android - 在 Android 上创建无延迟的 2D 游戏循环

Question

我花了一些时间学习如何在 Android anno 2016 上创建 2D 渲染游戏循环。

我想实现以下目标:

• 流畅的动画
• 硬件加速
• 无延迟(60 帧/秒)
• 使用正常 Canvas
• 简单(无 OpenGL)

关于 SurfaceView 的神话:

首先有几个帖子推荐SurfaceView .乍一看，这似乎是个好主意，因为它使用了单独的渲染线程，但事实证明，从 SurfaceHolder 返回的 Canvas 不能是hardware accelerated。 !!在具有 QuadHD (2560x1440) 分辨率的设备上使用带有软件渲染的 SurfaceView 效率极低。

因此我的选择是扩展一个基本 View 并覆盖 onDraw()。为每次更新调用 invalidate()。

流畅的动画:

我的下一个挑战是流畅的动画。事实证明，在 onDraw() 中读取 System.nanoTime() 是一个坏主意，因为它不会以 1/60 秒的间隔被调用，从而在我的 Sprite 上产生不稳定的运动。因此我使用了 Choreographer为我提供每个 VSYNC 的帧时间。这很好用。

目前进展:

我觉得我已经很接近了，但我在旧设备上仍然偶尔会遇到一些延迟。内存使用率非常低，所以我不认为 GC 是幕后黑手……似乎我的回调偶尔会错过/跳转 aoad 帧。

我会发布我的代码，期待您的评论和建议。

import android.content.Context;
import android.graphics.Canvas;
import android.graphics.drawable.Drawable;
import android.support.v4.content.res.ResourcesCompat;
import android.util.AttributeSet;
import android.view.Choreographer;
import android.view.View;

public class MiniGameView extends View implements Choreographer.FrameCallback
{
    private final float mDisplayDensity;

    private long mFrameTime = System.nanoTime();

    private final Drawable mBackground;
    private final Drawable mMonkey;

    public MiniGameView(Context context)
    {
        this(context, null);
    }

    public MiniGameView(Context context, AttributeSet attrs)
    {
        super(context, attrs);

        mDisplayDensity = getResources().getDisplayMetrics().density;

        // Load graphics
        mBackground = ResourcesCompat.getDrawable(getResources(), R.drawable.background, null);
        mMonkey = ResourcesCompat.getDrawable(getResources(), R.drawable.monkey, null);

        Choreographer.getInstance().postFrameCallback(this);
    }

    // Receive time in nano seconds at last VSYNC. Use this frameTime for smooth animations!
    @Override
    public void doFrame(long frameTimeNanos)
    {
        mFrameTime = frameTimeNanos;

        Choreographer.getInstance().postFrameCallback(this);
        invalidate();
    }

    // Draw game here
    @Override
    protected void onDraw(Canvas canvas)
    {
        drawBackground(canvas);
        drawSprites(canvas);
    }

    private void drawBackground(Canvas canvas)
    {
        mBackground.setBounds(0, 0, canvas.getWidth(), canvas.getHeight());
        mBackground.draw(canvas);
    }

    private void drawSprites(Canvas canvas)
    {
        double t = mFrameTime * 0.00000001;

        int width = canvas.getWidth();
        int height = canvas.getHeight();

        for(int i=0;i<8;i++)
        {
            double x = width * (1 + Math.sin(-0.181 * t)) * 0.5;
            double y = height * (1 - Math.cos(0.153 * t)) * 0.5;

            int size = (int)Math.round((80 + 40 * Math.cos(0.2 * t)) * mDisplayDensity);

            drawSprite(canvas, mMonkey, (int) x, (int) y, size, size);

            t += 0.8;
        }
    }

    private void drawSprite(final Canvas canvas, final Drawable sprite, int x, int y, int w2, int h2)
    {
        sprite.setBounds(x - w2, y - h2, x + w2, y + h2);
        sprite.draw(canvas);
    }

}

我还创建了一个系统跟踪 file .

Answer 1

关于 SurfaceView 确实没有“神话”。它是高分辨率快速动画的最佳选择......但你必须使用 OpenGL ES。 Surfaces 上的 Canvas 渲染——SurfaceView、TextureView 等等——不是硬件加速的，并且随着像素数量的增加变得越来越昂贵。

SurfaceView 的一个有用功能是您可以将 Surface 设置为固定大小，并让显示硬件按比例放大。对于某些类型的游戏，这可以产生足够的性能。缩放比例的一个例子是 here ;请注意渲染使用 GLES。

有关游戏循环的一般建议可以在 this appendix 中找到.你似乎在做正确的事情。您可能需要考虑添加一个丢帧计数器，以查看您的动画故障是否与丢帧有关。 (如果 Choreographer 报告的连续时间从 16.7 毫秒跳到 33 毫秒，你就知道你丢了一个。)

追踪动画故障的最佳方法是使用 systrace .这些跟踪可以非常容易地准确查看所有线程在做什么，并确定暂停的因果关系。