iOS中的精确计时

Question

我正在看来自iOS软件开发工具包(http://developer.apple.com/library/ios/#samplecode/Metronome/Introduction/Intro.html)的“节拍器”示例代码。我正在以60 BPM的速度运行节拍器，这意味着每秒钟有一个滴答声。当我看一个外部手表(PC的手表)时，我发现节拍器运行得太慢了-它每分钟错过一个节拍，这就是应用程序。15毫秒的一致错误。相关的代码片段是：

- (void)startDriverTimer:(id)info {    
    NSAutoreleasePool *pool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];       

    // Give the sound thread high priority to keep the timing steady.    
    [NSThread setThreadPriority:1.0];    
    BOOL continuePlaying = YES;   

    while (continuePlaying) {  // Loop until cancelled.   
        // An autorelease pool to prevent the build-up of temporary objects.    
        NSAutoreleasePool *loopPool = [[NSAutoreleasePool alloc] init];     
        [self playSound];

        [self performSelectorOnMainThread:@selector(animateArmToOppositeExtreme) withObject:nil waitUntilDone:NO];    
        NSDate *curtainTime = [[NSDate alloc] initWithTimeIntervalSinceNow:self.duration];    
        NSDate *currentTime = [[NSDate alloc] init];  
        // Wake up periodically to see if we've been cancelled. 
        while (continuePlaying && ([currentTime compare:curtainTime] != NSOrderedDescending)) {     
            if ([soundPlayerThread isCancelled] == YES) {    
                continuePlaying = NO;    
            }    
            [NSThread sleepForTimeInterval:0.01];    
            [currentTime release];    
            currentTime = [[NSDate alloc] init];    
        }

        [curtainTime release];   
        [currentTime release];     
        [loopPool drain];    
    }    
    [pool drain];    
}

哪里

self.duration

在60 BPM的情况下是1.0秒。我想知道这个错误是从哪里来的，以及如何制作更准确的计时器/间隔计数器。

编辑:当我将睡眠时间更改为较小的值时，问题也存在，例如.001。

EDIT2 (update)：当我使用CFAbsoluteTimeGetCurrent()方法计时时，这个问题也存在。当我使用相同的方法来测量按钮点击事件之间的计时时，计时似乎是准确的-我每秒点击一次(在观看手表时)，测得的速率是60 BPM (平均)。所以我猜一定是NSThread (?)有问题。另一件事是，设备(iPod)上的问题似乎比模拟器上的问题更严重。

Answer 1

好了，在做了更多的测试后，我有了一些答案，所以我把它分享给任何感兴趣的人。

我在play方法(实际将play消息发送到AVAudioPlayer对象的方法)中放置了一个变量来测量滴答之间的时间间隔，并且正如我的简单的外部监视比较实验所显示的那样，60BPM太慢了-我得到了以下时间间隔(以秒为单位)：

1.004915
1.009982
1.010014
1.010013
1.010028
1.010105
1.010095
1.010105

我的结论是，在计算每1秒的间隔后，会经过一些开销时间，并且在几十秒之后，额外的时间(大约10毫秒)会累积到一个明显的量-对于节拍器来说，这是相当糟糕的。因此，我决定不测量调用之间的间隔，而是测量第一个调用的总间隔，这样就不会累积误差。换句话说，我已经替换了这个条件：

while (continuePlaying && ((currentTime0 + [duration doubleValue]) >= currentTime1)

在这种情况下：

while (continuePlaying && ((_currentTime0 + _cnt * [duration doubleValue]) >= currentTime1 ))

其中现在_currentTime0和_cnt是类成员(对不起，如果它是c++行话，我对Obj-C很陌生)，前者保存第一次调用方法的时间戳，而后者是int计数节拍(==function调用)的时间戳。这导致了以下测量的时间间隔：

1.003942
0.999754
0.999959
1.000213
0.999974
0.999451
1.000581
0.999470
1.000370
0.999723
1.000244
1.000222
0.999869

很明显，即使不计算平均值，这些值也在1.0秒左右波动(平均值接近1.0，精度至少为1毫秒)。

我很高兴听到更多关于额外时间流逝的见解--10毫秒的声音对于现代的中央处理器来说是永恒的--尽管我不熟悉iPod处理器的规格(它是iPod 4G，维基百科说iPod是PowerVR SGX GPU535@ 200 MHz)

Answer 2

如果您需要<100毫秒的精度，请查看CADisplayLink。它以固定的时间间隔调用选择器，速度高达每秒60次，即每.0166667秒。

如果您想要进行节拍器测试，可以将frameInterval设置为60，这样它就会每秒被回调一次。

self.syncTimer = [CADisplayLink displayLinkWithTarget:self selector:@selector(syncFired:)];
self.syncTimer.frameInterval = 60;
[self.syncTimer addToRunLoop:[NSRunLoop mainRunLoop] forMode:NSDefaultRunLoopMode];

-(void)syncFired:(CADisplayLink *)displayLink
{
    static NSTimeInterval lastSync = 0;
    NSTimeInterval now = CACurrentMediaTime();
    if (lastSync > 0) {
        NSLog(@"interval: %f", now - lastSync);
    }
    lastSync = now;
}

在我的测试中，该计时器在0.0001秒内每秒都会被一致地调用。

如果你在一个刷新率不同于60 the的设备上运行，你必须将displayLink.duration除以1.0并四舍五入到最接近的整数(而不是下限)。

Answer 3

我对此也很感兴趣，也注意到了使用NSTimer和节拍器示例的谬误。

我目前正在研究CAMediaTiming Protocol...yet，我不知道如何使用它，但它可能会被证明是一个更精确的解决方案，因为它用于动画。我也可能完全错了，因为当太多的事情发生时，游戏就会变慢。我的理论基于我最喜欢的游戏，当“在街上与对手战斗”时，需要精确的时机。我认为这款游戏的fps已经降到了30，而游戏机的fps只有60。然而，游戏的组合系统的时机是非常关键的，例如，组合包括点击一个按钮，然后恰好3帧后的另一个，所以要么：

• iOS上的游戏在计时上更加宽容
• 开发人员实现了他们自己的计时系统
• 否则他们使用节拍器的计时器循环或CAMediaTiming协议。

有关动画计时的信息可在此处找到：http://developer.apple.com/library/ios/#documentation/Cocoa/Conceptual/Animation_Types_Timing/Articles/Timing.html#//apple_ref/doc/uid/TP40006670-SW1