Kecepatan frame

API kecepatan frame memungkinkan aplikasi memberi tahu platform Android tentang frame yang diinginkan dan tersedia di aplikasi yang menargetkan Android 11 (level API 30) atau yang lebih tinggi. Biasanya, sebagian besar perangkat hanya mendukung kecepatan refresh layar tunggal, biasanya 60 Hz, tetapi ini telah berubah. Sekarang banyak perangkat mendukung kecepatan refresh, seperti 90 Hz atau 120 Hz. Beberapa perangkat mendukung kecepatan refresh yang lancar {i>switch<i}, sementara yang lain menampilkan layar hitam sebentar, biasanya berlangsung beberapa detik.

Tujuan utama API ini adalah agar aplikasi dapat memanfaatkan semuanya dengan lebih baik kecepatan refresh tampilan yang didukung. Misalnya, aplikasi yang memutar video 24 Hz yang memanggil setFrameRate() dapat menyebabkan perangkat mengubah tampilan kecepatan refresh dari 60 Hz hingga 120 Hz. Kecepatan refresh baru ini memungkinkan kelancaran dan Pemutaran bebas judder untuk video 24Hz, tanpa perlu pulldown 3:2 seperti yang yang diperlukan untuk memutar video yang sama pada layar 60 Hz. Ini menghasilkan pengguna yang lebih baik pengalaman yang lancar bagi developer.

Penggunaan dasar

Android mengekspos beberapa cara untuk mengakses dan mengontrol platform, sehingga ada beberapa versi setFrameRate() API. Setiap versi API menggunakan parameter yang sama dan bekerja sama dengan yang lain:

Aplikasi tidak perlu mempertimbangkan kecepatan refresh layar aktual yang didukung, yang dapat diperoleh dengan memanggil Display.getSupportedModes(), untuk memanggil setFrameRate() dengan aman. Misalnya, meskipun perangkat hanya mendukung 60 Hz, panggil setFrameRate() dengan kecepatan frame yang disukai aplikasi Anda. Perangkat yang tidak memiliki kecocokan yang lebih baik untuk kecepatan frame aplikasi akan tetap digunakan kecepatan refresh tampilan saat ini.

Untuk melihat apakah panggilan ke setFrameRate() menyebabkan perubahan pada pemuatan ulang tampilan memberi rating, mendaftar notifikasi perubahan tampilan dengan memanggil DisplayManager.registerDisplayListener() atau AChoreographer_registerRefreshRateCallback().

Saat memanggil setFrameRate(), sebaiknya teruskan kecepatan frame yang tepat, bukan pembulatan ke bilangan bulat. Misalnya, saat merender video yang direkam pada 29,97Hz, teruskan 29,97, bukan dibulatkan ke 30.

Untuk aplikasi video, parameter kompatibilitas yang diteruskan ke setFrameRate() harus disetel kepada Surface.FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE guna memberikan petunjuk tambahan untuk platform Android tempat aplikasi akan menggunakan pulldown untuk beradaptasi dengan menampilkan kecepatan refresh (yang akan menyebabkan judder).

Dalam beberapa skenario, platform video akan berhenti mengirimkan frame, tetapi akan tetap ada terlihat di layar selama beberapa waktu. Skenario umum mencakup saat pemutaran mencapai akhir video atau saat pengguna menjeda pemutaran. Dalam kasus ini, panggil setFrameRate() dengan parameter kecepatan frame yang disetel ke 0 untuk menghapus pengaturan kecepatan frame kembali ke nilai default. Menghapus setelan kecepatan frame seperti ini tidak diperlukan saat menghancurkan permukaan, atau ketika permukaan disembunyikan karena pengguna beralih ke aplikasi lain. Hapus kecepatan frame setelan hanya saat permukaannya tetap terlihat tanpa digunakan.

Tombol kecepatan frame tidak mulus

Di beberapa perangkat, pengalihan kecepatan refresh dapat menyebabkan gangguan visual seperti warna hitam layar selama satu atau dua detik. Hal ini biasanya terjadi pada dekoder, panel TV, dan perangkat serupa. Secara default, framework Android tidak beralih mode saat Surface.setFrameRate() API dipanggil untuk menghindari gangguan visual tersebut.

Beberapa pengguna lebih menyukai gangguan visual di awal dan video yang lebih panjang. Ini memungkinkan kecepatan refresh layar untuk mencocokkan kecepatan frame video, dan menghindari artefak konversi kecepatan frame seperti 3:2 judder pulldown untuk pemutaran film.

