סשנים איטיים (משחקים בלבד)

סשן איטי הוא סשן שבו יותר מ-25% מהפריימים הם איטיים. פריימים נחשבים לאיטיים אם הם לא מוצגים תוך פחות מ-50 אלפיות השנייה אחרי הפריימים הקודמים (שווה ל-20 FPS). בנוסף, בתפקוד האפליקציה מדווח מדד שני של סשנים איטיים עם יעד של 34 אלפיות השנייה (שווה ל-30‎ FPS). הנתונים לגבי סשנים איטיים מאפשרים לכם להבין את ביצועי קצב הפריימים במשחק, שמשפיעים על התחושה של המשתמשים לגבי רמת החלקות והדינמיות של המשחק.

בשלב מסוים, מערכת Play תתחיל להרחיק משתמשים ממשחקים שלא משיגים 20‎ FPS בטלפונים שלהם. שימו לב שהמערכת 'תפקוד האפליקציה' מתחילה לעקוב אחרי קצב הפריימים רק אחרי שהמשחק פועל במשך דקה אחת.

מידע נוסף על המדד זמין במרכז העזרה.

איך מודדים FPS ומזהים פריימים איטיים

הפקודה dumpsys surfaceflinger timestats ב-Android מספקת את קצב הפריימים הממוצע ואת ההיסטוגרמה של התזמון present to present לכל השכבות שעוברות רינדור. הזמן present to present של פריים הוא המרווח בין הפריים הנוכחי לפריים הקודם שמוצג. בהמשך מפורטים השלבים לשימוש בפקודה כדי לאסוף את קצב הפריימים של המשחק:

1. מריצים את הפקודה עם הדגלים enable ו-clear כדי להתחיל ללכוד מידע:

   adb shell dumpsys SurfaceFlinger --timestats -clear -enable
   

2. כשמשחקים במשחק מספיק זמן, מריצים שוב את הפקודה עם הדגל dump כדי להעביר מידע:

   adb shell dumpsys SurfaceFlinger --timestats -dump
   

   המידע שמופיע בקובץ ה-dump כולל את סך כל הפריימים והיסטוגרמה של presentToPresent לכל השכבות שעברו עיבוד על ידי SurfaceFlinger. כדי למצוא את הקטע של המשחק, צריך לסנן לפי layerName:

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

   אפשר לחשב את קצב הפריימים האיטי של הסשן על סמך המידע של כל שכבה.

   לדוגמה, אחוז הפריימים האיטיים של 20 FPS = (סכום הערכים מ-54 אלפיות השנייה עד 1,000 אלפיות השנייה) חלקי totalFrames כפול 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
   

   ה-FPS הממוצע של כל שכבה מוצג גם ב-dump:

   ...
   averageFPS = 30.179
   ...
   

3. אחרי איסוף כל המידע, צריך להשבית את timestats באמצעות הדגל disable:

   adb shell dumpsys SurfaceFlinger --timestats -disable
   

סיבות לפריימים איטיים ופתרונות

יכולות להיות הרבה סיבות לכך שפריים מוצג או מעובד על המסך למשך זמן ארוך יותר מהיעד שהוגדר על ידי המפתח. יכול להיות שהמשחק מוגבל על ידי המעבד או המעבד הגרפי, או שהמכשיר מתחמם יתר על המידה ומפעיל מצב תרמי מוגבל, או שיש אי התאמה בין קצב הפריימים של המשחק לבין קצב הרענון של המסך במכשיר.

כדי לפתור את הבעיות האלה ולשפר את הביצועים של המשחק, אפשר להשתמש ב-Android Frame Pacing (Swappy), ב-Vulkan וב-ADPF.

מה זה Swappy

ספריית Frame Pacing ל-Android, שנקראת גם Swappy, היא חלק מספריות AGDK. הספרייה Swappy עוזרת למשחקי OpenGL ו-Vulkan להשיג רינדור חלק וקצב פריימים נכון ב-Android.

קצב התקדמות הפריימים הוא הסנכרון של הלוגיקה של המשחק ושל לולאת העיבוד שלו עם מערכת המשנה של התצוגה של מערכת ההפעלה ועם חומרת התצוגה הבסיסית. מערכת המשנה של התצוגה ב-Android תוכננה כדי למנוע ארטיפקטים חזותיים (שנקראים קריעה) שיכולים להתרחש כשחומרת התצוגה עוברת למסגרת חדשה באמצע עדכון. כדי למנוע את הארטיפקטים האלה, מערכת המשנה של התצוגה:

• מאגרים באופן פנימי פריימים קודמים
• זיהוי של שליחת פריימים באיחור
• חזרה על הצגת פריימים קודמים כשמזוהים פריימים מאוחרים

