游戏引擎学习第262天:绘制多帧性能分析图

回顾并为今天设定阶段

事情开始录制了,大家好,欢迎来到游戏直播节目。我们正在直播完成游戏的开发工作,目前我们正在做性能分析器,它现在已经非常酷了。我们只是在清理一些界面问题,但它能做的事情真的很厉害。我觉得它应该会变得非常有用,我可能会在工作中也开始使用这个性能分析器,因为它真的是非常酷,而我现在的代码库里没有一个好的性能分析器。

所以这个性能分析器支持多线程、支持热代码重载,并且能够存储多个帧的数据,它基本上能够做一切。我觉得它可能是我应该在任何地方都使用的工具,因为它太棒了。

现在当我们打开它时,你可以看到我把它保留在一个帧堆栈显示模式下,这个模式目前并不是非常有用。所以我们今天会开始修改它,让它变得更加实用。我打算做的是制作一个帧图表,让我们能看到帧条随时间的变化。

昨天我们做了一些工作,改变了存储数据的方式,让这个工作变得更加方便,也让我们能更容易地进行回溯等操作。所以现在我想做的就是继续这个工作,开始进行探索。今天要做的就是这些,确保这些功能正常运行。

game_debug.cpp: 考虑如何统一元素创建

当前的调试系统中,存在一个"绘制框架条"的功能,但它并没有按照预期的方式工作。最初我们尝试实现这一功能时,代码只是一个初步的版本,功能并没有完善。随着我们重新组织了代码结构,发现了问题,特别是在处理元素时,代码存在多个不统一的路径。

当我们点击一个元素并调用绘制框架条的功能时,实际上传递的是一些存储的信息,但这些信息并没有符合绘制框架条时需要的要求。特别是当我们从网格中获取特定元素进行查看时,如果返回的元素为零,就会得到一个根节点,而这个根节点只包含了该框架的数据,而不包含我们需要的数据。这意味着,如果我们希望在渲染代码中正常处理框架,必须将实际的元素传递下去,才能遍历其中的框架。

问题的根源在于,当前系统的代码路径对框架和元素类型有过多的区分,导致函数需要判断它们接收到的是框架相关的数据还是其他类型的数据。这种情况使得代码复杂且容易出错,处理起来也不直观。因此,目标是将这些路径合并,统一处理方式,从而减少代码中的差异和冗余。

为了实现这一点,我们现在在调试元素(DebugElement)中引入了一个新的子概念------"框架"(DebugElementFrame)。这个框架包含了所有相关的事件信息,并且这些事件本身可以有树形结构,表示不同的子事件或操作。问题在于,现有的框架数据(如"根节点")变得有些冗余,实际上我们只需要存储一些基本的时间信息,如开始时间、时钟时间和经过的秒数,这就足够了。

因此,提出的解决方案是:不再将"根节点"直接与框架绑定,而是将其作为DebugElement的一部分,让它作为所有配置文件的容器。具体来说,我们可以在创建根配置文件节点时,直接使用一个DebugElement来承载框架数据,而不是创建一个独立的根配置文件节点。通过这种方式,我们可以确保所有框架数据都保存在同一个DebugElement实例下,避免了多路径问题。

通过这种方法,我们可以避免繁杂的条件判断,代码将更加统一,所有的框架数据结构将统一化。这种方式使得代码更加简洁,且便于管理和扩展。这样,我们就能确保所有的框架数组看起来一样,代码路径不再分裂,维护起来更加高效。

此外,通过统一格式的数据结构,系统的扩展性和可维护性将大大提升,因为它减少了对不同数据结构的依赖,简化了代码的测试和调试。最终的目标是减少代码量,因为较少的代码意味着更容易理解和维护,也减少了出错的可能。

因此,接下来的工作是在存储框架数据的地方,直接引入DebugElement。这样,我们就能保证所有框架数据始终以统一的方式进行存储和传递,避免出现多个代码路径和结构不一致的情况。

当前代码结构问题(冗余示例)

在现有的设计中,我们可能会为每个 DebugElement 创建一个独立的 DebugElementFrame 类,并且事件(Event)是存储在每个 DebugElementFrame 中。这样会产生冗余,增加了代码的复杂性。

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

class Event {
public:
    Event(const std::string& type, int timestamp) 
        : type(type), timestamp(timestamp) {}

    void print() const {
        std::cout << "Event type: " << type << ", Timestamp: " << timestamp << std::endl;
    }

private:
    std::string type;
    int timestamp;
};

class DebugElementFrame {
public:
    void addEvent(const Event& event) {
        events.push_back(event);
    }

    void printEvents() const {
        for (const auto& event : events) {
            event.print();
        }
    }

private:
    std::vector<Event> events;  // 存储事件的数组
};

class DebugElement {
public:
    DebugElement(int id) : id(id) {
        frame = new DebugElementFrame();
    }

    void addEvent(const Event& event) {
        frame->addEvent(event);
    }

    void printEvents() const {
        frame->printEvents();
    }

private:
    int id;
    DebugElementFrame* frame;  // 每个元素都包含一个单独的框架
};

int main() {
    // 创建一个 DebugElement
    DebugElement element(1);
    element.addEvent(Event("start", 1000));
    element.addEvent(Event("end", 2000));

    // 打印该元素的所有事件
    element.printEvents();

    return 0;
}

这个示例中的问题:

  • 每个 DebugElement 都有一个 DebugElementFrame,这造成了数据结构的冗余。如果我们只是想存储事件,为什么不直接把事件存储到 DebugElement 中呢?
  • 由于 DebugElementFrameDebugElement 之间的嵌套结构,我们需要额外的管理代码。

重构后的代码结构

我们将 DebugElementFrame 的内容直接嵌入到 DebugElement 类中,并将事件数据直接存储在 DebugElement 中,从而避免冗余的框架类。最终的结构将更加简洁。

cpp 复制代码
#include <iostream>
#include <vector>
#include <string>

class Event {
public:
    Event(const std::string& type, int timestamp) 
        : type(type), timestamp(timestamp) {}

    void print() const {
        std::cout << "Event type: " << type << ", Timestamp: " << timestamp << std::endl;
    }

private:
    std::string type;
    int timestamp;
};

class DebugElement {
public:
    DebugElement(int id) : id(id) {}

    void addEvent(const Event& event) {
        events.push_back(event);
    }

    void printEvents() const {
        for (const auto& event : events) {
            event.print();
        }
    }

private:
    int id;
    std::vector<Event> events;  // 直接存储事件数据,而不是使用额外的框架类
};

int main() {
    // 创建一个 DebugElement
    DebugElement element(1);
    element.addEvent(Event("start", 1000));
    element.addEvent(Event("end", 2000));

    // 打印该元素的所有事件
    element.printEvents();

    return 0;
}

解释:

  1. 统一存储事件: 我们不再使用 DebugElementFrame 类来包装事件,而是直接将事件存储在 DebugElement 类中。这样,DebugElement 现在不仅是一个容器,还是一个直接管理所有事件的实体。
  2. 简化逻辑: 在新设计中,我们的代码路径更加统一,不再有两个不同的结构需要分别处理。这使得事件的添加和打印操作更加直观。
  3. 去除冗余: 不再需要为每个 DebugElement 创建额外的 DebugElementFrame。所有数据都保存在一个统一的结构中,从而简化了代码的维护和扩展。