Karena alasan ini, pengalihan kecepatan refresh yang tidak mulus dapat diaktifkan jika keikutsertaan pengguna dan aplikasi:

Sebaiknya selalu gunakan CHANGE_FRAME_RATE_ALWAYS untuk video berdurasi lama seperti film. Hal ini karena manfaat pencocokan kecepatan frame video lebih besar daripada gangguan yang terjadi saat mengubah kecepatan refresh.

Rekomendasi tambahan

Ikuti rekomendasi berikut untuk skenario umum.

Beberapa platform

Platform Android dirancang untuk menangani skenario dengan benar ketika beberapa platform dengan setelan kecepatan frame yang berbeda. Jika aplikasi memiliki beberapa dengan kecepatan frame berbeda, panggil setFrameRate() dengan kecepatan frame untuk setiap permukaan. Meskipun perangkat menjalankan beberapa aplikasi pada sekali, menggunakan layar terpisah atau mode gambar-dalam-gambar, setiap aplikasi dapat memanggil setFrameRate() untuk platformnya sendiri.

Platform tidak berubah ke kecepatan frame aplikasi

Bahkan jika perangkat mendukung kecepatan frame yang ditentukan aplikasi dalam panggilan untuk setFrameRate(), ada kasus saat perangkat tidak dapat mengalihkan layar ke kecepatan refresh tersebut. Misalnya, platform dengan prioritas yang lebih tinggi mungkin memiliki pengaturan kecepatan frame, atau perangkat mungkin dalam mode penghemat baterai (menyetel pembatasan kecepatan refresh layar untuk menghemat baterai). Aplikasi harus tetap bekerja dengan benar ketika perangkat tidak mengalihkan kecepatan refresh layar ke pengaturan kecepatan bingkai aplikasi, meskipun perangkat beralih dalam kondisi normal situasi.

Aplikasi dapat menentukan cara merespons saat kecepatan refresh tampilan tidak sesuai dengan kecepatan frame aplikasi. Untuk video, kecepatan frame adalah tetap video sumber, dan pulldown akan diperlukan untuk menampilkan konten video. J game dapat memilih untuk mencoba berjalan pada kecepatan refresh tampilan, tetap dengan kecepatan frame yang diinginkan. Aplikasi tidak boleh mengubah nilai diteruskan ke setFrameRate() berdasarkan fungsi platform. Nilainya harus tetap disetel ke kecepatan frame pilihan aplikasi, terlepas dari cara aplikasi menangani kasus saat platform tidak menyesuaikan dengan permintaan aplikasi. Dengan begitu, jika perangkat perubahan kondisi untuk memungkinkan kecepatan refresh tampilan tambahan digunakan, memiliki informasi yang benar untuk beralih ke {i>frame<i} pilihan aplikasi besar.

Jika aplikasi tidak atau tidak dapat berjalan pada kecepatan refresh layar, aplikasi harus menentukan stempel waktu presentasi untuk setiap {i>frame<i}, menggunakan salah satu mekanisme platform ini untuk menyetel stempel waktu presentasi:

Menggunakan stempel waktu ini juga akan menghentikan platform untuk menampilkan bingkai aplikasi lebih awal, yang akan menyebabkan Anda tidak perlu bertele-tele. Penggunaan frame yang benar stempel waktu presentasi sedikit rumit. Untuk game, lihat panduan kecepatan frame untuk info selengkapnya tentang menghindari goyang, dan pertimbangkan untuk menggunakan Library Android Frame Pacing.

Pada beberapa kasus, platform dapat beralih ke beberapa kecepatan frame aplikasi yang ditentukan dalam setFrameRate(). Misalnya, aplikasi dapat memanggil setFrameRate() dengan 60 Hz dan perangkat dapat mengalihkan layar ke 120 Hz. Salah satu alasan ini mungkin adalah jika aplikasi lain memiliki permukaan dengan pengaturan kecepatan frame 24 Hz. Di beberapa dalam hal ini, menjalankan layar pada 120Hz akan memungkinkan permukaan 60Hz dan 24 Hz untuk dijalankan tanpa perlu pulldown.

