# 以固定大小的步骤推进模拟

> 通过固定的模拟步骤、有限的追赶工作以及失速和碰撞测试将物理更新与渲染分开。

- URL: https://oneshotgems.ai/zh-Hans/topics/fixed-timestep-game-physics
- 类别: 游戏开发者指南
- 类型: 指南
- 更新日期: 2026年10月5日

渲染回调可能会以不均匀的间隔到达，但当游戏物理以相同的模拟步骤前进时，其行为通常会更可预测。固定的时间步长使每次更新使用相同的持续时间，而每当浏览器准备好绘制时就会发生渲染。这是一个实际的实现选择，而不是完美确定性的承诺：输入到达、浮点行为和碰撞规则仍然很重要。当稳定的模拟步骤对您的机械师有帮助时，请使用它，并测试帧长时间停顿后循环的响应方式。

## 累积经过的时间并运行有界更新

在每个动画回调中，将经过的时间添加到累加器中。虽然累加器至少包含一个步骤，但按恒定间隔（例如 1/60 秒）更新物理并减去该间隔。然后渲染最新的状态。设置每帧的最大追赶步数；否则，长时间的停顿可能会导致大量积压，从而消耗更多时间并加深延迟。明确决定是否删除、限制超额时间或由其他恢复规则处理超额时间。

保持单位一致。如果速度以每秒世界单位来测量，请将其乘以每个模拟更新中的固定步长。不要将相同的速度乘以帧的完整运行时间并执行多个固定更新，否则移动将被计数两次。

## 在自己的边界处理输入和渲染

在每个模拟步骤采样当前保持的输入，或对一次性操作进行排队，直到某个步骤消耗掉它们。如果在两帧之间发生按键，请确保在下次更新之前它不会丢失。渲染可以在物理状态之间进行插值，而碰撞和评分则使用模拟状态。 MDN 将 requestAnimationFrame 描述为在重绘之前安排的一次性回调，并建议使用其时间戳来计算进度；累加器使用该时间戳来保持更新间隔固定。

## 测试循环的极限

比较普通帧、模拟慢帧和较长停顿之间的相同短距离运动和碰撞。验证玩家不会穿过薄墙、长时间停顿后获得额外速度或在追赶过程中多次触发碰撞。根据您的预期规则测试暂停和隐藏选项卡返回。如果固定步长循环使模拟稳定，但高速时碰撞仍然丢失，请使用适合运动的碰撞方法，而不是提高渲染频率。

## 常见问题

**固定的时间步长能否保证确定性物理？** 不会。它使模拟间隔保持一致，但输入时序、数学和碰撞顺序仍然会产生变化。单独控制那些需要重播的测试。

**为什么在帧停顿后限制追赶更新？** 如果没有限制，追赶可能会独占后面的帧并加剧延迟。选择并测试适合游戏的恢复策略，包括是否可以丢弃模拟时间。

## 跟随好奇心探索

- [使用增量时间，避免运动跳变](https://oneshotgems.ai/zh-Hans/topics/delta-time-in-games): 将经过的时间应用于游戏运动，选择安全的追赶策略，并在不同的刷新率和停顿后测试运动。
- [为小型游戏选择碰撞检查](https://oneshotgems.ai/zh-Hans/topics/game-collision-detection): 选择适合您游戏的碰撞表示，减少不必要的配对检查，并诊断穿过障碍物的物体。

## 延伸阅读

- [MDN 请求动画帧](https://developer.mozilla.org/en-US/docs/Web/API/Window/requestAnimationFrame)

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