优势:

  • 简洁性: 代码结构变得更加简洁,管理事件的数据结构只需要一个类。
  • 易于维护: 没有冗余的类和层次结构,代码更加直观。
  • 统一处理: 所有框架数据以相同的格式存储,避免了不必要的条件判断,简化了事件的处理过程。

总结:

通过这种方式,我们避免了冗余的框架类,并通过简化的 DebugElement 类存储事件,减少了代码复杂度。这种设计不仅使代码更加统一,还能提高后续扩展和维护的效率。

game_debug.h: 将RootProfileElement添加到debug_state并将其传递到性能分析系统中

在设计过程中,我们考虑到需要创建一个"根配置元素"(RootProfileElement)来统一管理调试过程中的各类事件数据。在这段代码中,目标是通过简化和优化现有结构来避免冗余和复杂的初始化步骤,使得代码更加一致和易于管理。

主要思路:

  1. 创建根配置元素(RootProfileElement)

    • 在启动调试系统时,我们需要初始化一个"根配置元素"。这个元素是我们用来容纳和管理所有与调试事件相关的数据的容器。
    • 在初始化时,需要确保 RootProfileElement 是正确创建的。这个操作会在系统启动时完成。
  2. 初始化步骤的改进

    • 在当前的代码结构中,创建根配置元素的方法较为复杂,需要通过事件来获取相关数据。而我们希望简化这一步骤,不依赖事件的创建。
    • 使用 GetElementFromEvent 函数时,它会通过事件来查找元素并初始化,但我们并不希望每次都创建新的事件,因此需要采用不同的方式来避免不必要的事件创建。
    • 如果需要通过(guid)来获取元素,使用 get element from guid 方法。但这并不会自动创建元素,可能导致一些初始化上的问题。
  3. 避免不必要的层级创建

    • 不希望在创建过程中引入不必要的层级(比如添加元素到组)。我们需要在初始化时确保该元素不进行任何层级操作。
    • add element to group 这个操作本身可能会导致一些问题,如果没有父元素,它可能会试图将元素插入到一个不存在的父元素中。因此,我们需要避免这种不必要的插入操作。
  4. 简化初始化过程

    • 为了简化初始化过程,我们可以直接创建一个 root profile event,并使用一个调试命名参数来为它指定一个 guid。这个 guid 的名称可以是一个简单的标识符,比如 "root profile",这样就能确保创建时与调试状态关联起来。
    • 此外,通过确保这个元素拥有正确的 guid,我们可以避免复杂的层次结构操作,从而简化后续的管理。
  5. 去除冗余初始化

    • 在现有代码中,不需要为 debug event 初始化任何额外的属性。我们只需要确保该事件与网格(guid)正确关联即可。因此,可以通过简化初始化代码来提高效率。
  6. 最终实现

    • 创建一个新的 root profile event,并为其指定一个调试(guid),该网格将会是我们调试系统的核心元素。
    • 这个根配置元素将会作为容器存储所有需要管理的调试信息,减少冗余,并避免层次结构中的复杂操作。

关键步骤:

  • 创建根配置元素:在调试初始化阶段,直接创建一个根配置元素并关联到调试网格上。
  • 简化代码路径:避免通过事件来多次查找或创建元素,使用直接的命名参数来初始化根配置元素。
  • 去除冗余操作:避免在初始化时执行不必要的层级创建或组插入操作。
  • 统一管理:通过将所有事件和调试数据存储在一个统一的根配置元素中,实现管理上的简化。

这种方式能够确保调试系统的管理更加高效和统一,并且减少了冗余的代码路径和不必要的初始化步骤,从而提升代码的可维护性和可扩展性。

运行游戏并确保其正常工作

我们正在运行一个程序,目的是确认它是否能够正常工作。目前来看程序确实在运行,但出现了一些不符合预期的行为。

我们明确设置了不应添加某个元素事件,但系统却错误地添加了一个名为"parent group"的元素。此时的 parent 值为 0,因此本不应执行添加到分组的操作。同时,createHierarchy 参数也被设置为 false,在这种情况下也不应触发任何分组元素添加行为。

我们打算进一步检查为什么系统仍然执行了这个不应该执行的操作。初步判断可能是与代码中更早的一段逻辑有关。在较上方的部分调用了 rootProfileNode,理论上在调用 storeEvent 时可能涉及到这部分逻辑,进而引发意外的行为。

按照设定,storeEvent 本身不应执行任何类似添加元素或分组的操作。因此当前系统的行为显得异常,可能是某些逻辑触发条件判断错误。

尽管这个问题暂时不会影响我们继续开发的主要流程,但我们还是希望尽快查明原因,避免系统出现不必要的处理逻辑或潜在的错误。

接下来将通过调试手段快速介入,进一步确认这部分异常行为的具体触发机制。

调试器: 进入RootProfile并错误地跟随ParentGroup路径

我们在创建读取配置(read profile)的过程中,计划按以下步骤执行调试:

首先会进入 gentlemanFromEvent 函数,然后调用 debugParseName,接着调用 getElementFromGuid。这个函数主要是遍历哈希表,查找是否已有对应的元素。由于这是最早创建的对象之一,因此预期结果是哈希表中没有任何对应项。

接下来系统会将该元素添加进去,并复制(Guid)的数据,这是我们期望的行为。但与此同时我们并没有打算创建层级结构(hierarchy),所以这一步应该被跳过。

此时需要确认传入的 parent 值是什么。我们本应该传入 0 作为父节点,理论上来说不应该触发任何添加到父分组的逻辑。但在检查过程中发现好像出现了某种错误。

进一步追踪代码后,意识到是由于某种自动填充机制导致的问题------系统自动填充了一个非预期的值,从而引发了错误的处理流程。显然这是一个疏忽,代码行为并非我们本意,是由于不小心或粗心引发的自动参数填写,导致了当前逻辑出错。

Parent是0重新修改ParentGroup了

game_debug.cpp: 在CreateHierarchy路径中进行AddElementToGroup

我们经过反思之后意识到,实际上我们真正想做的操作是另一个更简单、直接的方式。之前的实现可能过于复杂或者引入了不必要的问题。

现在我们认为,只需要进行一个明确的、简洁的操作,就可以实现我们真正的目标。这种方式不仅逻辑更清晰,而且能够避免之前遇到的那些异常行为和意外的副作用。

我们对比当前和预期行为后,确信这种调整是正确的方向,因此接下来会按照这个思路进行修改与验证。这将更符合我们实际想要的结果,并简化整个流程。

运行游戏并看到我们已经有了更好的进展

我们已经找到关键问题所在,现在整体情况变得更加清晰和稳定。

我们所做的调整是:明确指定这个逻辑仅适用于事件(events),而不应该在其他情况下被触发。特别是在不需要创建层级结构(hierarchy)的前提下,更不应该将这些事件添加到任何分组(group)中。

之前那段会将事件添加进分组的逻辑,其实是早期遗留下来的旧代码,当时我们确实使用了"添加到分组"的机制来处理性能分析事件(profile events)。但现在已经不再需要这样的处理方式,因此继续保留这段逻辑反而会引发问题。

