确定安卓屏幕翻转的精确时间

Question

我正在试图确定Android上特定屏幕翻转发生的时间（精度为1毫秒）。Choreographer每次帧翻转时都会触发，但没有办法确定实际显示哪一帧。根据https://source.android.com/devices/graphics/architecture.html，该过程中有几个层次：用户空间缓冲区翻转到三重缓冲队列，再翻转到表面贴图器，最后翻转到硬件。这些层面中的每一个都可能丢失一帧，但目前我只确定了如何监视用户空间缓冲区。是否有办法监视其他缓冲区/翻转（在非Root、非自定义手机上实时）？

我在HTC M8上观察到意外的帧延迟（大约每5分钟1次），但Nexus 7似乎没有这个问题。我使用Cedrus StimTracker（http://cedrus.com/stimtracker/）和Lab Streaming Layer（https://github.com/sccn/labstreaminglayer）通过光电传感器测量延迟。我尝试使用eglPresentationTimeANDROID来控制屏幕翻转的时间，但这并没有解决问题。

请注意，我正在使用ndk，但通常可以使用JNI来访问非ndk功能。

我关心的原因是为了在心理和神经学实验中使用Android，其中1毫秒的精度非常重要。

- Matthew Grivich

Answer 1

就可访问的API而言，听起来您已经找到了相关的部分。如果还没有，请阅读这个stackoverflow项目。

使用Choreographer和外推法，您可以猜测下一个显示刷新将发生的时间。在Android 5.0+设备上使用eglPresentationTimeANDROID()，您可以告诉SurfaceFlinger何时将特定帧发送到显示器。假设SurfaceFlinger正确考虑了所有延迟（例如由“智能”面板添加的额外帧），那么这应该可以获得可靠的时间。

（请记住，时间基于显示器锁存下一帧的时间，而不是下一帧完全出现在显示器上的时间...那里的延迟取决于面板。） Grafika的“scheduled swap”活动使用了这个功能，但听起来您已经很熟悉了。

当显示面板进行切换时，唯一可以通过显示信号来得到通知的方法是从前一帧中dup()显示退役栅栏fd，然后等待它。 SurfaceFlinger中的一些代码会这样做，特别是DispSync会观察退役栅栏以查看软件“VSYNC”是否漂移。没有公共API用于栅栏，用户空间响应时间肯定会超过1ms...通常提前调度比反应更好。您对非root非自定义设备的要求使此变得棘手。如果您大多数情况下看到正确的行为，但偶尔出现错过的情况，最好使用systrace来找出原因。

- fadden

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感谢Fadden。 "使用Choregorapher和外推....使用eglPresentationTimeANDROID()....这应该可以获得可靠的时间。" 这是我做的测试。不幸的是，在HTC M8上它没有产生可靠的时间。典型的延迟随着外推值的增加而改变，所以我知道我正在正确地使用该函数。不幸的是，systrace在HTC M8上无法工作。请参见http://stackoverflow.com/questions/32185412/unable-to-systrace-on-htc-one-m8-lollipop。如果没有更多的工具，我们可能不得不将HTC M8列入不推荐科学列表。 - Matthew Grivich

每个Android设备都是独一无二的。根据您的要求，创建一个白名单可能更安全。如果您特别有动力，可以对M8进行root并安装启用systrace的内核，但有可能会替换导致不稳定的任何组件，这对于该设备来说很好，但有些失去了初衷。 - fadden