一、无用的知识
首先科普无用的知识,说起高刷新率,就不得不提两个词汇 ProMotion 和 LTPO 。 ProMotion 是 iOS 在支持 120hz 之后出现的动态刷新率支持,也就是不同场景使用不同的屏幕刷新率,从而实现体验上提升的同时降低了电池的消耗。
LTPO(low-temperature Polycrystalline oxide) 允许显示器动态改变屏幕刷新率 ,而早在三星S20 Ultra、OPPO Find X3系列、一加 9 Pro 等系列产品上都率先采用了这种显示技术,但是实际上大家在 LTPO 又有不同的技术调教,从而出现了我们后续要聊的问题。
例如 LTPO 1.0 时代可能大部分实现都只是强硬的根据场景锁死 60Hz/120Hz 的刷新率,而 LTPO 2.0 开始各大厂家则是升级了自适应策略,例如最常见的就是升级了滑动变频:
当然,除了最常见的滑动, LTPO 2.0 上厂家可能还会有对动画、视频、文字输入、应用切换等场景进行不同的升频和降频策略,而其实介绍上面这些的原因是:
- 苹果 ProMotion 是基于官方实现的统一方案;
- Android 的 LTPO 是基于供应商硬件后Android OEM 厂家自主调教的实现;
以上部分资料来自《LTPO到底是不是真的省电?-一加LTPO 2.0上手体验》
所以这也造就了 Flutter 需要在 Android 和 iOS 上进行单独适配的主要原因。
二、Android
前面介绍里引用了一加的 LTPO 2.0 实现是有原因的,首先知道自适应屏幕刷新率是 OEM 厂商自主调教,也就是理论上作为 App 是不需要做任何适配,因为跟随 Android 就行,Android 本身也是使用 Skia 渲染。
但是往往事与愿违,在 Flutter 关于 高刷问题 最先被提及的就是一加,那时候基本都引用了 《The OnePlus 7 Pro’s 90Hz Refresh Rate Doesn’t Support Every App 》 这篇文章:
一加 7 Pro 的 90 fps 模式对于某些 App 而言只有 60 fps,要在所有 App 上都强制 90 fps,需要执行
adb shell settings put global oneplus_screen_refresh_rate 0
命令, 相比之下 Pixel 4 无需任何更改就直接可以支持渲染 90 fps 的 Flutter App。
也就是问题最开始是在一加的 90 fps 上不支持,而社区通过和一加的沟通得到的回复是:
一加7 Pro 为了平衡性能和功耗,采用的是基于 Android 定制自己的帧率控制逻辑,一般屏幕会以高帧率工作,但在某些场景下系统会切回到低帧率,而由于引入了这种机制,可能会出现当 App 希望屏幕以高帧率运行时却被系统强制设置为低帧率的问题。
那如何通过 App 设置 fps ? 如果应用程序需要设置帧速率,那首先需要通过
getSupportedModes()
获取目前屏幕支持的模式列表,然后遍历列表,根据找到想要使用的分辨率和刷新率的modeId
,赋值给窗口的preferredDisplayModeId
。
所以基于这个问题修复的方案,社区内提出了 flutter_displaymode 插件,插件主要提供了获取 Display.Mode
和设置 preferredDisplayModeId
的支持,用于临时解决类似 一加7 Pro 上的这种刷新率问题。
/// On OnePlus 7 Pro:
/// #1 1080x2340 @ 60Hz
/// #2 1080x2340 @ 90Hz
/// #3 1440x3120 @ 90Hz
/// #4 1440x3120 @ 60Hz
/// On OnePlus 8 Pro:
/// #1 1080x2376 @ 60Hz
/// #2 1440x3168 @ 120Hz
/// #3 1440x3168 @ 60Hz
/// #4 1080x2376 @ 120Hz
那什么是 PreferredDisplayModeId
?通过官方的 《setframerate-vs-preferreddisplaymodeid》 可以了解:
WindowManager.LayoutParams.preferredDisplayModeId
是 App 向平台设置所需帧率的一种方式,因为有时候 App 只想改变刷新率,但是不需要更改其他显示模式如分辨率等。类似设置还有setFrameRate()
,使用setFrameRate()
代替preferredDisplayModeId
会更简单, 因为setFrameRate()
可以自动匹配显示模式列表里具有特定帧速率的模式。
那为什么不直接用 setFrameRate
?其中之一因为这是一个 Target 很高的 API。
PS:这里和大家介绍一位 Flutter 大佬, 事实上这个 问题 作为 GDE 的 AlexV525 大佬跟进了很久,上面的插件也是他在参与维护,同时也恭喜🎉 大佬获得 Google Open Source Peer Bonus Winners in 2022 的🏆。
但是在安稳一段时间之后,一加 9 pro 上了 LTPO 和 ColorOS,之前的 adb 命令在新来的 ColorOS 上也随之失效,不过不要担心,后续发现这个其实是官方的一个bug,在 ColorOS 11_A.06
版本后修复了该问题,也就是插件还可以继续生效。
而如今两年快过去了,对于此问题还是只能通过插件去临时解决,因为从官方的态度上好像并不是特别支持嵌入这种方式:
- Flutter 应该将刷新率控制交给 OS 处理, Flutter 不应该对单个刷新率去进行 hardcode;
- 处理类似 OEM 厂商问题最好通过插件解决而不是 Flutter Engine ;
在这方面的处理思路和决策感觉和 iOS 差异较大,大概也有平台限制的因素吧。
事实上不同厂商对于 LTPO 的实现逻辑确实差异性很大,比如下图是一加10pro 在 LTPO 渲染是会选择性压缩或者丢弃一些冗余的指令。
我们知道 Flutter 是把 Widget
渲染到 Surface
上,在这点上和使用 SurfaceView
和 OpenGL
实现的 Google Map 很类似,而经过测试 Google Map 在这些设备上,不特殊设置和 Flutter 一样也只能以 60hz 渲染运行。
对于 OEM 厂商,在调教的 LTPO 上有权决定是否允许 App 使用更高的刷新率,即使 App 要求更高的刷新率,这难道又是一个“白名单模式”?
