多種刷新率

Android 11 支援多種螢幕更新率的裝置。這項功能有三個主要元件：

  • android.hardware.graphics.composer@2.4 中導入了新的 HAL API。
  • 平台程式碼，用於剖析不同重新整理頻率的裝置設定，並設定所需的重新整理頻率
  • 新的 SDK 和 NDK API，可讓應用程式設定所需的影格速率

實作

android.hardware.graphics.composer@2.4 HAL 新增了專屬的刷新率切換支援功能。強烈建議使用這個版本，因為舊版 Composer HAL 對於重新整理率切換的支援有限。

設定群組

IComposerClient::Attribute 新增了 CONFIG_GROUP 屬性，可使用 getDisplayAttribute_2_4 API 查詢。供應商可使用這項屬性將顯示器設定歸為一組。在同一個群組中設定，通常可讓您在這些設定之間順暢切換。平台會使用設定群組來區分可切換的設定，以便切換設定的更新率，而非其他屬性。

請參考下列範例，瞭解如何使用設定群組，為支援四種螢幕設定的裝置帶來好處：

  • 1080p@60Hz
  • 1080p@90Hz
  • 1080i@72Hz
  • 1080i@48Hz

雖然裝置支援 48 Hz、60 Hz、72 Hz 和 90 Hz 的螢幕刷新率，但螢幕運作模式不同，從 60 Hz 切換至 72 Hz 時，螢幕設定會從 1080p 變更為 1080i，這可能不是您想要的行為。使用配置群組即可解決這個問題。將 60Hz 和 90Hz 分在一個設定群組，48Hz 和 72Hz 分在另一個設定群組。平台知道可以在 60Hz 和 90Hz 之間，以及 48Hz 和 72Hz 之間切換，但無法在 60Hz 和 72Hz 之間切換，因為這會導致設定變更，而非單純變更刷新率。

Composer API 更新

getDisplayVsyncPeriod
為了在變更重新整理頻率時提供更完善的控制和預測功能，已新增 getDisplayVsyncPeriod 。 getDisplayVsyncPeriod 會傳回螢幕目前的刷新率 (以垂直同步週期表示)。在重新整理率之間轉換時，這項功能特別實用，平台需要目前的重新整理率，才能決定何時啟動下一個影格。
setActiveConfigWithConstraints
setActiveConfigWithConstraints 方法是現有 setActiveConfig 方法的新擴充功能，可提供更多有關設定變更的資訊。限制條件會以 vsyncPeriodChangeConstraints 參數的形式提供，並包含下列參數。
    desiredTimeNanos
    CLOCK_MONOTONIC 中的時間，之後 vsync 週期可能會變更 (也就是說，vsync 週期不得在此時間之前變更)。當平台想提前規劃重新整理率變更，但佇列中已有要呈現的緩衝區時，這項功能就非常實用。平台會相應設定這個時間，以考量這些緩衝區，並盡可能確保更新率轉換過程順暢。
    seamlessRequired
    如果為 true，表示 VSync 週期變更必須順暢進行，不得出現明顯的視覺效果瑕疵。平台會在因內容變更而需要變更更新率時使用此旗標 (例如裝置處於閒置狀態，且動畫開始播放)。這樣一來，如果某些設定變更可能會導致明顯的視覺效果瑕疵，供應商就有機會不允許這些變更。如果無法順利變更設定，且 seamlessRequired 設為 true，實作項目應會傳回 SEAMLESS_NOT_POSSIBLE 做為回傳代碼，並在順利完成相同設定變更時，呼叫新的 onSeamlessPossible 回呼。

實作成功後，系統會傳回 VsyncPeriodChangeTimeline，告知平台預期何時會發生更新率變更。newVsyncAppliedTimeNanos 參數必須設為 CLOCK_MONOTONIC 中的時間，屆時新螢幕會以新的垂直同步週期開始重新整理。這項資訊和 desiredTimeNanos 搭配使用，可讓平台預先規劃重新整理率切換作業，並預先開始為新重新整理率勾選應用程式。這樣就能流暢切換刷新率。

