修复视频游戏中的迭代阻尼插值

主要观点:

  • 探索独立游戏开发时观看大量视频教程,注意到特定代码a = lerp(a, B, delta * RATE)背后隐藏问题。
  • 此代码在不同帧率下表现不稳定,存在非确定性、易超调等问题。
  • 通过数学推导得出新的公式a = lerp(a, B, 1.0 - exp(-delta * RATE2)),其中RATE2 = -FPS * log(1 - RATE/FPS),新公式帧速率无关、确定且不易超调。
  • 还可进一步优化,如用-expm1(x)提高数值稳定性,用时间常数T替代速率,小值时手动展开指数等。

关键信息:

  • 在游戏引擎主循环回调中,不同帧率下lerp函数表现不同,如 60 FPS 时delta = 1/60
  • 原代码velocity = lerp(velocity, 0, delta * RATE)使速度呈曲线下降,易导致游戏机制因硬件等因素不同而差异。
  • 经过推导得出新公式,可避免原代码的问题,且RATE2RATE在一定条件下可近似相等。
  • 给出进一步优化的建议,如数值稳定性优化、API 设计优化、性能优化等。

重要细节:

  • 详细介绍了从原始代码到新公式的推导过程,包括各种变量的定义和转换。
  • 说明了新公式在大延迟时不会超调,以及R' = -Fln(1 - R/F)的定义和作用。
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