第一部分：FrameTime

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FrameTime 的定義：兩幀畫面間隔耗時(shí)(也可簡(jiǎn)單認(rèn)為單幀渲染耗時(shí))。

對(duì)于FrameTime和卡頓是否有關(guān)聯(lián)？請(qǐng)看下圖的案例圖示：

    從圖中可看出畫面中B幀在GPU渲染耗時(shí)(幀生成時(shí)間)大于顯示器刷新間隔,占用兩次顯示器刷新耗時(shí)。也就是說(shuō)有一次畫面沒(méi)刷新。當(dāng)出現(xiàn)多次沒(méi)有畫面刷新(也就是說(shuō)畫面沒(méi)變化)，則可能是一次卡頓。

從這里就得出結(jié)論：玩家用戶真正看到的是屏幕新畫面刷新間隔時(shí)間，而不是eglSwapbuffers-GPU渲染完成(并未有提交屏幕顯示)間隔時(shí)間。所以后面所提到Frametime統(tǒng)統(tǒng)指的是屏幕Display-Frametime。

PerfDog工具優(yōu)點(diǎn)：PerfDog統(tǒng)計(jì)的FPS和Frametime都是用戶看到的屏幕Display新畫面真實(shí)刷新FPS和幀耗時(shí)。所以大家可以直接通過(guò)Frametime來(lái)判斷測(cè)試過(guò)程中是否出現(xiàn)卡頓。

第二部分：FPS

FPS的定義：幀率（1秒內(nèi)平均畫面刷新次數(shù)）。

平均幀 率:傳統(tǒng)常說(shuō)的FPS，1秒內(nèi)平均畫面刷新次數(shù)。

瞬時(shí)幀率 :單幀耗時(shí)FrameTime算出來(lái)實(shí)時(shí)FPS，每一幀畫面刷新耗時(shí)換算出的實(shí)時(shí)幀率。

畫面渲染流程圖如下，每一幀F(xiàn)rameTime。

PerfDog統(tǒng)計(jì)幀率及FrameTime如下圖：

FPS幀率與卡頓是否有關(guān)系？我們分為Andriod和ios兩個(gè)場(chǎng)景去進(jìn)一步了解：

iOS端

    蘋果WDDC18年開(kāi)發(fā)者大會(huì)

①     FramePacing

比如下面兩個(gè)游戲畫面,左邊的試圖以60幀運(yùn)行,但實(shí)際只能達(dá)到40幀;右邊的則持續(xù)穩(wěn)定在30幀運(yùn)行:

    上圖左邊幀率高,反而看起來(lái)有一卡一頓的現(xiàn)象,這就是Micro Stuttering(微型口吃)導(dǎo)致的,左邊FrameTime如下圖：

    通過(guò)FrameTime可以看出，左邊高幀率FPS=40幀率中出現(xiàn)一次FrameTim>=117ms，理論平均FrameTime=25ms。所以非均勻渲染，雖然幀率高達(dá)40，但依然覺(jué)得非?？?。

右邊低幀率30幀運(yùn)行FrameTime如下圖：

從上面FrameTime可以看出，幀率FPS=30，F(xiàn)rameTime均勻?yàn)?3ms，畫面會(huì)非常平滑。

總結(jié)：幀率高，未必流暢。

Android端

    測(cè)試系統(tǒng)版本：Android4.4

①     流暢度機(jī)制-黃油計(jì)劃(Jank)

Google Jank 計(jì)算思路：考慮視覺(jué)慣性，以硬件vsync時(shí)間間隔，連續(xù)1次vsync沒(méi)有新畫面刷新，則認(rèn)為是一次卡頓，也就是說(shuō)下一次vsync時(shí)間點(diǎn)沒(méi)有新畫面刷新，則認(rèn)為是一次Jank。

第三部分：流暢度

流暢度與卡頓的關(guān)聯(lián)可以用以下的流程圖來(lái)大致展示：

    流暢度影響卡頓。這個(gè)可以簡(jiǎn)單的理解為視覺(jué)慣性和電影幀這兩個(gè)方面：

1、視覺(jué)慣性

    視覺(jué)預(yù)期幀率，用戶潛意識(shí)里認(rèn)為下幀也應(yīng)該是當(dāng)前幀率刷新比如一直60幀，用戶潛意識(shí)里認(rèn)為下幀也應(yīng)該是60幀率。刷新一直是25幀，用戶潛意識(shí)里認(rèn)為下幀也應(yīng)該是25幀率。但是刷新如果是60幀一下跳變?yōu)?5幀，擾亂用戶視覺(jué)慣性。這個(gè)時(shí)候就會(huì)出現(xiàn)用戶體驗(yàn)的卡頓感。

