如何构建JavaScript游戏开发基础_JavaScript游戏循环如何实现动画更新

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游戏循环应使用requestAnimationFrame而非setInterval,以对齐屏幕刷新率、省电且稳定;需分离更新与渲染,用固定时间步长累积deltaTime并保留余量,避免逻辑帧率波动;update只改状态,render只负责绘制;须清理raf防止内存泄漏。

如何构建JavaScript游戏开发基础_JavaScript游戏循环如何实现动画更新

游戏循环的核心是 requestAnimationFrame,不是 setInterval

setInterval 驱动游戏帧更新会导致时间漂移、卡顿、掉帧不可控。浏览器原生的 requestAnimationFrame 会自动对齐屏幕刷新率(通常是 60Hz),并能在标签页非激活时暂停调用,省电又稳定。

常见错误是把游戏逻辑和渲染混在同一个 requestAnimationFrame 回调里,导致逻辑帧率被渲染拖累。理想做法是分离「更新」和「渲染」:

  • 用固定时间步长(如 16.67ms)累积时间,只在达到阈值时执行一次 update()
  • 每次 requestAnimationFrame 都执行 render(),不管逻辑是否更新
  • performance.now() 获取高精度时间戳,避免 Date.now() 的毫秒截断误差

如何实现带时间补偿的固定逻辑帧率

真实帧率波动不可避免,直接按每帧 16.67ms 更新会导致加速或减速。必须做时间差累积 + 剩余时间保留。关键点:

  • 目标帧时间为 1000 / 6016.666... ms,记为 TARGET_FRAME_TIME
  • 每次回调用当前时间减去上一帧时间,得到 deltaTime
  • deltaTime 累加到 accumulator,再循环执行 update() 直到 accumulator
  • 最后把剩余的 accumulator 留给下一帧,避免时间丢失
const TARGET_FRAME_TIME = 1000 / 60; let lastTime = performance.now(); let accumulator = 0; 

function gameLoop(currentTime) { const deltaTime = currentTime - lastTime; lastTime = currentTime; accumulator += deltaTime;

while (accumulator >= TARGET_FRAME_TIME) { update(TARGET_FRAME_TIME); // 固定步长更新 accumulator -= TARGET_FRAME_TIME; }

render(); // 每帧都渲染,利用最新状态 requestAnimationFrame(gameLoop); }

requestAnimationFrame(gameLoop);

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为什么不能在 update() 里直接修改 domcanvas 坐标

DOM 操作和 canvas 绘制本身不耗时,但若在 update() 中触发重排(offsetTopgetComputedStyle)或频繁创建绘图路径,会打断渲染流水线,造成隐式同步开销。更严重的是:如果 update() 耗时超过 16ms,就会挤占 render() 时间,导致画面撕裂或跳帧。

  • 所有状态变更(如 player.x += speed * dt)应在 update() 中完成
  • 所有绘制指令(ctx.fillRect()element.style.left)必须只出现在 render()
  • 避免在 update() 中调用 console.logalert 或任何可能触发微任务/宏任务的操作

cancelAnimationFrame 必须在页面卸载或暂停时显式调用

即使用户切走标签页,requestAnimationFrame 在部分旧版浏览器中仍可能继续触发(尤其配合 Web Workers 时)。没清理会导致内存泄漏、后台 CPU 占用升高,甚至影响其他页面性能。

  • 监听 visibilitychange 事件,在 document.hidden === true 时调用 cancelAnimationFrame
  • 在组件销毁(如 react useEffect 清理函数、vue beforeUnmount)中保存并清除 requestId
  • 不要依赖浏览器自动暂停——safari 15.4 之前、某些 webview 环境下行为不一致

最易被忽略的是:游戏暂停(pause)状态 ≠ 循环停止。暂停时应保留 lastTimeaccumulator,等恢复后继续累积,否则 resume 会瞬间补一大段逻辑更新,角色瞬移或判定错乱。

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