Unity 的时间逻辑

参考资料

Important Classes - Time - Unity 手册

与时间相关的属性

Unity 中有一些与时间相关的数值属性，它们都在Time库中：

Time.time表示从游戏开始运行以来到当前帧经过的时间

Time.fixedTime表示从游戏开始运行以来到最近一次执行FixedUpdate()经过的时间

Time.deltaTime表示从上一帧到当前帧经过的时间

Time.timeScale控制时间流逝的速度

Time.fixedDeltaTime表示固定帧率之间的时间间隔

Time.maximumDeltaTime表示两帧之间时间间隔的上限

Time.unscaledTime表示从游戏开始运行以来到当前帧经过的时间（不受Time.timeScale和Time.maximumDeltaTime影响）

Time.realtimeSinceStartup表示从游戏开始运行以来经过的实际时间（不受游戏暂停影响。在同一帧内多次调用返回结果可能不同，同样在不同帧内多次调用返回结果也可能相同）

Time.unscaledDeltaTime表示从上一帧到当前帧经过的时间（不受Time.timeScale和Time.maximumDeltaTime影响）

可变时间步长和固定时间步长

Unity 中存在两种基于“时间”进行事件处理的系统，一种基于“可变时间步长”，另一种基于“固定时间步长”。

“可变时间步长”系统的两次事件处理之间的时间间隔是不固定的，在该系统中，每在屏幕上绘制一帧执行一次事件处理。

“固定时间步长”系统每隔一个固定的时间间隔执行一次事件处理，通常它与物理模拟相关，当然如果需要也可以在该系统中执行你自己的代码。

可变时间步长

我们可以在Update()方法中定义要在可变时间步长系统中执行的代码，也就是说，这些代码会每帧执行一次。

注意由于不同设备（或同一设备不同情况）绘制一帧所需的时间是不固定的，通常需要在Update()方法中使用Time.deltaTime对代码产生的副作用（例如物体移动的距离）进行缩放，以保证不管游戏的帧率是多少，在相同的时间内可以产生一致的结果。

例如在下面的例子中，通过Update()方法读取用户的输入，并以每秒1米的速度移动对象。

using UnityEngine;
using System.Collections;

public class CubeController : MonoBehaviour
{
    public float speed = 1.0f;

    void Update()
    {
        // 从 Input 类中获取用户输入
        float xAxis = Input.GetAxis("Horizontal");
        float zAxis = Input.GetAxis("Vertical");
        Vector3 pos = transform.position;
        Vector3 step = new Vector3(xAxis, 0, zAxis).normalized * speed * Time.deltaTime;
        pos.x += step.x;
        pos.z += step.z;
        transform.position = pos;
    }
}

固定时间步长

在固定时间步长系统中执行的代码在FixedUpdate()中定义，“固定时间步长”系统会在每一帧开始时，尽可能多地调用FixedUpdate()，直到赶上当前时间（在下面的时间逻辑图中查看更多的细节）。

Unity 的物理系统也以固定时间步长运行，如果要执行物理相关的代码（例如为一个刚体施加力），也必须在FixedUpdate()中处理。

根据帧率的不同，FixedUpdate()可能在一帧内运行0次到多次。因为FixedUpdate()可能会在某一帧不执行，所以不能在FixedUpdate()中读取输入，可能会因此错过用户的输入。

时间逻辑图

以下流程图说明了 Unity 用于计算单个帧中时间的逻辑，以及time、deltaTime、fixedDeltaTime和maximumDeltaTime属性如何相互关联。

1. 将当前时间减去上一次记录的时间，得到deltaTime
2. 判断deltaTime是否大于maximumDeltaTime，如果是，则将deltaTime限制为maximumDeltaTime
3. 将deltaTime加到time中，更新time
4. 判断time和fixedTime的时间差是否不小于fixedDeltaTime，如果是，跳到5，否则跳过7
5. 将fixedDeltaTime加到fixedTime中，更新fixedTime
6. 调用FixedUpdate()，然后回到4
7. 调用Update()
8. 回到1，重复循环

注

以上顺序只是描述了 Unity 事件循环中与时间相关的部分，完整的事件循环请查阅事件函数的执行顺序 - Unity 手册。

通过这张时间逻辑图，就可以更好地理解上面已经提到的“在每一帧开始时（Update()执行前），尽可能多地调用FixedUpdate()”的含义，以及在整个时间循环中，Time.time、Time.deltaTime和Time.fixedTime的变化机制