処理速度を一定にする

最終更新 2003 10/10

サンプルのダウンロード → API_Sleep.lzh(42k)

全ソースコード
#include <windows.h> #include <time.h> //マクロ定義 #define CLASS_NAME "Sleep Sample" //クラス名 #define Random(a) rand() / ( RAND_MAX / a ) //ランダム値算出用マクロ //プロトタイプ宣言 LRESULT CALLBACK WinProc( HWND, UINT, WPARAM, LPARAM ); //グローバル変数宣言 BYTE g_frameRate = 100; //何ミリ秒ごとに処理をするか BOOL g_isWaitOn = TRUE; //ウェイトをかけるかどうか //メイン int WINAPI WinMain( HINSTANCE hInstance, HINSTANCE hPrevInstacne, LPSTR lpCmdLine, int nShowCmd ) { //ウィンドウクラス設定＆登録 { WNDCLASS wc; wc.cbClsExtra = 0; wc.cbWndExtra = 0; wc.hbrBackground = (HBRUSH)GetStockObject( WHITE_BRUSH ); wc.hCursor = LoadCursor( NULL, IDC_ARROW ); wc.hIcon = LoadIcon( NULL, IDI_WINLOGO ); wc.hInstance = hInstance; wc.lpfnWndProc = WinProc; wc.lpszClassName = CLASS_NAME; wc.lpszMenuName = NULL; wc.style = 0; if( !RegisterClass( &wc ) ) return 1; } //ウィンドウ作成＆ＨＷＮＤ取得 HWND hWnd = CreateWindow( CLASS_NAME, "Sleep Test", WS_CAPTION|WS_SYSMENU, 0, 0, 640, 480, NULL, NULL, hInstance, NULL ); if( !hWnd ) return 1; //ウィンドウ表示 ShowWindow( hWnd, SW_NORMAL ); UpdateWindow( hWnd ); //メッセージループ srand( time( NULL ) ); //乱数系列を現在の時間で初期化 while( true ) { MSG msg; if( PeekMessage( &msg, NULL, 0, 0, PM_REMOVE ) ) { if( msg.message == WM_QUIT ) break; TranslateMessage( &msg ); DispatchMessage( &msg ); } else { //時間計測開始 DWORD start_time = GetTickCount(); HDC hdc = GetDC( hWnd ); //ＨＤＣ取得 for( int i = 0; i < 100; i++ ) { //ランダムに色を作る BYTE red = Random( 256 ), green = Random( 256 ), blue = Random( 256 ); long color = RGB( red, green, blue ); //ランダムに描画位置と大きさを設定 short x = Random( 640 ), y = Random( 480 ), r = Random( 250 ) + 50; //ペンとブラシを作成＆設定 HPEN hpen, hpen_old; HBRUSH hbrush, hbrush_old; LOGBRUSH log_brush; hpen = CreatePen( PS_SOLID, 0, color ); hpen_old = ( HPEN )SelectObject( hdc, hpen ); log_brush.lbColor = color; log_brush.lbStyle = BS_SOLID; hbrush = CreateBrushIndirect( &log_brush ); hbrush_old = ( HBRUSH )SelectObject( hdc, hbrush ); //ランダムで円か四画を描画 if( Random( 3 ) < 1 ) { Ellipse( hdc, x - ( r / 2 ), y - ( r / 2 ), x + ( r / 2 ), y + ( r / 2 ) ); } else { Rectangle( hdc, x, y, x + r, y + r ); } //作ったペンとブラシを削除 SelectObject( hdc, hbrush_old ); SelectObject( hdc, hpen_old ); DeleteObject( hbrush ); DeleteObject( hpen ); DeleteObject( hbrush_old ); DeleteObject( hpen_old ); } //ウェイト状態の表示 char text[100]; if( g_isWaitOn ) { wsprintf( text, "スペースキーを押すとウェイトを解除します。" ); } else { wsprintf( text, "スペースキーを押すとウェイトをかけます。" ); } TextOut( hdc, 10, 10, text, lstrlen( text ) ); if( g_isWaitOn ) { wsprintf( text, "１フレーム = %d msec で処理速度を統一しています。", g_frameRate ); TextOut( hdc, 10, 30, text, lstrlen( text ) ); } ReleaseDC( hWnd, hdc ); //ＨＤＣ解放 //画面描画後の時間を計測 DWORD end_time = GetTickCount(); //終了時間から開始時間を引いて画面描画にかかった時間を出す short wait = (short)( end_time - start_time ); wait = g_frameRate - wait; //どれだけウェイトをかけるか計算 if( wait < 1 ) wait = 0; //値が０より小さい時は０ //処理にかかった時間を表示 wsprintf( text, "Sleep Test 処理にかかった時間: %d msec", end_time - start_time ); SetWindowText( hWnd, text ); //ウェイトがオンでウェイトが０より大きければウェイトをかける if( g_isWaitOn && wait ) Sleep( wait ); } } return 0; } //メッセージの対応 LRESULT CALLBACK WinProc( HWND hWnd, UINT uMsg, WPARAM wParam, LPARAM lParam ) { switch( uMsg ) { case WM_DESTROY: PostQuitMessage(0); break; case WM_KEYDOWN: switch( wParam ) { case VK_ESCAPE: case VK_F12: PostQuitMessage(0); break; case VK_SPACE: case VK_RETURN: //ウェイトフラグのオン・オフ g_isWaitOn = !g_isWaitOn; break; } break; } return DefWindowProc( hWnd, uMsg, wParam, lParam ); }

