慢会话（仅限游戏）

“慢会话”是 Google Play 管理中心内新增的一项 Android Vitals 指标。慢会话是指有超过 25% 的帧呈现速度缓慢的会话。如果某个帧在前一帧之后的显示时间不超过 50 毫秒（相当于 20 FPS），则认为该帧的呈现速度缓慢。Android Vitals 还会报告第二个目标为 34 毫秒（相当于 30 FPS）的“慢会话”指标。借助“慢会话”，您可以了解游戏的帧速率性能，帧速率会影响游戏带给用户的流畅感。

Play 会在适当情况下减少展示帧速率在用户手机上无法达到 20 FPS 的游戏。请注意，只有在游戏运行一分钟后，Android Vitals 才会开始监控帧速率。

如需详细了解该指标，请访问我们的帮助中心。

图 1. Android Vitals 中的慢会话。

注意 ：“慢会话”指标是根据从 SurfaceFlinger 收集的数据算出的。更具体地说，会话的帧速率是根据应用拥有的 Surface 上绘制的各帧之间的时间差估算得出的。估算帧速率包括由 OpenGL、Vulkan 和 Android 界面工具包渲染的帧。此指标仅适用于游戏。如果您的应用使用基于 View 的界面工具包（其中应用的用户可见部分是从 Canvas 或 View 层次结构绘制的），请参阅呈现速度缓慢

如何衡量 FPS 和检测慢帧

Android dumpsys surfaceflinger timestats 命令为要渲染的所有层提供平均 FPS 和呈现到呈现时间直方图。帧的“呈现到呈现”时间是指绘制当前帧与绘制上一帧之间的时间间隔。如需使用该命令收集游戏的 FPS，请按以下步骤操作：

1. 运行带有 enable 和 clear 标志的命令以开始捕获信息：

   adb shell dumpsys SurfaceFlinger --timestats -clear -enable
   

2. 游戏玩了足够长的时间后，再次运行该命令并使用 dump 标志转储信息：

   adb shell dumpsys SurfaceFlinger --timestats -dump
   

   转储的信息提供由 SurfaceFlinger 渲染的所有图层的总帧数和 presentToPresent 直方图。您必须根据 layerName 进行过滤才能找到游戏的相应版块：

   layerName = SurfaceView[com.google.test/com.devrel.MainActivity]@0(BLAST)#132833
   

   可以根据每个层的信息计算会话的慢帧速率。

   例如，20 FPS 慢帧百分比 =（54 毫秒到 1000 毫秒的值总和）/ totalFrames x 100

   totalFrames = 274
   ...
   presentToPresent histogram is as below:
   0ms=0 1ms=0 2ms=0 3ms=0 4ms=0 5ms=0 6ms=0 7ms=0 8ms=0 9ms=0 10ms=0 11ms=0 12ms=0
   13ms=0 14ms=0 15ms=0 16ms=1 17ms=0 18ms=0 19ms=0 20ms=0 21ms=0 22ms=0 23ms=0
   24ms=0 25ms=0 26ms=0 27ms=0 28ms=0 29ms=0 30ms=0 31ms=0 32ms=0 33ms=269 34ms=0
   36ms=0 38ms=0 40ms=0 42ms=0 44ms=0 46ms=0 48ms=0 50ms=1 54ms=0 58ms=0 62ms=0
   66ms=0 70ms=1 74ms=0 78ms=0 82ms=0 86ms=0 90ms=0 94ms=0 98ms=0 102ms=0 106ms=0
   110ms=0 114ms=0 118ms=0 122ms=0 126ms=0 130ms=0 134ms=0 138ms=0 142ms=0 146ms=0
   150ms=0 200ms=0 250ms=0 300ms=0 350ms=0 400ms=0 450ms=0 500ms=0 550ms=0 600ms=0
   650ms=0 700ms=0 750ms=0 800ms=0 850ms=0 900ms=0 950ms=0 1000ms=0
   

   转储中也会显示每层的平均 FPS：

   ...
   averageFPS = 30.179
   ...
   