כך חברת Mir 2 השתמשה ב-Swappy כדי להקטין את שיעור הסשנים האיטיים מ-40% ל-10%

איך משתמשים ב-Swappy בפרויקטים מקוריים

כדי לשלב את ספריית Android Frame Pacing במשחק, אפשר לעיין במדריכים הבאים:

• איך משלבים את Android Frame Pacing במעבד OpenGL
• שילוב של Android Frame Pacing במעבד התצוגה של Vulkan

איך משתמשים ב-Swappy במנוע המשחקים Unity

‫Unity שילבה את התכונה Android Frame Pacing במנוע שלה. כדי להפעיל את התכונה הזו ב-Unity 2019.2 ואילך, מסמנים את התיבה Optimized Frame Pacing (קצב פריימים אופטימלי) בקטע Project Settings > Player > Settings (הגדרות הפרויקט > הגדרות המשחק > הגדרות) עבור Android > Resolution and Presentation (Android > רזולוציה והצגה):

לחלופין, אפשר להפעיל באופן פרוגרמטי את האפשרות 'התאמה אופטימלית של קצב הפריימים' בקוד הלוגיקה כדי לאפשר ל-Unity לחלק את הפריימים באופן שווה, וכך ליצור משחק חלק יותר.

איך משתמשים ב-Swappy במנוע המשחקים Unreal

ב-Unreal מגרסה 4.25 ואילך משולבת ספריית Android Frame Pacing, שהיא חלק מ-Android Game Development Kit. במאמר Mobile Frame Pacing מוסבר איך להפעיל את ספריית Android Frame Pacing ואיך לשלוט ב-Frame Pacing מקוד C++.

מה זה Vulkan

‫Vulkan הוא ממשק API מודרני לגרפיקה תלת-ממדית שפועל בפלטפורמות שונות ומיועד לצמצום ההפשטה בין חומרת הגרפיקה של המכשיר לבין המשחק. ‫Vulkan הוא ממשק ה-API העיקרי לגרפיקה ברמה נמוכה ב-Android, והוא מחליף את OpenGL ES. ‫OpenGL ES עדיין נתמך ב-Android, אבל הוא כבר לא נמצא בפיתוח פעיל של תכונות.

ל-Vulkan יש את היתרונות הבאים לעומת OpenGL ES:

• ארכיטקטורה יעילה יותר עם תקורה נמוכה יותר של המעבד (CPU) במנהל ההתקן של הגרפיקה
• אסטרטגיות אופטימיזציה חדשות לשיפור הביצועים של המעבד
• תכונות גרפיות חדשות שלא זמינות ב-OpenGL ES, כמו ממשקי API ללא קשירה ומעקב אחר קרניים

איך משתמשים ב-Vulkan בפרויקטים מקוריים של Android

ב-Codelab Getting started with Vulkan on Android (תחילת העבודה עם Vulkan ב-Android) מוסבר איך להגדיר את צינור הרינדור של Vulkan ואז לרנדר משולש מסתובב עם טקסטורה על המסך. בעזרת ה-Codelab תוכלו ללמוד איך לרנדר את הגרפיקה של המשחק.

איך משתמשים ב-Vulkan במנוע המשחקים Unity

כדי להפעיל בחירה אוטומטית של מכשירים ב-Unity, פועלים לפי השלבים להגדרת Auto Graphics API.

לחלופין, אפשר להפעיל את Vulkan באופן ידני על ידי השבתת Auto Graphics API והעברת Vulkan למקום הראשון ברשימה Graphics APIs. אם אתם משתמשים ב-Unity 2021.1 או בגרסה קודמת, זו הדרך היחידה להשתמש ב-Vulkan.

אפשר להשתמש ב-VkQuality Unity engine plugin כדי לספק המלצות לגבי Graphics API שבו המשחק צריך להשתמש במכשירים ספציפיים בזמן ההפעלה.

איך משתמשים ב-Vulkan במנוע המשחקים Unreal

כדי להפעיל את ממשק ה-API של גרפיקת Vulkan, עוברים אל Project Settings > Platforms > Android > Build ובוחרים באפשרות Support Vulkan. כשבוחרים באפשרות Support Vulkan וגם באפשרות Support OpenGL ES3.2, ‏ Unreal משתמש ב-Vulkan כברירת מחדל. אם המכשיר לא תומך ב-Vulkan, ‏ Unreal חוזר ל-OpenGL ES 3.2.

אם אתם משתמשים בתכונות ספציפיות של Vulkan שידוע שהן פועלות בצורה לא תקינה במכשירים מסוימים, אתם יכולים להתאים אישית את קובץ BaseDeviceProfile.ini כדי להחריג את המכשירים האלה. במאמר התאמה אישית של פרופילי מכשירים ומדרגיות ב-Android מוסבר איך להתאים אישית את BaseDeviceProfile.ini. יכול להיות שמנהלי התקנים חדשים יתקנו בעיות במכשירים שכבר ידועות, לכן חשוב לעדכן את הקובץ BaseDeviceProfile.ini כדי לקבל את כל האופטימיזציות.