Saat layar berjalan pada beberapa kecepatan frame aplikasi, aplikasi harus menentukan stempel waktu presentasi untuk setiap {i>frame<i} untuk menghindari judder. Untuk game, library Android Frame Pacing berguna untuk pengaturan waktu presentasi {i>frame<i}.

setFrameRate() vs PreferredDisplayModeId

WindowManager.LayoutParams.preferredDisplayModeId adalah cara lain bagi aplikasi untuk menunjukkan kecepatan {i>frame<i} mereka ke platform. Agak besar aplikasi hanya ingin mengubah kecepatan refresh tampilan, bukan mengubah pengaturan mode tampilan, seperti resolusi tampilan. Secara umum, gunakan setFrameRate(), bukan preferredDisplayModeId. setFrameRate() lebih mudah digunakan karena aplikasi tidak perlu mencari melalui daftar mode tampilan untuk menemukan mode dengan kecepatan frame tertentu.

setFrameRate() memberi platform lebih banyak peluang untuk memilih aplikasi yang kompatibel kecepatan frame dalam skenario di mana ada beberapa platform yang berjalan pada kecepatan frame yang berbeda. Misalnya, perhatikan skenario di mana dua aplikasi berjalan dalam mode layar terpisah di Pixel 4, dengan satu aplikasi memutar video 24 Hz dan tampilan lainnya menampilkan daftar yang dapat di-scroll kepada pengguna. Pixel 4 mendukung dua kecepatan refresh layar: 60 Hz dan 90 Hz. Dengan menggunakan preferredDisplayModeId API, permukaan video dipaksa untuk memilih 60Hz atau 90Hz. Dengan memanggil setFrameRate() dengan 24 Hz, permukaan video memberikan lebih banyak hal kepada platform informasi tentang kecepatan frame video sumber, sehingga platform dapat pilih 90Hz untuk kecepatan refresh layar, yang lebih baik dari 60Hz yang lebih besar.

Namun, ada beberapa skenario saat preferredDisplayModeId harus digunakan bukan setFrameRate(), seperti berikut:

  • Jika aplikasi ingin mengubah resolusi atau pengaturan mode tampilan lainnya, gunakan preferredDisplayModeId.
  • Platform hanya akan beralih mode tampilan sebagai respons terhadap panggilan ke setFrameRate() jika tombol mode ringan dan kecil kemungkinannya terlihat jelas oleh pengguna. Jika aplikasi memilih untuk mengalihkan refresh layar tetap kecepatannya meskipun memerlukan tombol mode berat (misalnya, di Android TV perangkat), gunakan preferredDisplayModeId.
  • Aplikasi yang tidak dapat menangani tampilan yang berjalan pada beberapa frame aplikasi kecepatan, yang memerlukan pengaturan stempel waktu presentasi pada setiap {i>frame<i}, harus gunakan preferredDisplayModeId.

setFrameRate() vs PreferredRefreshRate

WindowManager.LayoutParams#preferredRefreshRate menyetel kecepatan frame yang diinginkan di jendela aplikasi, dan kecepatan tersebut berlaku ke semua permukaan di dalam jendela. Aplikasi harus menentukan preferensinya kecepatan frame tanpa memperhatikan kecepatan refresh yang didukung perangkat, mirip dengan setFrameRate(), untuk memberikan penjadwal petunjuk yang lebih baik tentang tujuan aplikasi kecepatan frame.

preferredRefreshRate diabaikan untuk Platform yang menggunakan setFrameRate(). Di beberapa gunakan setFrameRate() secara umum jika memungkinkan.

PreferredRefreshRate vs PreferredDisplayModeId

Jika aplikasi hanya ingin mengubah kecepatan refresh pilihan, sebaiknya gunakan preferredRefreshRate, bukan preferredDisplayModeId.

Menghindari terlalu sering memanggil setFrameRate()

Meskipun performa panggilan setFrameRate() tidak terlalu mahal, aplikasi harus menghindari memanggil setFrameRate() setiap frame atau beberapa kali per kedua. Panggilan ke setFrameRate() kemungkinan akan mengakibatkan perubahan pada kecepatan refresh tampilan, yang dapat mengakibatkan penurunan frame selama transisi. Anda harus mencari tahu kecepatan frame yang benar sebelumnya dan setFrameRate() sekali.

Penggunaan untuk game atau aplikasi non-video lainnya

Meskipun video adalah kasus penggunaan utama untuk setFrameRate() API, video dapat digunakan untuk aplikasi lain. Misalnya, game yang tidak dimaksudkan untuk berjalan lebih tinggi dari 60 Hz (untuk mengurangi penggunaan daya dan mencapai sesi bermain yang lebih lama) dapat memanggil Surface.setFrameRate(60, Surface.FRAME_RATE_COMPATIBILITY_DEFAULT). Di sini cara, perangkat yang berjalan pada 90 Hz secara {i>default<i} akan berjalan pada 60 Hz sementara game aktif, yang akan menghindari judder yang akan terjadi jika game berlari pada 60 Hz sementara layar berjalan pada 90 Hz.

Penggunaan FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE

FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE hanya ditujukan untuk aplikasi video. Sebagai penggunaan non-video, gunakan FRAME_RATE_COMPATIBILITY_DEFAULT.