基于当前的需求,我们已经决定去除这段多余的逻辑,这样做更符合现在的结构和预期行为。我们也更倾向于用现在的处理方式来应对事件数据的组织和存储,这种方式更加简洁明了,避免了额外的嵌套或无用操作。

经过这次调整之后,代码结构更加合理,执行过程也会更符合预期。我们已经可以继续后续的工作,不再受之前那个错误逻辑的干扰。

game_debug.cpp: 使用RootProfileElement简化ViewingElement代码

我们对现有逻辑进行了进一步优化,采用了一种更巧妙、更高效的方式处理可视化相关的流程。这种"高级操作"大大简化了后续逻辑处理,尤其是在将线程信息传入图形结构(graph)时,整个处理流程变得更为清晰直接。

之前的方法如果继续使用,会导致逻辑复杂混乱,我们并不想走那条老路。而现在这个新的处理方式让我们可以用一种更简单的方式实现原本设想的功能。

具体来说,我们引入了一个"视图元素"的机制,不再从中获取事件数据(events),因为这部分需求已经不再存在。现在我们只需直接获取要查看的那个元素本身。

如果找不到要查看的元素,就默认回退到查看根元素(root element)。原来那部分冗余的事件处理逻辑已经被清理干净,整个流程更加简洁。

接下来,在绘制时(例如调用 drawFrameBars),我们不再传入根节点,而是直接传入当前要查看的视图元素。因为这个视图元素已经包含了所有需要的帧信息(frames),绘图函数也能更准确地展现所需内容。

这样处理之后,整个代码结构不仅更加合理,功能也更加集中,我们避免了重复处理和无谓的逻辑判断。整体变得更稳定、更清晰,也为后续功能扩展打下了更好的基础。

game_debug.cpp: 简化DrawFrameBars

我们目前在绘制帧条(draw frame bars)方面进行了较大的调整和优化,整体逻辑正在逐步理清。现在传入的参数从原先的 debug stored event 改为一个元素(element),该元素被视为根元素(root element)。接下来,我们的处理流程应该变得更加顺畅。

我们决定暂时移除一些旧逻辑和无关的处理,比如旧的帧索引和无用变量,这些都不再重要。我们将重点放在遍历根元素中包含的所有帧(frames)上,这是目前我们需要关注的核心数据。

我们已经明确知道帧的数量,因此可以直接设定 frameCount,并基于此进行遍历。同时,为了绘图,我们需要获取每个帧所对应的性能节点(profile node)。我们可以从当前元素的帧集中直接访问这些节点。

由于一个元素中可能包含多个事件,我们的策略是对这些事件逐一处理,而不是只挑选最近的一个。这样能确保我们展示所有相关的性能数据,保证信息完整。为了做到这一点,我们将在绘制前先构造出事件列表,然后在遍历时逐个处理。

对于每一个事件,我们都会绘制其包含的所有子事件(sub-events),从最旧的开始绘制到最晚的。原本那部分用于查找第一个子事件的代码已经不再适用,因此被替换成了针对当前元素中所有事件的遍历。

我们还注意到绘图过程需要依赖一个总时长(total duration),但目前这部分尚未更新。我们接下来需要在收集事件信息的过程中,正确记录每个元素的时间跨度(span),以便后续使用。这是绘图中不可或缺的基础数据。

最后,我们也发现某些旧逻辑存在冗余,因此有必要进行清理。这样可以避免混淆,同时让整个流程更聚焦于当前版本的设计目标和执行路径。整体上,现在的方向是更明确的,以元素为中心展开绘图和事件遍历,这种方式更符合当前结构,也为后续扩展提供了更清晰的基础。

黑板: 事件是如何存储的

我们现在的思考集中在性能数据结构的进一步简化上,具体是关于是否有必要保留某一层嵌套结构的问题。

目前的结构是:一个调试元素(debug element)被视为根性能元素(root profile element),它内部包含多个帧(frames)。每个帧中又包含多个事件(events)。在现有实现中,根元素下的每一帧实际上只存储一个事件,也就是说所有数据都统一归属在一个 stored event 下。

但我们意识到,既然系统已经具备在一个帧下存储多个事件的能力,那么强行限制只存一个事件似乎是多余的,反而让结构变得更复杂。我们开始思考:是否应该直接让所有发生在某帧上的事件都直接作为该帧的内容,而不是再额外包装一层统一的 stored event 容器。

这种做法听起来更合理也更直观。简化之后,每个帧下的事件就可以以更自然的方式展开,无需再通过一层中间结构提取。同时这也使绘图逻辑和数据访问更清晰,避免绕远路或多层跳转。

我们还注意到每个 profile node 自身存储了它的执行时长,而总时钟周期(total clocks)也已在更高层记录。这意味着我们可以在数据聚合和展示时,灵活选择是看单个节点的持续时间,还是以整体帧的总耗时为依据,从而适应不同层级的性能分析需求。

因此,下一步打算是尝试去除这一层额外的封装逻辑,让每个帧直接承载多个事件,实现结构上的"扁平化"。这样能减少嵌套层级,提高访问效率,同时更贴近实际的事件分布逻辑。整体来看,这是一种让结构更清晰、代码更易维护的优化方向。

当然,下面用一个简化的示例来说明优化前后事件存储结构的变化和优点。


场景:在某一帧中记录两个事件 A 和 B,它们没有嵌套关系,也没有显式的父事件。


优化前的结构(有"默认父节点")

text 复制代码
DebugElement(调试元素)
└── Frame 0
    └── RootStoredEvent(人为添加的根事件)
        ├── Event A
        └── Event B
  • 如果事件没有父节点,系统会自动创建一个 RootStoredEvent 并把事件挂在它下面。
  • 增加了一层结构,使数据访问和可视化处理更复杂。
  • 不是真实的调用结构,只是为了凑出一个"父"而人为插入。

优化后的结构(直接附加在元素下)

text 复制代码
DebugElement(调试元素)
└── Frame 0
    ├── Event A
    └── Event B
  • 没有"虚构"的根事件。
  • 所有事件直接归属于当前帧,反映真实的执行顺序。
  • 更容易遍历和绘图,逻辑更加扁平和直观。

好处总结:

项目 优化前 优化后
数据结构层级 多一层 RootStoredEvent 直接挂在帧下
遍历逻辑 需要先找"默认父"再找子事件 直接遍历事件列表
真实语义匹配程度 人为添加结构,不真实 精确反映事件之间关系
绘图和展示 复杂,必须展开嵌套结构 简单,按列表顺序绘制即可

game_debug.h: 考虑直接将StoreEvent存储到元素中,而不是在CollateDebugRecords中将其添加到Parent中

在当前的调试记录归类(collate debug records)逻辑中,我们对事件的存储方式进行了优化。之前的做法是:当处理 begin block 时,首先会检查是否存在父事件。如果没有父事件,系统会从根配置文件节点(root profile node)中获取一个父节点,作为事件的父元素。

这种做法虽然能够满足需求,但也导致了不必要的层级结构和复杂的判断逻辑。现在的思路是简化这一部分,使得每个事件不再依赖一个"默认的父事件",而是直接存储在当前的调试元素下。具体优化方案如下:

