Monogame/XNA中FPS计算公式原理及相关疑问咨询

一、FPS计算公式的推导原理 #

FPS（每秒帧数）的核心定义是每秒完成的画面绘制次数。反过来想，每完成一帧画面所花费的时间，就是相邻两帧之间的时间间隔——也就是代码里的gameTime.ElapsedGameTime.TotalSeconds。

举个实际例子：如果每帧耗时0.0167秒（约等于1/60），那1秒内能够完成的帧数就是1 ÷ 0.0167 ≈ 60，也就是60FPS。

从数学逻辑推导的话，FPS的基础公式是：

FPS = 总帧数 ÷ 总时间

当我们取单帧的时间间隔Δt时，总时间就是Δt，对应的总帧数是1，代入公式后就得到：

FPS = 1 ÷ Δt

这就是framerate = (1 / gameTime.ElapsedGameTime.TotalSeconds);这个代码的由来。

二、关于Update和Draw的ElapsedGameTime疑问 #

你提到文档说明gameTime.ElapsedGameTime.TotalSeconds是上次调用Update到当前的时间，疑惑为什么不用Draw方法的间隔——这个问题得结合XNA的游戏循环机制来看：

• 默认固定时间步长模式（IsFixedTimeStep=true）
  XNA默认会让Update方法以固定频率调用（默认60次/秒），每次Update执行完成后会立刻调用Draw。这时候两次Draw之间的时间间隔，和两次Update之间的时间间隔完全一致，所以用Update的ElapsedGameTime计算出的FPS，和实际的Draw帧率是等同的。

• 非固定时间步长模式（IsFixedTimeStep=false）
  如果关闭了固定时间步长，Update和Draw会尽可能频繁地交替执行，这时候两次Draw之间的间隔可能和Update的间隔不一致（比如Draw本身耗时较长）。这种情况下，要是你想精准计算Draw的帧率，确实应该单独记录每次Draw的时间戳，用当前Draw的时间减去上一次Draw的时间，得到真实的帧间隔后再计算FPS。

不过大多数开发场景下，用Update的ElapsedGameTime计算FPS已经足够，因为默认模式下两者完全同步，就算是非固定模式，这个数值也能近似反映游戏的运行帧率。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者kubas126