Memilih strategi untuk mengubah kecepatan frame

  • Kami sangat merekomendasikan agar aplikasi, saat menampilkan video berdurasi panjang seperti film, panggil setFrameRate(fps, FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE, CHANGE_FRAME_RATE_ALWAYS) di mana fps adalah kecepatan frame video.
  • Sebaiknya jangan aplikasi yang memanggil setFrameRate() dengan CHANGE_FRAME_RATE_ALWAYS saat pemutaran video diperkirakan akan berlangsung selama beberapa menit atau kurang.

Contoh integrasi untuk aplikasi pemutaran video

Sebaiknya lakukan langkah-langkah berikut untuk mengintegrasikan tombol kecepatan refresh di aplikasi pemutaran video:

  1. Tentukan changeFrameRateStrategy:
    1. Jika memutar video berdurasi panjang seperti film, gunakan MATCH_CONTENT_FRAMERATE_ALWAYS
    2. Jika memutar video singkat seperti cuplikan gerak, gunakan CHANGE_FRAME_RATE_ONLY_IF_SEAMLESS
  2. Jika changeFrameRateStrategy adalah CHANGE_FRAME_RATE_ONLY_IF_SEAMLESS , lanjutkan ke langkah 4.
  3. Mendeteksi apakah pengalihan kecepatan refresh yang tidak lancar akan terjadi dengan memeriksa bahwa kedua fakta ini benar:
    1. Peralihan mode yang mulus tidak dimungkinkan dari kecepatan refresh saat ini (mari kita sebut saja C) dengan kecepatan frame video (sebut V). Hal ini akan akan terjadi jika C dan V berbeda dan Display.getMode().getAlternativeRefreshRates tidak berisi kelipatan V.
    2. Pengguna telah memilih untuk ikut serta dalam perubahan kecepatan refresh yang tidak lancar. Anda dapat mendeteksi ini dengan memeriksa apakah DisplayManager.getMatchContentFrameRateUserPreference menampilkan MATCH_CONTENT_FRAMERATE_ALWAYS
  4. Jika peralihan lancar, lakukan hal berikut:
    1. Panggil setFrameRate dan meneruskan fps, FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE, dan changeFrameRateStrategy, dengan fps adalah kecepatan frame video.
    2. Mulai pemutaran video
  5. Jika perubahan mode yang tidak lancar akan terjadi, lakukan hal berikut:
    1. Tampilkan UX untuk memberi tahu pengguna. Perhatikan bahwa kami sarankan Anda menerapkan cara untuk pengguna untuk menutup UX ini dan melewati penundaan tambahan di langkah 5.d. Ini adalah karena penundaan yang kami rekomendasikan lebih besar dari yang diperlukan pada layar yang menunjukkan waktu peralihan yang lebih cepat.
    2. Panggil setFrameRate dan meneruskan fps, FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE, dan CHANGE_FRAME_RATE_ALWAYS, dengan fps adalah kecepatan frame video.
    3. Tunggu hingga onDisplayChanged .
    4. Tunggu 2 detik sampai peralihan mode selesai.
    5. Mulai pemutaran video

Kode semu untuk hanya mendukung peralihan yang lancar adalah sebagai berikut:

SurfaceControl.Transaction transaction = new SurfaceControl.Transaction();
transaction.setFrameRate(surfaceControl,
    contentFrameRate,
    FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE,
    CHANGE_FRAME_RATE_ONLY_IF_SEAMLESS);
transaction.apply();
beginPlayback();

Kode semu untuk mendukung peralihan yang lancar dan tidak lancar seperti yang dijelaskan di atas adalah sebagai berikut:

SurfaceControl.Transaction transaction = new SurfaceControl.Transaction();
if (isSeamlessSwitch(contentFrameRate)) {
  transaction.setFrameRate(surfaceControl,
      contentFrameRate,
      FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE,
      CHANGE_FRAME_RATE_ONLY_IF_SEAMLESS);
  transaction.apply();
  beginPlayback();
} else if (displayManager.getMatchContentFrameRateUserPreference()
      == MATCH_CONTENT_FRAMERATE_ALWAYS) {
  showRefreshRateSwitchUI();
  sleep(shortDelaySoUserSeesUi);
  displayManager.registerDisplayListener(…);
  transaction.setFrameRate(surfaceControl,
      contentFrameRate,
      FRAME_RATE_COMPATIBILITY_FIXED_SOURCE,
      CHANGE_FRAME_RATE_ALWAYS);
  transaction.apply();
  waitForOnDisplayChanged();
  sleep(twoSeconds);
  hideRefreshRateSwitchUI();
  beginPlayback();
}