錄製遊戲影片是時間管理中的一個特例。保存螢幕圖片的操作需要耗費相當多的時間，這會導致遊戲的正常幀率降低，錄製出的影片無法反映遊戲的實際表現。為了解決這個問題，可以使用 captureFramerate 屬性。該屬性的預設值為 0，表示未錄製遊戲。如果要進行錄製，則需要將該屬性的值設為非零值，此時遊戲時間會變慢，幀更新會在精確的間隔內發生。
幀之間的間隔等於 1/Time.captureFramerate，所以如果將值設置為5.0，則更新每五分之一秒發生一次。由於幀率需求有效降低，在 Update 方法中有時間保存螢幕截圖或執行其他操作。

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public class ExampleScript : MonoBehaviour {
    string folder = "ScreenshotFolder";
    int frameRate = 25;
        
    void Start () {
        Time.captureFramerate = frameRate;
        System.IO.Directory.CreateDirectory(folder);
    }
    
    void Update () {
        string name = string.Format("{0}/{1:D04} shot.png", folder, Time.frameCount );
        
        // 抓取螢幕截圖，並存放到指定位置
        Application.CaptureScreenshot(name);
    }
}

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以下將說明各種 Time 類中的屬性是如何回報與響應幀率的巨大變化；下面的表格展示了 Unity 執行了 16 幀的情況，其中第 8 幀出現一個大延遲。

在第 1 到第 7 幀中，

• 從 time 和 unscaledTime 可以發現這些值穩定的增加，約為 60 幀， timeScale 設為 1 。

在第 8 幀中，出現了超過一秒的大延遲，

• 當幀延遲超過 maximumDeltaTime 的值時，Unity 會限制 deltaTime 回報的值以及增加到目前時間的量。這個限制的目的是避免如果時間步長超過這個數值可能會發生的不良副作用。
  • 所謂的不良副作用：像這樣的延遲會導致 deltaTime 的值變得非常大。例如，如果延遲超過一秒，deltaTime 可能會超過 1.0 秒。如果一個物體的移動量是透過 deltaTime 縮放的，這樣大的 deltaTime 值會導致物體在一幀內移動非常大的距離，可能直接穿過遊戲中的牆壁或其他障礙物，導致遊戲中不希望看到的「穿牆」現象。

下圖表中可以看到在第 8 幀時， unscaledDeltaTime 超過一秒(1.016)，但是 deltaTime 回報的是 0.333 ，這是因為 deltaTime 被 maximumDeltaTime 限制。

在第 8 幀時， unscaledTime 增加將近一秒(1.123)的時間，但是 time 只增加較小的時間(0.440)，這是因為 time 加上的是被限制的 deltaTime (即 maximumDeltaTime 的值)。簡單的說：

• unscaledTime 代表從遊戲開始到目前幀的真實經過時間，不受限制。
• time 代表遊戲開始到目前幀的經過時間，但是受 maximumDeltaTime 限制。

Time.smoothDeltaTime 提供了最近一段時間內 deltaTime 的平滑近似值，這種平滑處理可以避免在計算中突然出現的波動，這種平滑的演算法無法預測未來的變化，但是可以讓回報的時間較平滑，因此可以比較符合實際預期的時間。

maximumDeltaTime 也會影響物理系統，物理系統使用 fixedTimestep 值來決定每個固定步長中模擬的時間量。Unity 嘗試保持物理模擬與實際經過的時間同步，有時會在一幀內執行多次物理更新。然而，如果由於某些重計算或延遲導致物理模擬落後太多，系統可能需要多次步驟來追趕當前時間。這種大量的步驟可能進一步導致性能下降。

• 為了避免由於試圖追趕而導致的逐步減慢，maximumDeltaTime 值還作為物理系統在任何給定兩幀之間模擬時間的上限。
• 如果一次幀更新的處理時間超過了 maximumDeltaTime，物理引擎將不會試圖模擬超過 maximumDeltaTime 的時間，而是讓幀處理趕上。一旦幀更新完成，物理模擬將恢復，就像它停止後沒有時間流逝一樣。這樣做的結果是，物理物體將不會像通常那樣以完全實時移動，而是會略微減速。然而，物理的「時鐘」仍然會跟踪它們，就好像它們在正常移動一樣。物理時間的減速通常不容易察覺，並且通常是在遊戲性能與實時物理模擬之間的可接受折衷。

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flowchart TD
    A["`deltaTime`"] --> B{"`deltaTime 
                             是否比
                             maximumDeltaTime 大？`"}
    B -- 是 --> C[deltaTime 的值設為
maximumDeltaTime]
    C --> D
    B -- 否 --> D[ deltaTime 
被加到 time 中 ]
    D --> E{"`fixedTime 
              是否落後 Time.time 
              一個固定時間步長？`"}
    E -- 是 --> F[ fixedDeltaTime 
加到 fixedTime中 ]
    F --> G[ 執行 FixedUpdate ]
    G --> E
    E -- 否 --> H[ 執行 Update ]

