，我们将附加数字来创建一个空文件夹。
    string folder = "ScreenshotFolder";
    int frameRate = 25;
        
    void Start () {
        // 设置回放帧率（实时时间将与此后的游戏时间不相关）。
        Time.captureFramerate = frameRate;
        
        // 创建文件夹
        System.IO.Directory.CreateDirectory(folder);
    }
    
    void Update () {
        // 将文件名附加到文件夹名（格式为"0005 shot.png""）
        string name = string.Format("{0}/{1:D04} shot.png", folder, Time.frameCount );
        
        // 将截屏捕获到指定的文件。
        Application.CaptureScreenshot(name);
    }
}

尽管使用这种技术录制的视频通常看起来非常好，但是当速度减慢时，游戏很难运行。您可能需要尝试使用 Time.captureFramerate 的值来确保充足的录制时间，但不会过度复杂化测试播放器的任务。

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Time 类

帧率管理

固定时间步长

Maximum Allowed Timestep

时间尺度

Capture Framerate