去年（2021年）购置了一款新手机，一加9 Pro，这是一款屏幕刷新率支持到了120fps的安卓手机。现在一时兴起，想把4年前自己的 flappybird 项目拿来玩玩，由于屏幕刷新率120fps，而以前是为60fps的刷新率写的代码，在这台手机上面运行结果发现游戏速度得很快，根本跟不上节奏。这必然是不应该的，这么大一个问题，绝对不能出现在我的项目里面，所以最近又研究了一下LibGdx这款游戏引擎，希望能够修复这个问题。

一、问题原因

由于我在游戏内使用了LibGdx内置集成的box2d物理引擎，该引擎提供了一个 step(timestep, velocityIterations, positionIterations)函数，用来更新物理引擎的状态，通过不停的执行此函数，在这个物理引擎世界内的各个元素，就会开始按照设定的重力值进行运动了。因此，这个函数传入的第一个参数timestep时间步长就会直接影响各个元素的运动效果。

最初，我的设备是60fps的刷新率，因此我直接将timestep的值传入了1/60,也就是每秒计算60次，迎合屏幕刷新率，最终运行效果也是非常如意。过去的代码如下：

// GameScreen.java

@Override
public void render(float delta) {
    world.step(1/60f, 6, 2); // 物理引擎世界更新
    stage.act(); // 逻辑更新
    stage.draw(); // 界面渲染
}

这个代码写死了物理引擎每次执行render的时候都以1/60秒的时间步长去计算各个元素。当其在120fps的设备上执行时，由于render函数的执行次数每秒达到了120次，因此物理引擎内的各个元素的运动速度就比60fps的屏幕上快了2倍，这哪能行啊。

二、解决办法

为了解决这个问题，我心想，既然1/60用于60fps的屏幕，那我直接写 1/120 不就修复了。修复是修复了，但是这个值放到60fps的设备上运行后，又会变成慢动作了。肯定不可以写死。有小伙伴可能会想了，render函数本身传入的delta参数值，不就是每次执行距离上次的时间间隔嘛，直接用它不就可以适配各种刷新率了。是的，想法是很美好的，但是现实是很残酷的，物理引擎如果想要得到一个稳定平滑的运动效果，那每次传入的timestep的值就必须是相同的，而render函数本身传入的delta这个值实际上是一直在变化的，小数点后面三四位数几乎每次都会变动，这会导致我们构建的物理世界一会儿快一会儿慢，用户根本没有办法继续玩游戏下去了。

终于我想到了一个办法，当我设置1/60的时候，在120fps刷新率下会因为render函数执行次数增加导致物理世界运动变快，那么我做一个判断，让world.step()函数不要每次都执行，稍微定时一下，让它每秒只执行60次，不就迎合了吗。于是我写下了下面的代码：

// GameScreen.java

private float timePassed = 0f; // 声明一个变量来保存每次更新时间。
@Override
public void render(float delta) {
    timePassed += delta;
    if (timePassed >= 1/60f) {
        world.step(1/60f, 6, 2); // 物理引擎世界更新
        timePassed = 0f;
    }
    stage.act(); // 逻辑更新
    stage.draw(); // 界面渲染
}

代码写毕，编译运行，轻松解决，但是但是但是，我这可是120fps的手机啊，我这代码写下来，我玩起来怎么感觉还是一台60fps那种感觉啊，那这可不行啊，我这强迫症可忍受不了这种体验。于是我又开始慢慢的思考。

三、最终完美解决

经过我无数脑细胞的牺牲，我总结了上面这个解决办法的问题所在，我这属于是降纬操作了，活生生把120fps强行降低到60fps去计算物理世界的运动。那我为什么不反过来，我人为的一定要保证每一秒让物理世界计算120次，无论是60fps的设备还是120fps的设备，而对于60fps的设备，每秒钟render的执行次数都才60次，怎么让物理世界执行120次呢？很简单啊，每次render时在里面执行两遍step函数，不就可以了。于是，我写出了下面的代码：

// GameScreen.java

@Override
public void render(float delta) {
    // 先计算出这次执行render的间隔时间是 1/120 的几倍。
    // 如果设备是120fps的，那么这里得到的 dt 就会一直为1左右，下面循环就只会执行一次。
    // 如果设备是60fps的，那么这里得到的 dt 就会一直为2左右，下面循环就会执行2次，从而保证60fps的设备，也能做到每秒更新120次物理世界的运动。
    double dt = delta/(1/120f);
    for (int i = 0; i < dt; i++) {
        world.step(1/120f, 6, 2); // 物理引擎世界更新
    }

    stage.act(); // 逻辑更新
    stage.draw(); // 界面渲染
}

代码再次竣工，上机运行，120fps下丝滑流畅，60fps下依然完美运行，同时这样修改后，其它的重力参数和冲量参数也无需进行修改，均可在不同fps的设备上执行得到相同的效果。来看看效果(动图录制帧率好低啊)：

上方我人为定的每秒执行 120 次物理世界计算，如果又来了一个 144fps 或者 300 fps 的设备，肯定又会出现物理世界运动变快的情况，但是我们现在有了这个办法，我们只需要把我们定义的每秒执行次数修改为希望的最大值，可以是 144，也可以是 300。

四、注意事项

此解决方案可能并不是完美的解决方案，也许存在着各种我暂未发现的问题，读者请酌情参考。