Time.time ：為遊戲開始後經過的時間，以秒為單位，一般會持續穩定的增加，只可讀。

• 受 timeScale 影響，如果 Time.timeScale 設為 0 ，那麼 Time.time 會停止計時，可以達到遊戲暫停的功能。
• 受 maximumDeltaTime 限制。
• 當在 FixedUpdate 中呼叫時，回傳的是 Time.fixedTime 的值。
• 通常用於關於整場遊戲計時的計算。

Time.deltaTime ：從上一個幀到目前幀之間的時間間隔，以秒為單位。

• 可以在遊戲中用來製作倒數裝置，例如施放技能的時間變化。

Time.timeScale ：時間流逝的縮放程度，可以用在實現慢動作效果，預設為 1.0 。

• 當為 1.0 時，表示遊戲時間和真實時間同步，
• 如果設為 0.5 則遊戲時間以半速運行。
• 設為 0.1 可以實現慢動作效果，這表示播放速度為正常速度的 10%。經過十秒之後 Time.time 的值會增加 1。
• 當為 0 時，則時間停止，但是遊戲邏輯(像是 Update 方法仍然會被呼叫)與渲染事件仍然會被觸發。但 Time.time 不會增加，Time.deltaTime 也為 0。

Time.maximumDeltaTime ：上面的屬性會被 Time.maximumDeltaTime 限制，這表示這些屬性任何幀率變化的長度永遠不會超過 Time.maximumDeltaTime，例如，如果發生一秒的延遲，且 maximumDeltaTime 為 0.333，那麼 Time.time 只會增加 0.333，而 Time.deltaTime 也會等於 0.333，儘管實際上已經過了更多時間。

• unscale版本的屬性(如Time.unscaledTime和Time.unscaledDeltaTime)會忽略這些變化和限制，並回報實際經過的時間。對於需要在遊戲慢動作播放時仍以固定速度響應的任何事物都很有用。例如，用於 UI 交互動畫。

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Reference:

• https://docs.unity3d.com/uploads/Main/time-flowchart.png

在 Unity 中，它的物理系統使用固定時間步長(Fixed Timestep)，Unity 提供 FixedUpdate 作為我們程式碼的入口(entry point)，你可以在這邊執行與物理相關的程式碼，例如向 Rigidbody 施加力。

fixedDeltaTime 是 Unity 中控制固定時間步長循環間隔的屬性，以秒為單位。

• 例如，當 fixedDeltaTime為 0.01 時意味著每個固定時間步長持續 1/100 秒，因此每秒會執行 100 次固定更新。

當你的APP執行的幀率高於每秒固定時間步長(Fixed Timestep)時，這表示每個幀的持續時間會比單個固定時間步長的持續時間還要短。

• 例如，如果 fixedDeltaTime 設為 0.02，那麼通常每秒會有 50 次固定更新。
  • 如果你的 APP 以每秒 60 幀的速度執行，這會超過每秒 50 次的固定更新，這表示大約每十幀中會有一幀不會觸發固定更新。

如果你的 APP 的幀率低於固定時間步長值，這意味著每個幀的持續時間比單個固定時間步長還要長。為了解決這個問題，Unity 每幀會執行一個或多個固定更新，以便物理模擬能夠趕上自上一幀以來流逝的時間。

• 例如，如果你的固定時間步長值為 0.01，每秒會執行 100 次固定更新。如果你的應用以每秒 25 幀的速度運行，每幀的持續時間（0.04 秒）是固定時間步長值（0.01 秒）的四倍， Unity 將每幀執行四次固定更新。在幀率較低時，Unity 通過增加固定更新次數來保持物理模擬的準確性。

fixedDeltaTime 設定的越低，表示越頻繁的執行物理更新，模擬的越精確，但是會加大 CPU 的負擔。

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在 Unity 中， APP 的每一幀所執行的時間會因為程式碼複雜度或是顯示畫面的複雜度而有所不同，此外也會受到裝置設備的效能影響。

• 例如：當有一百個角色在螢幕上活動時，每一幀的執行速度會比只有一個角色來的慢，這種可變的速率通常被稱為 每秒幀數 FPS 。
• 一般來說 Unity 會嘗試以最快的幀率執行你的 APP。

Update 方法

在 Unity 中，提供了 Update 方法作為每一幀執行我們程式碼的入口(entry point)，例如在 Update 中取得使用者的輸入讓遊戲角色向前移動。但是要記住遊戲的幀率是可變的，因此Update調用之間的時間間隔也會變化。

