确切的显示时间:requestAnimationFrame的用法和时间线

gas*_*par 5 javascript animation timing requestanimationframe display

我要实现的是检测屏幕上出现某些更改的准确时间(主要是使用Google Chrome浏览器)。例如,我使用显示项目$("xelement").show();或使用进行更改$("#xelement").text("sth new");,然后我想查看Performance.now()到底是什么,当更改以给定的屏幕重新绘制出现在用户的屏幕上时。因此,我完全可以接受任何解决方案-在下文中,我主要指的是requestAnimationFrame(rAF),因为这是应该帮助实现此功能的函数,只是似乎没有实现。见下文。

基本上,正如我所想象的,rAF应该在0-17毫秒内执行其中的所有操作(每当下一帧出现在我的标准60 Hz屏幕上)。此外,timestamp参数应提供此执行时间的值(并且该值基于与performance.now()相同的DOMHighResTimeStamp度量)。

现在,这是我为此进行的众多测试之一:https : //jsfiddle.net/gasparl/k5nx7zvh/31/

function item_display() {
    var before = performance.now();
    requestAnimationFrame(function(timest){
        var r_start = performance.now();
        var r_ts = timest;
        console.log("before:", before);
        console.log("RAF callback start:", r_start);
        console.log("RAF stamp:", r_ts);
        console.log("before vs. RAF callback start:", r_start - before);
        console.log("before vs. RAF stamp:", r_ts - before);
        console.log("")
    });
}
setInterval(item_display, Math.floor(Math.random() * (1000 - 500 + 1)) + 500);
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)

我在Chrome中看到的是:rAF内的函数总是在大约0到3毫秒内执行(从紧接其前的performance.now()开始),最奇怪的是,rAF时间戳与我得到的完全不同rAF内的performance.now()通常比在rAF 之前调用的performance.now()早大约0-17毫秒(但有时在之后0-1毫秒)。

这是一个典型的例子:

before: 409265.00000001397
RAF callback start: 409266.30000001758
RAF stamp: 409260.832 
before vs. RAF callback start: 1.30000000353902
before vs. RAF stamp: -4.168000013974961 
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在Firefox和IE中,情况有所不同。在Firefox中,“在开始之前vs. RAF回调开始”大约是1-3毫秒或大约16-17毫秒。“对RAF戳之前”始终为正,通常在0-3毫秒左右,但有时在3-17毫秒之间。在IE中,两种差异几乎总是在15-18毫秒左右(正值)。这些或多或少与不同的PC相同。但是,当我在手机的Chrome上运行它时,直到那时,这似乎是正确的:“之前对RAF戳”随机在0-17左右,而“ RAF回调开始”总是在几毫秒后。

有关更多信息:这是一个在线响应时间实验,用户使用自己的PC(但是我通常将浏览器限制为Chrome浏览器,因此这是对我真正重要的唯一浏览器)。反复显示各种项目,将响应时间测量为“从显示元素(当人们看到它的那一刻)到按下键的那一刻”,并从记录的响应时间中计算出平均值项目,然后检查差异在某些项目类型之间。这也意味着,只要记录的时间始终沿某个方向偏斜(例如,始终在元素实际出现之前3毫秒)就没关系,只要该偏斜对于每个显示都是一致的即可,因为只有差异真的很重要 1-2 ms的精度将是理想的选择,但是任何可以缓解随机“刷新率噪声”(0-17 ms)的方法都可以。

我还尝试了jQuery.show()回调,但是没有考虑刷新率:https : //jsfiddle.net/gasparl/k5nx7zvh/67/

var r_start;
function shown() {
    r_start = performance.now();
}
function item_display() {
    var before = performance.now();
    $("#stim_id").show(complete = shown())
    var after = performance.now();
    var text = "before: " + before + "<br>callback RT: " + r_start + "<br>after: " + after + "<br>before vs. callback: " + (r_start - before) + "<br>before vs. after: " + (after - r_start)
    console.log("")
    console.log(text)
    $("p").html(text);
    setTimeout(function(){ $("#stim_id").hide(); }, 500);
}
setInterval(item_display, Math.floor(Math.random() * (1000 - 500 + 1)) + 800);
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使用HTML:

<p><br><br><br><br><br></p>
<span id="stim_id">STIMULUS</span>
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解决方案(基于Kaiido的答案)以及有效的显示示例:

function item_display() {
    var before = performance.now();
    requestAnimationFrame(function(timest){
        var r_start = performance.now();
        var r_ts = timest;
        console.log("before:", before);
        console.log("RAF callback start:", r_start);
        console.log("RAF stamp:", r_ts);
        console.log("before vs. RAF callback start:", r_start - before);
        console.log("before vs. RAF stamp:", r_ts - before);
        console.log("")
    });
}
setInterval(item_display, Math.floor(Math.random() * (1000 - 500 + 1)) + 500);
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before: 409265.00000001397
RAF callback start: 409266.30000001758
RAF stamp: 409260.832 
before vs. RAF callback start: 1.30000000353902
before vs. RAF stamp: -4.168000013974961 
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Kai*_*ido 6

您遇到的是 Chrome 错误(甚至两个)。

基本上,当requestAnimationFrame回调池为空时,它们会在当前事件循环结束时直接调用它,而无需按照规范的要求等待实际绘制帧。

要解决此错误,您可以保持一个持续不断的requestAnimationFrame循环,但要注意这会将您的文档标记为“动画”并在您的页面上触发一系列副作用(例如在每次屏幕刷新时强制重绘)。所以我不确定你在做什么,但这样做通常不是一个好主意,我宁愿邀请你只在需要时运行这个动画循环。

let needed = true; // set to false when you don't need the rAF loop anymore

function item_display() {
  var before = performance.now();
  requestAnimationFrame(function(timest) {
    var r_start = performance.now();
    var r_ts = timest;
    console.log("before:", before);
    console.log("RAF callback start:", r_start);
    console.log("RAF stamp:", r_ts);
    console.log("before vs. RAF callback start:", r_start - before);
    console.log("before vs. RAF stamp:", r_ts - before);
    console.log("")
    setTimeout(item_display, Math.floor(Math.random() * (1000 - 500 + 1)) + 500);
  });
}
chromeWorkaroundLoop();
item_display();

function chromeWorkaroundLoop() {
  if (needed) {
    requestAnimationFrame(chromeWorkaroundLoop);
  }
};
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现在,requestAnimationFrame回调在下一次绘制之前触发(实际上在同一个事件循环中),并且 TimeStamp 参数应该代表当前帧的所有主要任务和微任务执行后的时间,在它开始它的“更新渲染”子之前任务(此处为第 9 步)。
[编辑]:然而,这并不是浏览器真正实现的,有关更多详细信息,请参阅此问答

所以它不是你能拥有的最精确的,你是对的,performance.now()在这个回调中使用应该让你更接近实际的绘画时间。

此外,当 Chrome 在这里面临另一个错误时,可能与第一个错误有关,当他们将此 rAF 时间戳设置为...我必须承认我不知道什么...也许是前一个绘画帧的时间戳。

(function() {
let raf_id,
  eventLoopReport = {
    id: 0,
    timeStamp: 0,
    now: 0
  },
  report = {
    nb_of_loops_between_call_and_start: -1,
    mouseClick_timeStamp: 0,
    calling_task: {
        eventLoop: null,
      now: 0
    },
    rAF_task: {
        eventLoop: null,
      now: 0,
      timeStamp: 0
    }
  };
  
startEventLoopCounter();
  
btn.onclick = triggerSingleFrame;


// increments eventLoop_id at every event loop
// (or at least every time our postMessage loop fires)
function startEventLoopCounter() {
  const channel = new MessageChannel()
  channel.port2.onmessage = e => {
    eventLoopReport.id ++;
    eventLoopReport.timeStamp = e.timeStamp;
    eventLoopReport.now = performance.now();
    channel.port1.postMessage('*');
  };
  channel.port1.postMessage('*');
}

function triggerSingleFrame(e) {
  // mouseClick Event should be generated at least the previous event loop, so its timeStamp should be in the past
    report.mouseClick_timeStamp = e.timeStamp;
    const report_calling = report.calling_task;
  report_calling.now = performance.now();
  report_calling.eventLoop = Object.assign({}, eventLoopReport);

    cancelAnimationFrame(raf_id);
  
    raf_id = requestAnimationFrame((raf_ts) => {
    const report_rAF = report.rAF_task;
        report_rAF.now = performance.now();
    report_rAF.timeStamp = raf_ts;
    report_rAF.eventLoop = Object.assign({}, eventLoopReport);
    report.nb_of_loops_between_call_and_start = report_rAF.eventLoop.id - report_calling.eventLoop.id;
    // this should always be positive
    report_el.textContent = "rAF.timeStamp - mouse_click.timeStamp: " +
            (report.rAF_task.timeStamp - report.mouseClick_timeStamp) + '\n\n' +
      // verbose
        JSON.stringify(report, null, 2) ;
  });
}
})();
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)
<button id="btn">flash</button>
<div id="out"></div>
<pre id="report_el"></pre>
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再一次,运行无限 rAF 循环将修复这个奇怪的错误。