部分實作方式需要先傳送重新整理影格，才能傳送重新整理率。為此，HAL 具有 refreshRequired 參數，可指出需要重新整理影格，而 refreshTimeNanos 則可指出第一個垂直同步，之後需要傳送重新整理影格。

onVsyncPeriodTimingChanged [callback]
HAL 可呼叫的新回呼，向平台指出時間軸的某些參數已變更，平台需要調整時間軸。如果因 HAL 處理時間過長或延遲重新整理影格，導致錯過舊時間軸，系統就會呼叫這個回呼。

平台如何決定變更螢幕更新率？

系統會在下列兩項系統服務中選取更新率：

DisplayManager
DisplayManager 會設定重新整理率的高層級政策。這會設定預設顯示設定，與 Composer HAL 設定相同。此外，它還會設定最小值和最大值範圍，供 SurfaceFlinger 選擇做為重新整理率。
SurfaceFlinger
設定與預設設定位於相同設定群組的設定，並將重新整理率設在最小值/最大值範圍內，即可決定重新整理率。

Display Manager 會執行下列步驟，判斷政策：

  • 透過查詢 SurfaceFlinger 中的有效設定，找出預設設定 ID
  • 透過疊代系統條件，限制最小值和最大值的範圍
    • 預設重新整理頻率設定：預設重新整理頻率值是在 R.integer.config_defaultRefreshRate 設定疊加層中設定。 這個值用於判斷動畫和觸控互動的標準裝置更新率。
    • 最高重新整理頻率設定：系統會從 Settings.System.PEAK_REFRESH_RATE 讀取最高重新整理頻率值。這個值會在執行階段變更，以反映目前的裝置設定 (例如來自選單選項)。預設值是在 R.integer.config_defaultPeakRefreshRate 設定重疊中設定。
    • 最低重新整理頻率設定：系統會從 Settings.System.MIN_REFRESH_RATE 讀取最低重新整理頻率值。這個值可在執行階段變更，以反映目前的裝置設定 (例如透過選單選項)。預設值為 0，因此沒有預設最小值。
    • 應用程式要求的 ModeId：應用程式可以設定 WindowManager.LayoutParams.preferredDisplayModeId，反映螢幕應運作的偏好設定。在大多數情況下，DisplayManager 會相應設定預設設定 ID，並將最低和最高重新整理率設為與設定的重新整理率相符。
    • 省電模式：裝置處於低電量模式時，重新整理頻率會限制為 60Hz 或更低，並以 Settings.Global.LOW_POWER_MODE. 表示

DisplayManager 設定政策後，SurfaceFlinger 會根據作用中的圖層 (將影格更新排入佇列的圖層) 設定重新整理率。如果圖層擁有者設定影格速率，SurfaceFlinger 會嘗試將重新整理率設為該速率的倍數。舉例來說，如果兩個有效圖層將影格速率設為 24 和 60，SurfaceFlinger 會選擇 120 Hz (如有)。如果 SurfaceFlinger 無法使用這類更新率，系統會嘗試選取影格率誤差最小的更新率。詳情請參閱 developer.android.com 的開發人員說明文件

SurfaceFlinger 會維護下列標記，以控管決定重新整理率的方式：

  • ro.surface_flinger.use_content_detection_for_refresh_rate: 如果未設定影格速率，系統會根據有效圖層決定重新整理率。SurfaceFlinger 會維護啟發式方法，透過查看附加至緩衝區的呈現時間戳記，找出圖層發布緩衝區的平均 FPS。
  • ro.surface_flinger.set_touch_timer_ms：如果 > 0，當使用者觸控螢幕的時間達到設定的逾時時間時，系統會使用預設的重新整理率。這項啟發式做法是為了準備好動畫的預設重新整理率。
  • ro.surface_flinger.set_idle_timer_ms：如果 > 0，當設定的逾時時間內沒有畫面更新時，系統會使用最低更新率。
  • ro.surface_flinger.set_display_power_timer_ms：如果 > 0，則在開啟螢幕時 (或離開微光模式時)，系統會使用預設更新率，直到設定的逾時時間到期為止。

Frame Rate API

影格速率 API 可讓應用程式將預期影格速率告知 Android 平台，適用於目標為 Android 11 的應用程式。如要進一步瞭解影格速率 API，請參閱 developer.android.com 的開發人員說明文件。

開發人員選項

選單中新增了開發人員選項，可切換顯示幕上的疊加層，顯示目前的刷新率。如要使用這項新選項，請依序前往「設定」 >「系統」 >「開發人員選項」 >「顯示更新率」。