幀率變動對遊戲物件移動速度的影響

下面的程式碼想做的事是把這個遊戲物件平移一段距離，但是幀率(frame rate)是會變動的，因此這個遊戲物件在移動時，它的速度也會變化。
例如：

• 假設遊戲為每秒 100 幀的速度在執行，那麼 Update 這個方法會執行 100 次，因此這個物件每秒會移動 distancePerFrame 一百次
• 但是如果因為 CPU 負載變高導致速度下降到 每秒 60 幀的速度在執行的話，那麼這個物件會變為每秒移動 distancePerFrame 六十次

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public class ExampleScript : MonoBehaviour {
    public float distancePerFrame;
    
    void Update() {
        transform.Translate(0, 0, distancePerFrame); // 錯誤
    }
}

大部分的情況下，這是不好的，因為通常在遊戲中會希望物體是以穩定且可預測的速度移動而不受到幀率影響。

使用 Time.deltaTime 確保一致性

Time.deltaTime 為從上一幀到目前幀之間的時間間隔，以秒為單位。這個屬性通常用於在 Update 方法中進行時間相關的計算
例如，你想要從現開始，經過一秒後做某些動作，可以這樣操作：

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public class ExampleScript : MonoBehaviour {
    private float timer = 0f;

    void Update() {
        timer += Time.deltaTime;
        if (timer >= 1f) {
            Debug.Log("一秒過去了，某些動作");
            timer = 0f;
        }
    }
}

因此解決上面位移問題的方式是根據每一幀經過的時間來縮放每一幀的移動量，這樣無論幀率如何變化，物體每秒移動的總距離都會保持一致。程式碼如下：

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public class ExampleScript : MonoBehaviour {
    // 變數的名稱變為 per second ，這是因為此時不再是依靠幀而是秒了
    public float distancePerSecond;
    
    void Update() {
        transform.Translate(0, 0, distancePerSecond * Time.deltaTime);
    }
}

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以下將建立一個簡單的技能冷卻計時器

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public class SkillTimer : MonoBehaviour
{
    private float timer = 0;
    private float skillCooldown = 3;

    void Update()
    {

        // 讓計時器隨時間增加
        timer += Time.deltaTime;
        
        if (timer > skillCooldown)
        {
            // 重置計時器
            timer = 0;

            // 釋放技能...
            Debug.Log("施放技能");
        }
        
    }
}

timer 變數用於累計經過的時間。

skillCooldown 用於設定技能冷卻時間為 3 秒。

每次 Update 被呼叫時，timer 會不斷的加上 Time.deltaTime

當 timer 超過 skillCooldown 時，就會重置計時器，並施放技能

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Unity 中有一個 Time 類(class)，它提供了與時間相關的重要方法，讓你可以在專案中使用。

在 Unity 中，有兩個追蹤時間(track time)的系統，一個是每步之間的時間量是可變的，另一個是每步之間的時間量是固定的。

• 可變時間步長(variable time step)系統：在每次繪製畫面和運行你的APP或遊戲程式碼時執行一次。
• 固定時間步長(fixed time step)系統：以預定義的時間步長前進，並且與畫面的更新無關。這個系統通常與物理系統相關聯，物理系統會按照固定時間步長的速率運行，但你也可以在每個固定時間步長中執行自己的代碼。

可變動幀率(Variable Frame Rate)：在 Unity 中每一幀所執行的時間會因為程式碼複雜度或是顯示畫面的複雜度而有所不同，同時也會受到裝置設備的效能影響。

固定時間步長(Fixed Timestep)：在 Unity 中，它的物理系統使用固定時間步長(Fixed Timestep)，防止突然出現物體在一幀內移動非常大距離的狀況。

Unity 的時間邏輯流程圖：此文將說明 Unity 是如何處理時間的。

Time 類屬性在幀率變化中的範例：在此文中將說明 Time 類中的各屬性是如何處理突如其來的幀率大幅變動。

錄製遊戲影片：錄製遊戲影片是時間管理中的一個特例。保存螢幕圖片的操作需要耗費相當多的時間，這會導致遊戲的正常幀率降低，錄製出的影片無法反映遊戲的實際表現。為了解決這個問題，可以使用 Unity 提供的 captureFramerate 屬性，來調整錄製時的幀率。

一個簡單的技能冷卻計時器：將示範如何使用 Time.deltaTime 來製作技能冷卻時間。

Time 類有以下 static 屬性

Reference:

• https://docs.unity3d.com/ScriptReference/Time.html
• https://docs.unity3d.com/Manual/TimeFrameManagement.html