优化后的逻辑:

  1. 没有父事件的情况 :如果没有显式的父事件,我们将不再从根元素中寻找一个父节点。相反,事件将直接添加到当前的调试元素(debug element)下。

  2. 有打开的代码块(open code block):如果有一个正在进行的代码块,那么该代码块将作为事件的父节点,即事件将存储在该代码块下。

  3. 父事件处理:如果没有打开的代码块,父事件就会是当前元素下的父事件。这意味着,所有的事件存储都在同一个元素内部,而不再额外创建任何父事件层级。

  4. 事件存储:事件将直接存储在当前的调试元素中,不再添加到任何额外的父元素或根事件中。这种方式简化了存储结构,减少了无用的层级,并且更符合事件的实际执行流程。

为什么这样做:

  • 简化结构:通过去除"默认父节点"的概念,避免了不必要的嵌套层次。这样可以直接反映事件之间的实际关系,避免多余的抽象层。
  • 提高效率:减少了判断和查找父事件的步骤,使得逻辑更加清晰且高效。
  • 代码更易维护:简化后的数据结构和逻辑使得代码更易于理解和扩展,减少了错误的发生几率。

总结:

我们通过去除不必要的父事件层级,使得事件存储变得更加直观和高效,提升了系统的性能和可维护性。这种做法能够更好地反映实际的事件顺序,并为后续的分析和展示提供了更简洁的数据结构。

黑板: 为什么这可能行不通

在当前的讨论中,考虑到事件链的处理方式,我们发现不能完全将事件存储和处理逻辑简化到一个统一的元素下。原因在于,每个元素的链表是独立的,特别是当一个帧中有多种不同类型的事件时,比如某些是 collate records,另一些可能是 game update 等等。这些事件链表是各自独立的,不应将其统一成单一结构。

关键问题:

  1. 链表是按元素分类的 :每个事件类型(如 collate recordsgame update)都有独立的链表。每帧中可能会有多种不同类型的事件发生,而这些事件属于不同的链表。因此,无法将所有事件简单地放到一个容器中,而是需要分别处理不同类型的事件链表。

  2. Profile节点的角色:Profile节点本身充当容器的角色,它并不直接参与事件的存储或绘制,而是用于存放每帧的事件。每个帧中的Profile节点通常只会包含一个事件项,这使得它无法统一处理和绘制所有类型的事件。如果将这些事件放到同一个容器中,实际上依然会面临许多处理上的困难,因为这个容器只会存储一个事件。

解决方案:

  • 保持当前结构:由于每种事件类型都需要独立的链表来管理,因此需要保持当前的Profile节点和事件链表结构不变。每种事件类型依然需要在其各自的链表内进行处理和绘制。
  • 在绘制时处理帧的事件:当需要绘制某个帧的事件时,仍然要按事件类型处理,而不仅仅是按统一的"元素"来处理。即使所有事件在同一帧内发生,也要根据事件类型将它们分别绘制。

总结:

事件链表本身是依赖于事件类型的,每种事件类型都需要独立的链表来进行管理和处理。因此,无法简单地将所有事件统一为一个元素进行绘制或存储。Profile节点作为容器,仅包含每帧的事件,而不直接参与链表的处理,因此需要保持现有的结构不变,并在绘制时根据事件类型分别处理。

场景:在同一帧中记录不同类型的事件

假设在同一帧内,我们有两种不同类型的事件:Collate RecordsGame Update

事件类型 1: Collate Records(汇总记录)

  • 这是用于收集和处理调试数据的事件。

事件类型 2: Game Update(游戏更新)

  • 这是更新游戏状态和逻辑的事件。

###优化前的结构(独立事件链)

text 复制代码
DebugElement(调试元素)
└── Frame 0
    ├── Collate Records Event
    └── Game Update Event
  • Collate Records EventGame Update Event 是不同的事件类型,且它们需要分别在各自的链条中进行处理。
  • 每个事件都依赖于独立的链条来处理自己的信息和绘制。

❌ 如果统一存储(不独立的结构)

text 复制代码
DebugElement(调试元素)
└── Frame 0
    └── Event Container(事件容器)
        ├── Collate Records Event
        └── Game Update Event
  • Event Container:假设我们将所有事件统一放到一个容器中,问题就出现了。
  • 事件类型不同,处理方式和数据结构会有所不同。Collate Records EventGame Update Event 可能涉及不同的属性和方法,因此将它们放在同一个容器中会使得处理逻辑复杂化。

问题:

  • 独立链条的需要Collate Records EventGame Update Event 各自需要独立的链条来维护它们的事件顺序和数据结构。例如,Collate Records Event 可能需要按时间顺序处理记录,而 Game Update Event 需要跟踪游戏状态的更新。
  • 难以统一处理:如果将这两种不同类型的事件放在一个容器里,可能会导致事件处理的混乱。每个事件的处理流程和逻辑会受到干扰,导致代码结构复杂且易出错。

保持独立链条的结构(正确的做法)

text 复制代码
DebugElement(调试元素)
└── Frame 0
    ├── Collate Records Event Chain
    │    └── Event 1 (Collate)
    │    └── Event 2 (Collate)
    └── Game Update Event Chain
         └── Event 1 (Game Update)
         └── Event 2 (Game Update)
  • 独立链条 :每种事件类型拥有自己独立的链条(Collate Records Event ChainGame Update Event Chain)。
  • 这样可以确保每个事件类型都能够按照自己的要求进行处理,比如按时间顺序更新、存储和绘制。

总结:

每种事件类型都依赖于自己的链条来处理相关的逻辑数据,无法统一成一个容器来处理。只有保持每个事件类型独立的链条,才能确保系统能够正确、清晰地处理和展示每种事件的相关信息。

game_debug.cpp: 在DrawFrameBars中使用debug_profile_node

在这段过程中,首先考虑到的是如何处理每帧的事件链条和节点。经过分析,似乎可以将根事件(root event)直接设置为"根配置节点"(root profile node),因为它实际上就是一个配置节点,这样就可以直接访问并进行相关操作。

接着,检查每个事件时,主要关心的是如何处理多个事件实例。如果某一帧有多个事件,是否需要绘制所有这些事件,或者只绘制某一个特定事件,这里似乎需要做一些判断。当前的计划是暂时绘制最近的一个事件(most recent event),但也考虑到未来可能需要扩展逻辑,绘制所有事件实例,尤其是对于非帧事件。

另外,需要检查是否存在"最近事件"的数据,如果没有最近事件,可能就不需要进行绘制。至于调试事件的具体实现,需要确保每个调试事件都能正确处理。当前方法可能还需要进一步调整,以确保正确地获取和绘制事件。

运行游戏并对性能分析器进行压力测试

目前已经实现的帧条(frame bars)展示了性能随时间的波动情况,使得我们能够更直观地识别出不同帧的异常情况。例如,可以看到某些粉色条状标记,代表的是资源加载时出现的峰值,这些峰值反映了可能的性能波动。当前,系统没有直接展示多线程任务的相关信息,这些任务的数据被覆盖在其他任务的图形上,因此暂时无法有效区分不同线程的影响。