מה זה ADPF

‫Android Dynamic Performance Framework (ADPF) מבצע אופטימיזציה של משחקים על סמך התכונות הדינמיות לניהול טמפרטורה, CPU ו-GPU ב-Android. הדגש הוא על משחקים, אבל אפשר להשתמש בתכונות גם באפליקציות אחרות שדורשות ביצועים גבוהים.

‫ADPF הוא קבוצה של ממשקי API שמאפשרים למשחקים ולאפליקציות עתירות ביצועים ליצור אינטראקציה ישירה יותר עם מערכות החשמל והתרמיות של מכשירי Android. בעזרת ממשקי ה-API האלה, אפשר לעקוב אחרי ההתנהגות הדינמית במערכות Android ולבצע אופטימיזציה של ביצועי המשחק ברמה יציבה שלא גורמת להתחממות יתר של המכשירים.

אלה התכונות העיקריות של ADPF:

• ‫Thermal API: מאפשר לעקוב אחרי מצב הטמפרטורה של המכשיר כדי שהאפליקציה תוכל להתאים את עומס העבודה באופן יזום לפני שהוא יהפוך לבלתי נסבל.
• ‫CPU Performance Hint API: מספק רמזים לביצועים שמאפשרים ל-Android לבחור את הגדרות הביצועים הנכונות (למשל, נקודת הפעולה או הליבה של המעבד) עבור עומס העבודה.
• ‫Game Mode API ו-Game State API: מאפשרים לבצע אופטימיזציה של המשחק על ידי תעדוף מאפיינים של ביצועים או של חיי סוללה, על סמך ההגדרות של המשתמש וההגדרות הספציפיות של המשחק.
• מצב ביצועים קבוע: הפעלת מצב ביצועים קבוע במכשיר במהלך השוואת ביצועים כדי לקבל מדידות שלא משתנות בגלל תזמון דינמי של מעבד.
• מצב חיסכון באנרגיה: מציין לסשן שאפשר לתזמן את השרשורים בסשן של רמז לשיפור הביצועים כך שיינתן עדיפות לחיסכון באנרגיה על פני ביצועים. זמין ב-Android 15 (רמת API‏ 35).

איך משתמשים ב-ADPF בפרויקטים מקוריים של Android

ב-codelab Integrating Adaptability Features Into Your Native Game (שילוב תכונות של התאמה במשחק מקורי), מוסבר איך לשלב תכונות של ADPF במשחק שלכם. אתם יכולים לפעול לפי השלבים בקצב שלכם. בסוף ה-codelab, תסיימו לשלב את התכונות הבאות:

• ‫Thermal API: האזנה לנתוני הטמפרטורה של המכשיר ותגובה לפני שהמכשיר נכנס למצב של ויסות תרמי.
• ‫Game Mode API: מאפשר להבין את העדפות האופטימיזציה של השחקנים (למקסם את הביצועים או לשמור על הסוללה) ולבצע התאמות בהתאם.
• ‫Game State API: מאפשר למערכת לדעת מה הסטטוס של המשחק (טעינה, הפעלה, ממשק משתמש וכו'), והמערכת יכולה להתאים את המשאבים בהתאם (שיפור קלט/פלט, או CPU,‏ GPU וכו').
• ‫Performance Hint API: מאפשר למערכת לדעת מהו מודל ה-threading ועומס העבודה שלכם, כדי שהמערכת תוכל להקצות משאבים בהתאם.

איך משתמשים ב-ADPF במנוע משחקים של Unity

‫Adaptive Performance של Unity הוא כלי למפתחי משחקים שרוצים לבצע אופטימיזציה של המשחקים שלהם במכשירים ניידים, במיוחד עבור המערכת האקולוגית המגוונת של Android. התכונה 'ביצועים דינמיים' מאפשרת למשחק להתאים את עצמו לביצועים ולמאפיינים התרמיים של המכשיר בזמן אמת, וכך להבטיח חוויית משחק חלקה ויעילה.

הספק Adaptive Performance Android מנחה אתכם בשלבים להטמעת ADPF ב-Unity.

איך משתמשים ב-ADPF במנוע המשחק Unreal

1. מורידים את הפלאגין
2. מעתיקים את הפלאגין לתיקיית הפלאגינים של הפרויקט
3. הפעלת התוסף ADPF Unreal Engine בעורך Unreal
4. הפעלה מחדש של Unreal Editor
5. בונים ומבשלים את המשחק

התוסף Android Dynamic Performance Framework‏(ADPF) ל-Unreal Engine מספק ביצועים יציבים ומונע ויסות תרמי. מורידים את הפלאגין מ-GitHub. התוסף הזה משנה תכונות על ידי הגדרת ערכים של מסוף Unreal.