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用户在应用 APP/ 游戏体验的过程中,经常会产生新画面刷新不稳固、视觉感官画面不连贯、游戏画面缓冲耗时、帧数低操作提早等显著的卡顿问题,那么具体的影响因素是什么呢?咱们从 FrameTime、FPS、晦涩度、Jank 这几个常见参数的角度,来深层次剖析其中的性能问题,便于大家前期晋升 APP 利用及游戏性能和品质。
一、FrameTime
FrameTime 的定义:两帧画面距离耗时(也可简略认为单帧渲染耗时)。
对于 FrameTime 和卡顿是否有关联?请看下图的案例图示:
从图中可看出画面中 B 帧在 GPU 渲染耗时 (帧生成工夫) 大于显示器刷新距离, 占用两次显示器刷新耗时。也就是说有一次画面没刷新。当呈现屡次没有画面刷新(也就是说画面没变动),则可能是一次卡顿。
从这里就得出结论:玩家用户真正看到的是屏幕新画面刷新间隔时间,而不 eglSwapbuffers-GPU 渲染实现 (并未有提交屏幕显示) 间隔时间。所以前面所提到 Frametime 通通指的是屏幕 Display-Frametime。
PerfDog 工具长处:PerfDog 统计的 FPS 和 Frametime 都是用户看到的屏幕 Display 新画面实在刷新 FPS 和帧耗时。所以大家能够间接通过 Frametime 来判断测试过程中是否呈现卡顿。
二、FPS
FPS 的定义:帧率(1 秒内均匀画面刷新次数)。
均匀帧率: 传统常说的 FPS,1 秒内均匀画面刷新次数。
刹时帧率: 单帧耗时 FrameTime 算进去实时 FPS,每一帧画面刷新耗时换算出的实时帧率。
画面渲染流程图如下,每一帧 FrameTime。
PerfDog 统计帧率及 FrameTime 如下图:
FPS 帧率与卡顿是否有关系?咱们分为 Andriod 和 ios 两个场景去进一步理解:
1、iOS 端
苹果 WDDC18 年开发者大会 FramePacing
比方上面两个游戏画面, 右边的试图以 60 帧运行, 但理论只能达到 40 帧; 左边的则继续稳固在 30 帧运行:
上图右边帧率高, 反而看起来有一卡一顿的景象, 这就是 Micro Stuttering(微型口吃)导致的, 右边 FrameTime 如下图:
通过 FrameTime 能够看出,右边高帧率 FPS=40 帧率中呈现一次 FrameTim>=180ms,实践均匀 FrameTime=25ms。所以非平均渲染,尽管帧率高达 40,但仍然感觉十分卡。
左边低帧率 30 帧运行 FrameTime 如下图:
从下面 FrameTime 能够看出,帧率 FPS=30,FrameTime 平均为 33ms,画面会十分平滑。
总结:帧率高,未必晦涩。
2、Android 端
测试零碎版本:Android4.4 晦涩度机制 - 黄油打算(Jank)
Google Jank 计算思路:思考视觉惯性,以硬件 vsync 工夫距离,间断 1 次 vsync 没有新画面刷新,则认为是一次卡顿,也就是说下一次 vsync 工夫点没有新画面刷新,则认为是一次 Jank。
三、晦涩度
晦涩度与卡顿的关联能够用以下的流程图来大抵展现:
晦涩度影响卡顿。这个能够简略的了解为视觉惯性和电影帧这两个方面:
1、视觉惯性
视觉预期帧率,用户潜意识里认为下帧也应该是以后帧率刷新比方始终 60 帧,用户潜意识里认为下帧也应该是 60 帧率。刷新始终是 25 帧,用户潜意识里认为下帧也应该是 25 帧率。然而刷新如果是 60 帧一下跳变为 25 帧,扰乱用户视觉惯性。这个时候就会呈现用户体验的卡顿感。
2、电影帧
电影帧率(18-24),个别是 24 帧。电影帧单帧耗时:1000ms/24=40ms。电影帧率是一个临界点。低于这个帧率,人眼根本能感觉画面不连续性,也就是感觉到了卡顿。
四、PerfDog-Jank
PerfDog Jank 计算思路:思考视觉惯性,假如以前三帧的均匀帧耗时为参考,作为 vsync 工夫距离,间断两次 vsync 没有新渲染画面刷新,则认为是一次潜在卡顿,也就是说下一帧耗时大于前三帧均匀帧耗时 2 倍,则认为一次潜在卡顿。同时单帧耗时满足大于两倍电影帧耗时 1000ms/24*2 (因为人眼低于 24 帧能力分别画面不连续性),则认为是一次真正卡顿。同时若单帧耗时大于 3 倍电影帧耗时,则认为是一次重大卡顿。
注解:为什么是两次 vsync?GPU 个别是 3 重缓冲 buffer,以后帧已占用一个 buffer,即残余 2 缓冲 buffer,人眼个别可容忍 2 帧提早。
为什么是两帧电影帧耗时?低于 24 帧画面,人眼就能感知到画面不连续性,电影个别都是 24 帧。即电影帧耗时 1000ms/24=41.67ms,两帧电影帧耗时也就是 41.67ms2,三帧电影帧耗时是 41.67ms3。
PerfDog Jank 计算方法:
同时满足两条件,则认为是一次卡顿 Jank.
①Display FrameTime> 前三帧均匀耗时 2 倍。
②Display FrameTime> 两帧电影帧耗时 (1000ms/24*2=84ms)。
同时满足两条件,则认为是一次重大卡顿 BigJank.
①Display FrameTime > 前三帧均匀耗时 2 倍。
②Display FrameTime > 三帧电影帧耗时(1000ms/24*3=125ms)。
Google-Jank 如图:
PerfDog-Jank 如图:
实在测试 FrameTime 计算 Jank,如下图:
PerfDog-Jank 如图:
备注:帧率低,并不是顿卡,如帧率都是只有几帧了,还有什么顿卡而言?
目前支流游戏比照 Jank 如下:
PerfDog-web 平台
从后面的内容,咱们理解到 FrameTime、FPS、晦涩度和 Jank 之间的紧密联系后,就能够顺其自然得出咱们的论断:
1、游戏方面
游戏晦涩度是最影响用户体验的,所以须要重点关注 FPS 和 Jank。
备注:比方游戏中已预知的卡顿,如新 UI 弹出等造成卡顿,可认为是烦扰,须要剔除,不应算在 Jank,可通过 web 云上,框选右键删除烦扰数据。
2、APP 方面
APP 也须要关注 FPS 及 Jank。只是须要辨别应用场景,如:
1) 动态页面窗口
只需关注 FPS,实践 FPS 应该为 0,否则,阐明有冗余刷新,容易引起手机发热及耗电。
2) 有滚动动画页面窗口
只需关注 FPS,FPS 处于适合值即可,无需高频刷新。
3) 疾速滑动页面窗口。
须要关注 FPS 和 Jank。手机交互灵敏度就是来源于此,Android 零碎才出黄油打算 Jank。个别滑动状态下,帧率越高越好,Jank 越小越好。
4) 播放视频页面窗口。
须要关注 FPS 和 Jank,视频卡顿间接影响用户。视频个别帧率 18-24 帧,Jank=0。比方微信播放视频、视频播放器等。
通过下面的内容分析,置信大家能够很分明的理解到影响 APP 利用 & 游戏体验的性能参数,以及在上线前后的测试工作中须要关注的侧重点。PerfDog 是腾讯 WeTest 客户端性能测试工具,能疾速定位剖析性能问题,致力于为 APP 利用及游戏性能晋升品质。