当我们想要深入查看某一帧的详细信息时,点击具体的游戏更新时,会看到游戏更新和渲染的相关信息。然而,问题在于,点击后并没有展开足够的细节显示,尤其是在渲染和游戏更新的子任务上,应该有更多层级的详细数据展示。目前只显示了较为简单的条形数据,这并不足以有效展示复杂的性能数据。点击进入更深层次后,能看到绘制的条形图形,但由于绘制内容过多,导致帧率急剧下降,影响了查看和操作的流畅性。

此外,展示的数据量过大,也导致了图形界面的性能瓶颈,可能由于图形驱动处理大量原始数据时变得不够高效。我们并没有一个适合当前需求的级别细节显示系统来平衡性能数据的展示和界面流畅度。因此,对于大量细节调用的情况,可能需要通过某种优化逻辑来压缩显示,避免界面被过多无关数据填充。

在进一步调试时,通过检查"debug collation"模块,能看到调试开始和结束的相关信息。这部分信息能够提供一些关于调试过程的有用线索,但目前我们还没有找到一个非常有效的办法来在性能调试中提供更清晰的层次化信息。此外,还注意到不同构建模式之间的性能差异,尤其是发布版本与常规版本之间的差异。发布版本可能在性能上有优化的空间,因此进一步的优化可能会显著提升运行效率。

总体而言,当前的系统在一些方面已经变得更加易用,但仍存在较大的优化空间。未来的方向可能是通过某种方式调整展示的内容,减少重复和冗余的渲染,以提升系统的响应速度和界面性能。

game_debug.cpp: 切换到DrawProfileIn并让其接受debug_element RootElement

在这段过程中,目标是能够绘制旧样式的帧条,并且确保绘制配置文件(profile)时,能够支持视图元素(viewing element)的传递。具体操作是,绘制配置文件时,会接受调试元素(debug elements),并且假设我们绘制的始终是当前帧的调试状态。当前帧的顺序会由"最近的帧序号"(most recent frame ordinal)来确定。

由于每帧可能有多个事件需要绘制,因此需要考虑如何处理这些事件。如果存在多个事件,需要遍历这些事件并全部绘制,而不仅仅是绘制第一个事件。这里的复杂部分在于如何决定绘制哪一个事件。假设在没有特别要求的情况下,暂时会默认绘制第一个事件。

总的来说,核心操作是:当存在根事件(root event)时,会根据最近的事件来进行绘制。如果有多个事件需要绘制,则会依次遍历并绘制所有事件,而不是只绘制第一个。这些操作最终依赖于根事件的配置节点(profile node)来进行绘制。

运行游戏并使用旧的显示方式查看性能分析器

目前已经成功恢复了旧版本的帧显示功能,确认我们仍然能够进行帧级别的展示。在界面上可以看到每一帧的内容,并且可以深入查看每一帧中所包含的详细信息。

在点击某一帧后,可以展开查看该帧所执行的所有操作。例如,在某一帧中可以看到它调用了 get world chunk 等复杂的函数和操作,这些内容都能够被清晰地展示出来。这说明调试数据的可视化逻辑在当前架构下依旧保持完整,功能恢复效果良好。整体来看,帧内事件的可视化、事件树的结构展开和数据展示均符合预期,当前的结果是满意的。

黑板: 优雅地处理单个帧上的多个事件

现在我们基本完成了主要功能的修复和重构,接下来需要解决的核心问题是:在某个帧中同一个事件(如 get world chunk)会被多次调用,而我们在调试界面中想要"跳转"或"聚焦"到这个事件时,实际面对的是多个实例的情况,这在逻辑上是较为复杂的。

具体问题如下:

在一帧内部,例如第 0 帧,某个事件(如 get world chunk)可能被调用多次,例如有调用 0、1、2、3 次。但在帧 1 中可能这个事件被调用的次数不同,甚至没有调用。这样一来,如果用户试图"锁定"某个具体的调用(比如第 2 次调用),在其他帧中可能根本找不到对应的位置。

因此,按"每次调用"为单位去做精确跳转或者展示,会导致显示逻辑变得非常混乱和不稳定。因为用户所点击的"调用"其实不是一个可以在所有帧中都稳定存在的概念。

针对这个难题,我们考虑采取一种更实用的折中方法:

  • 不再试图展示某个特定的调用实例
  • 而是将所有在一个帧中发生的相同类型调用(例如所有的 get world chunk)进行合并处理;
  • 利用类似 "total clocks(总时钟周期)" 的思路,将多个调用的时间累加,展示成一个整体;
  • 用户在界面中看到的就是一个总览视角,表示这类调用在当前帧中一共发生了多长时间,而非某次具体调用的细节。

这样处理的好处是:

  1. 不需要对每个调用单独编号,也避免了帧间差异导致的定位混乱;
  2. 显示逻辑大大简化,数据更具代表性;
  3. 用户仍然可以看出某类事件在帧中的整体表现和负载情况。

虽然这种做法并不完美,牺牲了对单个调用的精确可视化能力,但在可维护性、稳定性和用户使用体验之间做出了更合理的平衡。

你希望我们现在实现这个"事件合并视图"还是先保留对单次调用的展示方式?


示例场景:

我们在分析一款游戏的性能,采集了一段时间内的性能数据。其中,函数 getWorldChunk() 是一个频繁调用的逻辑,用于按需加载游戏世界的地图区块。我们在每帧中记录了它的所有调用情况。


原始数据示意:

假设我们分析的是帧 0 和帧 1。

帧 0:
复制代码
- getWorldChunk(): 调用 1,耗时 2ms
- getWorldChunk(): 调用 2,耗时 1ms
- getWorldChunk(): 调用 3,耗时 3ms
帧 1:
复制代码
- getWorldChunk(): 调用 1,耗时 4ms
- getWorldChunk(): 调用 2,耗时 2ms

原始做法(逐调用显示):

如果我们想让用户"点击第 2 次 getWorldChunk 调用",这就存在两个问题:

  1. 用户点击的是第几次?编号不固定;
  2. 到帧 1 时,如果那一帧只调用了两次,就没"第 3 次调用"了。

这种方式不稳定,容易造成界面跳转错误或数据不匹配。


合并视图做法:

我们改为在界面上合并所有相同名字的调用:

帧 0:
复制代码
- getWorldChunk(): 总调用次数 3,总耗时 6ms(2+1+3)
帧 1:
复制代码
- getWorldChunk(): 总调用次数 2,总耗时 6ms(4+2)

我们在界面中展示为一个统一的条形图块或统计信息,点击时跳转的是"该事件的合并视图",而不是某次具体调用。


优势:

  • 稳定:无论在哪一帧都能看到一致的视图;
  • 简洁:用户关注的是整体性能,而不是每一次小调用;
  • 易实现:避免了复杂的实例追踪逻辑;
  • 可比较:可以直观看出不同帧中该事件的负载波动。

game_debug.h: 从debug_profile_node中移除AggregateCount并稍微重新打包

我们目前的目标是对性能分析数据中的 profile node 进行处理,以便实现合并视图时能够更高效地计算总耗时(duration),并做出一些结构和存储上的优化。以下是我们当前的具体分析和改进步骤:


