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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06)


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 [6, 18, 43, 33, 24, 31, 37, 8, 14, 19, 41, 7, 10, 36]

逐步记录

第1次输入6,尚未移出旧值;窗口[6],和为6,按实际1个值平均得到6。

第2次输入18,尚未移出旧值;窗口[6, 18],和为24,按实际2个值平均得到12。

第3次输入43,尚未移出旧值;窗口[6, 18, 43],和为67,按实际3个值平均得到67/3。

第4次输入33,移出最老值6;窗口[18, 43, 33],和为94,按实际3个值平均得到94/3。

第5次输入24,移出最老值18;窗口[43, 33, 24],和为100,按实际3个值平均得到100/3。

第6次输入31,移出最老值43;窗口[33, 24, 31],和为88,按实际3个值平均得到88/3。

第7次输入37,移出最老值33;窗口[24, 31, 37],和为92,按实际3个值平均得到92/3。

第8次输入8,移出最老值24;窗口[31, 37, 8],和为76,按实际3个值平均得到76/3。

第9次输入14,移出最老值31;窗口[37, 8, 14],和为59,按实际3个值平均得到59/3。

第10次输入19,移出最老值37;窗口[8, 14, 19],和为41,按实际3个值平均得到41/3。

第11次输入41,移出最老值8;窗口[14, 19, 41],和为74,按实际3个值平均得到74/3。

第12次输入7,移出最老值14;窗口[19, 41, 7],和为67,按实际3个值平均得到67/3。

第13次输入10,移出最老值19;窗口[41, 7, 10],和为58,按实际3个值平均得到58/3。

第14次输入36,移出最老值41;窗口[7, 10, 36],和为53,按实际3个值平均得到53/3。

最后平均值53/3,最后单次采样36,两者含义不同。

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。