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javascript - 如何优化 60fps 模拟器的画布性能？

问题描述

我想用 JavaScript 写一个 gameboy 模拟器。屏幕分辨率为160 x 144。它有四种颜色：黑色、深灰色、浅灰色和白色。gameboy的屏幕刷新率为60fps。

我有screen一个大小为 的数组160*144=23040，其中每个索引存储 0-3 的颜色阴影。

为了向用户呈现屏幕，我想使用 HTML5 画布。据我了解，最直接的方法是ImageData使用 RGBA 位图创建一个对象，Uint8ClampedArray然后通过putImageData.

为了做到这一点，每一帧我都必须将我的屏幕转换为 a Uint8ClampedArray，并将每个阴影转换为它们各自的 4 字节 RGBA 数字。这个新的 RGBA 位图(160 * 144 * 4 bytes per pixel = 92160的大小为：

function screenToBuffer(screen) {
  return Uint8ClampedArray.from(screen.map(shade => shadeToRGBA(shade)).flat());
}

然后，这个缓冲区被传递给一个用户提供的回调函数，在那里他们将它显示到画布上，如下所示：

onFrame: function(frameBuffer) {
  var image = new ImageData(frameBuffer, 160, 144)
  ctx.putImageData(image, 0, 0);
}

这在理论上可以正常工作，但这是一种幼稚的方法，我发现它根本没有效率。通过使用分析器，仅该screenToBuffer函数就需要约 25 毫秒。如果屏幕要以 60fps 更新，则需要每 16.6ms 渲染一次！

解决这个问题的最佳方法是什么？创建一个全新的 92kbUint8ClampedArray并在每帧映射 23,000 个色度的成本太高了。

我想保留screen数组，因为在我的代码中它比Uint8ClampedArray. 我想最好初始化一次，并在数组Uint8ClampedArray发生更改时更新它。screen这样我就可以简单地在每一帧上返回 RGBA 缓冲区，它应该已经与我的屏幕同步了。

我还想知道是否ImageData每帧创建一个新的 92kb 对象也是资源密集型的，是否有更好的方法来处理它。

有什么建议么？

标签： javascriptperformancehtml5-canvas

解决方案

捆绑绘图调用并提前保存调色板，您不应该对此有太多问题。

看看我下面的片段：

//Generate output node for time
var output = document.body.appendChild(document.createElement("p"));
//Generate canvas
var canvas = document.body.appendChild(document.createElement("canvas"));
var ctx = canvas.getContext("2d");
canvas.style.width = "500px";
//Setup canvas
canvas.width = 160;
canvas.height = 144;
//Generate color pallette
var colors = ["black", "#444", "#ccc", "white"]
    .map(function (b) {
    ctx.fillStyle = b;
    ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
    return ctx.getImageData(0, 0, 1, 1).data;
});
//Generate framedata (referencing back to one of our 4 base colors)
var data = [];
while (data.length < canvas.width * canvas.height) {
    data.push(Math.floor(Math.random() * 4));
}
//draw function
function drawCanvas() {
    //Start time
    var t = Date.now();
    //Fill with basic color
    ctx.fillStyle = "black";
    ctx.fillRect(0, 0, canvas.width, canvas.height);
    //Prepare ImageData
    var frame = new ImageData(canvas.width, canvas.height);
    //Loop through buffer
    for (var i = 0; i < data.length; i++) {
        var dataPoint = data[i];
        //Skip base color
        if (dataPoint == 0) {
            continue;
        }
        //Set color from palette
        frame.data.set(colors[dataPoint], i * 4);
    }
    //Put ImageData on canvas
    ctx.putImageData(frame, 0, 0);
    //Output time
    output.textContent = (Date.now() - t).toFixed(2);
    //Schedule next frame
    requestAnimationFrame(drawCanvas);
}
//Start drawing
drawCanvas();
//Start simulation at 60 fps
setInterval(function () {
    data = data.map(function () { return Math.floor(Math.random() * 4); });
}, 16);

我一直得到大约每帧 2 毫秒。

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