因此,您可能想要检查的一件事是可能传入的 requestPostAnimationFrame方法

您可以在 Chrome 中访问它,在chrome:flags. 如果 html 标准接受此方法,我们将允许我们在绘制操作发生立即触发回调。

从那里,您应该离这幅画最近。

var needed = true;
function item_display() {
  var before = performance.now();
  requestAnimationFrame(function() {
    requestPostAnimationFrame(function() {
      var rPAF_now = performance.now();
      console.log("before vs. rPAF now:", rPAF_now - before);
      console.log("");
      setTimeout(item_display, Math.floor(Math.random() * (1000 - 500 + 1)) + 500);
    });
  });
}

if (typeof requestPostAnimationFrame === 'function') {
  chromeWorkaroundLoop();
  item_display();
} else {
  console.error("Your browser doesn't support 'requestPostAnimationFrame' method, be sure you enabled 'Experimental Web Platform features' in chrome:flags");
}

function chromeWorkaroundLoop() {
  if (needed) {
    requestAnimationFrame(chromeWorkaroundLoop);
  }
};
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对于还没有实现这个提议的浏览器,或者如果这个提议从来没有通过规范实现,你可以尝试使用 MessageEvent 对它进行monkeyPatch,这应该是在下一个事件循环中触发的第一件事。但是,由于我们无法知道我们是否已经在 rAF 回调中,除非通过运行无限 rAF 循环,因此无法从 rAF 回调中调用此猴子补丁。

// monkey-patches requestPostAnimationFrame
//!\ Can not be called from inside a requestAnimationFrame callback
function monkeyPatchRequestPostAnimationFrame() {
  console.warn('using a MessageEvent workaround');
  const channel = new MessageChannel();
  const callbacks = [];
  let timestamp = 0;
  let called = false;
  channel.port2.onmessage = e => {
    called = false;
    const toCall = callbacks.slice();
    callbacks.length = 0;
    toCall.forEach(fn => {
      try {
        fn(timestamp);
      } catch (e) {}
    });
  }
  window.requestPostAnimationFrame = function(callback) {
    if (typeof callback !== 'function') {
      throw new TypeError('Argument 1 is not callable');
    }
    callbacks.push(callback);
    if (!called) {
      requestAnimationFrame((time) => {
        timestamp = time;
        channel.port1.postMessage('');
      });
      called = true;
    }
  };
}

if (typeof requestPostAnimationFrame !== 'function') {
  monkeyPatchRequestPostAnimationFrame();
}

var needed = true;

function item_display() {
  var before = performance.now();
  requestPostAnimationFrame(function() {
    var rPAF_now = performance.now();
    console.log("before vs. rPAF now:", rPAF_now - before);
    console.log("");
    setTimeout(item_display, Math.floor(Math.random() * (1000 - 500 + 1)) + 500);
  });
}


chromeWorkaroundLoop();
item_display();

function chromeWorkaroundLoop() {
  if (needed) {
    requestAnimationFrame(chromeWorkaroundLoop);
  }
};
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但是,如果您不关心电池电量消耗并且需要从 rAF 内部调用它,则它是:

// monkey-patches requestPostAnimationFrame
// runs an infinite rAF loop for it to be callable inside rAF
function monkeyPatchRequestPostAnimationFrame() {
  console.warn('using a MessageEvent workaround');
  const channel = new MessageChannel();
  const callbacks = [];
  let timestamp = 0;
  let called = false;
  channel.port2.onmessage = e => {
    const toCall = callbacks.slice();
    callbacks.length = 0;
    toCall.forEach(fn => {
      try {
        fn(timestamp);
      } catch (e) {}
    });
    // loop in here so that we fire after other rAF loops
    requestAnimationFrame(loop);
  };
  function loop(time) {
    timestamp = time;
    channel.port1.postMessage('');
  }
  window.requestPostAnimationFrame = function(callback) {
    if (typeof callback !== 'function') {
      throw new TypeError('Argument 1 is not callable');
    }
    callbacks.push(callback);
  };
  loop();  
}

if (typeof requestPostAnimationFrame !== 'function') {
  monkeyPatchRequestPostAnimationFrame();
}

var needed = true;

function item_display() {
  var before = performance.now();
  requestPostAnimationFrame(function() {
    var rPAF_now = performance.now();
    console.log("before vs. rPAF now:", rPAF_now - before);
    console.log("");
    setTimeout(item_display, Math.floor(Math.random() * (1000 - 500 + 1)) + 500);
  });
}

item_display();
Run Code Online (Sandbox Code Playgroud)