数据结构与处理逻辑的分析与优化

  1. 聚合耗时统计(Total Clocks)

    我们希望能够对每一个 profile node 进行预处理,累加其所有出现的耗时值(duration),生成一个"总时钟周期数"(total clocks)。这样可以用于后续的统一展示。

  2. 提前预处理 vs. 实时计算

    考虑到在渲染时的遍历和绘制过程本身就耗时,我们认为先做一次预处理(pre-pass)不会带来明显的额外开销,因此是可行的。但同样的聚合逻辑也可以在 collation 阶段完成,这两种方式都可接受,取决于实现选择。

  3. 当前 profile node 存储的数据结构

    每个节点中都已经包含 duration 字段,单位是时钟周期(clocks)。我们计划增加 totalClocks 字段来记录同一类事件在不同位置/不同帧中的累加耗时。


数据类型与结构调整

  1. 保留高精度(uint64)存储

    • 考虑到部分事件的耗时可能较长或帧数较多,我们决定保留 uint64(64位无符号整数)来记录 totalClocks
    • 相比原来的 uint32uint64 空间开销增加,但换取的是更大的表示范围与统一性。
  2. aggregateCount 字段的处理

    • 目前该字段未被实际使用,因此可以暂时移除。
    • 但我们也可以将其保留,未来若需做调用频次分析(如平均耗时),它仍然会有用。
  3. 结构空间复用

    • 原有数据结构中有一个 uint32 类型的字段是保留字段(reserved),我们考虑用它来扩展为 uint64 类型存储 totalClocks
    • 这样不需增加额外结构大小,达到结构重用和精度提升的双赢。

未来绘制流程中的作用

  • 在 UI 中展示事件耗时时,可以直接使用 totalClocks,而不必再次动态遍历所有实例进行求和。
  • 每类事件都能快速得出整体性能消耗,特别适用于"合并视图"中按事件分类显示总耗时的场景。

小结

我们对 profile node 的结构和耗时聚合逻辑进行了如下调整:

  • 引入 totalClocks 字段并使用 uint64 类型保存;
  • 保留未来可用的 aggregateCount
  • 通过预处理方式完成耗时的聚合,提升后续展示效率;
  • 优化字段结构安排,复用现有空间以保持数据结构紧凑。

game_debug.h: 从debug_element_frame中移除TotalClocks

我们决定暂时不在事件存储(store event)阶段同步更新总耗时(total clocks),原因是当前上下文信息不足,操作起来相对繁琐。因此我们采取更灵活的策略,即延迟处理、在后续阶段按需计算。以下是详细总结:


背景与初衷

在记录调试数据时,我们希望每一帧可以方便地访问其所有事件的总耗时(clocks 累计值),以便后续绘制时间轴或分析性能瓶颈。但:

  • 在"事件写入阶段"(即 store event)中,我们只知道当前事件的持续时间(duration);
  • 没有方便的方式直接定位该事件属于哪个 UI 元素(debug element)或哪个帧(frame);
  • 若要实现,需要重新查找或额外存储结构信息,代价较高。

为什么暂时不直接添加总耗时更新逻辑

  1. 缺乏上下文:

    • 当前写入逻辑中无法直接获取目标 frame 或 debug element 的引用;
    • 如果强行添加,需要反查映射关系或冗余存储,容易出错且降低系统清晰性。
  2. 维护成本高:

    • 若结构频繁变化,则总耗时字段易被遗漏或更新不一致;
    • 数据冗余,空间浪费,违背当前设计原则的"按需计算、数据最小化"策略。
  3. 计算开销可接受:

    • 读取总耗时时,遍历一次当前帧的事件链表即可;
    • 相较于图形绘制本身的开销,这种"轻度遍历"可忽略不计。

替代方案:按需动态计算

我们将总耗时的计算逻辑延迟到后处理阶段:

  • 实现一个函数 get_total_clocks(frame)
  • 遍历当前帧下的所有 stored_event,累计其 duration 字段;
  • 在需要绘制或分析时调用。

优势:

  • 零冗余:不占用额外内存,不增加写入复杂度;
  • 灵活性高:可根据需求灵活使用,不受存储结构限制;
  • 易维护:统一计算逻辑,避免数据不一致问题。

当前阶段结论

我们删除了原计划中的总耗时更新字段相关逻辑,转而采用延迟计算方式。这种方法虽在性能上可能略逊一筹,但在结构清晰性、可维护性、开发效率上明显更优。

是否需要我将"写入阶段"和"按需计算阶段"的结构和差异画一张流程图帮助理解?

game_debug.cpp: 引入GetTotalClocks以便按需计算TotalClock

我们目前实现了一种简单但有效的方法,用于在不提前计算或存储的前提下,动态获取某个调试元素(debug element)在指定帧中的总耗时(total clocks),并基于此耗时将多个事件统一渲染到一条可视化时间线上。以下是详细整理的内容:


当前功能实现的目标

  1. 无需提前聚合总耗时

    • 不再在事件收集(store event)阶段硬编码聚合逻辑,而是在需要总耗时时,动态计算得出
    • 这样避免了冗余的存储、结构复杂化、以及上下文信息缺失时的困扰。
  2. 可视化绘制支持多个事件

    • 将多个重复调用(如 get_world_chunk)的事件以统一的方式叠加绘制在时间轴上。
    • 不再只展示其中一个调用,而是将所有事件按比例、按序渲染成多个矩形并堆叠或拼接展示。

🛠 实现方式与代码逻辑整理

  1. 计算某一帧的总耗时:

    • 遍历某帧中的所有 stored_event

    • 依次读取每个事件的 profile_node.duration 值,并累加。

    • 示例逻辑如下:

      cpp 复制代码
      result = 0;
      event = frame.oldest_event;
      while (event) {
          result += event.profile_node.duration;
          event = event.next;
      }
      return result;
  2. 在绘制 profile 的时候使用该总耗时:

    • 用于计算每个事件在可视区域(profile_rect)中所占的比例与位置。
    • 实现"划分子矩形",将每个事件的时长对应到一个长条区域中,用于图形化展示。
  3. 对子矩形的处理:

    • 创建一个 event_rect,初始为 profile_rect
    • 每个事件按其 duration 占总耗时的比例,划分 event_rect 的宽度。
    • 每个子矩形传入 draw 函数渲染,达到多事件叠加显示的效果。

实现优势

  • 灵活性高:动态计算 total clocks,不依赖预处理,适应性强。
  • 结构清晰:无需在存储层强行聚合数据,减少耦合。
  • 绘制直观:多个事件可以统一绘制,表现出真实的调用密度与耗时。

game_debug.cpp: 引入GetTotalClocks以便按需计算TotalClock

我们决定通过延迟计算的方式动态获取每帧的总耗时(total clocks),而不是在事件记录时直接维护这一值。这种方法实现起来简单高效,避免了在写入过程中增加额外复杂度。具体实现步骤如下:


实现目标

为每一帧动态计算该帧内所有事件的总耗时(duration 累计),供后续用于绘制调试信息(例如时间轴图形化)使用。


实现方式

我们编写一个轻量级的函数,用于遍历当前帧内所有事件并累加其持续时间:

