游戏机制练习簿:短期数值面板的滑动平均——3项窗口中的十四次采样(案例15)
帧时长、速度或输入强度的显示值有时会取最近若干次采样的平均。它能降低短期波动,却也会让变化延后反映;平均值不是刚刚发生的那一次采样,也不是未来数值的预测。
以下是一组输入完整的独立案例。先读清规则,再按时间或操作顺序记录中间状态;遇到与预期不同的结果时,检查首次出现差异的位置。案例使用明确限定的教学模型,不假定所有作品都采用相同的处理方式。
规则和原始数据
本例只使用最近固定数量的整数采样;开始时不足一窗就按实际已有数量求平均,不补零。每来一个新值,最多移除最老的一个值,采用精确分数保留结果。
窗口最多3项 [26, 16, 38, 16, 19, 33, 14, 34, 35, 39, 18, 29, 43, 28]
逐步记录
第1次输入26,尚未移出旧值;窗口[26],和为26,按实际1个值平均得到26。
第2次输入16,尚未移出旧值;窗口[26, 16],和为42,按实际2个值平均得到21。
第3次输入38,尚未移出旧值;窗口[26, 16, 38],和为80,按实际3个值平均得到80/3。
第4次输入16,移出最老值26;窗口[16, 38, 16],和为70,按实际3个值平均得到70/3。
第5次输入19,移出最老值16;窗口[38, 16, 19],和为73,按实际3个值平均得到73/3。
第6次输入33,移出最老值38;窗口[16, 19, 33],和为68,按实际3个值平均得到68/3。
第7次输入14,移出最老值16;窗口[19, 33, 14],和为66,按实际3个值平均得到22。
第8次输入34,移出最老值19;窗口[33, 14, 34],和为81,按实际3个值平均得到27。
第9次输入35,移出最老值33;窗口[14, 34, 35],和为83,按实际3个值平均得到83/3。
第10次输入39,移出最老值14;窗口[34, 35, 39],和为108,按实际3个值平均得到36。
第11次输入18,移出最老值34;窗口[35, 39, 18],和为92,按实际3个值平均得到92/3。
第12次输入29,移出最老值35;窗口[39, 18, 29],和为86,按实际3个值平均得到86/3。
第13次输入43,移出最老值39;窗口[18, 29, 43],和为90,按实际3个值平均得到30。
第14次输入28,移出最老值18;窗口[29, 43, 28],和为100,按实际3个值平均得到100/3。
最后平均值100/3,最后单次采样28,两者含义不同。
交叉核对与应用
为每个输出重新截取对应的历史切片求和,与滚动窗口的增减计算比较。还要检查最初几次输出的分母,避免把尚不存在的采样也算进平均。
平滑窗口扩大后,旧数据会影响更多次输出;它可以让显示更平稳,也会增加对突变的反应延迟。比较两个窗口时,应使用同一原始采样序列,并分别看过渡过程和稳定阶段。
建议保留原始输入、每一步状态和最终输出,再只改变一个条件做对照。重点检查空输入、相等边界、重复请求以及先后顺序;把规则约定、计算过程和显示表现分别核对,比只比较最后一个数字更容易找到原因。