Kecepatan frame

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

Kecepatan frame adalah sinkronisasi loop rendering and 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
  • Terus menampilkan frame saat ini saat frame terlambat terdeteksi

Waktu tampilan frame yang tidak konsisten disebabkan oleh loop render game yang berjalan pada kecepatan yang berbeda dengan yang didukung oleh 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 30 fps mencoba merender pada perangkat yang secara native mendukung 60 fps, loop render game menyebabkan frame berulang tetap berada di layar selama 16 ms lebih lama. Jenis pemutusan ini menyebabkan ketidakkonsistenan yang signifikan dalam waktu frame seperti 33 ms, 16 ms, dan 49 ms. Adegan yang terlalu kompleks semakin memperparah masalah ini karena menyebabkan frame terlewatkan.

Library Frame Pacing melakukan tugas berikut:

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

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

Untuk menerapkan menggunakan perender OpenGL atau perender Vulkan, lihat:

Untuk membaca lebih lanjut, lihat Library Frame Pacing.

Intervensi throttling frame per detik

Intervensi throttling frame per detik (FPS) memungkinkan game berjalan pada FPS yang sesuai hanya dengan 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 penurunan skala resolusi, dalam pemetaan <PACKAGE_NAME, Interventions> untuk setiap profil pengguna. Informasi FPS diakses saat mode game diubah atau intervensi diperbarui. A UID bersifat unik untuk setiap PACKAGE_NAME dan pengguna, serta dapat diterjemahkan lebih lanjut ke dalam pasangan <UID, Frame Rate> untuk dikirim ke SurfaceFlinger.

SurfaceFlinger

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

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 throttling 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 melakukan throttling kecepatan frame game, GameManagerService memanggil SurfaceFlinger untuk mengganti kecepatan frame untuk UID. Dengan mekanisme ini, SurfaceFlinger memperbarui pemetaan setiap kali mode game diubah atau intervensi diperbarui. SurfaceFlinger menangani perubahan FPS dengan mengunci buffer sebagaimana mestinya.

Untuk memahami throttling FPS lebih lanjut, lihat Throttling FPS.