3. 收集所有信息后，您应该使用 disable 标志停用统计信息：

   adb shell dumpsys SurfaceFlinger --timestats -disable
   

呈现速度缓慢的原因和解决方案

有很多原因可能会导致帧在屏幕上呈现的时间长于开发者设定的目标时间。游戏可能受限于 CPU/GPU。或者，设备过热并启动了受限热状态。或者，游戏的帧速率与设备的显示刷新率不一致。

使用 Android Frame Pacing (Swappy)、Vulkan 和 ADPF 来解决这些问题，并提高游戏性能。

什么是 Swappy

Android Frame Pacing 库（也称为 Swappy）是 AGDK 库的一部分。Swappy 帮助 OpenGL 和 Vulkan 游戏在 Android 上实现流畅的渲染和正确的帧同步。

帧同步是指游戏的逻辑和渲染循环与操作系统的显示子系统和底层显示硬件之间的同步。Android 显示子系统旨在避免在显示硬件在更新过程中切换到新帧时可能出现的视觉伪影（称为“撕裂”）。为避免这些伪影，显示子系统会执行以下操作：

• 在内部缓冲之前的帧
• 检测延迟帧的提交情况
• 检测到延迟帧时重复显示之前的帧

如何在原生项目中使用 Swappy

请参阅以下指南，将 Android Frame Pacing 库集成到您的游戏中：

• 将 Android Frame Pacing 集成至 OpenGL 渲染程序
• 将 Android Frame Pacing 集成至 Vulkan 渲染程序

如何在 Unity 游戏引擎中使用 Swappy

Unity 已将 Android Frame Pacing 集成到其引擎中。如需在 Unity 2019.2 或更高版本中启用此功能，请依次选择 Project Settings > Player > Settings 下的 Android > Resolution and Presentation，选中 Optimized Frame Pacing 复选框：

图 2. 在 Unity Engine 中启用 Frame Pacing。

或者，您也可以以编程方式在逻辑代码中启用 Optimized Frame Pacing 选项，以允许 Unity 均匀分布帧，以减少帧速率差异，从而打造更流畅的游戏体验。

如何在 Unreal 游戏引擎中使用 Swappy

Unreal 4.25 及更高版本集成了 Android Frame Pacing 库，该库是 Android Game Development Kit 的一部分。Mobile Frame Pacing 一文介绍了如何启用 Android Frame Pacing 库，以及如何通过 C++ 代码控制帧同步。

什么是 Vulkan

Vulkan 是一种现代化跨平台 3D 图形 API，利用它可以最大限度减少设备图形硬件与您游戏之间的抽象处理。Vulkan 是 Android 上的主要底层图形 API，用于取代 OpenGL ES。Android 仍然支持 OpenGL ES，但其功能已不再处于积极开发阶段。

与 OpenGL ES 相比，Vulkan 具有以下优势：

• 采用更高效的架构，图形驱动程序的 CPU 开销更低
• 通过新的优化策略提高了 CPU 性能
• OpenGL ES 中没有的新图形功能，例如无绑定 API 和光线追踪

如何在原生 Android 项目中使用 Vulkan

Android 版 Vulkan 使用入门 Codelab 将指导您设置 Vulkan 渲染流水线，然后在屏幕上渲染一个带纹理的旋转三角形。请使用此 Codelab 来了解如何渲染游戏图形。

如何在 Unity 游戏引擎中使用 Vulkan

如需在 Unity 上启用自动设备选择功能，请按照步骤配置 Auto Graphics API。

图 3. 启用 Unity Auto Graphics API。

或者，您也可以通过停用 Auto Graphics API 来手动启用 Vulkan，并在图形 API 列表中将 Vulkan 设置为最高优先级。如果您使用的是 Unity 2021.1 或更低版本，这是使用 Vulkan 的唯一方式。