  1. 创建一个结果变量 result,初始值为 0;

  2. 从当前帧的最早事件(oldest_event)开始遍历事件链表;

  3. 对每个事件:

    • 取出其对应的 profile_node
    • 将该节点的 duration 加入 result
  4. 遍历结束后,返回 result 作为该帧的总耗时。

这样,只要传入一个调试帧(debug frame),就可以快速得到其所有事件的耗时总和。


调用与集成

在绘制阶段:

  • 我们首先调用上面函数获取当前帧的总耗时;

  • 然后遍历该帧中的所有事件;

  • 为每个事件分配一个绘制区域(矩形):

    • 以总耗时为基准,将整个 profile 区域(rect)划分成若干子矩形;
    • 每个子矩形的宽度或高度比例与该事件持续时间成正比;
    • 这样就可以图形化地展现出该帧内部各事件的耗时分布;
  • 对每个子矩形,进一步调用调试绘图函数,绘制详细 profile 节点。


细节补充

  • 所有对 profile_node 的处理均可在循环外预先完成,提高代码结构清晰度;
  • 不再强制区分"根节点"或"子节点"的概念,只关注 profile_node 本身;
  • profile_rect(整个绘图区域)在绘制前会被拆分为若干子区域,用于展示每个事件。

当前结果

通过这种方式,我们无需在事件写入时维护冗余的总耗时字段,仅通过一次轻量遍历,即可在需要时动态获得该值,并用于后续图形化调试。这种方式在性能、简洁性和扩展性之间取得了良好平衡。

需要我画一张流程图展示事件遍历与子区域划分逻辑吗?

game_debug.cpp: 根据TotalClock对EventRects进行间隔处理

我们现在要实现的目标是在绘制 profile 节点(性能事件)时,将它们在图形界面上无缝堆叠排列,不留空隙,并确保位置和宽度都精确地反映事件持续时间。这一过程的核心在于根据每个事件相对于总时间的占比,在 profile_rect(整体绘图区域)内为其分配一个线性插值计算出的子区域 event_rect

以下是详细说明:


目标

  • 遍历所有 profile 节点事件,并按持续时间顺序将它们连续紧密地排列在绘图区域中;
  • 每个事件的绘制矩形(event_rect)宽度应当准确代表其在总时长中的占比;
  • 为避免累计误差(尤其是事件持续时间非常短时),每次都重新计算而不是累加计算;
  • 用浮点精度(double)进行除法,提升定位精度。

实现过程

  1. 初始化位置

    创建变量 next_x,初始值为 profile_rect.min_x,代表当前绘制进度的起点;

  2. 遍历事件列表

    遍历当前帧内所有事件(按存储顺序):

    • 获取该事件的 duration(持续时间);

    • duration 除以该帧总时长,计算该事件在总时间中的占比 t(浮点);

    • 利用该比值 t,插值计算 event_rect.max_x

      cpp 复制代码
      event_rect.min_x = next_x;
      event_rect.max_x = profile_rect.min_x * (1.0 - t) + profile_rect.max_x * t;
    • 更新 next_x = event_rect.max_x,作为下一个事件的起点;

    • event_rect 用于绘制当前事件;

  3. 避免重复计算

    只做一次除法操作,将计算精度提升至 double 类型,避免累积误差;

    不使用递增的 "relative clock",而是每次事件都独立计算插值起止点,确保图形对齐。


特点与优点

  • 空间连续紧凑:所有事件矩形紧密排列,没有空白区域;
  • 精度保障:用 double 类型避免浮点精度误差导致错位;
  • 性能合理:虽然每次都做一次浮点除法,但总量较小,成本可接受;
  • 结构清晰:通过统一插值模型进行坐标计算,代码更可读、逻辑更稳定。

应用场景

这种绘制方式特别适合用于可视化性能分析、调试器界面、事件追踪系统等,可以直观反映出在一帧中各个操作所占用的 CPU 时间,便于开发者定位瓶颈和优化关键路径。

运行游戏并查看我们漂亮的性能分析器

当前的目标是验证我们为事件绘制所实现的矩形堆叠逻辑是否正确。虽然没有一个理想的测试案例来清晰地观察效果,但至少确认了现有代码没有引发错误,系统仍然正常运行。

我们尝试进入游戏逻辑部分去观察实际效果,查看某些事件是否如预期一样在图形界面中按比例堆叠显示。然而,由于这些事件可能本身并没有包含任何实际的可视化子节点或内容,因此视觉上并没有产生有效反馈,无法确认堆叠绘制是否真的起效。

为了更好地观察绘制效果,我们意识到应该构造一个专门的测试用例,用于明确地显示多个事件在同一个父容器下的分布情况。这个测试用例将包含多个事件,各自具有不同的持续时间,便于我们查看它们在绘图中是否根据时长正确分配了宽度。

我们也意识到在另一处类似的处理逻辑中,也应该复制并应用当前这段绘制逻辑。也就是说,绘制堆叠矩形的代码逻辑应该在多个相关路径中保持一致,从而保证所有路径下的可视化行为是统一且正确的。

目前这部分代码虽然还没有完全通过验证,但看起来是符合预期的设计方向。接下来的工作重点应该是:

  1. 构造一个明确的、可视化效果显著的测试用例。
  2. 在相关的其他代码路径中也添加类似的绘图逻辑。
  3. 确保在不同的上下文中,这套绘图和堆叠逻辑都能得到正确执行。

Q&A

关系状况:它的主要功能是否应该是自己的独立主函数?

这一段内容讨论了关于"movement"(移动)逻辑在系统中地位的问题。我们尝试将移动逻辑作为一个独立的主函数来看待,但从整体结构上看,它的状态更像是一种"复杂的关系"------也就是说,它并不能完全独立存在,与其他系统之间有很多交叉依赖和耦合,这种状态不够清晰,也不够简洁。

我们也表达了对这种设计状态的无奈和认同,因为现实情况就是如此:某些模块的独立性不是理想化的,尽管我们希望它们成为独立的功能单元,但由于逻辑的耦合或者接口的共享,最终往往演变成一个"关系复杂"的状态。

总结要点:

  • 移动逻辑尝试独立为主函数,但现实中耦合复杂。
  • 当前状态更像是"关系复杂"的模式。
  • 接受这种复杂性是现阶段的解决方式。

为什么新调试视图的性能这么差?难道这比典型的3D游戏的三角形要少得多吗?如果切换到实心矩形而不是轮廓,帧率会合理吗?

