APP性能测评分析

2023-03-21 17:32:48 浏览数 (1)

1.1流畅度相关概念 刷新率 vs 帧率 刷新率:美妙屏幕刷新次数,手机品目的刷新率是60HZ 帧率:GPU在一秒内绘制的帧率

撕裂 vs 掉帧 撕裂:因为屏幕的刷新过程是自上而下、自左向右的, 如果帧率>刷新率,当屏幕还没有刷新n-1帧的数据时, 就开始生成第n帧的数据了,从上到下,覆盖第n-1帧。如果此时刷新屏幕, 就会出现图像的上半部分是第n帧的,下半部分是第n帧的现象。CPU/GPU一直都在渲染。 掉帧:Android系统每隔16ms发出VSYNC信号,触发GPU对UI进行渲染, 如果你的某个操作花费时间是24ms,系统在得到VSYNC信号的时候由于还没有准备好, 就无法进行更新任何内容,那么用户在32ms内看到的会是同一帧画面(卡顿现象),即丢帧现象。

单缓冲 vs VSYNC vs 双缓存 vs 三缓存 单缓冲(没有引入CSync): GPU向缓存中写入数据,屏幕从缓冲中读取数据,刷新后显示。有余刷新率和帧率并不总是一致的, 很可能导致撕裂现象。为了解决单缓冲的画面撕裂问题,出现了双缓存和VSYCNC VSYCNC和双缓存: 双缓存是用来两个缓存去:Back Buffer、Frame Buffer 当写入下一帧是,GPU会先填充 Back Buffer中, 当刷新屏幕时,屏幕从Frame Buffer 中读取数据,VSYNC主要是完成帧的复制,下一帧的渲染 三重缓存: 双重缓存的缺陷在于:当 CPU/GPU 绘制一帧的时间超过 16 ms 时,会产生 Jank。更要命的是, 产生 Jank 的那一帧的显示期间,GPU/CPU 都是在闲置的。

FPS原理 FPS是Frame per second的缩写,即每秒的帧数.这一术语广泛的应用于计算机图形学,视频采集,游戏等。

这里主要介绍一下视频游戏中的帧率,第一个First person shooter game的帧率只有大概6FPS,但是依然很成功。不过随着硬件设备,尤其是显卡性能的加强,现在游戏的帧率一般在30FPS~100FPS之间。由于每帧图像所消耗的时间不一样,造成帧率是在不断变化的,所以每个游戏都会设定一个最大的帧率,以保证平滑的切换。

代码语言:javascript复制
  // Timing...
        static QTime time;
        static int frames = 0;
        static bool started = false;
 
        if (!started || time.elapsed() > 1000) {
            qreal fps = frames * 1000. / time.elapsed();
            if (fps == 0)
                m_current_fps = "counting fps...";
            else
                m_current_fps = QString::fromLatin1("%3 FPS").arg((int) qRound(fps));
 
            time.start();
            started = true;
            frames = 0;
 
        } else {
              frames;
 
            p.setOpacity(1);
            p.setFont(QFont("times", 30));
            p.fillRect(5, height() - 40, 250, 40, Qt::white);
            p.drawText(10, height() - 8, m_current_fps);
        }
    }

由于一般实时的游戏都已一个定时器不断地刷新画面,所以每一帧的输出都是通过paintEvent来完成的。将上面这段代码放入paintEvent就可以统计出每秒的帧率。

那么怎么控制最大的帧率呢?

其实也很简单,就是通过设置定时器的interval来完成的,考虑到现在显示器的显示频率一般在60HZ,所以interval一般设置为1000/60ms 比较好,即60FPS是一个理论上最大的帧率。

帧率(FPS)计算的六种方法总结: 一、固定时间帧数法 帧率计算的公式为:

fps = frameNum / elapsedTime; 如果记录固定时间内的帧数,就可以计算出同步率。此种方法用得较多。

代码语言:javascript复制
int fps()
{
    static int fps = 0;
    static int lastTime = getTime(); // ms
    static int frameCount = 0;
      frameCount;
    int curTime = getTime();
    if (curTime - lastTime > 1000) // 取固定时间间隔为1秒
    {
        fps = frameCount;
        frameCount = 0;
        lastTime = curTime;
    }
    return fps;
}
代码语言:javascript复制
还有另一种写法:

int fps(int deltaTime)
{
    static int fps = 0;
    static int timeLeft = 1000; // 取固定时间间隔为1秒
    static int frameCount = 0;

      frameCount;
    timeLeft -= deltaTime;
    if (timeLeft < 0)
    {
        fps = frameCount;
        frameCount = 0;
        timeLeft = 1000;
    }
    return fps;
}

二、固定帧数时间法 帧率计算的公式为: fps = frameNum / elapsedTime; 如果每隔固定的帧数,计算帧数使用的时间,也可求出帧率。此种方法使用得较少。

代码语言:javascript复制
int fps()
{
    static int fps = 0;
    static int frameCount = 0;
    static int lastTime = getTime(); // ms
      frameCount;
    if (frameCount >= 100) // 取固定帧数为100帧
    {
        int curTime = getTime();
        fps = frameCount / (curTime - lastTime) * 1000;
        lastTime = curTime;
        frameCount = 0;
    }
    return fps;
}

三、实时计算法 实时计算法直接使用上一帧的时间间隔进行计算,结果具有实时性,但平滑性不好。

代码语言:javascript复制
int fps(int deltaTime) // ms
{
    int fps = static_cast<int>(1.f / deltaTime * 1000); // 别忘了先转换为浮点数,否则会有精度丢失
    return fps;
}

四、总平均法 总平均法使用全局帧数除以全局时间,以求出帧率。

代码语言:javascript复制
int beginTime = getTime();
int fps()
{
    static int frameCount = 0;
      frameCount;
    int deltaTime = getTime() - beginTime();
    return static_cast<int>(frameCount * 1.f / deltaTime * 1000); // 别忘了先转换为浮点数,否则会有精度丢失
}

五、精确采样法 精确采样法采样前N个帧,然后计算平均值。此种方法需要额外的内存空间,所以不常用。

代码语言:javascript复制
int fps(int deltaTime) // ms
{
    static std::queue<int> q;
    static int sumDuration = 0; // ms
    int fps = 0;
    if (q.size() < 100) // 样本数设为100
    {
        sumDuration  = deltaTime;
        q.push(deltaTime);
        fps = static_cast<int>(q.size() * 1.f / sumDuration * 1000.f); // 别忘了转换为浮点数,否则会有精度丢失
    }
    else
    {
        sumDuration -= q.front();
        sumDuration  = deltaTime;
        sumDuration.pop();
        sumDuration.push(deltaTime);
        fps = static_cast<int>(100.f / sumDuration * 1000.f); // 别忘了转换为浮点数,否则会有精度丢失
    }
    return fps;
}

六、平均采样法 平均采样法利用上次的统计结果,克服了精确采样法需要使用额外空间的缺点。此种方法较常用。

代码语言:javascript复制
int fps(int deltaTime) // ms
{
    static float avgDuration = 0.f;
    static alpha = 1.f / 100.f; // 采样数设置为100
    static int frameCount = 0;
      frameCount;
    int fps = 0;
    if (1 == frameCount)
    {
        avgDuration = static_cast<float>(deltaTime);
    }
    else
    {
        avgDuration = avgDuration * (1 - alpha)   deltaTime * alpha; 
    }
    fps = static_cast<int>(1.f / avgDuration * 1000);
    return fps;
}

0 人点赞