2、電影幀

    電影幀率(18-24)，一般是24幀。電影幀單幀耗時(shí)：1000ms/24=40ms。電影幀率是一個(gè)臨界點(diǎn)。低于這個(gè)幀率，人眼基本能感覺(jué)畫面不連續(xù)性，也就是感覺(jué)到了卡頓。

第四部分：PerfDog-Jank

    PerfDog Jank 計(jì)算思路：考慮視覺(jué)慣性，假設(shè)以前三幀的平均幀耗時(shí)為參考，作為vsync時(shí)間間隔，連續(xù)兩次vsync沒(méi)有新渲染畫面刷新，則認(rèn)為是一次潛在卡頓，也就是說(shuō)下一幀耗時(shí)大于前三幀平均幀耗時(shí)2倍，則認(rèn)為一次潛在卡頓。同時(shí)單幀耗時(shí)滿足大于兩倍電影幀耗時(shí)1000ms/24*2 (由于人眼低于24幀才能辨別畫面不連續(xù)性)，則認(rèn)為是一次真正卡頓。同時(shí)若單幀耗時(shí)大于3倍電影幀耗時(shí)，則認(rèn)為是一次嚴(yán)重卡頓。

注解：為什么是兩次vsync？GPU一般是3重緩沖buffer，當(dāng)前幀已占用一個(gè)buffer，即剩余2緩沖buffer，人眼一般可容忍2幀延遲。

    為什么是兩幀電影幀耗時(shí)？低于24幀畫面，人眼就能感知到畫面不連續(xù)性，電影一般都是24幀。即電影幀耗時(shí)1000ms/24=41.67ms，兩幀電影幀耗時(shí)也就是41.67ms*2，三幀電影幀耗時(shí)是41.67ms*3。

PerfDog Jank計(jì)算方法：

同時(shí)滿足兩條件，則認(rèn)為是一次卡頓Jank.

①Display FrameTime>前三幀平均耗時(shí)2倍。

②Display FrameTime>兩幀電影幀耗時(shí) (1000ms/24*2=84ms)。

同時(shí)滿足兩條件，則認(rèn)為是一次嚴(yán)重卡頓BigJank.

①Display FrameTime >前三幀平均耗時(shí)2倍。

②Display FrameTime >三幀電影幀耗時(shí)(1000ms/24*3=125ms)。

Google-Jank如圖：

PerfDog-Jank如圖：

真實(shí)測(cè)試FrameTime計(jì)算Jank，如下圖：

PerfDog-Jank如圖：

備注：幀率低，并不是頓卡，如幀率都是只有幾幀了，還有什么頓卡而言？

目前主流游戲?qū)Ρ菾ank如下：

PerfDog-web平臺(tái)

第五部分：影響

    從前面的知識(shí)了解到FrameTime、FPS、流暢度和Jank之間的緊密聯(lián)系后，就可以順其自然得出我們的結(jié)論：APP和游戲到底需不需要關(guān)注Jank卡頓呢？答案是需要的，并且還是重點(diǎn)關(guān)注！理由如下：

游戲方面

游戲流暢度是最影響用戶體驗(yàn)的，所以需要重點(diǎn)關(guān)注FPS和Jank。

備注：比如游戲中已預(yù)知的卡頓，如新UI彈出等造成卡頓，可認(rèn)為是干擾，需要剔除，不應(yīng)算在Jank，可通過(guò)web云上，框選右鍵刪除干擾數(shù)據(jù)。

APP方面

APP也需要關(guān)注FPS及Jank。只是需要區(qū)分使用場(chǎng)景，如：

1)     靜態(tài)頁(yè)面窗口

只需關(guān)注FPS，理論FPS應(yīng)該為0，否則，說(shuō)明有冗余刷新，容易引起手機(jī)發(fā)熱及耗電。

2)     有滾動(dòng)動(dòng)畫頁(yè)面窗口

只需關(guān)注FPS，F(xiàn)PS處于合適值即可，無(wú)需高頻刷新。

3)     快速滑動(dòng)頁(yè)面窗口。

需要關(guān)注FPS和Jank。手機(jī)交互靈敏度就是來(lái)源于此，Android系統(tǒng)才出黃油計(jì)劃Jank。一般滑動(dòng)狀態(tài)下，幀率越高越好，Jank越小越好。

4)     播放視頻頁(yè)面窗口。

需要關(guān)注FPS和Jank，視頻卡頓直接影響用戶。視頻一般幀率18-24幀，Jank=0。比如微信播放視頻、視頻播放器等。

    通過(guò)這五部分的講解，相信大家可以清楚的了解Jank卡頓對(duì)于APP&游戲的重要，以及其關(guān)注的側(cè)重點(diǎn)，PerfDog正是是致力于為游戲&應(yīng)用提升品質(zhì)。

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