所以如果需要让 Surface
在某些特殊设备支持 90/120 hz 运行,就需要使用 preferredDisplayModeId
或者 setFrameRate
, 同时前提是厂商没有强行锁死帧率。
一些手机厂商,会因为 “驯龙” 和控温的需要,都有自己的“稳帧”策略,甚至强制锁死帧率并且显示假帧率。
而在 #78117 讨论的最终讨论结果就是:Flutter 并不会特别针对这部分厂商去特意做适配,如果需要,你可以通过第三方插件来解决,当然在我的测试中,目前大部分设备的刷新率支持上还是正常。
同时在早期 Flutter 的 IntelliJ 插件也存在 bug ,即使应用程序以 90 fps 运行,Android Studio / IntelliJ 中的 Flutter 插件也会给出 60 fps ,当然这个问题在后续的 #4289 上得到了解决。
额外补充一种情况,厂家通常还会检测
SurfaceView
/TextureView
是否超过屏幕的一半,因为这时候可能代表着你正在看视频或者玩游戏,而这时候可能也会降低帧率。
最后,如果对 Flutter 在 Android 上关于刷新率部分的代码感性起,可以查阅:vsync_waiter.cc 、vsync_waiter_android.cc 、android_display.cc
三、iOS
回到 iOS 上,ProMotion 的支持思路就和原生不大一样,因为在刚推出 ProMotion 时官方就在 《刷新率优化上》 对 ProMotion 的适配提及过:
如果使用的是以下这些默认框架的话,对于这些刷新率的变化 App 而无需进行任何更改:
但是对于 Flutter 而言并没用使用系统所提供的原生控件,所以目前需要在 Info.plist
文件中配置以下参数,从而启用关于 CADisplayLink
和 CAAnimation
上高于 120Hz 的相关支持:
<key>CADisableMinimumFrameDurationOnPhone</key><true/>
而在 Flutter 官方的讨论记录 flutter.dev/go/variable-refresh-rate 和 issue #90675 相关回复里可以看到,官方目前的决策是先使用 #29797 的实现解决,通过调整 vsync_waiter_ios.mm 相关的内容来实现高刷支持:
- (void)setMaxRefreshRateIfEnabled {
NSNumber* minimumFrameRateDisabled =
[[NSBundle mainBundle] objectForInfoDictionaryKey:@"CADisableMinimumFrameDurationOnPhone"];
if (!minimumFrameRateDisabled) {
return;
}
double maxFrameRate = fmax([DisplayLinkManager displayRefreshRate], 60);
double minFrameRate = fmax(maxFrameRate / 2, 60);
if (@available(iOS 15.0, *)) {
display_link_.get().preferredFrameRateRange =
CAFrameRateRangeMake(minFrameRate, maxFrameRate, maxFrameRate);
} else if (@available(iOS 10.0, *)) {
display_link_.get().preferredFramesPerSecond = maxFrameRate;
}
}
- 默认情况下帧率会是设置为 60;
- 在支持 ProMotion 的设备上会设置为显示器支持的最大刷新率;
- 在 iOS 15 及更高版本上,还增加了设置帧率范围,其中 preferred 和 max 均为屏幕支持的最大值,min 为最大值的 1/2;
其实在之前的讨论中还有如 #29692 这种更灵活的实现,也就是探索让 Flutter Engine 根据渲染和使用场景去自己选择当前的帧率,因为社区认为:对于普通用户来说,在不知道平台、性能等的情况下让开发者自己选择正确的刷新并不靠谱,所以通过 Engine 完成适配才是未来的方向。
当然,基于社区里目前迫切地想让 Flutter 得到 120Hz 的能力,所以会暂时优先采用上述的 CADisableMinimumFrameDurationOnPhone
来解决目前的困境,这也是 iOS 官方提倡的方式。
另外值得一提的是,iOS 15.4 上的苹果修复了导致 ProMotion 相关的 bug ,因为在这之前会出现 ProMontion 并不是完全开放第三方支持的诡异情况,而在 iOS 15.4 后, iOS 会自动为 App 中所有自定义动画内容启用120Hz刷新率,所以会出现一个神奇的情况:
- 在 iOS 15.4 上, App 可以兼容得到 120Hz 动画;
- 在 iOS 15.4 之前,部分动画支持 ProMotion;
四、最后
可以看到就目前来说,高刷对于 Flutter 仍旧是一个挑战,作为独立渲染引擎,这也是 Flutter 无法逃避的问题,就目前情况来看:
- 在 Android 上你不需要做任何调整,如果遇到特殊设备或者系统,建议通过 flutter_displaymode 来解决;
- 在 iOS 上你可以添加
CADisableMinimumFrameDurationOnPhone
来粗暴解决,然后等待 #29797 相关内容的合并发布;
最后,如果关于高刷方面你还有什么资料或者想法,欢迎留言评论讨论。