当前的调试视图在处理典型3D游戏场景时表现较差,根本问题不在于图形渲染本身,而是出在我们向渲染系统传递数据的方式非常低效。

我们目前的实现方式是:每当绘制一个矩形,就会为这个矩形创建一个记录,将其加入到渲染组中,然后通过 OpenGL 的即时调用(immediate mode)方式逐个发送。这些调用会被 OpenGL 组装成缓冲区交由显卡处理。整个过程效率极低,因为每个矩形都被单独处理,没有进行批量优化,导致极大的性能开销。

而在实际游戏渲染中,我们的主要绘制目标是精灵图(sprites),它们使用的顶点非常少,重心在于纹理处理。因此,常规渲染不会暴露出调试视图这种绘制大量矩形带来的效率瓶颈。这也造成了一种错觉,好像是"渲染慢了",但实际上是由于我们用错误的路径在传输大量数据。

为了解决这个问题,我们可以设计一个专门的优化路径,针对"批量绘制大量矩形"的场景。例如,可以预先分配一个大型顶点缓冲区,当开始绘制时进入"矩形批量模式",所有矩形都写入这个缓冲区,然后一次性提交给 GPU。这样就避免了每个矩形都单独发送、创建记录、调用 OpenGL 接口的低效方式。

这种优化路径不仅能显著提升性能,还能减少渲染系统在调试绘制过程中对内存和带宽的消耗,系统整体效率会有明显提升。

你会让UI变成即时模式吗?

当前的 UI 确实已经是立即模式(Immediate Mode),这意味着每次渲染时,UI 元素都是在每一帧重新构建的,而不是预先构建好的。在这种模式下,每个 UI 元素的绘制都会实时计算并渲染,而不是提前批量处理。

不过,问题出现在如何处理绘制数据的传递上。虽然 UI 已经是立即模式,但在当前的实现中,对于大量矩形的绘制,每次都要创建独立的记录并通过 OpenGL 的即时调用发送,这样就导致了性能上的瓶颈。每个矩形都要单独处理,显卡的处理效率低下。

为了改进这一点,可以考虑在现有的立即模式基础上,优化数据的传递方式。例如,批量绘制多个矩形时,可以使用一个大缓存区,把所有矩形一次性写入,最后一次性提交给 GPU 渲染。这样避免了每次矩形渲染时的频繁 OpenGL 调用,从而提高性能。

虽然 UI 本身已经是立即模式,但依然可以在具体的绘制路径上进行优化,减少不必要的性能损失,提升整体的渲染效率。

调试图表会在游戏暂停时更新吗?

目前,即使游戏处于暂停状态,统计图表的更新仍会继续进行。这是一个问题,因为我们并没有在暂停时关闭调试记录功能。为了优化这一点,需要为调试记录添加一个暂停功能,以便在游戏暂停时停止数据的记录和图表更新。为此,可以引入一个布尔值变量,用来控制调试记录是否处于激活状态,当游戏暂停时可以通过这个变量来停止记录,从而避免在暂停时进行不必要的数据处理和图表更新。这是需要解决的一个问题,也是未来改进的方向。

目前性能分析器上的轮廓彼此重叠。这让看出颜色(或颜色变化)变得有点困难。显而易见的解决方法是每次绘制时略微偏移它们,但一旦矩形变得非常小,是否会有问题?

目前,轮廓和性能分析器的矩形重叠在一起,这使得区分颜色或其他变化变得更加困难。一个明显的解决方案是每次绘制时稍微偏移矩形,以避免重叠。但是,这样做会在矩形非常小时遇到问题。当矩形的尺寸变得非常小时,任何方法都可能效果不佳。因此,问题的关键是在有大量小矩形时,需要引入一个层次化的细节解决方案。这个解决方案目前并没有实现,但如果要继续追求一个更复杂的系统,可能需要考虑这个细节层次的处理。在当前的代码类型中,仍然存在改进的空间,可以尝试通过某些策略来解决这个问题。

我们当前的时间步代码是与帧率无关的吗?游戏的模拟是否会在任何帧率下保持一致?

当前的代码并不是严格的帧率独立的,实际上几乎没有任何东西是完全帧率独立的。你总是会受到帧率的影响,关键在于影响的程度。当前代码的表现是,帧率有一定的宽容度,换句话说,你可以在相对较大的帧率范围内得到相似的结果。但如果帧率极低,比如每5秒才渲染一帧,代码并没有做输入的子采样处理,这样就会导致每次移动都是很大的步伐,可能会让射击、移动等操作变得不可行。相反,如果帧率过高,帧时间非常短,可能无法积累足够的运动信息,也会导致程序崩溃。

这是大多数游戏循环中的常见问题。通常的做法是,在游戏代码之外,对帧率进行限制,确保帧率不会低于每秒一帧,也不会超过设定的上限(例如每秒1000帧)。这样做可以有效避免极端帧率导致的游戏行为不正常。

我们会使用批量方式吗?

目前并不关心代码运行得有多快,重点是要有一个性能分析工具(profiler),可以随时查看游戏的运行状态,帮助及时发现潜在的问题,这样就不会对游戏的表现感到茫然和无从下手。

(偏题)你有没有在函数内部定义结构体?

在过去的编程经验中,曾经不允许在函数内部定义结构体,因为那时的编程风格和语言规范不支持这样做。然而,现代的编程环境已经允许在函数内部定义结构体,这种改变并没有立即引起注意。过去之所以不允许,可能是因为这样会增加调试的复杂性,因为结构体的作用域会与全局变量不同,导致调试时需要更复杂的信息来处理作用域。而从编译器的角度来看,定义结构体内部并不会给编译器带来太大的负担,它只是让类型作用域更加明确。所以,虽然这对调试可能有影响,但从编译的角度来说,这并不会造成太大的麻烦。

使物理引擎依赖于帧率除了方便之外,有没有其他好处?

在物理引擎的处理上,通常有一个标准的做法,就是将物理运算锁定在一个固定的时间步长,而不是依赖于帧率的变化。这是因为物理计算对于时间步长非常敏感。若依赖帧率变化,物理计算的结果可能会变得不稳定,导致游戏体验不一致。因此,大多数物理要求较高的游戏会在固定的时间步长下进行物理更新,比如每秒更新120次物理状态,无论游戏的渲染帧率是多少。至于渲染,游戏通常会渲染出最近一次的物理计算结果,或者使用最近两帧之间的插值来平滑过渡。

然而,像一些不依赖复杂物理交互的游戏,比如简单的2D游戏,通常可以容忍更广泛的帧率波动。例如,在15帧到120帧之间,游戏的整体表现通常不会有太大变化,这使得这些游戏不那么依赖固定的物理时间步长,可以在一定范围内根据帧率变化调整游戏的表现。而复杂的物理运算则不适合这样做,因为它们通常会对帧率的变化产生较大的影响,导致游戏行为的显著变化。

相关推荐
王燕龙(大卫)18 分钟前
递归下降算法
开发语言·c++·算法
缘友一世36 分钟前
深度学习系统学习系列【3】之血液检测项目
人工智能·深度学习·学习
郭涤生38 分钟前
C++ 完美转发
c++·算法
whoarethenext1 小时前
数据结构堆的c/c++的实现
c语言·数据结构·c++·
2401_858286111 小时前
CD36.【C++ Dev】STL库的string的使用 (下)
开发语言·c++·类和对象·string
xiufeia1 小时前
记录学习的第三十五天
学习
強云2 小时前
性能优化-初识(C++)
c++·性能优化
夏季疯2 小时前
学习笔记:黑马程序员JavaWeb开发教程(2025.3.29)
java·笔记·学习
xixixiLucky2 小时前
Selenium Web自动化测试学习笔记(一)
笔记·学习·selenium
虾球xz3 小时前
游戏引擎学习第263天:添加调试帧滑块
c++·学习·游戏引擎