XNA“效率”探索——一个简单的繁花曲线程序

在某论坛上和别人探讨XNA是否适合做弹幕飞行射击游戏，我认为是可以的，但是别人认为XNA效率不够，在低端机器上，无法处理上千枚子弹的运动。所以我下来做了个小实验。

这是我的繁花曲线程序截图，每一帧都会重新计算这一组繁花曲线的路径。步进量是0.05f，总量是20*pi，就是小圆绕大圆转10圈（其实可以通过计算得到一个刚好不浪费的值）。sin/cos没有优化，直接调用Math.Sin（这个……JIT都直接变成fsin/fcos汇编指令了，真的有那么值得“优化”吗？），子弹方向也没优化，用的Math.Atan。计算的时候算法一般，在绘图的时候用XoY坐标，步进的时候用极坐标。

子弹是一个15帧的Sprite动画，这里设置帧率和其对应的繁花曲线一样，我自己写的Animation，不知道效率怎么样。

我的机器配置：

笔记本Dell 640M，购于2006年，Intel T2300E（双核1.67GHz）, Intel GMA950, 4G DDR2 667

除了内存，其他都算“低端”了吧。尤其是显卡。

如图所示，现在画面中有四组繁花曲线，共有5000枚子弹，也就是5000多个SpriteAnimation。FPS大概60差一点。虽然每一枚子弹没有自己的速度和加速度，但是计算繁花曲线的过程基本上可以代表这个运算。浮点运算全在CPU上，效率一般，CPU占用最高也才22%。但是我显卡太弱了，再往上加曲线直到CPU占用50%（单线程极限），显卡就罢工了，这时候应该是显卡渲染Sprite的效率不够，据说Sprite效率不高，等我有时间改成不用Sprite而是用多边形贴图看看有没进步。

下面谈谈测试结果吧：

首先是CPU性能，我相信C#的性能，这点计算量对三年前的主流笔记本电脑CPU基本上构不成威胁，一个核心也没用满。再实际游戏中，即使加上别的计算，只要稍稍做一下多线程优化，利用上多核的优势，我相信CPU性能不会有障碍。

然后是显卡性能，我没有在别的显卡上做测试，但是我的显卡已经非常弱了，这样的显卡有这个成绩我觉得还凑合了，我认为这里可以胜任一个2D的飞行游戏。

然后是内存性能，我没有做特别的测试，但是在运行中有时候FPS会突然降低到30然后反弹到50+，我猜测这是GC在作怪，但是我用来表示每一枚子弹的数据结构都是简单的Vector2或者float，这样的值类型对象跟GC八竿子打不到一尺吧？不过也不排除系统中别的程序在作怪（我开一个kmplayer帧数马上降低一半，因为km播放视频要用DirectShow渲染，会消耗显卡资源，我那个显卡本来就够可怜的了）。

综上所述，我认为使用XNA在主流配置甚至两三年前的主流配置上开发游戏是完全可行的，事实证明国外也有XNA项目，有RTS、MMO也有，甚至有FPS，我有理由相信XNA在主流平台上不会因为“效率”问题而障碍掉。

另一方面对于C#的性能，我一直认为托管语言对于CPU密集型操作不会落后Native语言很多，国内外很多测试也证明了这点。但是我对内存密集型操作还是比较担忧，GC的难以控制常常造成不合时宜的大规模回收内存而lag掉本来稳定的FPS。而使用C/C++的话可以很小心地自己控制平稳地申请/释放内存。对于JIT，我想说：这点时间就忽略吧，实在觉得几个ms的时间也要争的话，就在调用前先把重量级函数调用一下热个身不就好了？

话说回来，XNA虽然有其不足，但是他带来的开发效率的提高也是很可观的。

以下为废话：

我那个繁花曲线写得不好，我忘记极坐标下子坐标的坐标变换怎么做了，所以我得先变成直角坐标再变回来，效率有折扣。还有一个，到绘图点离边界或者圆心的近的时候，小圆圆心角步进量对绘图点移动的线速度贡献会小很多，这样会造成内外圈密集，中间稀疏，就像上图中最大那组曲线的效果，会比较不优美。

谁能支个招解决这个问题啊？

最后是显摆：

来个日本的弹幕飞行设计游戏截图，我玩的。

这个弹幕有5000发吗？有吗？有吗？有吗？有吗？（回音……）