Kecepatan frame

Library Android Frame Pacing, yang juga dikenal sebagai Swappy, adalah bagian dari Android Game SDK. Library ini membantu game OpenGL dan Vulkan mencapai rendering yang lancar dan kecepatan frame yang benar di Android.

Kecepatan frame adalah sinkronisasi loop rendering dan logika game dengan subsistem tampilan OS dan hardware tampilan yang mendasarinya. Subsistem tampilan Android didesain untuk menghindari artefak visual tertentu, seperti tearing. Subsistem tampilan menghindari tearing dengan melakukan hal berikut:

  • Buffering melewati frame secara internal
  • Mendeteksi keterlambatan pengiriman frame
  • Melanjutkan untuk menampilkan frame saat ini saat frame terlambat terdeteksi

Waktu tampilan frame yang tidak konsisten disebabkan oleh loop render game yang berjalan dengan kecepatan yang berbeda dengan yang didukung hardware tampilan native. Masalah muncul saat loop render game berjalan terlalu lambat untuk hardware tampilan yang mendasarinya, sehingga menyebabkan waktu tampilan yang tidak konsisten. Misalnya, saat game yang berjalan pada kecepatan 30 fps mencoba merender pada perangkat yang secara native mendukung 60 fps, loop render game akan menyebabkan frame berulang tetap berada di layar selama 16 md lebih lama. Jenis pemutusan ini menyebabkan inkonsistensi yang signifikan dalam waktu render seperti 33 md, 16 md, 49 md, dan sebagainya. Scene yang terlalu kompleks akan semakin memperparah masalah ini karena menyebabkan terjadinya frame terlewat.

Library Frame Pacing melakukan tugas berikut:

  • Mengkompensasi tersendat karena frame game yang pendek.
  • Menggunakan pagar sinkronisasi untuk frame panjang yang menyebabkan tersendat dan latensi.
    • Memasukkan waktu tunggu ke dalam aplikasi. Hal ini memungkinkan pipeline tampilan menyamai kecepatan, bukan membiarkan back pressure terjadi.
    • Menggunakan pagar sinkronisasi (EGL_KHR_fence_sync dan VkFence).
  • Memilih kecepatan refresh untuk memberikan fleksibilitas dan presentasi yang lancar, jika perangkat Anda mendukung beberapa kecepatan refresh.
  • Memberikan statistik untuk proses debug dan pembuatan profil menggunakan statistik frame.

Untuk mempelajari cara mengonfigurasi library agar beroperasi dalam berbagai mode sesuai dengan kebutuhan Anda, lihat Mode operasi yang didukung.

Untuk mengimplementasikan penggunaan perender OpenGL atau perender Vulkan, lihat

Untuk membaca selengkapnya, lihat Mendapatkan pengaturan kecepatan frame yang tepat.

Intervensi throttling frame per detik

Intervensi throttling frame per detik (FPS) memungkinkan game mengatur kecepatan pada FPS yang sesuai hanya menggunakan perubahan sisi platform dan tanpa memerlukan tindakan apa pun dari pihak developer.

Implementasi intervensi throttling FPS menggunakan komponen berikut:

GameManagerService

Komponen GameManagerService menyimpan semua informasi per pengguna dan per game tentang mode game dan intervensi game. Informasi FPS disimpan di GameManagerService dengan informasi intervensi lainnya, seperti faktor penskalaan turun resolusi, dalam pemetaan <PACKAGE_NAME, Interventions> untuk setiap profil pengguna. Informasi FPS diakses saat mode game diubah atau intervensi diperbarui. UID bersifat unik untuk setiap PACKAGE_NAME dan pengguna, dan selanjutnya dapat diterjemahkan menjadi pasangan <UID, Frame Rate> untuk dikirim ke SurfaceFlinger.

SurfaceFlinger

Komponen SurfaceFlinger sudah mendukung throttle FPS aplikasi selama kecepatan frame adalah pembagi kecepatan refresh layar. Jika terjadi vsync, SurfaceFlinger akan memeriksa validitas vsync untuk aplikasi yang di-throttle dengan memverifikasi apakah stempel waktu vsync sefase dengan kecepatan frame aplikasi. Jika kecepatan frame tidak sefase dengan vsync, SurfaceFlinger akan menahan frame hingga kecepatan frame dan vsync sefase.

Gambar berikut menjelaskan interaksi antara GameManagerService dan SurfaceFlinger:

Interaksi antara GameManagerService dan SurfaceFlinger

Gambar 1. Interaksi antara GameServiceManager dan SurfaceFlinger

SurfaceFinger mempertahankan pemetaan pasangan <UID, Frame Rate> untuk menetapkan prioritas throttle kecepatan frame baru. UID bersifat unik antara pengguna dan game, sehingga setiap pengguna di satu perangkat dapat memiliki setelan kecepatan frame yang berbeda pada game yang sama. Untuk membatasi kecepatan frame game, GameServiceManager memanggil SurfaceFlinger untuk mengganti kecepatan frame untuk UID. Dengan mekanisme ini, SurfaceFlinger akan memperbarui pemetaan setiap kali mode game diubah atau intervensi diperbarui. SurfaceFlinger menangani perubahan FPS dengan mengunci buffer yang sesuai.

Untuk lebih memahami throttling FPS, lihat pengantar throttling FPS.