图 4. 在 Unity 中手动选择 Vulkan 作为主图形 API。

使用 VkQuality Unity 引擎插件为游戏提供启动时的图形 API 建议，以便在特定设备上使用。

如何在 Unreal 游戏引擎中使用 Vulkan

如需启用 Vulkan 图形 API，请依次前往 Project Settings > Platforms > Android > Build，然后选择 Support Vulkan。如果您同时选择了 Support Vulkan 和 Support OpenGL ES3.2，Unreal 默认使用 Vulkan。如果设备不支持 Vulkan，Unreal 会回退到 OpenGL ES 3.2。

图 5. 在 Unreal Engine 中启用 Vulkan。

如果您使用的是已知在某些设备上行为不佳的特定 Vulkan 功能，则可以自定义 BaseDeviceProfile.ini 文件以排除这些设备。如需了解如何自定义 BaseDeviceProfile.ini，请参阅为 Android 自定义设备配置文件和可伸缩性。由于新的设备驱动程序可能会修复以前已知的不良设备，因此请及时更新 BaseDeviceProfile.ini 文件以获取所有优化。

什么是 ADPF

Android 动态性能框架 (ADPF) 根据 Android 上的动态散热、CPU 和 GPU 管理功能来优化游戏。这些功能侧重于游戏，但也可以用于其他性能密集型应用。

ADPF 是一组 API，可让游戏和性能密集型应用更为直接地与 Android 设备的电源和散热系统进行互动。借助这些 API，您可以监控 Android 系统上的动态行为，并以可持续的方式优化游戏性能，而不会造成设备过热。

以下是主要的 ADPF 功能：

• Thermal API：监控设备的热状态，以便应用在工作负载变得不可持续之前主动调整工作负载。
• CPU Performance Hint API：提供性能提示，以便 Android 为工作负载选择正确的性能设置（例如 CPU 操作点或核心）。
• Game Mode API 和 Game State API：根据用户设置和游戏专用配置，通过确定性能或电池续航时间特征的优先级来实现游戏优化。
• 固定性能模式：在基准测试期间在设备上启用固定性能模式，以获取不会被动态 CPU 时钟更改的测量结果。
• 节能模式：告知会话可以安全地调度“性能提示”会话中的线程，使其优先考虑能效而不是性能。适用于 Android 15（API 级别 35）。

如何在原生 Android 项目中使用 ADPF

将自适应功能集成到原生游戏中 Codelab 将指导您将 ADPF 功能集成到游戏中，并且您可以按照自己的节奏进行操作。完成此 Codelab 后，您将集成以下功能：

• Thermal API：监听设备热条件并在设备进入温控降频状态前做出反应。
• Game Mode API：了解玩家优化偏好设置（最大限度地提高性能或节省电量）并相应地进行调整。
• Game State API：让系统了解游戏的状态（正在加载、玩游戏、界面等），然后系统可以相应地调整资源（提升 I/O 或 CPU、GPU 等）。
• Performance Hint API：告知系统您的线程模型和工作负载，以便系统相应地分配资源。

如何在 Unity 游戏引擎中使用 ADPF

Unity 的 Adaptive Performance 工具适用于希望在移动设备上优化游戏（尤其是针对多样化 Android 生态系统）的游戏开发者。借助自适应性能，您的游戏能够实时适应设备的性能和散热特性，确保提供流畅高效的游戏体验。

Adaptive Performance Android 提供程序指导您完成在 Unity 中实现 ADPF 的步骤。

图 6. 在 Unity Engine 中集成 ADPF。

如何在 Unreal 游戏引擎中使用 ADPF

图 7. 在 Unreal Engine 中集成了 ADPF。

1. 下载插件
2. 将该插件复制到项目插件文件夹中
3. 在 Unreal 编辑器中启用 ADPF Unreal Engine 插件
4. 重新启动 Unreal 编辑器
5. 制作和烹饪游戏

适用于 Unreal Engine 的 Android 动态性能框架(ADPF) 插件可提供稳定的性能，并防止温控降频。从 GitHub 下载该插件。此插件通过设置 Unreal 控制台值来更改功能。