Android EGL/OpenGL ES帧率口吃

Question

TL; DR

即使完全没有绘图,似乎也无法在Android设备上的OpenGL ES渲染线程上保持60Hz的更新速率.神秘的尖峰经常出现(在底部的代码中展示),并且我已经做出的每一项努力来弄清楚为什么或如何导致死路一条.使用自定义渲染线程在更复杂的示例中进行计时一直表明eglSwapBuffers()是罪魁祸首,经常在17ms-32ms内出现.救命？

更多细节

这尤其令人讨厌,因为我们项目的渲染要求是屏幕对齐元素,从屏幕的一侧到另一侧以固定的高速率平滑地水平滚动.换句话说,一个平台游戏.从60Hz频繁下降会导致明显的弹跳和晃动,无论是否有基于时间的移动.由于滚动速度较高,因此在30Hz下渲染不是一种选择,这是设计中不可协商的部分.

我们的项目是基于Java的,以最大限度地兼容并使用OpenGL ES 2.0.我们只深入了解NDK,用于API 7-8设备上的OpenGL ES 2.0渲染和API 7设备上的ETC1支持.在它和下面给出的测试代码中,我已经验证了除了日志打印和我无法控制的自动线程之外没有分配/ GC事件.

我在一个使用股票Android类而没有NDK的文件中重新创建了这个问题.下面的代码可以粘贴到Eclipse中创建的新Android项目中,只要您选择API级别8或更高级别,它就可以开箱即用.

该测试已在具有各种GPU和OS版本的各种设备上重现:

• Galaxy Tab 10.1(Android 3.1)
• Nexus S(Android 2.3.4)
• Galaxy S II(Android 2.3.3)
• XPERIA Play(Android 2.3.2)
• Droid Incredible(Android 2.2)
• Galaxy S(Android 2.1-update1)(将API要求降低到7级时)

样本输出(从不到1秒的运行时间收集):

Spike: 0.017554
Spike: 0.017767
Spike: 0.018017
Spike: 0.016855
Spike: 0.016759
Spike: 0.016669
Spike: 0.024925
Spike: 0.017083999
Spike: 0.032984
Spike: 0.026052998
Spike: 0.017372

我一直在追逐这一个并且碰到了一堵砖墙.如果无法获得修复,那么至少可以解释为什么会发生这种情况,以及在具有类似要求的项目中如何克服这一问题的建议将非常感激.

示例代码

package com.test.spikeglsurfview;

import javax.microedition.khronos.egl.EGLConfig;
import javax.microedition.khronos.opengles.GL10;

import android.app.Activity;
import android.opengl.GLSurfaceView;
import android.os.Bundle;
import android.util.Log;
import android.view.LayoutInflater;
import android.view.Window;
import android.view.WindowManager;
import android.widget.LinearLayout;

/**
 * A simple Activity that demonstrates frequent frame rate dips from 60Hz,
 * even when doing no rendering at all.
 * 
 * This class targets API level 8 and is meant to be drop-in compatible with a
 * fresh auto-generated Android project in Eclipse.
 * 
 * This example uses stock Android classes whenever possible.
 * 
 * @author Bill Roeske
 */
public class SpikeActivity extends Activity
{
    @Override
    public void onCreate( Bundle savedInstanceState )
    {
        super.onCreate( savedInstanceState );

        // Make the activity fill the screen.
        requestWindowFeature( Window.FEATURE_NO_TITLE );
        getWindow().setFlags( WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN, 
                              WindowManager.LayoutParams.FLAG_FULLSCREEN );

        // Get a reference to the default layout.
        final LayoutInflater factory = getLayoutInflater();
        final LinearLayout layout = (LinearLayout)factory.inflate( R.layout.main, null );

        // Clear the layout to remove the default "Hello World" TextView.
        layout.removeAllViews();

        // Create a GLSurfaceView and add it to the layout.
        GLSurfaceView glView = new GLSurfaceView( getApplicationContext() );
        layout.addView( glView );

        // Configure the GLSurfaceView for OpenGL ES 2.0 rendering with the test renderer.
        glView.setEGLContextClientVersion( 2 );
        glView.setRenderer( new SpikeRenderer() );

        // Apply the modified layout to this activity's UI.
        setContentView( layout );
    }
}

class SpikeRenderer implements GLSurfaceView.Renderer
{
    @Override
    public void onDrawFrame( GL10 gl )
    {
        // Update base time values.
        final long  timeCurrentNS = System.nanoTime();
        final long  timeDeltaNS = timeCurrentNS - timePreviousNS;
        timePreviousNS = timeCurrentNS;

        // Determine time since last frame in seconds.
        final float timeDeltaS = timeDeltaNS * 1.0e-9f;

        // Print a notice if rendering falls behind 60Hz.
        if( timeDeltaS > (1.0f / 60.0f) )
        {
            Log.d( "SpikeTest", "Spike: " + timeDeltaS );
        }

        /*// Clear the screen.
        gl.glClear( GLES20.GL_COLOR_BUFFER_BIT );*/
    }

    @Override
    public void onSurfaceChanged( GL10 gl, int width, int height )
    {
    }

    @Override
    public void onSurfaceCreated( GL10 gl, EGLConfig config )
    {
        // Set clear color to purple.
        gl.glClearColor( 0.5f, 0.0f, 0.5f, 1.0f );
    }

    private long timePreviousNS = System.nanoTime();
}

Answer 1

您自己没有绑定帧速率。所以它是受CPU约束的。

这意味着当 CPU 无事可做时，它会运行得很快，而当 CPU 正在做其他事情时，它会运行得较慢。

您的手机上正在运行其他内容，这有时会占用游戏的 CPU 时间。垃圾收集器也会这样做，尽管不会像以前那样冻结您的游戏（因为它现在在单独的线程中运行）

您会在正常使用的任何多道程序操作系统上看到这种情况发生。这不仅仅是 Java 的错。

我的建议：如果需要恒定的比特率，请将帧速率绑定到较低的值。提示：混合使用 Thread.sleep() 和忙等待（while 循环），因为睡眠可能会超过所需的等待时间。