Sleep 関数

    対応しているバージョン
    95, 98, Me, NT3.1以降, CE1.0以降, 2000, XP

    使用するヘッダとライブラリ
    winbase.h
    kernel32.lib


ゲームでは必ず行わなければならない処理のひとつです。
フレームレートを一定の速度で保つためにも必須です。

処理速度を一定に保つ方法としては、タイマーを使う方法も考えられます。
しかし、ウィンドウズのタイマーは精度が悪くて、タイマーに任せるのは
なかなか厳しいです。

タイマーを使わないとなると、一定の間隔で処理を行うには、設定している
よりも速く処理が済んだ場合、設定している時間に達するまで待たなければ
なりません。

ウィンドウズで一定時間待つには Sleep() 関数を使います。
引数に待つ時間を指定します。
時間はミリ秒単位（１／１０００秒）です。
一秒を指定する場合は１０００になります。

ゲームセンターにおいてあるビデオゲーム（俗にいうアーケードゲーム）では
１フレーム１／６０秒で処理されているそうですが、ミリ秒になおすと
１６．６６６６６・・・
（０．０１６６６６６・・・秒）割り切れないので１７ｍｓｅｃってところ
ですかねぇ〜。

※画面全体を１回描画することを１フレームと計測します。
（よくゲームで扱われるＦＰＳは Frame Per Second 一秒間に更新できる
　フレーム数を言います。）

実際にゲームを作って動かしてみれば分かるのですが、よほどスペックの
良いマシンでないと、手の込んだ処理を行う時に１フレーム０．０２秒弱で
動かすのは不可能に近いです。
ＤｉｒｅｃｔＤｒａｗを使って、フルスクリーンの排他モードで動かしても
難しいのではないでしょうか・・・。

自分はゲームを作るとき、１フレーム０．０５〜０．０８秒（５０〜８０
ｍｓｅｃ）で動作させてます。
人間の平均的に反応できる反射速度は０．５秒らしいので、それでも十分
だと思います。
（訓練すると０．２秒以下でも反応できるようになるそうですが・・・。）
ウィンドウアプリケーションの場合は、ウィンドウの上でマウスが動いた
だけでも約１０ｍｓｅｃ遅くなります。
メッセージを処理してるからだと思います。
マシンのスペックによると思いますが、メッセージの処理に１０ｍｓｅｃ
かかるというわけです。

で、処理速度を一定にさせるには、画面を描画する前と後で時間を計って
１フレームよりも速いときは、１フレームと同じ速度になるように Sleep()
関数でウェイトをかけます。
１フレームよりも時間がかかってしまった場合はウェイトをかけないように
します。
１フレーム内で画面の描画が完了できれば一定の速度でゲームは進行する
はずです。
１フレーム以上かかってしまったら、動きが重くなるわけです。
動きが重くならないようにするには、１フレーム内で画面の描画を完了できる
ように、できるだけ速く処理できるようなプログラムを組む必要があります。

だいたいの処理の流れを書くとこんな感じです。

//何ミリ秒ごとに処理をするか
BYTE framePerMSec = 100;

//処理開始前の時間
DWORD startTime = GetTickCount();

/*

    画面の描画処理とか〜
    
*/

//処理終了後の時間
DWORD endTime = GetTickCount();

//必要な待ち時間を計算
int wait = framePerMSec - ( endTime - startTime );

//ウェイトをかける
if( wait > 0 ) Sleep( wait );


    Sleep() 関数を使わない方法

| next | home |